高考生物精講 小專題十 生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的相關(guān)計(jì)算

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1、小專題十 生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的相關(guān)計(jì)算1設(shè)食物鏈為 ABCD，分情況討論如下：已知 D 營(yíng)養(yǎng)級(jí)增加的能量為 M，則至少需要 A 營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量M(20%)3，最多需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量M(10%)3。已知A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為 N ，則 D 營(yíng)養(yǎng)級(jí)最多可獲得的能量N(20%)3，最少可獲得的能量N(10%)3。2在類似 ABCD 的食物網(wǎng)中，計(jì)算生物量變化的“最多”或“最少”時(shí)，應(yīng)遵循的原則：(1)食物鏈越短，最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的能量越多。(2)生物間的取食關(guān)系越簡(jiǎn)單，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過(guò)程中消耗的能量越少。具體計(jì)算方法總結(jié)如下：獲得能量最多知低營(yíng)養(yǎng)級(jí)求高營(yíng)養(yǎng)級(jí) 獲得能量最少消耗最多能量知高營(yíng)養(yǎng)級(jí)求低營(yíng)養(yǎng)級(jí)

2、消耗最少能量選最短食物鏈按最大傳遞效率 20%計(jì)算選最長(zhǎng)食物鏈按最小傳遞效率 10%計(jì)算選最長(zhǎng)食物鏈按最小傳遞效率 10%計(jì)算選最短食物鏈按最大傳遞效率 20%計(jì)算如已知 D 營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為 M，計(jì)算至少需要 A 營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量時(shí)，應(yīng)取最短食物鏈 AD，并以 20%的能量傳遞效率進(jìn)行計(jì)算，即為 M20%；計(jì)算最多需要 A 營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量時(shí)，應(yīng)取最長(zhǎng)的食物鏈 ABCD，并以 10%的能量傳遞效率分別計(jì)算，即為 M(10%)3。(3)如果在食物網(wǎng)中，某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同時(shí)從上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的多種生物中獲得能量，計(jì)算某一生物獲得的能量或需要某一生物提供的能量時(shí)，首先，要注意某一生物“從不同食物鏈中獲得能量的比例”，或

3、某一生物“給不同生物提供能量的比例”，然后按照各個(gè)單獨(dú)的食物鏈分別計(jì)算后合并。進(jìn)行具體能量流動(dòng)計(jì)算時(shí)切記“順推”(即由生產(chǎn)者“植物”往下推)與“逆推”(即由高營(yíng)養(yǎng)級(jí)往前推)的計(jì)算，前者用“乘法”，后者用“除法”。【針對(duì)訓(xùn)練】1(2016 年山東青島一模)下表是某農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中田鼠種群攝食植物后能量流動(dòng)情況，下列敘述錯(cuò)誤的是()A.田鼠糞便量包含在其攝食量之中B田鼠攝食量減去糞便量和呼吸散失量即為同化量C田鼠同化的能量中約有 35%用于其生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖D以田鼠為食的天敵最多可獲得的能量為 1.40109 Jhm2a1項(xiàng)目攝食量糞便量呼吸散失量能量/Jhm2a11.0510103.501094.5

4、5109解析：田鼠糞便量包含在其攝食量之中，A 正確；田鼠攝食量減去糞便量即為同化量，B 錯(cuò)誤；田鼠用于其生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的比例為(1.0510103.51094.55109)(1.0510103.5109)35%，C 正確；以田鼠為食的天敵最多可獲得的能量為(1.0510103.5109)20%1.4109，D 正確。答案：B2某同學(xué)繪制了下圖所示的能量流動(dòng)圖解(其中 W1 為生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能)，下列敘述不正確的是()A生產(chǎn)者固定的總能量可表示為(A1B1C1A2B2C2D2)B由第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為 D1/W1C流入初級(jí)消費(fèi)者體內(nèi)的能量可表示為(A2B2C2)D圖解表明能

5、量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減解析：生產(chǎn)者固定的總能量可表示為(A1B1C1D1)，A1 表示呼吸作用消耗，B1 表示未被利用，C1 表示流向分解者，而 D1A2B2C2D2，是流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量；由第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為D1/(A1 B1 C1 D1)D1/W1；流入初級(jí)消費(fèi)者的能量為D1(A2B2C2D2)；圖解表明能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減，單向流動(dòng)表示能量只能沿著食物鏈向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞；逐級(jí)遞減表示前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所包含的能量只有10%20%能夠傳給下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。答案：C3圖甲為北極凍原生態(tài)系統(tǒng)中部分生物構(gòu)成的食物網(wǎng)；圖乙表示一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，虛線方框內(nèi)表示生物成分，

6、箭頭表示能量流動(dòng)的方向。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)圖甲中有_條食物鏈，雪兔和狼之間存在明顯的種間關(guān)系是_。(2)圖甲中北極狐的是第_營(yíng)養(yǎng)級(jí)。圖乙中 C 代表生態(tài)系統(tǒng)中的成分是_。(3)寫(xiě)出圖乙的食物鏈_。(4)假如北極狐的食物 1/2 來(lái)自雷鳥(niǎo)，1/8 來(lái)自植物，且該系統(tǒng)能量從生產(chǎn)者到消費(fèi)者的傳遞效率為 10%，從消費(fèi)者到消費(fèi)者的能量傳遞效率為 20%，如果北極狐種群增加的能量為 80 kJ，若不考慮其他變化的影響，則需要植物的能量是_kJ。解析：(1)根據(jù)以上分析可知圖中有5 條食物鏈，其中狼以雪兔為食，它們之間是捕食關(guān)系。(2)圖甲中北極狐占有兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，分別是第二、三營(yíng)養(yǎng)級(jí)。圖乙中 C 代表生態(tài)系統(tǒng)成分中的分解者。(3)圖乙中 C 代表生態(tài)系統(tǒng)成分中的分解者，不在食物鏈中，所以乙圖中食物鏈?zhǔn)?ABD。(4)假如北極狐的食物 1/2 來(lái)自雷鳥(niǎo)，1/8 來(lái)自植物，且該系統(tǒng)能量從生產(chǎn)者到消費(fèi)者的傳遞效率為 10%，從消費(fèi)者到消費(fèi)者的能量傳遞效率為 20%，如果北極狐種群增加的能量為 80kJ，若不考慮其他變化的影響，則需要植物的能量是4020%10%3020%10%1010%3600 kJ。答案：(1)5 捕食(2)二、三分解者(3)ABD(4)3600