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 營養(yǎng)級(jí)增加的能量為 M,則至少需要 A 營養(yǎng)級(jí)的能量M(20%)3,最多需要A營養(yǎng)級(jí)的能量M(10%)3。已知A營養(yǎng)級(jí)的能量為 N ,則 D 營養(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,最高營養(yǎng)級(jí)獲得的能量越多。(2)生物間的取食關(guān)系越簡單,生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過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養(yǎng)級(jí)求高營養(yǎng)級(jí) 獲得能量最少消耗最多能量知高營養(yǎng)級(jí)求低營養(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)算選最長食物鏈按最小傳遞效率 10%計(jì)算選最長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 營養(yǎng)級(jí)的能量為 M,計(jì)算至少需要 A 營養(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 營養(yǎng)級(jí)的能量時(shí),應(yīng)取最長的食物鏈 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,某一營養(yǎng)級(jí)同時(shí)從上一營養(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”(即由高營養(yǎng)級(jí)往前推)的計(jì)算,前者用“乘法”,后者用“除法”?!踞槍?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由第一營養(yǎng)級(jí)到第二營養(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,是流入下一營養(yǎng)級(jí)的能量;由第一營養(yǎng)級(jí)到第二營養(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養(yǎng)級(jí)傳遞;逐級(jí)遞減表示前一營養(yǎng)級(jí)生物所包含的能量只有10%20%能夠傳給下一營養(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_營養(yǎng)級(jí)。圖乙中 C 代表生態(tài)系統(tǒng)中的成分是_。(3)寫出圖乙的食物鏈_。(4)假如北極狐的食物 1/2 來自雷鳥,1/8 來自植物,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)營養(yǎng)級(jí),分別是第二、三營養(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 來自雷鳥,1/8 來自植物,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

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