高考总复习 生物 苏教补上一课6 能量流动分流模型解读及相关计算附解析及答案.docx

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高考总复习生物苏教补上一课6能量流动分流模型解读及相关计算附解析及答案

高考常考，重点强化，思维建模，跨越障碍，全取高考拉分题

1.能量流经不同营养级示意图

2．构建能量流动模型（表示方法）

方法一：

说明：

两个去向：

同化量（b）＝呼吸作用消耗量（d）＋用于生长发育和繁殖的能量（e）；摄入量（a）＝同化量（b）＋粪便量（c）

方法二：

说明：

三个去向：

同化量＝呼吸作用消耗量＋分解者分解量＋下一营养级的同化量

方法三：

说明：

四个去向：

同化量＝自身呼吸作用消耗量（A）＋未利用（B）＋分解者的分解量（C）＋下一营养级的同化量（D）

【典例】如图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值。

请回答下列有关问题。

（1）流经该生态系统的总能量为　　　　（用N1～N6中的字母表示）。

（2）由初级消费者传递给蜣螂的能量为　　　　。

（3）图中N3表示__________________________________________。

（4）能量由生产者传递给初级消费者的传递效率为　　　　　　　　。

（用N1～N6中的字母表示）。

（5）生态系统具有自我调节能力的基础是　　　　。

若要提高生态系统的抵抗力稳定性，一般可采取的措施为___________________________________。

审题指导

答案　

（1）N2　

（2）0　（3）生产者用于生长、发育和繁殖的能量　（4）N5/N2×100%　（5）负反馈调节　增加各营养级的生物种类

（1）最高营养级能量去路只有流向分解者和呼吸消耗。

（2）分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。

（3）流经各营养级的总能量：

对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”，对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”。

（4）若系统中含有输入的有机物（饵料、有机污染物等），则总能量＝生产者固定的能量＋输入有机物中能量

1.下图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图[单位J/（cm2·a）]，据图分析，有关说法正确的是（　　）

A．该生态系统第一营养级同化的能量至少为400

B．第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100

C．能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20%

D．该生态系统第三营养级同化的能量是15

解析　题图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图，其中A表示该营养级摄入的能量，B表示该营养级同化的能量，C表示该营养级用于生长、发育和繁殖的能量，D表示呼吸作用中以热能的形式散失的能量，E表示分解者利用的能量，B错误；题图仅表示能量流经第二营养级的过程，并不能得出第三营养级的同化量，因此无法计算由第二营养级到第三营养级的能量传递效率，C错误；由题图知次级消费者摄入的能量为15，而并非第三营养级同化的能量，D错误。

答案　A

2．（2019·洛阳市统考）图甲是草原生态系统中常见的能量金字塔，每层中的标号各代表一种生物。

图乙代表该生态系统中部分营养级的能量流动示意图，其中的字母表示能量值（单位：

kJ）。

请据图回答下列相关问题：

（1）请根据图甲绘制出该生态系统的食物网。

（用图中标号和箭头表示）

（2）图乙中，所示的生物不能构成一个群落的原因是_________________________

__________________；其中d表示　　　　的能量；h所示的能量属于第　　　　营养级；f所示能量散失的同时伴随的碳形式的变化是____________________________________。

（3）若用标志重捕法调查兔子的种群密度，实验中需要的数据除第一次捕获并标记的兔子数量外，还需要的数据有______________________________________

_____________________________________________________________。

答案　

（1）

（2）没有包括此环境中的全部生物　兔子用于生长、发育和繁殖　一　含碳有机物转变成CO2

（3）第二次捕获的兔子总数及其中被标记的兔子数

1.食物链中能量的“最值”计算

设食物链A→B→C→D，分情况讨论（如下表）：

（1）能量传递效率未知时（按20%即1/5、10%即1/10计算）

已知

问题

思路求解

由D“逆推”A（D净增重M）用“除法”

至少需要A的量Y

＝Y

最多需要A的量Y

＝Y

由A“顺推”D（A净增重N）用“乘法”

D最多增重的量Y

N（1/5）3＝Y

D至少增重的量Y

N（1/10）3＝Y

（2）已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。

例如，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。

2．在食物网中分析

在解决有关能量传递的计算问题时，需要确定相关的食物链，能量传递效率约为10%～20%，一般从两个方面考虑：

3．利用“拼图法”巧解能量流动

（1）输入第一营养级的能量（W1）即生产者的同化量被分为两部分：

一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失（A1），一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖。

而后一部分能量中包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。

（2）第一营养级向第二营养级的能量传递效率＝（D1/W1）×100%，第二营养级向第三营养级的能量传递效率＝（D2/D1）×100%。

在具体计算时务必先澄清分流比例求解中应“顺推（用乘法）”还是“逆推（用除法）”，以为例。

①若已知“植物同化量（A）”，并告知其“传向动物与直接传向人比例由1∶1调整为1∶2”，求解人最多增重变化（M），计算时宜“顺推（用乘法）”

调整前：

A··＋A··（）2＝M1

调整后：

A··＋A··（）2＝M2

②若已知“人同化量（M）”并告知人的食物来源“素食、肉食由1∶1调整为2∶1”，求解最少需要植物量（A），计算时应“逆推（用除法）”

调整前：

＋＝A1

调整后：

＋＝A2

【典例1】下图所示的食物网中，若人的体重增加1kg，最少需消耗水藻　　　　kg，最多消耗水藻　　　　kg。

审题指导　能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%。

求最少消耗水藻量时，选最短的食物链，即水藻→小鱼→人，能量传递效率按20%计算，设最少消耗水藻为x，则x×20%×20%＝1kg，x＝25kg；求最多消耗水藻量时，选最长的食物链，即水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，能量传递效率按10%计算，设最多消耗水藻为y，则y×10%×10%×10%×10%×10%＝1kg，y＝100000kg。

答案　25　100000

【典例2】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（单位为103kJ·m－2·a－1）。

顶位肉食动物从上一营养级获得的能量为0.25，则肉食动物从上一营养级获得的能量为　　　　；能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级的传递效率约为　　　　。

第一营养级到第二营养级的传递效率约为　　　　。

审题指导　

（1）因顶位肉食动物从上一营养级获得的能量为0.25（103kJ·m－2·a－1），流入肉食动物的总能量＝0.25＋0.05＋5.1＋2.1＝7.5（103kJ·m－2·a－1），又因为有机物输入为5（103kJ·m－2·a－1），则肉食动物从上一营养级获得的能量为7.5－5＝2.5（103kJ·m－2·a－1）。

（2）该生态系统的第二营养级（植食动物）的能量＝2.5＋0.5＋9＋4＝16（103kJ·m－2·a－1），能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级的传递效率＝2.5÷16×100%≈15.6%。

（3）第一营养级流入到第二营养级的能量＝16－2＝14（103kJ·m－2·a－1），第一营养级的能量＝14＋3＋70＋23＝110（103kJ·m－2·a－1），则第一营养级到第二营养级的传递效率＝14÷110×100%≈12.7%。

答案　2.5　15.6%　12.7%

【典例3】

（1）若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，将此食物结构改为4∶1，能量传递效率按10%计算，则调整后可供养的人口是前者的　　　　倍。

（2）若植物向动物及向人提供的能量比例由1∶1调整为1∶4，能量传递效率按10%计算，则调整后供养的人口是前者的　　　　倍。

审题指导

（1）若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，如下左图，共需植物性食物的相对值为55；如果动物性食物与植物性食物的比例是1∶4，则共需植物性食物的相对值是28（如下右图）。

前者对食物的消耗量是后者的1.96倍，这也就说明后者可供养的人数是前者的1.96倍。

（2）设植物能量为M，则调整前，人所得能量为：

M××10%＋M××（10%）2＝＋＝，调整后人所得能量为M××10%＋M××（10%）2＝＋＝，则调整后∶调整前为/≈1.49，即调整后供养的人口是调整前的1.49倍。

答案　

（1）1.96　

（2）1.49

1.若某草原生态系统只存在下面的食物关系，尝试完成问题。

（1）假如猫头鹰的食物有来自兔，来自鼠，来自蛇，那么，猫头鹰若要增加20g体重，最少需要消耗的植物为　　　　。

（2）假如植物有被兔所食，有被鼠所食；鼠有直接被猫头鹰捕食，有被蛇捕食后流入猫头鹰体内。

那么，猫头鹰若要增加20g体重，最少需要消耗的植物为　　　　。

（精确到个位数）

解析　

（1）在生态系统中，能量传递效率为20%时，能量在流动过程中损失最小，可消耗最少的植物，为最高营养级提供最多的能量。

因此，若计算使猫头鹰增加20g体重至少消耗的植物质量，则能量按20%传递。

设猫头鹰从不同食物链消耗的植物分别为a、b、c，可写出：

列方程式得：

a×20%×20%＝20×2/5，b×20%×20%＝20×2/5，c×20%×20%×20%＝20×1/5。

解得：

a＝200（g）、b＝200（g）、c＝500（g），a＋b＋c＝900（g）。

（2）设猫头鹰从三条食物链中获得的能量依次为e、f、g，植物固定的总能量为h。

根据题意，可绘图如下：

列方程式得：

2h/5×20%×20%＝e，（3/5）×（2/3）h×20%×20%＝f，（3/5）×（1/3）h×20%×20%×20%＝g，e＋f＋g＝20g。

解得：

h≈595（g）。

答案　

（1）900g　

（2）595g

2．如图为一食物网。

若要使丙体重增加x，已知其食用的动物性食物（乙）所占比例为a，则至少需要的生产者（甲）的量为y，那么x与y的关系可表示为（　　）

A．y＝90ax＋10xB．y＝25ax＋5x

C．y＝20ax＋5xD．y＝10ax＋10x

解析　由题干中的“至少”可知，应该按最大传递效率20%计算，a表示动物性食物（乙）所占比例，则1－a表示直接从生产者（甲）获得食物所占比例，故有（1－a）x÷20%＋ax÷20%÷20%＝y，即y＝20ax＋5x。

答案　C

亮剑高考21　生态系统的功能

（时间：

15分钟）

[规律方法]

1．巧辨碳循环模式图

解读：

先找双向箭头，双向箭头两侧分别是大气中CO2库（C）和生产者（A），有多个箭头指进去的是大气中CO2库（C）。

2．弄清能量流动的去向

解读：

①摄入量－粪便量＝同化量；②某一营养级的能量去路一般有3个，自身呼吸作用消耗（a）、流入下一营养级（b）、被分解者分解利用（c）；③若定时分析，某一营养级的能量去路有4个，即还有未被利用的能量（d）。

[方法体验]

1．（2019·黑龙江实验中学开学考）如图是生态系统部分碳循环示意图。

对其分析错误的是（　　）

A．生产者是图中的A

B．图中C能促进生态系统的物质循环和能量流动

C．碳在B