第3章 素能提升课能量流动的相关计算 讲义-（新教材）2019新人教版高中生物选择性必修二.doc

1、1/5能量传递效率的相关“最值计算”素能构建素能构建在解决有关能量流动的计算时在解决有关能量流动的计算时， 首先要确定相关的食物链首先要确定相关的食物链， 然后注意题目中然后注意题目中的的“最多最多”“”“最少最少”“”“至至多多” “至少至少”等词语等词语，从而确定是使用从而确定是使用 10%或或 20%来解来解决相关问题。决相关问题。1设食物链为设食物链为 ABCD，分情况讨论分情况讨论实现实现问题思路求解问题思路求解计算过程计算过程D 营养级营养级净增重净增重(M)至少需要至少需要 A 营养级的量营养级的量(X)X20%20%20%M最多需要最多需要 A 营养级的量营养级的量(X)X10

2、%10%10%MA 营养级营养级的需要量的需要量(N)D 营养级最多增重的量营养级最多增重的量(X)N20%20%20%XD 营养级至少增重的量营养级至少增重的量(X)N10%10%10%X提醒提醒“最多最多”“”“至少至少”与与“10%”“20%”的对应关系的对应关系2.在食物网中分析时在食物网中分析时，确定生物量变化的确定生物量变化的“最多最多”或或“最少最少”时时，具体规律具体规律总结如下总结如下(1)知低营养级知低营养级求高营养级求高营养级获能量最多获能量最多选最短食物链选最短食物链按按20%计算计算获能量最少获能量最少选最长食物链选最长食物链按按10%计算计算(2)知高营养级知高营养

3、级求低营养级求低营养级需最多能量需最多能量选最长食物链选最长食物链按按10%计算计算需最少能量需最少能量选最短食物链选最短食物链按按20%计算计算对点训练对点训练1根据图示的食物网根据图示的食物网，若黄雀的全部同化量来自两种动物若黄雀的全部同化量来自两种动物，蝉和螳螂各占蝉和螳螂各占一半一半，则当绿色植物增加则当绿色植物增加 G 千克时千克时，黄雀增加体重最多是黄雀增加体重最多是()2/5AG/75 千克千克B3G/125 千克千克C6G/125 千克千克DG/550 千克千克A根据生态系统能量流动的最高传递效率根据生态系统能量流动的最高传递效率 20%， 设黄雀增加体重设黄雀增加体重 X 千

4、克千克，则根据题意可列出计算式则根据题意可列出计算式： X/220%20%X/220%20%20%G， XG/75千克。千克。2.如图食物网中如图食物网中，猫头鹰的食物有猫头鹰的食物有 2/5 来自兔来自兔，2/5 来自鼠来自鼠，1/5 来自蛇来自蛇，则则猫头鹰的体重若增加猫头鹰的体重若增加 20 g，至少需要消耗植物的重量为至少需要消耗植物的重量为()A600 gB900 gC1 600 gD5 600 gB已知高营养级求至少需要低营养级已知高营养级求至少需要低营养级的能量时的能量时， 需按照最大传递效率进行需按照最大传递效率进行计算计算， 即即 202/520%20%202/520%20%

5、201/520%20%20%900(g)。3有一食物网如图所示有一食物网如图所示。如果能量传递效率为如果能量传递效率为 10%，各条食物链传递到庚各条食物链传递到庚的能量相等的能量相等，则庚同化则庚同化 1 kJ 的能量的能量，丙最少需同化的能量为丙最少需同化的能量为()A550 kJB500 kJC400 kJD100 kJA设丙的能量为设丙的能量为 x，经丙经丙丁丁己己庚传递到庚的能量为庚传递到庚的能量为 0.5 kJ，则需要则需要丙丙 0.5(10%)3500(kJ)，经丙经丙戊戊庚传递到庚的能量为庚传递到庚的能量为 0.5kJ，则需要则需要丙丙0.5(10%)250(kJ)，即丙最少含

6、即丙最少含 50050550(kJ)的能量。的能量。4.如图所示为某生态系统中的食物网示意如图所示为某生态系统中的食物网示意图图，若若 E 同化的总能量为同化的总能量为 5.8109kJ，B 同化的总能量为同化的总能量为 1.6108kJ，则理论上则理论上 A 同化的能量最多为同化的能量最多为()A4.2107kJB2.0108kJC1.0108kJD2.3108kJ3/5BE 为第一营养级为第一营养级，B、C、D 均为第二营养级均为第二营养级，三者获得的来自三者获得的来自 E 的总的总能量最多能量最多为为5.810920%11.6108(kJ)， 再减再减去去B同化的总能同化的总能量量1.6

7、108kJ，C、D 同化的能量为同化的能量为 1.0109kJ，A 既可捕食既可捕食 C，又可捕食又可捕食 D，其同化的能量最其同化的能量最多为多为 1.010920%2.0108(kJ)。5如图表示某生态系统食物网的图解如图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加猫头鹰体重每增加 1 kg，至少消至少消耗耗A 约约()A100 kgB44.5 kgC25 kgD15 kgC求生产者的最少消耗量求生产者的最少消耗量，应以最短食物链应以最短食物链(AB猫头鹰猫头鹰)，最高能量最高能量传递效率传递效率(20%)来计算来计算，求得至少消耗求得至少消耗 A 约约 25 kg。能量传递效率的有关“定

8、值”计算素能建构素能建构1同一条食物链不同环节间能量传递效率不同时同一条食物链不同环节间能量传递效率不同时，相关问相关问题解决思路：题解决思路：设在食物链设在食物链 ABCD 中中， 各营养级间的传递效率分别为各营养级间的传递效率分别为 a%、 b%、 c%，若现有若现有 A 营养级生物的总质量为营养级生物的总质量为 M，能使能使 D 营养级生物增重多少？营养级生物增重多少？列式计算：列式计算：Ma%b%c%X此时不再涉及此时不再涉及“最多最多”“”“至少至少”的问题。的问题。2如果是在食物网中如果是在食物网中，同一生物同时从上一营养级多种生物获得能量同一生物同时从上一营养级多种生物获得能量，

9、且且各途径所获得的生物量不等各途径所获得的生物量不等，则按照各自单独的食物链进行计算后合并。则按照各自单独的食物链进行计算后合并。对点训练对点训练6.某生态系统中存在如图所示的食物网某生态系统中存在如图所示的食物网，如将如将 C 的食物比例由的食物比例由 AB11调整为调整为 21，能量传递效率按能量传递效率按 10%计算计算，该生态系统能承载该生态系统能承载 C 的数量是原来的的数量是原来的()A1.375 倍倍B1.875 倍倍C1.273 倍倍D0.575 倍倍A由于生产者没有改变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所以流向该生态系统的总能量没有变化，设设 C4/5原来

10、原来的能量的能量为为a， 则需则需要要A提供的能量提供的能量为为1/2 a10%10%1/2 a10%55 a；改变食物比例后的改变食物比例后的 C 的能量设为的能量设为 b，则需要则需要 A 提供的能量为提供的能量为 2/3 b10%1/3 b10%10%40 b。根据题意可知：。根据题意可知：55 a40 b，即即 b/a1.375。7.如图所示的食物网中如图所示的食物网中，戊的食物有戊的食物有 1/2 来自乙来自乙，1/4 来自丙来自丙，1/4 来自丁来自丁，且能量从生产者且能量从生产者到消费者的传递效率为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从消费者到消费者的能量传

11、递效率为率为 20%。若戊体重增加。若戊体重增加 20 g，需要消耗植物需要消耗植物()A1 125 gB1 600 gC2 000 gD6 500 gC甲为生产者甲为生产者，戊所在食物链共有以下三条：戊所在食物链共有以下三条：甲甲乙乙戊戊，戊增加戊增加 20g1/210 g，需要乙需要乙 10 g550 g，需要甲需要甲 50 g10500 g；甲甲丙丙戊戊，戊增加戊增加 20 g1/45 g，需要丙需要丙 5 g525 g，需要甲需要甲 25 g10250 g；甲甲丙丙丁丁戊戊， 戊增加戊增加 20 g1/45 g， 需要丁需要丁 5 g525 g， 需要丙需要丙 25 g5125g，需要

12、甲需要甲 125 g101 250 g，故共需要甲故共需要甲 500 g250 g1 250 g2 000 g。具有人为能量输入的能量传递效率计算素能建构素能建构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， 但却不是从上一但却不是从上一营养级流入的能量营养级流入的能量。 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， 应为第三营养级应为第三营养级从第二营养级同化的能量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不包括人工输入到第三营养级的能量)/第二营养级的第二营养级的同化量同化量(包括人工输入到

13、第二营养级的能量包括人工输入到第二营养级的能量)100%。对点训练对点训练8 如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值节涉及的能量值单位单位为为 103kJ/(m2a)，下列说法错误的是下列说法错误的是()A图中图中 A 代表的生理过程是呼吸作用代表的生理过程是呼吸作用B第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为 15.6%5/5C该生态系统中生产者固定的总能量是该生态系统中生产者固定的总能量是 9.6104kJ/(m2a)D捕食关系一般不可逆转捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性所以能

14、量流动具有单向性C每一营养级的能量去向包括流向下一营养级、被分解者每一营养级的能量去向包括流向下一营养级、被分解者分解和呼吸作分解和呼吸作用中以热能形式散失及未利用的能量四个途径。因此用中以热能形式散失及未利用的能量四个途径。因此，图中图中 A 代表的是各种生代表的是各种生物的呼吸作用物的呼吸作用。肉食性动物从植食性动物获得的且同化的能量肉食性动物从植食性动物获得的且同化的能量(5.12.10.250.055)1032.5103kJ/(m2a)，植食性动物的同化量植食性动物的同化量(2.5490.5)10316103kJ/m2，传递效率传递效率2.5/16100%15.625%。该生态。该生态系统中能量的来源有两个系统中能量的来源有两个， 生产者固定的能量和有机物输入的能量生产者固定的能量和有机物输入的能量， 生产者固定生产者固定的能量的能量(37023)103kJ/(m2a)流入植食性动物的能量流入植食性动物的能量。食物链是以食食物链是以食物关系形成的联系物关系形成的联系，捕食关系的单向性决定了能量流动的单向性。捕食关系的单向性决定了能量流动的单向性。