2026届高三一轮复习生物学模型构建训练：能量流动类

能量流动类 生物学 四维·模型构建 定向解读 1、 能量流动分析 （1）W1、D1指相应营养级的同化量，B1、B2指相应营养级中未利用的能量。 （2）各营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量为B1+C1+D1或B2+C2+D2等。 （3）利用“拼图法”可得关系式：W=A1+B1+C1+D1=A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2 （4）能量传递效率：一般来说约为10%～20%。 能量传递效率=某一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100% 注意：（1）确定相关的食物链（网），理清生物在营养级上的差别； （2）能量传递效率是相邻两个营养级的传递效率，不是两个个体或食物网中的两个物种之间的传递效率。 （3）摄入量=同化量+粪便量。 （4）粪便中的能量不属于该营养级生物同化的能量，应为上一个营养级生物同化能量中流向分解者的部分。 （5）同化量=呼吸作用消耗的能量+用于生长、发育和繁殖的能量。 （6）（除最高营养级）用于生长、发育和繁殖的能量=流向分解者的能量+流向下一营养级的能量+未被利用的能量。 二、能量流动“最值”计算 若题干中未做具体说明，则一般认为在生态系统中，能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。 三、有人工补充能量的相关计算 （1）流入人工生态系统的总能量=生产者同化的能量+人工输入的有机物中的能量。 （2）在人工生态系统中，某一营养级的同化量=从上一营养级同化的能量+人为输入该营养级的能量。 试题精研 1.下图为某年某龄期马占相思人工林的能量流动示意图，图中数字为能量数值，单位是MJ·m2·a-1。林冠截获量是指树木的枝叶对太阳光的吸收和反射量。生物量增量指在一定面积内单位时间干物质增加的量。下列相关叙述正确的是（ ） A.流经该人工林的总能量为林冠截获量3542.0MJ·m-2·a-1 B.净初级生产量将全部用于生产者（绿色植物）的生长、发育和繁殖 C.凋落量为流向分解者的能量，分解者能够加快生态系统的物质循环，并有利于植物传粉和种子的传播 D.生物量增量可能分布在植物的根、茎、叶中，属于流向下一营养级的能量 2.如图为某人工林的能量流动图解，其中N1～N7表示能量值。下列叙述错误的是（ ） A.N1可以代表流入该生态系统的总能量 B.N4和N5均表示第一营养级流向分解者的能量 C.用于初级消费者生长、发育和繁殖的能量为N2- N5- N7 D.第一、二营养级间的能量传递效率为N2- N6/N1×100% 3.某茶园生态系统中存在一条食物链：茶树→叶蝉→蜘蛛。叶蝉摄入能量的流动方向如图所示，A～F表示能量值。下列叙述正确的是（ ） A.碳元素以CO2和含碳有机物的形式沿着茶树→叶蝉→蜘蛛传递 B.E为蜘蛛用于生长、发育和繁殖的能量 C.第二、三营养级的能量传递效率为（E+F）/（A+C）×100%。 D.D+F是叶蝉流向分解者的能量 4.某淡水湖泊引入石斑鱼养殖，科研人员绘制了该生态系统部分能量流动示意图，其中字母表示能量值（单位：kJ）。下列说法正确的是（ ） A.图中流向分解者的能量箭头还需增加2条 B.流经石斑鱼的总能量为部分a和全部f C.该生态系统的生物量金字塔可能呈倒置 D.投入饲料可缩短食物链以增加石斑鱼产量 5.海南三亚拥有广阔的海域，当地深海网箱养殖产业迅速发展，养殖品种丰富，产能可观。如图为某处深海网箱中部分营养级的能量流动图解，M、N表示营养级，各数值代表能量值（单位为kJ·m－2·a⁻1）。以下分析正确的是（ ） A.流入该深海网箱的总能量为生产者固定的太阳能 B.M用于生长、发育和繁殖的能量为7284kJ·m-2·a-1 C.图中生产者的同化量为16395kJ·m-2·a-1 D.N同化的能量大多被自身呼吸作用消耗 6.图1表示某生态系统中主要种群A～H之间的营养关系，图2表示该生态系统中物种1、2、3的环境容纳量和某时刻种群的实际大小，下列叙述错误的是（ ） A.图1中营养结构共有6条食物链，种群H属于次级和三级消费者 B.图1中第一营养级到第二营养级的能量传递效率等于（A+C+D+G）的同化量/（B+F）的同化量×100% C.图2中物种1该时刻后的增长速率可能先增大后减小 D.根据图2中物种1、2、3的环境容纳量无法判断它们的营养关系 7.某人工林场以盛产优质木材而闻名。如图为该林场中能量流动的示意图，积累在土壤中的能量是指未被分解者利用的能量。图中的数字表示涉及的能量值（单位为kJ·m-2·a-1）。下列有关叙述错误的是（ ） A.图中“其他”代表的是生产者呼吸作用散失的能量 B.图中D涉及的过程是物质循环的必要环节 C.图中显示残枝败叶的能量大部分积累在土壤中 D.图中能量流动的过程中伴随着物质传递 8.关于食物网结构的讨论往往基于两类食物网：Ⅰ拓扑网络，即只包含物种捕食关系的网络；Ⅱ能流网络，即包含具有捕食关系的物种间的能量流动大小（●代表物种，实线箭头的粗细与能量多少呈正相关；①~④代表能量值），如图所示。下列说法错误的是（ ） A.图1拓扑网络中包含了三条食物链 B.图2基于A取食偏好的能流网络，不遵循能量逐级递减的规律 C.图2和图3能流网络体现了物质作为能量的载体这一基本原理 D.图3中第二到第三营养级的能量传递效率为（②+④）/（①+③）×100% 9.某池塘生态系统中能量情况如表所示，初级消费者摄取水中生产者和岸边植物的部分叶、芽，从岸边植物摄取的能量为42×105J/（m2·a）。下列叙述正确的是（ ） 摄入[×105J/（m2·a）] 同化[×105J/（m2·a）] 呼吸消耗[×105J/（m2·a）] 未利用[×105J/（m2·a）] 水中生产者 — 108 32 30 初级消费者 84 17.5 4 10 次级消费者 6.2 2.43 0.6 1.8 A.流经该池塘生态系统的总能量为108×105J/（m2·a） B.调查期间，水中生产者的生物量为30×105J/（m2·a） C.水中生产者与初级消费者之间的能量传递效率为16.2% D.次级消费者用于生长、发育、繁殖的能量为1.83×105J/（m2·a） 10.某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后的部分能量值如下表所示，下列叙述正确的是（ ） 项目 摄食量 粪便量 呼吸作用散失量 能量[J/（hm2·a）] 1.05×1010 3.50×109 4.55×109 A.农作物固定的太阳能为流经该农田生态系统的总能量 B.用于呼吸作用散失的能量约占田鼠全部同化能量的65% C.田鼠粪便中的能量被分解者利用后可以重新提供给生产者 D.以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为7×108J/（hm2·a） 11.某淡水湖泊由于长期受到人类活动及自然因素的影响，面临着严重的水体恶化、水华频频爆发和生态环境恶化等问题。为改善该湖泊的生态环境，人们采取了许多措施进行综合治理，使该湖的水质得到明显改善，水生生物的种类和数量有所增加。部分治理措施如下： 措施一：采取限磷措施，提倡使用无磷洗涤用品，大力兴建污水处理系统，对污水处理后再排入湖内。 措施二：在特定的区域种植水葫芦和芦苇等植物，定期收割和清除水葫芦和芦苇。 措施三：放养白鲢、鳙鱼及挂养贝类等滤食藻类的水生动物，控制藻类的疯长。 （1）P元素在生物群落内部是以______的形式流动，湖泊水体的N、P浓度是评价水质的指标之一，原因是______。 （2）对湖泊浅水区考察后，研究人员认为芦苇成为该区域的优势种。你认为得出结论的依据应该是_______。芦苇等挺水植物能够显著降低藻类等植物的数量，原因是_______。 （3）定期收割和清除水葫芦和芦苇的目的：_______。 生物类型 呼吸作用散失的能量 A 未利用 流向下一营养级的能量 外来有机物输入的能量 生产者 44 5 95 Y 0 植食性动物 9.5 1.5 11 Z 6 肉食性动物 6.8 0.5 7.2 0 10.5 （4）对治理后的湖泊生态系统的能量流动进行定量分析，数据如上表所示，能量单位为J·cm-2·a-1。A表示能量流动的去向之一，Y、Z为能量值，肉食性动物作为一个营养级研究。据表分析，A是指______，流入该生态系统的总能量值为______J·cm-2·a-1.能量从植食性动物到肉食性动物的传递效率是______%（保留一位小数）。 （5）为了治理某湿地水体富营养化，科研人员制定了两个方案： 方案一：通过减少以浮游动物为食的生物数量，进而减少浮游植物的数量，抑制水体富营养化。 方案二：通过增加鲢鱼和鳙鱼等杂食性鱼的数量，直接控制浮游植物的生物量，抑制水体富营养化。 综合分析更为有效的是______（填“方案一”或“方案二”），理由是_______。在此基础上，请你提出一个进一步的研究课题________。 答案以及解析 1.答案：B 解析： 消费者对于植物传粉和种子的传播等具有重要作用，C错误。 2.答案：D 解析：分析题图可知，生产者同化量N1可以代表流入该生态系统的总能量，A正确；粪便量属于上一营养级同化量中流向分解者的那部分，故N4和N5均表示第一营养级流向分解者的能量，B正确；初级消费者同化量N3=初级消费者摄入量N2-粪便量N5，用于初级消费者生长、发育和繁殖的能量=初级消费者同化量N3-呼吸散失量N7，因此用于初级消费者生长、发育和繁殖的能量为N2-N5-N7，C正确；第一营养级同化量为N1，第二营养级的同化量为（N2-N5）或N3，故第一、二营养级间的能量传递效率可表示为N2-N5/N1×100%或N3/N1×100%，D错误。 3.答案：D 解析：在茶树→叶蝉→蜘蛛食物链中，碳元素以含碳有机物的形式传递，A错误。同化量=摄入量－粪便量，E为蜘蛛的同化量，B错误。能量传递效率指相邻营养级的同化量的比值百分比，第二、三营养级的同化量分别为A和E，二者之间的传递效率为E/A×100%，C错误。蜘蛛的粪便属于叶蝉同化的能量，D和F都是叶蝉流向分解者的能量，D正确。 4.答案：C 解析：图中流向分解者的能量箭头应该增加三条，分别是a→分解者，e→分解者，f→分解者，A错误；流经石斑鱼的总能量为部分a和部分f，饲料f不会全部被石斑鱼同化，其中一部分以粪便形式排出体外，B错误；该生态系统有饲料投入，石斑鱼的生物量可能远远大于低营养级，C正确；投入的饲料增加了流向石斑鱼的能量，进而增加石斑鱼的产量，而不是缩短食物链使石斑鱼产量增加，D错误。 5.答案：C 解析：由图可知，该系统中有有机饲料投入，则流入该深海网箱的总能量为生产者固定的太阳能和饲料中含有的能量，A错误。M的同化量=3281+7622+2826=13729（kJ·m2·a-1），M用于生长、发育和繁殖的能量=同化量－呼吸作用消耗的能量=13729－3619=10110（kJ·m-2·a-1），B错误。图中生产者的同化量为6553+3281+6561=16395（kJ·m-2·a-1），C正确。由图可知，N同化的能量大多流向下一营养级，D错误。 6.答案：B 解析：思路引领：图1中共有6条食物链，分别为B→A→E，B→C→A→E，B→C→D→E，B→C→G→H，F→G→H，F→D→E。由思路引领可知，种群H属于次级和三级消费者，A正确；能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，图1中处于第一营养级的生物是B和F，第一营养级的同化量为B和F的同化量之和，处于第二营养级的生物是A、C、D、G，但A在食物链B→C→A→E中又作为第三营养级，D在食物链B→C→D→E中又作为第三营养级，所以图1中第一营养级到第二营养级的能量传递效率不能简单表示成（A+C+D+G）的同化量/（B+F）的同化量×100%，B错误；由图2可知，物种1该时刻种群实际数量小于K/2，根据“S”形曲线分析，种群数量为K/2时，种群增长速率达到最大，所以该时刻后的增长速率可能先增大后减小，C正确；仅根据物种1、2、3的环境容纳量，无法确定它们在食物链中的位置关系，D正确。 7.答案：A 解析： 由上图可知，图中“其他”所代表的是流向消费者的能量，A错误。D代表流向分解者的能量，分解者的分解作用是物质循环的必要环节，B正确。由图可知，残枝败叶中的能量只有小部分被分解者利用（图中D），大部分积累于土壤中，C正确。物质循环和能量流动是同时进行的，彼此相互依存，不可分割，D正确。 8.答案：B 解析：生态系统的结构和功能。拓扑网络中存在D→C→B→A、D→A、D→C→A三条食物链，A正确；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，基于A取食偏好的能流网络也遵循这一规律，B错误；能流网络中能量沿着食物链传递，能量流动和物质循环同时进行，彼此相互依存，物质是能量的载体，使能量沿着食物网流动，C正确；能量传递效率为相邻营养级同化量之比，图3中第二营养级为A、C，第三营养级为A、B，第二到第三营养级的能量传递效率为（②+④）/（①+③）×100%，D正确。 9.答案：D 解析：生态系统能量流动。流经该生态系统的能量除水中生产者的同化量[108×105J/（m2·a）]外，还有初级消费者从岸边植物摄取的能量，故流经该池塘生态系统的总能量大于108×105J/（m2·a），A错误；生产者的生物量是现存量，而非年净生产量中的未利用部分，图表中的未利用量[30×105J/（m2·a）]仅表示未被分解或传递的当年增量，不能直接等同于生物量，B错误；根据题干信息可知，初级消费者的摄入量一半来自水中生产者，一半来自岸边植物，所以在初级消费者总同化量中，来自水中生产者的能量只占一部分，故水中生产者与初级消费者之间的能量传递效率小于17.5÷108×100%≈16.2%，C错误；次级消费者用于生长、发育、繁殖的能量=同化量－呼吸消耗量=2.43×105－0.6×105=1.83×105[J/（m2·a）]，D正确。 10.答案：B 解析：农作物固定的太阳能和人为投入的饲料等中的能量为流经该农田生态系统的总能量，A错误；据表可知，田鼠同化的能量为1.05×1010-3.50×109=7.0×109[J/（hm2·a）]，用于呼吸作用散失的能量约占田鼠全部同化能量的（4.55×109）÷（7.0×109）×100%=65%，B正确；能量具有单向流动的特点，田鼠粪便中的能量被分解者利用后不会再重新提供给生产者，C错误；田鼠同化量为1.05×1010-3.5×109=7.0×109[J/（hm2·a）]，故以田鼠为食的天敌最多获得的能量为7.0×109×20%=1.4×109[J/（hm2·a）]，D错误。 11.答案：（1）有机物；N、P元素是植物生长的必需元素，含量过多会使藻类等水生生物的生长过快，导致水体富营养化，从而引发水华等环境问题 （2）该区域内芦苇数量多、对群落中其他物种影响大；挺水植物在与藻类植物竞争阳光等环境资源中处于优势，从而抑制藻类等植物的生长 （3）有利于将N\P及时输出该生态系统 （4）流向分解者的能量；180.5；15.4 （5）方案二；方案二能够控制小型浮游植物和大型浮游植物的数量，同时还能增加鲢鱼和鳙鱼的产量；鲢鱼和鳙鱼的投放量或最佳投放比例 解析：（1）物质循环在生物群落内部以有机物形式传递，所以P元素在生物群落内部是以（含磷）有机物的形式流动。物质循环沿着食物链和食物网进行，水中藻类等植物会对N、P等利用，N、P等过多时，会导致藻类疯长，浮游动物增多，进而导致水质恶化和水华等现象，所以湖泊水体的N、P浓度是评价水质的指标之一，原因是N、P元素是植物生长的必需元素，含量过多会使藻类等水生生物的生长过快，导致水体富营养化，从而引发水华等环境问题。 （2）由于该区域内芦苇数量多、对群落中其他物种影响大，因此芦苇成为该区域的优势种。挺水植物在与藻类植物竞争阳光等环境资源中处于优势，从而抑制藻类等植物的生长，因此芦苇等挺水植物能够显著降低藻类等植物的数量。 （3）定期收割和清除水葫芦和芦苇有利于将N\P及时输出该生态系统，避免水体富营养化。 （4）流入某营养级的能量有4个去向：呼吸作用散失、流入分解者、流向下一营养级和未利用部分，故A是指分解者利用的能量；植食性动物的能量流入肉食性动物的能量=肉食性动物的总能量－外界投入的能量，即：6.8+7.2+0.5-10.5=4，即Z=4。生产者流入植食性动物的能量=植食性动物的总能量－外界投入的能量，即：9.5+1.5+11+Z（4）-6=20，即Y=20。该生态系统有外部能量的输入，因此流入该生态系统的总能量值为生产者固定的能量和外部输入能量的总和，呼吸作用消耗+流向分解者+未利用的+流向下一营养级+外界输入的，即44.0+5.0+95.0+20+6+10.5=180.5J·cm-2·a-1。能量从植食性动物到肉食性动物的传递效率是Z÷（Y+6）×100%=4÷26×100%≈15.4%。 （5）方案二能够控制小型浮游植物和大型浮游植物的数量，同时还能增加鲢鱼和鳙鱼的产量，因此综合分析方案二更为有效。为了治理某湿地水体富营养化，应该通过放养鲢鱼和鳙鱼的投放量或最佳投放比例，从而有效控制浮游植物密度。 学科网（北京）股份有限公司 $