2018-2019高中生物 第4章 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài) 微專題突破5 能量流動的相關(guān)計算學(xué)案 蘇教版必修3.doc

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(五)能量流動的相關(guān)計算 1．設(shè)食物鏈A→B→C→D，分情況討論如下：已知D營養(yǎng)級的能量M，則至少需要A營養(yǎng)級的能量＝M(20%)3；最多需要A營養(yǎng)級的能量＝M(10%)3。 已知A營養(yǎng)級的能量N，則D營養(yǎng)級獲得的最多能量＝N(20%)3；最少能量＝N(10%)3。 2．在食物網(wǎng)中分析如確定生物量變化的“最多”或“最少”時，還應(yīng)遵循以下原則： (1)食物鏈越短，最高營養(yǎng)級獲得的能量越多； (2)生物間的取食關(guān)系越簡單，生態(tài)系統(tǒng)消耗的能量越少，如已知D營養(yǎng)級的能量M，計算至少需要A營養(yǎng)級的能量時，應(yīng)取最短食物鏈A→D，并以20%的效率進(jìn)行傳遞，即等于M20%；計算最多需要A營養(yǎng)級的能量時，應(yīng)取最長的食物鏈A→B→C→D，并以10%的效率進(jìn)行傳遞，即等于M(10%)3。 3．如果是在食物網(wǎng)中，同一營養(yǎng)級同時從上一營養(yǎng)級多種生物獲得能量，且各途徑所獲得的生物量相等，則按照各單獨(dú)的食物鏈進(jìn)行計算后合并。 1．有一食物網(wǎng)如下圖所示。如果能量傳遞效率為10%，各條食物鏈傳遞到庚的能量相等，則庚增加1 kJ的能量，丙最少含多少能量(　　) A．550 kJ　　　 B．500 kJ C．400 kJ D．100 kJ A　[設(shè)丙的能量為x，根據(jù)題意，經(jīng)丙→丁→己→庚傳遞到庚的能量為0.5 kJ，則需要丙0.5(10%)3＝500(kJ)，經(jīng)丙→戍→庚傳遞到庚的能量為0.5 kJ，則需要丙0.5(10%)2＝50(kJ)，即丙最少含有500＋50＝550(kJ)的能量。] 2．在如圖所示的食物網(wǎng)中，假如貓頭鷹的食物有2/5來自兔子，2/5來自鼠，1/5來自蛇。那么貓頭鷹的體重若增加10 g，最少需要消耗植物(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：85732182】 A．300 g B．450 g C．900 g D．1 800 g B　[先將食物網(wǎng)拆分成3條食物鏈：①植物→兔→貓頭鷹；②植物→鼠→貓頭鷹；③植物→鼠→蛇→貓頭鷹。根據(jù)貓頭鷹的食物比例可知，增加的10 g體重中4 g來自①、4 g來自②、2 g來自③，計算最少消耗植物量，則按照能量最大傳遞效率20%計算，則①需要消耗植物量為：455＝100，②需要消耗植物量為：455＝100，③需要消耗植物量為：2555＝250?？偣蚕闹参餅?50 g。] 3．在如圖食物網(wǎng)中，a表示動物性食物所占比例，若要使鳥體重增加x，至少需要生產(chǎn)者的量為y，那么x與y的關(guān)系可表示為(　　) A．y＝90ax＋10x　　　 B．y＝25ax＋5x C．y＝20ax＋5x D．y＝100ax＋10x C　[已知鳥的增重為x，求至少需要生產(chǎn)者的量y，應(yīng)選擇最大傳遞率20%，又知動物性食物所占比例為a，可列出：ax20%20%＋(1－a)x20%＝y(tǒng)，整理后得：y＝20ax＋5x，故選C。] 4．某生態(tài)系統(tǒng)中存在如圖所示的食物網(wǎng)，如將C的食物比例由A∶B＝1∶1調(diào)整為2∶1，能量傳遞效率按10%計算，該生態(tài)系統(tǒng)的承載量是原來的(　　) A．1.875倍　　　 B．1.273倍 C．1.375倍 D．0.575倍 C　[解題時應(yīng)該從C出發(fā)，當(dāng)食物比例A∶B為1∶1時，C的能量為x，需要的A為x10%＋x10%10%＝55x。當(dāng)食物比例A∶B為2∶1時，C的能量為y，需要的A為y10%＋y10%10%＝40y。由于兩種情況下，生產(chǎn)者的數(shù)量是一定的，所以55x＝40y，則y＝1.375x。] 5．如圖是某人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程中部分環(huán)節(jié)涉及的能量值。試回答下列有關(guān)問題[單位：103kJ/(m2y)]： (1)圖中①代表的生理過程是________，圖中②代表的能量主要以________形式貯存。 (2)該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者固定的總能量是________kJ/(m2y)。 (3)能量從該生態(tài)系統(tǒng)的第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級傳遞的效率為________。 (4)試分析圖中植食動物、肉食動物和頂位肉食動物隨營養(yǎng)級的升高需要的有機(jī)物輸入越來越多的原因：____________________。 [解析]　(1)據(jù)圖分析，①表示呼吸作用，②表示貯存在有機(jī)物中的能量。(2)該生態(tài)系統(tǒng)中肉食動物從植食動物同化的能量為：0.25＋0.05＋5.1＋2.1－5.0＝2.5[103kJ/(m2y)]，植食動物從生產(chǎn)者同化的能量為2.5＋4＋9＋0.5－2＝14[103kJ/(m2y)]，該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者固定的總能量為23＋70＋3＋14＝110[103kJ/(m2y)]＝1.1105 kJ/(m2y)。(3)根據(jù)(2)的分析可知，能量從該生態(tài)系統(tǒng)的第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級傳遞的效率為[(2.1＋5.1＋0.25＋0.05－5)(4＋9＋0.5＋2.5)]100%≈15.6%。(4)由于能量流動逐級遞減以及為了維持各營養(yǎng)級較高的輸出量，所以圖中植食動物、肉食動物和頂位肉食動物隨營養(yǎng)級的升高需要的有機(jī)物輸入越來越多。 [答案]　(1)呼吸作用　(有機(jī)物中)穩(wěn)定的化學(xué)能　(2)1.1105　(3)15.6%　(4)能量流動逐級遞減以及維持各營養(yǎng)級較高的輸出量