資源簡介

(共16張PPT)
素能提升課1　能量流動的相關計算
第3章　生態系統及其穩定性
提升點1　能量傳遞效率的相關“最值計算”
在解決有關能量流動的計算時，首先要確定相關的食物鏈，然后注意題目中的“最多”“最少”“至多”“至少”等詞語，從而確定是使用10%還是使用20%來解決相關問題。
1．設食物鏈為A→B→C→D，分以下情況討論
已知 問題 計算過程
D營養級
凈增重M 至少需要A營養級的量(X) M÷20%÷20%÷20%＝X
最多需要A營養級的量(X) M÷10%÷10%÷10%＝X
A營養級
的能量N D營養級最多增重的量(X) N×20%×20%×20%＝X
D營養級至少增重的量(X) N×10%×10%×10%＝X
提醒 “最多”“至少”與“10%”“20%”的對應關系
2．在食物網中分析時，確定生物量變化的“最多”或“最少”時，具體規律總結如下
√
1．如圖表示某生態系統食物網的圖解，貓頭鷹體重每增加1 kg，至少消耗A約(　　)
A．100 kg　　 B．44.5 kg
C．25 kg 　 D．15 kg
C　[圖中共含有三條食物鏈，而題中所求為至少消耗的A，根據能量流動規律分析可知，食物鏈越短損耗越少，能量傳遞效率以20%計算。故食物鏈A→B→貓頭鷹為最短食物鏈，消耗的A為1÷20%÷20%＝25 kg。]
2．有一食物網如圖所示。如果能量傳遞效率為10%，各條食物鏈傳遞到庚的能量相等，則庚同化1 kJ的能量，丙需同化的能量為(　　)
A．550 kJ 　 B．500 kJ
C．400 kJ 　 D．100 kJ
√
A　[經丙→丁→己→庚傳遞到庚的能量為0.5 kJ，則需要丙0.5÷(10%)3＝500 kJ，經丙→戊→庚傳遞到庚的能量為0.5 kJ，則需要丙0.5÷(10%)2＝50 kJ，即丙需同化500＋50＝550 kJ的能量，A正確。]
提升點2　能量傳遞效率的有關“定值”計算
1．同一條食物鏈不同環節間能量傳遞效率不同時，相關問題解決思路：
設在食物鏈A→B→C→D中，各營養級間的傳遞效率分別為a%、b%、c%，若現有A營養級生物的總質量為M，能使D營養級生物增重多少？
列式計算：M·a%·b%·c%＝X。
此時不再涉及“最多”“至少”的問題。
2．如果是在食物網中，同一生物同時從上一營養級多種生物獲得能量，且各途徑所獲得的能量不等，則按照各自單獨的食物鏈進行計算后合并。
1．某生態系統中存在如圖所示的食物網，若將C的食物比例由A∶B＝1∶1調整為2∶1，能量傳遞效率按10%計算，該生態系統能承載C的數量是原來的(　　)
A．1.375倍　B．1.875倍 C．1.273倍 　D．0.575倍
A　[由于生產者沒有改變，所以流向該生態系統的總能量沒有變化，設C原來的能量為a，則需要A提供的能量為1/2 a÷10%÷10%＋1/2 a÷10%＝55 a；改變食物比例后的C的能量設為b，則需要A提供的能量為2/3 b÷10%＋1/3 b÷10%÷10%＝40 b。根據題意可知，55 a＝40 b，即b/a＝1.375，A正確。]
√
√
2．下圖是某生態系統的食物網簡圖，圖中甲～庚代表各種不同的生物，已知各營養級之間的能量轉化效率均為10%，若一種生物攝食兩種生物，且它們被攝食的比例相等，則丁每增加10 kg生物量，需消耗生產者多少千克(　　)

A．500　　B．3 000　　C．3 500　　D．3 250
D　[據題中信息分析，戊是生產者，丁可通過3條食物鏈獲得能量，3條食物鏈以及能量計算如下：①戊→庚→丁中消耗戊為10×1/2×10×10＝500 kg；②戊→甲→丁中消耗戊為10×1/2×10×1/2×10＝250 kg；③戊→己→甲→丁中消耗戊為10×1/2×10×1/2×10×10＝2 500 kg；則共消耗戊500＋250＋2 500＝3 250 kg，D正確。]
人為輸入到某一營養級的能量是該營養級同化量的一部分，但卻不是從上一營養級流入的能量。如求第二營養級至第三營養級能量傳遞效率時，應為第三營養級從第二營養級同化的能量(不包括人為輸入到第三營養級的能量)/第二營養級的同化量(包括人為輸入到第二營養級的能量)×100%。
提升點3　具有人為能量輸入的能量傳遞效率計算
1．某人工湖生態系統中部分能量流動的過程如圖所示，其中字母表示同化的能量值。下列敘述正確的是(　　)
A．冬季浮游植物生長緩慢，此時b大于a
B．c＋e－d表示從甲種魚流入分解者的能量
C．乙種魚產生的糞便中的能量來自d、f
D．甲種魚到乙種魚的能量傳遞效率為d/c＋e×100%
√
D　[圖中a表示浮游植物的同化量，b表示浮游動物的同化量，只要浮游植物能正常生長，b就小于a，A錯誤；c＋e(表示甲種魚的同化量)－d(表示甲種魚流向乙種魚的能量)－甲呼吸作用消耗的能量表示從甲種魚流入分解者的能量，B錯誤；乙種魚產生的糞便中的能量來自c、e、f，C錯誤；甲種魚到乙種魚的能量傳遞效率為乙種魚的來自甲種魚的同化量/甲種魚的同化量＝d/(c＋e)×100%，D正確。]
2．能量流動是生態系統的功能之一。下圖是被地震破壞的某自然保護區在人為干預下恢復的過程中的能量流動圖解[能量單位：×103 kJ/(m2·a)]。下列說法錯誤的是(　　)
A．圖中不能體現出能量流動是逐級遞減的
B．A代表呼吸作用以熱能的形式散失的能量
C．肉食性動物需補償輸入的能量為5×103 kJ/(m2·a)
D．在人為干預下能量從第二營養級到第三營養級的傳遞效率約為15.6%
√
A　[生態系統的能量流動表現為單向流動、逐級遞減的特征，圖中每個營養級的生物均有呼吸消耗的能量、流向分解者的能量和未利用的能量，因而能體現能量流動逐級遞減的特征，A錯誤；根據同化量中能量的去路可知，A代表呼吸作用以熱能的形式散失的能量，B正確；圖中輸入肉食性動物的能量＝14＋2－4－9－0.5＝2.5 kJ/(m2·a)，而肉食性動物輸出能量＝2.1＋5.1＋0.05＋0.25＝7.5 kJ/(m2·a)，所以肉食性動物需補償輸入的能量至少為7.5－2.5＝5×103 kJ/(m2·a)，C正確；在人為干預下，輸入第二營養級的能量為14＋2＝16 kJ/(m2·a)，輸入第三營養級的能量為2.5 kJ/(m2·a)，所以從第二營養級到第三營養級的傳遞效率為2.5÷16≈15.6%，D正確。]

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