【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2022年高三生物(人教版)一輪復(fù)習(xí)-補(bǔ)上一課6-能量流動分流模型解讀及相關(guān)計(jì)算

補(bǔ)上一課6能量流淌分流模型解讀及相關(guān)計(jì)算重點(diǎn)1能量流淌分流模型解讀[疑難講解]1．能量流淌模型以其次養(yǎng)分級為例，能量的來源和去路圖解如下：2．相關(guān)解讀(1)某養(yǎng)分級攝入量－糞便量＝該養(yǎng)分級的同化量(2)某養(yǎng)分級同化量－呼吸消耗量＝用于該養(yǎng)分級生長發(fā)育繁殖的能量(3)用于某養(yǎng)分級生長發(fā)育繁殖的能量一部分可“被下一養(yǎng)分級攝入”，另一部分可“被分解者利用”(4)某養(yǎng)分級“糞便”中能量，應(yīng)屬其上一養(yǎng)分級的同化量或上一養(yǎng)分級被分解者分解的能量的一部分，如兔糞便的中能量不屬于兔同化量而是草同化量的一部分[典例透析]【典例】如圖是生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌圖解，N1～N6表示能量數(shù)值。請回答下列有關(guān)問題。(1)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為________。(用N1～N6中的字母表示)(2)由初級消費(fèi)者傳遞給蜣螂的能量為________。(3)圖中N3表示_____________。(4)能量由生產(chǎn)者傳遞給初級消費(fèi)者的傳遞效率為____。(用N1～N6中的字母表示)。(5)生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)整力量的基礎(chǔ)是________。若要提高生態(tài)系統(tǒng)的抵制力穩(wěn)定性，一般可實(shí)行的措施為________。審題指導(dǎo)“相鄰兩養(yǎng)分級”的傳遞效率≠“相鄰兩個生物個體”間的傳遞效率能量傳遞效率是指“相鄰兩養(yǎng)分級”間的傳遞效率，即下一養(yǎng)分級全部生物同化量/上一養(yǎng)分級全部生物同化量×100%，而不是相鄰養(yǎng)分級中個體間的傳遞效率，如“一只狼”捕獲“一只狐”時，應(yīng)獲得了狐的“大部分能量”而不是獲得“10%～20%”的能量，“全部狼”可獲得“全部狐”的能量才是10%～20%。易錯警示！(1)最高養(yǎng)分級能量去路只有3個方面，少了傳遞給下一養(yǎng)分級這一去路。(2)分解者分解作用的實(shí)質(zhì)仍舊是呼吸作用。(3)流經(jīng)各養(yǎng)分級的總能量：對生產(chǎn)者而言強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵詞“固定”而不能說“照射”，對各級消費(fèi)者而言強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵詞“同化”而不能說“攝入”。[專項(xiàng)集訓(xùn)]1．(2022·安徽合肥二模，6)下圖表示能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)其次養(yǎng)分級示意圖[單位J/(cm2·a)]，據(jù)圖分析，有關(guān)說法正確的是()A．該生態(tài)系統(tǒng)第一養(yǎng)分級同化的能量至少為400B．其次養(yǎng)分級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量是100C．能量由其次養(yǎng)分級到第三養(yǎng)分級的傳遞效率是20%D．該生態(tài)系統(tǒng)第三養(yǎng)分級同化的能量是15解析圖為能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)其次養(yǎng)分級的示意圖，其中A表示該養(yǎng)分級攝入的能量，B表示該養(yǎng)分級同化的能量，C表示該養(yǎng)分級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量，D表示呼吸作用中以熱能的形式散失的能量，E表示分解者利用的能量，B錯誤；其次養(yǎng)分級同化的能量為100(攝入量)－20(糞便中的能量)＝80，依據(jù)能量傳遞效率倒推出第一養(yǎng)分級同化的能量至少為400，A正確；題圖僅表示能量流經(jīng)其次養(yǎng)分級的過程，并不能得出第三養(yǎng)分級的同化量，因此無法計(jì)算由其次養(yǎng)分級到第三養(yǎng)分級的能量傳遞效率，C錯誤；選項(xiàng)D將次級消費(fèi)者攝入的能量等同于第三養(yǎng)分級同化的能量，D錯誤。答案A2．某生態(tài)系統(tǒng)中有A、B、C、D四種生物，構(gòu)成食物鏈A→B→C，D為分解者，如圖是該生態(tài)系統(tǒng)中能量流入B處發(fā)生的一系列變化示意圖，下列說法錯誤的是()A．圖中的甲表示B的同化量，乙表示B用于生長、發(fā)育和繁殖的能量B．參與丁過程的都是異養(yǎng)型生物，包括細(xì)菌、真菌等C．當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)時，B的種群數(shù)量一般處于K/2D．圖中D的能量不全部來自B生物解析當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)時，B種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境容納的最大值，一般處于K值，C錯誤。答案C3．如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流淌圖解部分示意圖(字母表示能量的多少)，下列選項(xiàng)中正確的是()A．圖中b＝h＋c＋d＋e＋f＋iB．生產(chǎn)者與初級消費(fèi)者之間的能量傳遞效率為b/a×100%C．“草→兔→狼”這一關(guān)系鏈中，狼糞便中的能量屬于dD．縮短食物鏈可以提高能量傳遞效率解析首先，生產(chǎn)者固定的能量應(yīng)當(dāng)是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量，攝入量＝同化量＋糞便中的能量，因此c為同化量，h為糞便中的能量，同化量＝呼吸作用中以熱能形式散失的能量＋用于生長、發(fā)育、繁殖的能量，因此d是初級消費(fèi)者用于自身生長、發(fā)育、繁殖的能量，f是呼吸作用中以熱能形式散失的能量，i是流入分解者的能量，e是下一養(yǎng)分級攝入的能量，所以b＝h＋c＝f＋d＋h＝f＋e＋g，A錯誤。能量傳遞效率是相鄰養(yǎng)分級同化量之間的比值，生產(chǎn)者與初級消費(fèi)者之間的能量傳遞效率為c/a×100%，B錯誤。縮短食物鏈可以提高能量利用率，但不能提高能量傳遞效率，D錯誤。狼糞便中的能量應(yīng)當(dāng)屬于初級消費(fèi)者兔子的同化量中用于生長、發(fā)育、繁殖的能量，C正確。答案C4．如圖所示為桑基魚塘農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)局部的能量流淌，圖中字母代表相應(yīng)能量。請據(jù)圖回答以下問題。(1)流經(jīng)圖中生態(tài)系統(tǒng)的總能量為________(填字母)，桑樹呼吸作用所散失的熱能可用圖中的________(填字母)來表示，圖中的C和B1＋C1＋D1可分別表示桑樹和蠶用于________的能量。(2)蠶同化的能量D＝________(填字母)。正常狀況下eq\f(D,C)的比值________(填“大于”、“小于”或“等于”)10%。將蠶沙(糞便)投入魚塘供應(yīng)魚食用，蠶沙中所含的能量屬于第________養(yǎng)分級所含的能量，桑樹到蠶的能量傳遞效率是________。(3)人工建立該生態(tài)系統(tǒng)的目的是實(shí)現(xiàn)對能量的________，從而提高能量的________。解析(1)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為桑樹通過光合作用所固定的太陽能總量，即A；生產(chǎn)者桑樹所固定的太陽能總量有一部分通過生產(chǎn)者的呼吸作用以熱能的形式散失，即圖中的B，另一部分則儲存在生產(chǎn)者體內(nèi)的有機(jī)物中用于生產(chǎn)者的生長、發(fā)育和繁殖等生命活動，即圖中的C；圖中D表示蠶同化的能量，D＝A1＋(B1＋C1＋D1)，A1表示蠶以呼吸作用散失的熱能，B1＋C1＋D1表示蠶用于自身生長、發(fā)育和繁殖等生命活動的能量。(2)能量從第一養(yǎng)分級桑樹流向其次養(yǎng)分級蠶的傳遞效率為eq\f(D,A)，一般來說，eq\f(D,A)在10%～20%之間，而eq\f(D,C)的比值要大于eq\f(D,A)，因此，eq\f(D,C)大于10%；蠶糞便中的能量屬于生產(chǎn)者(第一養(yǎng)分級)所含的能量。桑到蠶的能量傳遞效率是eq\f(D,A)×100%。(3)桑葉可以喂蠶，蠶沙可以喂魚，蠶和魚可以供人類利用，該人工生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了能量的多級利用，提高了能量的利用率。答案(1)AB自身生長、發(fā)育、繁殖等生命活動(2)A1＋B1＋C1＋D1大于一eq\f(D,A)×100%(3)多級利用利用率重點(diǎn)2能量流淌的相關(guān)計(jì)算[疑難講解]1．設(shè)食物鏈為A→B→C→D，分狀況爭辯如下已知D養(yǎng)分級增加的能量為M，則至少需要A養(yǎng)分級的能量＝M÷(20%)3，最多需要A養(yǎng)分級的能量＝M÷(10%)3。已知A養(yǎng)分級的能量為N，則D養(yǎng)分級最多可獲得的能量＝N×(20%)3，最少可獲得的能量＝N×(10%)3。2．在類似A→B→C→D的食物網(wǎng)中，計(jì)算生物量變化的“最多”或“最少”時，應(yīng)遵循的原則(1)食物鏈越短，最高養(yǎng)分級獲得的能量越多。(2)生物間的取食關(guān)系越簡潔，生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌過程中消耗的能量越少。具體計(jì)算方法總結(jié)如下：eq\a\vs4\al(知低養(yǎng)分級,求高養(yǎng)分級)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(獲得能量最多\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(選最短食物鏈,按最大傳遞效率20%計(jì)算)),獲得能量最少\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(選最長食物鏈,按最小傳遞效率10%計(jì)算))))eq\a\vs4\al(知高養(yǎng)分級,求低養(yǎng)分級)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(消耗最多能量\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(選最長食物鏈,按最小傳遞效率10%計(jì)算)),消耗最少能量\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(選最短食物鏈,按最大傳遞效率20%計(jì)算))))如已知D養(yǎng)分級的能量為M，計(jì)算至少需要A養(yǎng)分級的能量時，應(yīng)取最短食物鏈A→D，并以20%的能量傳遞效率進(jìn)行計(jì)算，即為M÷20%；計(jì)算最多需要A養(yǎng)分級的能量時，應(yīng)取最長的食物鏈A→B→C→D，并以10%的能量傳遞效率分別計(jì)算，即為M÷(10%)3。(3)假如在食物網(wǎng)中，某一養(yǎng)分級同時從上一養(yǎng)分級的多種生物中獲得能量，計(jì)算某一生物獲得的能量或需要某一生物供應(yīng)的能量時，首先，要留意某一生物“從不同食物鏈中獲得能量的比例”，或某一生物“給不同生物供應(yīng)能量的比例”，然后依據(jù)各個單獨(dú)的食物鏈分別計(jì)算后合并。特殊提示進(jìn)行具體能量流淌計(jì)算時切記“順推”(即由“植物”下推)與“逆推”(即由高養(yǎng)分級前推)的計(jì)算，前者用“乘法”，后者用“除法”。[典例透析]【典例】(1)若人類獵取植物性食物與動物性食物的比例是1∶1，將此食物結(jié)構(gòu)改為4∶1，能量流淌效率按10%計(jì)算，則調(diào)整后可供給的人口是前者的________倍(2)若植物向動物及向人供應(yīng)的能量比例由1∶1調(diào)整為1∶4，則調(diào)整后供給的人口是前者的________倍(3)如圖所示的食物網(wǎng)中，戊的食物有eq\f(1,2)來自于乙，eq\f(1,4)來自于丙，eq\f(1,4)來自于丁，且能量從生產(chǎn)者到消費(fèi)者的傳遞效率為10%，從消費(fèi)者到消費(fèi)者的能量傳遞效率為20%。若戊體重增加20g，需要消耗植物()A．1125gB．1600gC．2000gD．6500g審題指導(dǎo)附上述(1)、(2)、(3)題解答過程分析(1)題分析：若人類獵取植物性食物與動物性食物的比例是1∶1，如下左圖，共需植物性食物的相對值為55；假如動物性食物與植物性食物的比例是1∶4，則共需植物性食物的相對值是28(如下右圖)。前者對食物的消耗量是后者的1.96倍，這也就說明后者可供給的人數(shù)是前者的1.96倍。(2)題分析：設(shè)植物能量為M，則調(diào)整前，人所得能量為：M×eq\f(1,2)×10%＋M×eq\f(1,2)×(10%)2＝eq\f(M,20)＋eq\f(M,200)＝eq\f(11M,200)，調(diào)整后人所得能量為M×eq\f(4,5)×10%＋M×eq\f(1,5)×(10%)2＝eq\f(2M,25)＋eq\f(M,500)＝eq\f(41M,500)，則調(diào)整后∶調(diào)整前比值為eq\f(41M,500)/eq\f(11M,200)≈1.49，即調(diào)整后供給的人口是調(diào)整前的1.49倍。(3)題分析：甲為生產(chǎn)者，戊共有以下食物鏈：①甲→乙→戊，戊增加20g×eq\f(1,2)＝10g，需要乙10×5＝50g，需要甲50×10＝500g；②甲→丙→戊，戊增加20g×eq\f(1,4)＝5g，需要丙5×5＝25g，需要甲25×10＝250g；③甲→丙→丁→戊，戊增加20g×eq\f(1,4)＝5g，需要丁5×5＝25g，需要丙25×5＝125g，需要甲125×10＝1250g，故共需要甲500g＋250g＋1250g＝2000g，C正確。[專項(xiàng)集訓(xùn)]1．如圖為一食物網(wǎng)。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(chǎn)者(甲)的量為y，那么x與y的關(guān)系可表示為()A．y＝90ax＋10xB．y＝25ax＋5xC．y＝20ax＋5xD．y＝10ax＋10x解析由題干中的“至少”可知，應(yīng)當(dāng)按最大傳遞效率20%計(jì)算，a表示動物性食物(乙)所占比例，則1—a表示直接從生產(chǎn)者(甲)獲得食物所占比例，故有(1－a)x÷20%＋ax÷20%÷20%＝y(tǒng)，即y＝20ax＋5x。答案C2．假設(shè)某初級消費(fèi)者攝入的能量為a，其糞便中的能量為b，通過呼吸消耗的能量為c，用于生長、發(fā)育和繁殖的能量為d，則流入次級消費(fèi)者的能量最多為()A．(a＋b)×20%B．(c＋d)×20%C．(a－c)×20%D．(b＋d)×20%解析糞便是初級消費(fèi)者未能消化吸取的部分，初級消費(fèi)者的同化量＝攝入量－糞便量，即同化量為(a－b)，其中一部分被自身呼吸消耗掉，其余部分用于自身生長、發(fā)育和繁殖，所以初級消費(fèi)者的同化量＝呼吸消耗量＋生長、發(fā)育和繁殖的能量，即a－b＝c＋d。按能量的最高傳遞效率20%計(jì)算，流入次級消費(fèi)者的能量最多應(yīng)為(a－b)×20%或(c＋d)×20%。正確答案為B。答案B3．科學(xué)家對生活在某生態(tài)系統(tǒng)的一個蜘蛛種群的能量進(jìn)行定量分析，得出了能量流經(jīng)這種肉食動物的有關(guān)數(shù)據(jù)如下圖所示(能量以種群的質(zhì)量表示)，下列敘述正確的是()①被蜘蛛吃下未被蜘蛛同化的能量屬于上一養(yǎng)分級同化量中的一部分②在食物鏈中，蜘蛛至少位于第三養(yǎng)分級③圖中X代表用于蜘蛛生長、發(fā)育和繁殖的能量④依據(jù)圖中的數(shù)據(jù)不能算出獵物種群和蜘蛛間的能量傳遞效率A．①②③④B．①②④C．②③D．③④解析被蜘蛛吃下未被蜘蛛同化的能量屬于上一養(yǎng)分級殘體中儲存的能量，是上一養(yǎng)分級同化量中用于自身生長發(fā)育和繁殖能量中的一部分，①正確。在食物鏈中，蜘蛛以小動物為食，至少位于第三養(yǎng)分級，②正確。被某一