内容正文:
生物与环境
第九单元
专题加强9 食物链(网)的构建及能量流动的相关计算
加强点1 根据各类信息构建食物链(网)的方法
1.依据捕食关系曲线构建
根据先上升先下降者为被捕食者,后上升后下降者为捕食者,可以确定图1中食物链为C→B→A。
2.根据所含能量(生物量)构建
(1)分析依据:根据相邻营养级间能量传递效率为10%~20%,可推测能量相差在5倍以内,很可能为同一营养级。
(2)分析结果:
图2生物可形成一条食物链:丙→甲→乙→丁
图3生物可形成食物网:
3.根据生物富集构建
生物体 A B C D E
有机汞浓度/ppm 0.06 7 0.51 68 0.39
(1)分析依据:生物富集现象。重金属、农药等有害物质被生物体吸收后难以排出体外,所以此类物质会随着食物链逐级积累,即营养级越高的个体中含有有害物质的量越多,其含量往往是上一营养级个体含量的5~10倍。
(2)分析结果:
4.依据提供的食物信息构建
信息:古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、麻雀、花喜鹊6种动物,它们之间的关系是草蛉、七星瓢虫捕食红蜘蛛、蚜虫;红蜘蛛、蚜虫以植物的各器官为食物;麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、草蛉为食。依据捕食关系由低营养级→高营养级直接绘图,可得到图4所示食物网。
1.如图表示三种可构成一条食物链的生物(营养级不同)在某河流不同深度的分布情况。下列有关分析错误的是( )
A.三种生物构成的食物链是物种甲→
物种乙→物种丙
B.若物种甲表示绿藻,它在不同水深处
的个体数量不同,主要是温度的原因
C.物种乙的数量突然增加,短时间内物种丙的数量也会增加
D.若物种丙表示肉食性鱼,该种群营养级高,所含能量较少
对点训练
B
解析:一般情况下,营养级越低的生物个体
数量越多,根据三个物种的个体数量及在不
同深度的分布情况可知,三种生物构成的食
物链是物种甲→物种乙→物种丙,A正确;绿
藻在不同水深处的个体数量不同,主要原因是光照强度不同,B错误;物种丙以物种乙为食,因此当物种乙数量突然增加时,短时间内物种丙数量也会增加,C正确;物种丙属于第三营养级,相比第一、二营养级,第三营养级所含的能量较少,D正确。
2.(2025·江苏南通模拟)如表是某生态系统中能量流动情况的调查结果,表中甲、乙、丙、丁、戊分别代表构成该生态系统食物网的主要种群[表中数据单位:102 kJ/(m2·a)]。下列说法错误的是( )
种群 甲 乙 丙 丁 戊
同化固定的能量 16.74 70 930 69.5 1.674
体内贮存的能量 4.54 15.8 229 20 0.4
呼吸消耗的能量 12.2 54.2 701 49.5 1.274
A.表中的丙为生产者
B.表中的种群构成2条食物链
C.当某种原因导致乙减少时,戊的数量仍能保持相对稳定
D.第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率约为18%
答案:D
解析:能量流动逐级递减,表中的丙同化量最大,应为生产者,A正确;乙和丁同化固定的能量基本相同,应该都是第二营养级,所以表中的种群构成2条食物链,B正确;当某种原因导致乙大量减少时,甲可通过捕食丁获得能量,戊的数量仍能保持相对稳定,C正确;乙和丁均是第二营养级,同化的能量是139.5×102 kJ/(m2·a),甲是第一营养级,同化的能量是930×102 kJ/(m2·a),则能量由第一营养级到第二营养级的传递效率是(139.5×102 )/(930×102)×100%=15%, D错误。
3.(2025·湖北武汉模拟)某相对稳定的草原生态系统中食物链(网)主要有甲、乙、丙、丁、戊五个种群,且消费者只能以其前一营养级的所有生物为食,各种群生物体内某种重金属含量如表所示。
种群 甲 乙 丙 丁 戊
重金属含量
(微克/公斤·鲜重) 0.002 7 0.002 5 0.026 0.025 0.5
下列说法正确的是( )
A.表中五个种群构成的食物链(网)最可能为甲→乙→丙→丁→戊
B.甲、乙、丙、丁、戊五个种群的所有生物个体统称为一个生物群落
C.在甲、乙、丙、丁、戊生物种群之间碳的流动形式是CO2
D.据图可知,该生态系统中的甲与乙、丙与丁分别处于同一营养级
D
解析:通过表中重金属的含量分析,甲与乙重金属的含量基本相同,处于同一营养级,丙与丁重金属的含量基本相同,处于同一营养级,D正确;营养级越高重金属含量越多,因此营养级最低的为甲、乙,营养级最高的
为戊,食物网为 ,A错误;甲、乙、丙、丁、戊只代表了生产者和消费者,缺少分解者,不能称为一个群落,B错误;碳在生物群落的各类生物体中以含碳有机物的形式流动,C错误。
4.(2024·江西卷)假设某个稳定生态系统只存在一条食物链。研究人员调查了一段时间内这条食物链上其中4种生物的相关指标(如表,表中“—”表示该处数据省略)。根据表中数据,判断这4种生物在食物链中的排序,正确的是( )
物种 流经生物的能量/kJ 生物体内镉浓度/μg/g 生物承受的捕食压力指数(一般情况下,数值越大,生物被捕食的压力越大)
① — 0.03 15.64
② — 0.08 —
③ 1.60×106 — 1.05
④ 2.13×108 — —
A.④③①② B.④②①③
C.①③②④ D.④①②③
答案:D
解析:根据流经生物的能量判断④的营养级低,③的营养级高;根据生物体内镉浓度判断①的营养级低,②的营养级高;根据生物承受的捕食压力指数推测①的营养级低于③。综合判断4种生物在食物链中的排序是④①②③,A、B、C错误,D正确。
加强点2 能量流动过程中的相关计算
1.能量流动过程中相关“最值”计算
在食物链(网)中,若题干中未做具体说明,则一般认为能量传递的最低效率为10%,最高效率为20%。
2.能量传递效率的有关“定值”计算
(1)已确定营养级间能量传递效率的,不能按“最值”法计算,而需按具体数值计数。例如,在食物链A→B→C→D中,能量传递效率分别为a%、b%、c%,若A的能量为M,则D获得的能量为M×a%×b%×c%。
(2)如果是在食物网中,某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量,且各途径所获得的能量比例确定,则按照各单独的食物链进行计算后合并。
3.人工能量输入计算
对一些特殊状态下有人工能量输入的生态系统的能量流动计算时,要注意输入能量的正确处理。如对某生态系统的第二营养级人工补充能量,则计算第一营养级到第二营养级能量传递效率时,不能考虑人工补充能量,而进行第二营养级到第三营养级能量传递效率计算时,需考虑人工补充能量,因为第二营养级同化的能量由第一营养级和人工补充的能量两部分组成,这两部分都参与传向第三营养级的过程。
A.550 kJ B.500 kJ
C.400 kJ D.100 kJ
解析:丙到庚有两条食物链,由题意,经丙→丁→
己→庚传递到庚的能量为0.5 kJ,则需要丙0.5÷
(10%)3=500 (kJ),经丙→戊→庚传递到庚的能量
为0.5 kJ,则需要丙0.5÷(10%)2=50 (kJ),即丙最少含500+50=550 (kJ)的能量。
5.有一食物网如图所示。如果能量传递效率为10%,各条食物链传递到庚的能量相等,则庚增加1 kJ的能量,丙最少含多少能量?( )
A
对点训练
6. (2025·湖北孝感模拟)在如图所示的食物网中,假如猫头鹰的食物有2/5来自兔子,2/5来自鼠,1/5来自蛇,那么猫头鹰若增加20 g体重,最少需要消耗植物?( )
A.600 g B.900 g
C.1 600 g D.5 600 g
B
解析:通过食物链植物→兔→猫头鹰,猫头鹰增重
20 g×2/5=8 g,最少需要消耗植物的量为8 g÷20%
÷20%=200 g;通过食物链植物→鼠→猫头鹰,猫头
鹰增重20 g×2/5=8 g,最少需要消耗植物的量为8 g
÷20%÷20%=200 g;通过食物链植物→鼠→蛇→猫头鹰,猫头鹰增重20 g×1/5=4 g,最少需要消耗植物的量为4 g÷20%÷20%÷20%=500 g。所以合计需要消耗植物200 g+200 g+500 g=900 g。
7.某生态系统中存在如图所示的食物网,如将丙的食物比例由甲∶乙=1∶1调整为2∶1,能量传递效率按10%计算,该生态系统能承载丙的数量是原来的( )
A.1.375倍 B.1.875倍
C.1.273倍 D.0.575倍
A
解析:由于生产者没有改变,所以流向该生态系统
的总能量没有变化,设丙原来的能量为a,则需要甲
提供的能量为1/2a×10×10+1/2a×10;改变食物比例
后丙的能量设为b,则需要甲提供的能量为2/3b×10+1/3b×10×10,根据题意可得:1/2a×10×10+1/2a×10=2/3b×10+1/3b×10×10,b/a=1.375。
8.(2025·江苏淮安模拟)如图是能量流经生产者和初级消费者的部分过程示意图,N1~N8表示能量值。下列说法正确的是( )
A.流入该生态系统的总能量为N1
B.N4、N5分别表示生产者和初级消费
者流向分解者的能量
C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的
能量为N2+N8-N5-N7
D.第一、第二营养级间的能量传递效率可用(N2+N8-N5)/N1×100%表示
答案:C
解析:据图可知,流入该生态系统的总能
量为N1+N8,A错误;N4表示生产者枯枝败
叶流向分解者的能量,N5是初级消费者粪
便中的能量,属于生产者流向分解者的能
量,B错误;初级消费者同化量=初级消费者
摄入量N2+有机物输入量N8-其粪便N5,用于初级消费者生长、发育和繁殖的能量=其同化量-呼吸散失N7,因此用于初级消费者生长、发育和繁殖的能量为N2+N8-N5-N7,C正确;能量传递效率是相邻两个营养级之间同化量的比值,由于初级消费者从生产者同化的能量未知,因此第一、第二营养级间的能量传递效率无法计算,D错误。
9.(2025·广东湛江模拟)研究者对某池塘生态系统进行了能量流动调查,图1表示鲤鱼的食物来源,图2为该池塘中不同体长鲤鱼的食性比例。下列相关叙述错误的是( )
A.该池塘生态系统的结构包括食物链、
食物网和生产者、消费者、分解者
B.体长为2.8 cm的鲤鱼群体来自藻类的
能量中只有一部分用于自身生长、发育
和繁殖
C.若体长为4.2 cm的鲤鱼群体增加100 kJ的能量,理论上最多需要藻类提供3 250 kJ的能量
D.据图分析,在藻类爆发季节,向该池塘中投放体长大于4.2 cm的鲤鱼,可以尽快控制藻类的数量
答案:A
解析:该池塘生态系统的结构包括食物链、
食物网和非生物的物质和能量、生产者、
消费者、分解者,A错误;体长为2.8 cm的鲤
鱼群体来自藻类的能量中只有一部分用于
自身生长、发育和繁殖,另一部分通过呼吸
作用以热能的形式散失,B正确;由题图2可知,
体长为4.2 cm的鲤鱼群体植食性比例占75%,肉食性比例占25%,若体长为4.2 cm的鲤鱼群体增加100 kJ的能量,理论上最多需要藻类 100×75%÷10%+100×25%÷10%÷10%=3 250 kJ,C正确;体长大于4.2 cm的鲤鱼群体植食性比例大于75%,肉食性比例小于25%,因此在藻类爆发季节,向该池塘中投放体长大于4.2 cm的鲤鱼,可尽快控制藻类的数量,D正确。
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