種群數(shù)量和能量計(jì)算問題歸納種群數(shù)量和能量計(jì)算問題歸納種群數(shù)量和能量計(jì)算問題歸納xxx公司種群數(shù)量和能量計(jì)算問題歸納文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度如何分析種群數(shù)量變化引發(fā)的“連鎖反應(yīng)”由于生態(tài)系統(tǒng)中的各種生物之間總存在一定的營養(yǎng)關(guān)系，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生物與生物之間始終存在著相互依存、相互制約的關(guān)系。如果某種群的個(gè)體數(shù)量發(fā)生變化，就會(huì)導(dǎo)致與其相關(guān)的其他種群個(gè)體數(shù)量發(fā)生變化，從而引發(fā)連鎖反應(yīng)。現(xiàn)將分析連鎖反應(yīng)導(dǎo)致的種群變化要點(diǎn)歸納如下：1單條食物鏈中生物數(shù)量變化引起的連鎖反應(yīng)單條食物鏈中的生物，因只存在捕食與被捕食的關(guān)系，故其數(shù)量變化關(guān)系容易確認(rèn)，即若食物方（被捕食者一方）減少則天敵方（捕食者一方）也減少；食物方增多，天敵方也會(huì)隨之增多。同理，若天敵方增多，則食物方減少；天敵方減少，則食物方會(huì)增多。例1如果一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)有4種生物，并構(gòu)成一條食物鏈。在某一時(shí)間分別測得這4種生物（甲、乙、丙、?。┧袡C(jī)物的總量如圖所示。在一段時(shí)間內(nèi)，如果乙的種群數(shù)量增加，則會(huì)引起（）A．甲、丁的種群數(shù)量增多，丙的種群數(shù)量下降B．甲、丙、丁的種群數(shù)量均增加C．甲、丁的種群數(shù)量下降，丙的種群數(shù)量增加D．甲的種群數(shù)量下降，丙、丁種群數(shù)量增加【解析】在生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級(jí)越低，所占有的能量越多；反之，營養(yǎng)級(jí)越高，所占有的能量越少。據(jù)此可以推出甲、乙、丙、丁4種生物構(gòu)成的食物鏈為：丙→甲→乙→丁。由上述變化規(guī)律可知，乙種群數(shù)量的增加，則其前一營養(yǎng)級(jí)甲種群的數(shù)量必然下降，后一營養(yǎng)級(jí)丁種群的數(shù)量必然增加，而甲種群數(shù)量的下降又會(huì)導(dǎo)致丙種群數(shù)量增加。【答案】D。2復(fù)雜食物網(wǎng)中某種群數(shù)量變化引起的連鎖反應(yīng)在一個(gè)復(fù)雜的食物網(wǎng)中，當(dāng)某種群生物困某種原因而發(fā)生變化時(shí)，對(duì)另一種群生物數(shù)量的影響沿不同的線路分析會(huì)有不同的結(jié)果，因此，為了更準(zhǔn)確地分析其連鎖反應(yīng)的結(jié)果，應(yīng)遵循以下原則：（1）生產(chǎn)者相對(duì)穩(wěn)定，即生產(chǎn)者比消費(fèi)者穩(wěn)定得多，所以當(dāng)某一種群數(shù)量發(fā)生變化時(shí)，一般不用考慮生產(chǎn)者數(shù)量的增加或減小。（2）處于最高營養(yǎng)級(jí)的種群且食物有多種來源時(shí)，若其中一條食物鏈中斷．則該種群的數(shù)量不會(huì)發(fā)生較大變化。（3）分析時(shí)以中間環(huán)節(jié)少的作為分析依據(jù)，考慮方向和順序時(shí)，應(yīng)從高營養(yǎng)級(jí)到低營養(yǎng)級(jí)依次進(jìn)行。例2試根據(jù)圖2南極食物網(wǎng)圖回答下列問題：假設(shè)由于某種原因使大魚全部死亡，鱗蝦的數(shù)量會(huì)如何變化【解析】本食物網(wǎng)中共有6條食物鏈，均從生產(chǎn)者浮游植物開始至虎鯨結(jié)束。當(dāng)大魚全部死亡時(shí)，中間這條食物鏈中斷，虎鯨只能從兩側(cè)的食物鏈捕食，對(duì)左側(cè)食物鏈來說，虎鯨較多地捕食須鯨，使須鯨數(shù)目減少，這里又以中間環(huán)節(jié)（須鯨）少為依據(jù)，所以分析時(shí)應(yīng)以鱗蝦一須鯨為準(zhǔn)，故鱗蝦數(shù)量增多?！敬鸢浮吭龆?。生態(tài)系統(tǒng)中能量計(jì)算問題歸納能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能之一。關(guān)于能量流動(dòng)的計(jì)算問題也是高中生物教材中的一個(gè)重點(diǎn)，筆者就此談點(diǎn)自己在教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，供同仁參考。1流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指生產(chǎn)者固定的太陽能的總量，這部分能量是生產(chǎn)者體內(nèi)的能量、生產(chǎn)者呼吸消耗的能量、下一營養(yǎng)級(jí)攝取的能量以及未利用能量之和。例1如圖所示是某湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的定量分析圖解。圖中A、B、C代表了3個(gè)營養(yǎng)級(jí)，其中的數(shù)字均為實(shí)際測得的能量數(shù)，單位為GJ。已知該生態(tài)系統(tǒng)一年內(nèi)接受到太陽輻射能為118872GJ，但其中118761GJ的能量未被利用。請(qǐng)將流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量數(shù)填寫在圖的方框內(nèi)。【分析】流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為118872GJ（太陽輻射能量）–118761GJ（未被生產(chǎn)者固定能量）=111GJ。另外還可以將其按流動(dòng)途徑相加，即：流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量=（分解者利用）+（流入下一營養(yǎng)級(jí)）+（未利用）+（呼吸消耗）=111GJ。2能量的傳遞途徑能量是以物質(zhì)的形式沿著食物鏈或食物網(wǎng)這一主要渠道向前傳遞的，流入某一營養(yǎng)級(jí)的能量就是本營養(yǎng)級(jí)同化的能量。例2大象是植食性動(dòng)物，有一種蜣螂則專以象糞為食。設(shè)大象在某段時(shí)間所同化的能量為l07kJ，則這部分能量中可流入到蜣螂體內(nèi)的約為（）A．0kJ B．106kJ C．2×106kJ D．106Kj~2×106kJ【分析】被某一種營養(yǎng)級(jí)生物攝人體內(nèi)的能量，一部分存在于該營養(yǎng)級(jí)生物排出的糞便中，另一部分能量被該營養(yǎng)級(jí)生物同化。此題中大象攝人體內(nèi)的能量．一部分存在于象糞中，另一部分被大象同化，其中流人蜣螂體內(nèi)的能量是存在于象糞中的一部分能量，并不是在這段時(shí)間內(nèi)大象所同化能量的一部分，故大象所同化的能量并未流人蜣螂體內(nèi)。因此答案為A。3能量的分流每一營養(yǎng)級(jí)的生物獲得的能量分配情況為：一部分被該營養(yǎng)級(jí)生物呼吸作用分解消耗，其中ATP用于生命括動(dòng)，熱能從生物群落中散失到大氣中；另一部分進(jìn)入下一營養(yǎng)級(jí)生物（最高營養(yǎng)級(jí)生物除外）；還有一部分動(dòng)植物遺體、殘枝落葉等被分解者利用。能量的傳遞效率（10%～20%）強(qiáng)調(diào)的是兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率而不是個(gè)體之間的傳遞效率。例3當(dāng)一只狐吃掉一只兔子，它獲得了這只兔子的（）A．僅是大部分能量 B．僅是大部分物質(zhì)C．大部分物質(zhì)和能量 D．少部分物質(zhì)和能量【分析】學(xué)生很容易誤選D。原因是沒有辨清傳遞效率指的是兩個(gè)相鄰營養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率．而錯(cuò)誤地認(rèn)為是兩個(gè)個(gè)體之間的能量傳遞。在狐和兔子之間，因?yàn)橥米哟蟛糠值臓I養(yǎng)物質(zhì)被孤消化吸收，因此獲得了兔子的大部分物質(zhì)和能量。答案應(yīng)選擇C。4流入消費(fèi)者體內(nèi)的能量流入消費(fèi)者體內(nèi)的能量是指該級(jí)消費(fèi)者生物的同化量而非攝入量。攝入量和同化量的關(guān)系是：攝入量=同化量+糞便中的能量。另外還可以用保留在體內(nèi)的能量和呼吸消耗的能量之和來表示例4假設(shè)圖中某初級(jí)消費(fèi)者攝人的能量為a，存在于糞便中的能量為b，初級(jí)消費(fèi)者呼吸消耗的能量為c，用于生長、發(fā)育和繁殖的能量為d，則流人次級(jí)消費(fèi)者的能量最多為 ?！痉治觥苛魅胍粋€(gè)營養(yǎng)級(jí)的能量是指該營養(yǎng)級(jí)生物的同化量。同化量=攝入量–糞便中的能量。本題中初級(jí)消費(fèi)者同化量為（a–b）；一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的同化量還可以是呼吸散失量與自身保留量之和，即（c+d）；本題按傳遞效率為20%計(jì)算，流入次級(jí)消費(fèi)者體內(nèi)的能量最多，即（a–b）×20%或（c+d）×20%。5兩非相鄰營養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率能量在非相鄰的兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率等于其中每兩個(gè)相鄰營養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率的積。例5在某生態(tài)系統(tǒng)中，已知一只鷹增重2kg要吃l0kg的小鳥，小鳥增重kg要吃2kg昆蟲，昆蟲增重100kg要吃1000kg綠色植物，若各營養(yǎng)級(jí)生物所攝取的食物全轉(zhuǎn)化成能量的話，那么這只鷹轉(zhuǎn)化綠色植物的百分比為（A．% B．% C．% D．%【分析】此題涉及的食物鏈?zhǔn)牵壕G色植物→昆蟲→小鳥→鷹。根據(jù)各營養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率可以計(jì)算出鷹所轉(zhuǎn)化綠色植物的百分比：100/1000×2×2/10×100%=%。答案應(yīng)選擇C。6涉及多條食物鏈的某營養(yǎng)級(jí)食物量的計(jì)算例6如果一個(gè)人的食物中有1/2來自綠色植物，1/4來自小型肉食動(dòng)物，1/4來自羊肉。假如傳遞效率為10%，那么該人每增加1kg體重，約消耗植物（）A．10kg B．28kg C．100kg D．280kg【分析】據(jù)題意可以寫出3條食物鏈：①植物→人，在此食物鏈中人要增重kg，需消耗÷10%=5kg植物；②植物→羊→人，在此食物鏈中人要增重kg，需消耗÷10%÷10%=250kg植物；③植物→植食動(dòng)物→小型肉食動(dòng)物→人，在此食物鏈中人要增重kg，需消耗÷10%÷10%÷10%=250kg植物。所以，人要增重1kg共消耗植物280kg。答案應(yīng)選擇D。例7如圖為溫帶草原食物網(wǎng)簡圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：（已知各營養(yǎng)級(jí)之間能量傳遞效率為10%）（1）若一種生物通過食物鏈平均分配至下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)，若蛇為kg，該生態(tài)系統(tǒng)共需要提供生產(chǎn)者 kg。（2）若一種生物的能量是由它的上一營養(yǎng)級(jí)的生物平均提供，若蛇為kg，該生態(tài)系統(tǒng)共需要生產(chǎn)者為 kg?！痉治觥渴紫壤砬迨澄锞W(wǎng)中蛇共占有3條食物鏈：①草→鼠→蛇；②草→食草昆蟲→蟾蜍→蛇；③草→食草昆蟲→蜘蛛→蟾蜍→蛇。（1）設(shè)該生態(tài)系統(tǒng)共需要生產(chǎn)者（草）為Akg，根據(jù)食物鏈中每種生物分配到下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)是平均的，則有：第一條食物鏈①A/4×1/10×1/3×1/10，加上第二條食物鏈②A/4×1/10×1/3×1/10×1/10，再加上第三條食物鏈③A/4×1/10×1/3×1/10×1/2×1/10×1/10，三者之和等于kg，解得：A=48000kg。（2）設(shè)該生態(tài)系統(tǒng)共需生產(chǎn)者Xkg，根據(jù)每一種生物的能量是由它的上一營養(yǎng)級(jí)的生物平均提供，則有第一條食物鏈①×1/2÷10％÷10%，加上第二條食物鏈②×1/2÷10%×1/2÷10%÷10%，再加上第三條食物鏈③×1/2÷10%×1/2÷10%÷10%÷10%等于X，解得X=123760kg。7有關(guān)“至少”和“最多”問題的計(jì)算如遇“至少需要”“最多使用”等字眼時(shí)，所選用的傳遞效率為20%，在食物鏈中選最短鏈；如遇“最大消耗”“最少利用”時(shí)傳遞效率則選10%，在食物鏈中選最長鏈。具體規(guī)律如圖：例8如圖所示食物網(wǎng)中，若人的體重增加1kg，最少消耗水藻多少千克最多消耗水藻多少千克【分析】能量在逐級(jí)流動(dòng)中傳遞效率為10%~20%，求能量的最少消耗，就要選擇最短的食物鏈和最大的傳遞效率（20%），則水藻→小魚→人，傳遞效率20%。設(shè)最少消耗為X，則X×20%×20%=l，所以X=1÷20%÷20%=25kg；求最多消耗，要選擇最長的食物鏈和最小的傳遞效率（10%），則有水藻→水蚤→蝦→小魚→大魚→人，傳遞效率按10%計(jì)算，設(shè)最多消耗Y，則Y×10%×10%×10%×10%×10%=1．所以Y=1÷10%÷10%÷10%÷10%÷10%=100000kg?？傊谟?jì)算某營