專題9生物與環(huán)境微專題八

能量流動的有關(guān)計算一、求營養(yǎng)級之間的傳遞效率123二、能量流動中“最值”和“定值”計算三、食物來源調(diào)整類題的分析一、求營養(yǎng)級之間的傳遞效率典型示范類型一某些營養(yǎng)級的能量未知，求營養(yǎng)級間的傳遞效率1.如圖是某湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量流動的定量分析圖解。圖中A、B、C代表三個營養(yǎng)級，數(shù)字均為實際測得的能量值，單位為百萬千焦。已知該生態(tài)系統(tǒng)受到的太陽輻射為118872百萬千焦，但其中118761百萬千焦的能量未被利用。請回答：能量從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率為________；從第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率為__________。13.5%20%【審題關(guān)鍵】信息①：“生態(tài)系統(tǒng)受到的太陽輻射為118872百萬千焦，但其中118761百萬千焦的能量未被利用”可得出第一營養(yǎng)級的同化量。信息②：從圖中“B(15.0)、C(3.0)”得出第二、三營養(yǎng)級的同化量分別是15.0、3.0。流經(jīng)各營養(yǎng)級能量，遵循能量守恒定律即輸入量＝輸出量＝同化量，由此可知第一營養(yǎng)級的同化量＝3＋15.0＋41.5＋51.5＝111(百萬千焦)。綜上可知：從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率為15.0/111×100%＝13.5%，從第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率為3.0/15×100%＝20%。類型二已知Pn、Pg、R值，求營養(yǎng)級間的傳遞效率2.下表是對北溫帶湖泊系統(tǒng)營養(yǎng)級和能量流動情況的調(diào)查結(jié)果，表中A、B、C、D分別表示不同的營養(yǎng)級，E為分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的總量，Pn表示生物體貯存的能量(Pn＝Pg－R)，R表示生物呼吸消耗的能量。請回答：能量從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率為________；從第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率為________；從第三營養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級的傳遞效率為________。項目PgPnRA15.92.813.1B870.7369.4501.3C0.90.30.6D141.061.979.1E211.520.1191.416.2%11.3%5.7%【審題關(guān)鍵】信息①：A、B、C、D分別表示不同的營養(yǎng)級，E為分解者，分解者不計入食物鏈中。信息②：Pg表示生物同化作用固定能量的總量，即同化量。信息③：按照Pg值的大小，依據(jù)能量流動具有逐級遞減的特點，可以得出食物鏈為B→D→A→C。綜上可知：從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率為141.0/870.7×100%≈16.2%。從第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率為15.9/141×100%≈11.3%。從第三營養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級的傳遞效率為0.9/15.9×100%≈5.7%。類型三圖解字母型，求營養(yǎng)級間的傳遞效率下圖為草原生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解模型。a、b、c表示流入各營養(yǎng)級生物的能量，d、e、f表示用于各營養(yǎng)級生物生長、發(fā)育和繁殖的能量，g、h、i表示各營養(yǎng)級生物呼吸消耗的能量，j、k、l表示流入分解者的能量。請回答：能量從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率為________________________________；從第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率為________________________________。b/a×100%或(e＋h)/(d＋g)×100%c/b×100%或(f＋i)/(e＋h)×100%【審題關(guān)鍵】信息①：a、b、c表示流入各營養(yǎng)級生物的能量，即各營養(yǎng)級的同化量。信息②：d、e、f表示用于各營養(yǎng)級生物生長、發(fā)育和繁殖的能量，g、h、i表示各營養(yǎng)級生物呼吸消耗的能量。各營養(yǎng)級同化量＝各營養(yǎng)級生物生長、發(fā)育和繁殖的能量＋各營養(yǎng)級生物呼吸消耗的能量。綜上可知：第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率為b/a×100%或(e＋h)/(d＋g)×100%。第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率為c/b×100%或(f＋i)/(e＋h)×100%。類型四有人工干擾的生態(tài)系統(tǒng)，求營養(yǎng)級間的傳遞效率下圖是某人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程示意圖，數(shù)字表示部分環(huán)節(jié)涉及的能量值[單位為103kJ/(m2·y)]。試回答有關(guān)問題：能量從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率為________；從第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率為________；從第三營養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級的傳遞效率為________。12.7%15.6%3.3%【審題關(guān)鍵】信息①：流入人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)的能量，除了生產(chǎn)者固定的太陽能，還有人為輸入的有機物中的化學能。信息②：除了最高營養(yǎng)級，其他營養(yǎng)級的能量去向(即各營養(yǎng)級的同化量)有圖中的①(呼吸作用散失)、分解者分解、流入下一營養(yǎng)級、貯存?！窘馕觥坑蓤D可知由小型肉食性動物流入大型肉食性動物的能量為0.25，小型肉食性動物輸出量＝2.1＋5.1＋0.05＋0.25＝7.5，因輸出量＝小型肉食性動物的同化量，所以小型肉食性動物的同化量為7.5，但小型肉食性動物的同化量不是全部由植食性動物流入給它的，還有人工有機物輸入，即：小型肉食性動物的同化量＝人工有機物輸入量＋植食性動物流入小型肉食性動物的能量，也就是7.5＝5＋植食性動物流入小型肉食性動物的能量，因此植食性動物流入小型肉食性動物的能量＝7.5－5＝2.5。同理依據(jù)上述方法，可求出：植食性動物同化量＝4＋9＋0.5＋2.5＝16，生產(chǎn)者流入植食性動物的能量＝16－2＝14，生產(chǎn)者的同化量＝23＋70＋3＋14＝110。因該生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入有人工有機物的輸入，這部分能量在輸入時未經(jīng)過食物鏈，所以在計算傳遞效率時不能直接以下一營養(yǎng)級的同化量與上一營養(yǎng)級的同化量之比來計算，應當以上一營養(yǎng)級流入下一營養(yǎng)級的能量與上一營養(yǎng)級的同化量之比來計算。從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率為14/110×100%≈12.7%。從第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率為2.5/16×100%≈15.6%。從第三營養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級的傳遞效率為0.25/7.5×100%≈3.3%。1.能量傳遞效率是指下一個營養(yǎng)級所獲得的能量占上一個營養(yǎng)級獲得能量的比例。即2.流經(jīng)各營養(yǎng)級能量，遵循能量守恒定律即輸入量＝同化量＝輸出量＝流入下一營養(yǎng)級能量＋呼吸作用散失＋未利用＋被分解者分解方法歸納跟蹤演練1.下表是對巢湖某水域生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級和能量流動情況的調(diào)查結(jié)果。表中A、B、C、D、E分別表示營養(yǎng)級，F(xiàn)為分解者；Pg表示生物同化作用固定能量的總量；Pn表示生物貯存的能量；R表示生物呼吸消耗的能量；能量單位為102kJ/(m2·a)。請回答：能量從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率為________；從第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率為________；從第三營養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級的傳遞效率為________。項目PgPnRA15.92.813.1B870.7369.4501.3C1.90.81.1D89.233.955.3E94.733.061.7F211.520.1191.421.1%8.6%11.9%【解析】依據(jù)能量流動具有逐級遞減的特點，可知B營養(yǎng)級含有的能量最多，故B是生產(chǎn)者；又因D、E的同化量接近，所以可知D、E屬于同一營養(yǎng)級即第二營養(yǎng)級；又因A、B、C、D、E分別表示營養(yǎng)級，F(xiàn)為分解者，所以食物鏈為：2.如圖為某生態(tài)系統(tǒng)中能量流經(jīng)某一營養(yǎng)級的變化示意圖，其中a～g表示能量值。請據(jù)圖作答：若流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為m，且圖中的A為初級消費者所攝入的全部能量，則第一營養(yǎng)級與第二營養(yǎng)級間的能量傳遞效率是_______________________________________________；初級消費者流入E的能量傳遞效率為__________(用圖中所給字母表示)。b/m×100%或(a－c)/m×100%或(d＋e)/m×100%0【解析】由題可知A為攝入量(用a表示)，B為初級消費者的同化量(用b表示)，C表示用于生長、發(fā)育和繁殖的能量，D表示呼吸作用散失的能量，E表示分解者，由此可知：第一營養(yǎng)級與第二營養(yǎng)級間的能量傳遞效率為b/m×100%。又因同化量＝攝入量－糞便中的能量，所以b＝a－c，同理可得b＝d＋e，所以第一營養(yǎng)級與第二營養(yǎng)級間的能量傳遞效率又可為(a－c)/m×100%或(d＋e)/m×100%。因E是分解者，不屬于食物鏈中的營養(yǎng)級，所以初級消費者流入E的能量傳遞效率為0。3.如圖為某農(nóng)場的年能量流動示意圖。單位為103kJ/(m2·y)，A、B、C、D共同構(gòu)成生物群落。從第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率是__________。16.67%【解析】據(jù)圖分析，第二營養(yǎng)級(B)同化的能量為(16＋2)×103kJ/(m2·y)，傳遞到第三營養(yǎng)級(C)的能量為3×103kJ/(m2·y)，所以其能量傳遞效率為3×103/18×103×100%≈16.67%。二、能量流動中“最值”和“定值”計算典型示范如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的圖解，貓頭鷹體重每增加1kg，至少消耗A約()A.100kgB.44.5kgC.25kg

D.15kgC方法歸納1.能量傳遞效率的相關(guān)“最值”計算在解決有關(guān)能量傳遞的計算問題時，需要確定相關(guān)的食物鏈，能量傳遞效率約為10%～20%，一般從兩個方面考慮：2.能量傳遞效率“定值”計算已確定營養(yǎng)級間能量傳遞效率的，不能按“最值”法計算。而需要按照具體的數(shù)值計算。例如，在食物鏈為A→B→C→D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M×a%×b%×c%。3.如果是在食物網(wǎng)中，某一營養(yǎng)級從上一營養(yǎng)級的多種生物中獲得能量，且各途徑獲得的能量比例確定，則按照單獨的食物鏈進行計算后再合并。跟蹤演練4.(2023·高二課時練習)如下圖食物網(wǎng)中，若人的體重增加1kg，最少消耗水藻______kg，最多消耗水藻______kg。25105【解析】知高營養(yǎng)級，求低營養(yǎng)級最少消耗的能量，按照最短食物鏈，能量傳遞效率20%進行計算，即水藻→小魚→人，最少消耗水藻為1÷20%÷20%＝25kg；知高營養(yǎng)級，求低營養(yǎng)級最多消耗的能量，按照最長食物鏈，能量傳遞效率10%進行計算，即水藻→水蚤→蝦→小魚→大魚→人，最多消耗水藻為1÷10%÷10%÷10%÷10%÷10%＝105kg。三、食物來源調(diào)整類題的分析典例示范如圖是一個食物網(wǎng)，假如鷹的食物有2/5來自兔，2/5來自鼠，1/5來自蛇，那么鷹若要增加20g體重，至少需要消耗植物量為()A.900g

B.500gC.200g

D.600gA【審題關(guān)鍵】信息①：鷹的食物有2/5來自兔，2/5來自鼠，1/5來自蛇，3條食物鏈都要計算進去。信息②：至少需要消耗植物量，能量傳遞效率應該按照20%計算?！窘馕觥吭谀芰糠峙浔壤阎那闆r下，每條食物鏈都要計算進去，再根據(jù)“最值”規(guī)律進行計算。20×2/5÷20%÷20%＋20×2/5÷20%÷20%＋20×1/5÷20%÷20%÷20%＝900g。方法歸納1.若在食物網(wǎng)中，某一營養(yǎng)級同時從上一營養(yǎng)級的多種生物中獲得能量，計算某一生物獲得的能量或需要某一生物提供的能量時，首先，要注意某一生物“從不同食物鏈中獲得能量的比例”或某一生物“給不同生物提供能量的比例”，然后按照各個單獨的食物鏈分別計算后合并。2.在具體計算時務必先弄清分流比例在求解中應“順推(用乘法)”還是“逆推(用除法)”，以下圖為例。(1)若已知“植物同化量(A)”，并告知其“傳向動物與直接傳向人比例由1∶1調(diào)整為1∶2”，求