《生物第10單元 生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境的保護 拓展微課 能量流動模型分析與計算》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《生物第10單元 生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境的保護 拓展微課 能量流動模型分析與計算（29頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、拓展微課能量流動模型分析與計算專題講解難點一能量流動模型分析1.模型一拼圖法分析某營養(yǎng)級能量的流向圖10-30-17輸入第一營養(yǎng)級的能量(W1),被分為兩部分:一部分在生產者的呼吸作用中以熱能的形式散失了(A1),一部分則用于生產者的生長、發(fā)育和繁殖(B1+C1+D1)。而后一部分能量中,包括現(xiàn)存植物體的B1、流向分解者的C1、流向下一營養(yǎng)級的D1?！镜漕}示導】1.2017四川德陽二診 某同學繪制了如圖10-30-18所示的能量流動圖解(其中W1為生產者固定的太陽能),下列敘述中不正確的是 ()A.生產者固定的總能量可表示為(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)B.由第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)

2、級的能量傳遞效率為D1/(A1+B1+C1+D1)C.流入初級消費者的能量為(A2+B2+C2)D.圖解表明能量流動的特點是單向流動、逐級遞減圖10-30-18答案 C解析 生產者固定的總能量可表示為(A1+B1+C1+D1),A1被呼吸作用消耗,B1未被利用,C1流向分解者,而D1=A2+B2+C2+D2是流入下一營養(yǎng)級的能量,A正確;由第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為D1/(A1+B1+C1+D1)=D1/W1,B正確;流入初級消費者的能量為D1=A2+B2+C2+D2,C錯誤;圖解表明能量流動的特點是單向流動、逐級遞減,D正確。A.昆蟲同化的能量中約有35%用于其生長、發(fā)育和繁殖B

3、.昆蟲糞便量屬于植物流向分解者能量的一部分C.昆蟲儲存在有機物中的能量屬于未利用的能量D.昆蟲的前一營養(yǎng)級的能量至少有1000 kJ2.下表是某營養(yǎng)級昆蟲攝食植物后能量流動的情況,下列說法不正確的是 ()項目昆蟲攝食量昆蟲糞便量昆蟲呼吸消耗量昆蟲儲存在有機物中能量能量/kJ41021013070答案 C解析 昆蟲的同化量=攝入量-糞便中所含能量,即410-210=200 kJ,同化量-呼吸作用散失的能量即為用于生長、發(fā)育和繁殖的能量,所以用于生長、發(fā)育和繁殖的能量為200-130=70 kJ,所占比例為70200100%=35%,A項正確。昆蟲糞便量中的能量屬于植物中的能量,最終流向分解者,B

4、項正確。儲存在死亡動物的骨、毛發(fā)以及死亡植物的根、莖、葉中尚未被分解者利用的能量屬于未利用的能量,C項錯誤。根據(jù)能量傳遞效率,昆蟲的前一個營養(yǎng)級的能量最小值是20020%=1000 kJ,D項正確。2.模型二關系圖法分析某營養(yǎng)級的能量流向(1)長期來看,流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在足夠長的時間內的去路有三條:a.自身呼吸散失;b.流入下一營養(yǎng)級(最高營養(yǎng)級除外);c.被分解者分解利用。(如圖10-30-19)(2)在短期內,流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在一定時間內的去路有四條:a.自身呼吸散失;b.流入下一營養(yǎng)級(最高營養(yǎng)級除外);c.被分解者分解利用;d.未利用,即未被自身呼吸消耗,也未被

5、下一營養(yǎng)級和分解者利用。(如圖10-30-20)圖10-30-19圖10-30-20【典題示導】3.如圖10-30-21是麻風樹林中兩個營養(yǎng)級的能量流動圖解,已知麻風樹的總能量為a,其中字母代表了能量,則下列敘述不正確的是()A.從麻風樹輸入下一營養(yǎng)級的能量傳遞效率為a/aB.c是第二營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量C.d是指呼吸作用散失的能量D.該圖解中不包括非生物的物質和能量圖10-30-21答案 A解析 由題干中的信息可知,該圖只包括兩個營養(yǎng)級,麻風樹是第一營養(yǎng)級,則a只能代表第二營養(yǎng)級攝入量,b代表第二營養(yǎng)級的同化量,其中d代表呼吸作用散失的能量,c是指第二營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的

6、能量,e則是第二營養(yǎng)級流入分解者的能量,則從麻風樹輸入下一營養(yǎng)級的能量傳遞效率為b/a100%;該圖解中包括了生產者、消費者和分解者,不包括非生物的物質和能量。4.如圖10-30-22中A為某湖泊生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔簡圖,其中、分別代表不同的營養(yǎng)級,m1、m2僅代表不同的能量形式。圖B表示能量流經營養(yǎng)級的變化示意圖,其中af表示能量值的大小。請據(jù)圖作答:(1)圖A中,m2表示的能量形式為,能進行次級生產的是。 (2)圖B中,若甲表示圖A中營養(yǎng)級所攝入的全部能量,則e表示的能量,用于營養(yǎng)級生長、發(fā)育和繁殖的能量是(用所給字母表示)。若圖A中營養(yǎng)級所同化的總能量為y,則營養(yǎng)級、間的能量傳遞效率是1

7、00%(用所給字母表示)。 (3)由圖B可以得出生態(tài)系統(tǒng)的能量流動具有單方向的、和逐漸遞減的特點。 圖10-30-22解析 (1)在能量金字塔中,處于第一營養(yǎng)級的生物是生產者,m1表示進入該生態(tài)系統(tǒng)的能量光能,m2是指在生態(tài)系統(tǒng)食物鏈各營養(yǎng)級散失的能量熱能,次級生產是指異養(yǎng)生物即有機營養(yǎng)生物的生物體的生產,而是生產者,所以能進行次級生產的是消費者、。(2)每一營養(yǎng)級的同化量=攝入量-糞便量,若甲表示圖A中營養(yǎng)級所攝入的全部能量,則乙表示營養(yǎng)級同化的能量,戊表示的生理過程為細胞呼吸,e表示隨食物殘渣(糞便)排出體外的能量。而營養(yǎng)級同化的能量,一部分在營養(yǎng)級的呼吸作用中以熱能的形式散失了,另一部分

8、用于營養(yǎng)級的生長、發(fā)育和繁殖等生命活動,因此c表示用于生長、發(fā)育和繁殖的能量;營養(yǎng)級、間的能量傳遞效率為(營養(yǎng)級同化量營養(yǎng)級同化量)100%=y/b100%。(3)由圖B可以得出,生態(tài)系統(tǒng)能量流動的主要特點是單方向的、不可逆的、逐級遞減的。難點二能量傳遞效率的相關“最值”和“定值”計算 1.能量傳遞效率的相關“最值”計算(1)食物鏈越短,最高營養(yǎng)級獲得的能量越多。(2)生物間的取食關系越簡單,生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程中消耗得越少。具體計算方法如下:知低營養(yǎng)級求高營養(yǎng)級知高營養(yǎng)級求低營養(yǎng)級獲得能量最多選最短食物鏈、按20%計算 需要能量最多 選最長食物鏈、按10%計算獲得能量最少選最長食物鏈、按1

9、0%計算 需要能量最少 選最短食物鏈、按20%計算2.能量傳遞效率的有關“定值”計算(1)已確定營養(yǎng)級間能量傳遞效率的,不能按“最值”法計算,而需按具體數(shù)值計算。例如,在食物鏈ABCD中,能量傳遞效率分別為a%、b%、c%,若A的能量為M,則D獲得的能量為Ma%b%c%。(2)如果是在食物網中,某一營養(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比例確定,則按照各單獨的食物鏈進行計算后合并。【典題示導】5.如圖10-30-23為一食物網。若要使丙體重增加x,已知其食用的動物性食物(乙)所占比例為a,則至少需要的生產者(甲)的量為y,那么x與y的關系可表示為()A.y=90ax+1

10、0 xB.y=25ax+5xC.y=20ax+5xD.y=10ax+10 x圖10-30-23 解析 由題干中的“至少”可知,應該按最大傳遞效率20%計算,a表示丙從動物性食物(乙)獲得的能量所占比例,則1-a表示直接從生產者(甲)獲得的能量所占比例,故有(1-a)x20%+ax20%20%=y,即y=20ax+5x。答案 C6.圖10-30-24中甲是某草原生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)模式圖,圖中A、B、C、D表示生態(tài)系統(tǒng)的成分,圖乙為其中部分營養(yǎng)結構。請據(jù)圖回答: (1)若草固定的總能量為6.8109 kJ,食草昆蟲和鼠同化的總能量是1.3108 kJ,則人最多能獲得能量kJ。 (2)若蛇取食鼠的比例

11、由1/4調整到3/4,從理論上分析,改變取食比例后蛇體重增加1 kg,人能比原來多增重kg。(能量傳遞效率按20%計算) 圖10-30-24易錯提醒(1)能量多級利用和逐級遞減不是一回事,前者是通過能量的多級傳遞,每一級傳遞過程中都有能量流向對人有益的部分;而逐級遞減是指在不斷逐級傳遞過程中,每一營養(yǎng)級獲得能量都比前一營養(yǎng)級少。(2)進行具體能量流動計算時切記“順推”(即由“植物”下推)與“逆推”(即由高營養(yǎng)級前推)的計算,前者用“乘法”,后者用“除法”。跟蹤訓練1.在分析生態(tài)系統(tǒng)的能量流動時經常涉及“輸入量(輸入到某一營養(yǎng)級的能量)”“攝入量”“同化量”“糞便量”等說法,則下列說法中正確的是

12、 ()A.某一營養(yǎng)級生物的攝入量即同化量B.某一營養(yǎng)級生物的糞便量是該營養(yǎng)級生物同化量的一部分C.輸入到某一營養(yǎng)級的能量即該營養(yǎng)級生物的同化量D.相鄰兩營養(yǎng)級生物中較高營養(yǎng)級與較低營養(yǎng)級生物的攝入量之比表示能量傳遞效率解析 輸入量即同化量,攝入量=同化量+糞便量,A項錯誤,C項正確。某一營養(yǎng)級生物的糞便量實際上是上一營養(yǎng)級生物同化量的一部分,B項錯誤。相鄰兩營養(yǎng)級生物中較高營養(yǎng)級與較低營養(yǎng)級生物的同化量之比表示能量傳遞效率,D項錯誤。答案 C2.圖10-30-25是生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解,N1N6為能量數(shù)值,下列有關敘述中正確的是 ()A.蜣螂同化的能量屬于第二營養(yǎng)級的能量B.能量由第一營養(yǎng)級

13、傳遞給第二營養(yǎng)級的傳遞效率為N4/N2100%C.流經該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為N2,由初級消費者流向蜣螂的能量為N6D.N5的去向之一是用于初級消費者的生長、發(fā)育和繁殖圖10-30-25解析 蜣螂同化的能量,即初級消費者糞便中的能量屬于第一營養(yǎng)級的同化量,A項錯誤。生產者的同化量是N2,初級消費者同化的能量是N5,因此能量由第一營養(yǎng)級傳遞給第二營養(yǎng)級的傳遞效率為N5/N2100%,B項錯誤。據(jù)圖分析:流經該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為生產者固定的太陽能N2,初級消費者流向蜣螂的能量為0,C項錯誤。初級消費者同化的能量N5有一部分用于初級消費者的生長、發(fā)育和繁殖,一部分通過細胞呼吸以熱能形式散失,D項正確。3

14、.科學家R.L.Smith研究了不同種類動物的能量變化情況,部分結果如下表所示。下列敘述不正確的是 ()能量數(shù)值Kcal/(m2a)動物種類攝取量(I)同化量(A)呼吸量(R)生產量(P)收割蟻(植食)34.50 31.0 30.9 0.10小蜘蛛(肉食)12.60 11.90 10.0 1.90鹽沼蝗(植食)3.711.37 0.86 0.51黃鼠(植食)5.603.80 3.69 0.11A.收割蟻只有不到1%的同化量用于自身生長、發(fā)育和繁殖等生命活動B.占鹽沼蝗攝入食物63%的未同化量可被分解者所利用C.黃鼠的生長效率(P/A)較低的原因是呼吸消耗的能量較多D.表中幾種動物同化效率(A/

15、I)不同是因為能量傳遞效率不同解析 收割蟻能量的同化量為31.0 kcal,而呼吸量為30.9,則用于自身生長、發(fā)育和繁殖的能量為0.1 kcal,則0.131.0100%0.32%,A正確;鹽沼蝗的攝入量為3.71 kcal,同化量為1.37 kcal,則未同化量=3.71-1.37=2.34 kcal,占鹽沼蝗攝入量為2.343.71100%63%,B正確;黃鼠能量的同化量為3.80 kcal,呼吸量為3.69 kcal,因此用于生長的能量就很少,C正確;表中幾種動物同化效率分別為:收割蟻31.034.50100%89.9%,小蜘蛛11.9012.6100%94.4%,鹽沼蝗1.373.7

16、1100%36.9%,黃鼠3.85.6100%67.9%,由此可見,同化效率(A/I)最高的為小蜘蛛,D錯誤。4.2017云南師大附中月考 如圖10-30-26為某生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞示意圖,以下敘述不正確的是()A.將乙和丙的糞便作為有機肥還田,可以提高能量傳遞效率B.從乙到丙的能量傳遞效率為15%C.能量流動是從甲固定的太陽能開始的,流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為1250 kJD.食物鏈的營養(yǎng)關系一般不可逆,這決定了能量流動的單向性圖10-30-26 解析 由題圖分析可知,甲為生產者,乙為消費者,丙為消費者,丁為分解者。將乙和丙的糞便作為有機肥還田,為植物提供了無機鹽,但不能提高能量傳遞效率,A錯

17、誤;從乙到丙的能量傳遞效率為30200100%=15%,B正確;能量流動從生產者固定的太陽能開始,流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產者固定的太陽能,為175+200+875=1250 kJ,C正確;食物鏈的營養(yǎng)關系一般不可逆,這決定了能量流動的單向性,D正確。5.一只羊在一年內吃了100 kg的草,排出20 kg的糞,長了10 kg的肉(不考慮其他散失),下列有關說法不正確的是 ()A.該羊一年的同化量是80 kgB.第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為10%C.20 kg的糞屬于羊未同化的能量D.該羊一年的呼吸量是70 kg解析 動物同化的能量=攝入量-糞便中有機物的能量=一年內吃的草的量(10

18、0 kg)-排出的糞的量(20 kg)=80 kg,A正確;第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級能量傳遞效率應該用第二營養(yǎng)級的同化量除以第一營養(yǎng)級的生物總量,而題意中未說明草等生產者中生物總量,B錯誤;20 kg的糞屬于羊的攝入量,但是未消化吸收,即未同化,C正確;動物同化的能量=呼吸消耗的能量+用于生長、發(fā)育和繁殖的能量,根據(jù)題意中羊長了10 kg的肉,則呼吸量為70 kg,D正確。答案 B6.圖10-30-27為生態(tài)系統(tǒng)食物網簡圖,若E生物種群總能量為7.1109 kJ,B生物種群總能量為2.3108 kJ。從理論上計算,A儲存的總能量最少為()A.7.1108 kJ B.4.8107 kJC.5.95

19、107 kJ D.2.3107 kJ解析 根據(jù)題意,A儲存的總能量最少需要按最長食物鏈,最低能量傳遞效率計算,所以所選食物鏈是DECA,為此,E的能量在傳遞給A的途徑中,只有確保E在傳遞給B時用去的能量最多;E的總能量減去傳遞給B的能量后,再傳給C時效率最低;C在傳遞給A時效率最低,結果才能使A獲得的能量最少,據(jù)此計算得A貯存的總能量最少為(7.1109-2.310810%)10%10%=4.8107 kJ。答案 B圖10-30-27 7.圖10-30-28表示某生態(tài)系統(tǒng)食物網的一部分,若將丙的食物比例由甲乙=21調整為31,能量傳遞效率按20%計算,則該生態(tài)系統(tǒng)能承載丙的數(shù)量是原來的 ()A.1.575倍 B.1.275倍C.1.167倍 D.0.875倍答案 C圖10-30-28 8.2017廣西南寧一模 海洋在地球上分布非常廣泛,某海洋生態(tài)系統(tǒng)中分布有水藻、以水藻為食的食草動物、以食草動物為食的小型肉食動物,以及以食草動物和小型肉食動物為食的大型肉食動物。請回答下列問題:(1)海洋生態(tài)系統(tǒng)中不同的水層分布不同植物,影響這種分布的環(huán)境因素主要是。研究海洋中不同水層分布的生物類型,屬于(填“種群”或“群落”)水平的研究。 (2)若大型肉食動物的能量有來自小型肉食動物,有來自食草動物,則大型肉食動物每獲得10 kJ能量,需要水藻提供的能量至少為。生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞具有特點。