2023年老高考生物一轮复习微专题7　能量流动分流模型解读及相关计算

2023

题型一、能量流动分流模型解读

模型一：

某一营养级摄入的总能量la

vb

同化量

,d

e

`分呼吸作用消耗

瞿用于生长、发育和繁殖

利gIi

用

f被下一营养级摄入未被利用lj

两个去向：同化量(b)＝呼吸作用消耗量(d)＋用千生长、发育和繁殖的能量

(e)；摄入量(a)＝同化量(b)＋粪便量(c)。

模型二：呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用

初级消费次级消费三级消费

生产者

1

令I令者（植食性令者（肉食性令者（肉食性令……

（植物）

动物）动物）动物）

、/

分解者

呼吸作用\

三个去向：同化量＝呼吸作用消耗量＋分解者分解量＋下一营养级的同化量。

模型三：

自身呼吸作用消耗自身呼吸作用消耗

A1A2

D1

D2......

B1D1

D2

二流向下一卢营养级

C1营养级`C2

流向分解者流向分解者

四个去向：同化量＝自身呼吸作用消耗量(A)＋未利用(B)＋分解者的分解量

(C)＋下一营养级的同化量(D)。

专项训练

1.(2020全国III)假设某种蓝藻(A)是某湖泊中唯一的生产者，其密度极大，使

湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问

题。

(1)该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是

（答出2点即可）。

(2)画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。

(3)假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物(C)后，C种群能够迅速壮大，则

C和B的种间关系是。

答案(1)水体富营养化，没有其他生产者的竞争

呼吸呼吸

作用作用

(2)太阳能

分解者

、

呼吸作用

(3)竞争

解析(1)影响种群密度变化的因素有无机环境（包括水分、氧气、无机盐

等）、竟争以及捕食等。造成生产者A种群密度极大的原因可能是水体富

营养化，没有其他生产者的竟争以及捕食者的数量少等。(2)由题意知，某

种蓝藻(A)是该生态系统中唯一的生产者，某种动物(B)是该生态系统中唯

一的消费者，B和A之间是捕食关系。生产者固定的大阳能是该生态系统

的能量来源，消费者的能量来自生产者，生产者的残枝落叶、消费者的遗体

等被分解者利用，生产者、消费者和分解者通过呼吸作用释放能量。根据

以上分析画出能量流动示意图，见答案。(3)由题意知，某种蓝藻(A)是该生

态系统中唯一的生产者，某种动物(B)是该生态系统中唯一的消费者，若引

入一种仅以A为食的动物(C),C和B都以A为食，则C和B的种间关系是竟争。

2.(2021山东）海水立体养殖中表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养

殖滤食小型浮游植物的牡蜗，底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食

的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下，M、N表示营

养级。

呼吸作用兰竺订正卢五仁旦旦j—`—卫竺呼吸作用

65612102386

217

分解者卢堕釭面忒元矿夕168N一呼吸作用

(1)估算海参种群密度时常用样方法，原因

是。

(2)图中M用千生长、发育和繁殖的能量为kJ/(m2-a)。由M到

N的能量传递效率为％（保留一位小数），该生态系统中的能匾

（填“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。

(3)养殖的海带数量过多，造成牡蜗减产，从生物群落的角度分析，原因

是

(4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水

立体养殖的优点是。在构建海水立体养殖生态系

统时需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生

物之间的合适比例，这样做的目的是。

答案(1)海参活动能力弱活动范围小(2)24886.3不能

(3)由千海带的竞争，浮游植物数匾下降，牡蜗的食物减少，产量降低(4)能

充分利用空间和资源维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的持续高产

（实现生态效益和经济效益的可持续发展）

解析(1)海参由于活动范围小，活动能力弱，所以常用样方法测定种群密度。

(2)生长、发育和繁殖的能量＝同化的能量－呼吸作用消耗的能量＝3281+2

826-3619=2488(kJ-m-2-a-1)；由M到N的能量传递效率为386+(3281+2

826)~6.3%，能量流动的方向是单向的，不能循环。(3)牡妨以浮游植物为食，

由于海带的竟争，浮游植物数量下降，牡疡的食物减少，所以产量降低。(4)

海水立体养殖利用了群落结构的特点，优点是能充分利用空间和资源；由于

空间和资源是有限的，所以在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖

生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生物之间的合适比例，

维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的持续高产。

题型二、能量流动的相关计算

1能量传递效率的计算公式

三卫－营养级的同化景X100%，大约是匠产三邑

递效率上一营养级的同化量/1

,____1、-－-----------------------－、---------------------,__________..

心确定相关的食物链（网），！能量传递效率可以低于10%,:

理清生物在营养级上的差！但一般不高于20%

、·一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一/

别

＠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

...一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一－----

2能量传递效率的相关“最值”计算

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%。

(1)在食物链A-B-C-D中，则有：

至少需要A营养级已凡\l最多需要A营养级

营养级心

多少（设为N)1多少（设为N)

增=l1,/

(N=M玑20%）3][N=M+(10%)3]

巳知

D营养级最多增重ID营养级至少增重

A营养级＼，

多少（设为M)1多少（设为M)

净增重N/

[M=Nx(20%)3][M=Nx(10%)3]

注：心食物链越短最高营养级获得的能量越多；＠生物间的取食关系越简单，生态

系统的能量流动过程中损耗的能量越少。

(2)在食物网中则有：

//___按最高传递效

低营养

高营养

按最低传递

10%心

文上最

按最低传递效

10%<．泛...•··-

高营养

低营养

3能量传递效率有关的定值”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

计算。例如：在食物链A一B-C-D中，能量传递效率分别为a%、b%、c¾,

若A的能晕为M，则D获得的能量为MXa¾Xb¾Xc%。

(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。

4具有人工能量输入的能量传递效率计算

人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上

一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时，应为第

三营养级从第二营养级同化的能量（不包括人工输入到第三营养级的能

量）／第二营养级的同化量（包括人工输入到第二营养级的能量）X100%。

专项训练

3.(2021河北衡水调研）下图若黄雀的全部同化量来自两种动物食草昆

虫和蝗螂，且它们各占一半，则当绿色植物增加Gkg时，黄雀增加体重最多

是多少kg?()

绿色植物H食覃昆皂厂4｀配一仅五f

A.G/125B.G/100C.G/75D.G/50

答案C

解析假设黄雀增加体重最多（能量传递效率为20%）为xkg，由题意可知，黄

雀的全部同化量来自两种动物，食草昆虫和蝗螂各占一半，所以黄雀要吃食

草昆虫x+20%+2=2.5x(kg)，同理黄雀要吃蝗螂也是2.5xkg，而蝗螂增重2.5x

kg需要消耗食草昆虫2.5户20%=12.5x(kg)，加起来相当于吃了食草昆虫l5x

kg，又相当于吃绿色植物15户20%=75x(kg)。巳知绿色植物增加Gkg，所以

75x=G,.x=G/75,C项正确。

4右图所示的食物网中，戊的食物有1/2来自乙，1/4来自丙，1/4来自丁，且能量

从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率

为20%。若戊体重增加20g，需要消耗植物（)

A.1125g甲．

>乙

B.1600g

C.2000g

丙—-丁/f

D.6500g

答案C

解析甲为生产者，戊共有以下食物链：也甲一乙一戊，戊增加20X1/2=10(g),

需要乙10X5=50(g)霄要甲50X10=500(g)；＠甲一丙一戊，戊增加

20X1/4=5(g)，需要丙5X5=25(g)，需要甲25X10=250(g)；＠甲一丙一丁一戊，

戊增加20X14=5(g)/，需要丁5X5=25(g)，需要丙25X5=125(g)，需要甲

125X10=1250(g)，故共需要甲500+250+1250=2OOO(g),C项正确。

5.(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1:1，将此食物结构改

为4:1，能量流动效率按10％计算，则调整后可供养的人口是前者的

倍。

(2)若植物向动物及向人提供的能噩比例由1:1调整为1:4，能噩流动效率

按10％计算，则调整后供养的人口是前者的倍。

答案(1)1.96(2)1.49

解析(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1:1，共需植物性食

物的相对值为55（图1）；如果植物性食物与动物性食物的比例是4:1，则共需植

物性食物的相对值是28（图2)。前者对食物的消耗量是后者的1.96倍，这也就

说明后者可供养的人数是前者的1.96倍。

炉10.扣10

动物1

扣lOxlO=y动物＼扣