2024-2025學(xué)年高中生物第3章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性素能提升課能量流動的相關(guān)計算教案新人教版選擇性必修第二冊

PAGE4-素能提升課能量流淌的相關(guān)計算能量傳遞效率的相關(guān)“最值計算”[素能構(gòu)建]在解決有關(guān)能量流淌的計算時，首先要確定相關(guān)的食物鏈，然后留意題目中的“最多”“最少”“至多”“至少”等詞語，從而確定是運用10%或20%來解決相關(guān)問題。1．設(shè)食物鏈為A→B→C→D，分狀況探討實現(xiàn)問題思路求解計算過程D養(yǎng)分級凈增重(M)至少須要A養(yǎng)分級的量(X)X×20%×20%×20%＝M最多須要A養(yǎng)分級的量(X)X×10%×10%×10%＝MA養(yǎng)分級的須要量(N)D養(yǎng)分級最多增重的量(X)N×20%×20%×20%＝XD養(yǎng)分級至少增重的量(X)N×10%×10%×10%＝X提示“最多”“至少”與“10%”“20%”的對應(yīng)關(guān)系2.在食物網(wǎng)中分析時，確定生物量變更的“最多”或“最少”時，詳細規(guī)律總結(jié)如下(1)eq\x(\a\al(知低養(yǎng)分級,求高養(yǎng)分級))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(獲能量最多\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(選最短食物鏈,按×20%計算)),獲能量最少\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(選最長食物鏈,按×10%計算))))(2)eq\x(\a\al(知高養(yǎng)分級,求低養(yǎng)分級))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(需最多能量\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(選最長食物鏈,按÷10%計算)),需最少能量\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(選最短食物鏈,按÷20%計算))))[對點訓(xùn)練]1．依據(jù)圖示的食物網(wǎng)，若黃雀的全部同化量來自兩種動物，蟬和螳螂各占一半，則當(dāng)綠色植物增加G千克時，黃雀增加體重最多是()A．G/75千克 B．3G/125千克C．6G/125千克 D．G/550千克A[依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)能量流淌的最高傳遞效率20%，設(shè)黃雀增加體重X千克，則依據(jù)題意可列出計算式：X/2÷20%÷20%＋X/2÷20%÷20%÷20%＝G，X＝G/75千克。]2.如圖食物網(wǎng)中，貓頭鷹的食物有2/5來自兔，2/5來自鼠，1/5來自蛇，則貓頭鷹的體重若增加20g，至少須要消耗植物的重量為()A．600g B．900gC．1600g D．5600gB[已知高養(yǎng)分級求至少須要低養(yǎng)分級的能量時，需依據(jù)最大傳遞效率進行計算，即20×2/5÷20%÷20%＋20×2/5÷20%÷20%＋20×1/5÷20%÷20%÷20%＝900(g)。]3．有一食物網(wǎng)如圖所示。假如能量傳遞效率為10%，各條食物鏈傳遞到庚的能量相等，則庚同化1kJ的能量，丙最少需同化的能量為()A．550kJ B．500kJC．400kJ D．100kJA[設(shè)丙的能量為x，經(jīng)丙→丁→己→庚傳遞到庚的能量為0.5kJ，則須要丙0.5÷(10%)3＝500(kJ)，經(jīng)丙→戊→庚傳遞到庚的能量為0.5kJ，則須要丙0.5÷(10%)2＝50(kJ)，即丙最少含500＋50＝550(kJ)的能量。]4.如圖所示為某生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)示意圖，若E同化的總能量為5.8×109kJ，B同化的總能量為1.6×108kJ，則理論上A同化的能量最多為()A．4.2×107kJ B．2.0×108kJC．1.0×108kJ D．2.3×108kJB[E為第一養(yǎng)分級，B、C、D均為其次養(yǎng)分級，三者獲得的來自E的總能量最多為5.8×109×20%＝11.6×108(kJ)，再減去B同化的總能量1.6×108kJ，C、D同化的能量為1.0×109kJ，A既可捕食C，又可捕食D，其同化的能量最多為1.0×109×20%＝2.0×108(kJ)。]5．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．100kg B．44.5kgC．25kg D．15kgC[求生產(chǎn)者的最少消耗量，應(yīng)以最短食物鏈(A→B→貓頭鷹)，最高能量傳遞效率(20%)來計算，求得至少消耗A約25kg。]能量傳遞效率的有關(guān)“定值”計算[素能建構(gòu)]1．同一條食物鏈不同環(huán)節(jié)間能量傳遞效率不同時，相關(guān)問題解決思路：設(shè)在食物鏈A→B→C→D中，各養(yǎng)分級間的傳遞效率分別為a%、b%、c%，若現(xiàn)有A養(yǎng)分級生物的總質(zhì)量為M，能使D養(yǎng)分級生物增重多少？列式計算：M·a%·b%·c%＝X此時不再涉及“最多”“至少”的問題。2．假如是在食物網(wǎng)中，同一生物同時從上一養(yǎng)分級多種生物獲得能量，且各途徑所獲得的生物量不等，則依據(jù)各自單獨的食物鏈進行計算后合并。[對點訓(xùn)練]6.某生態(tài)系統(tǒng)中存在如圖所示的食物網(wǎng)，如將C的食物比例由A∶B＝1∶1調(diào)整為2∶1，能量傳遞效率按10%計算，該生態(tài)系統(tǒng)能承載C的數(shù)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(chǎn)者沒有變更，所以流向該生態(tài)系統(tǒng)的總能量沒有變更，設(shè)C原來的能量為a，則須要A供應(yīng)的能量為1/2a÷10%÷10%＋1/2a÷10%＝55a；變更食物比例后的C的能量設(shè)為b，則須要A供應(yīng)的能量為2/3b÷10%＋1/3b÷10%÷10%＝40b。依據(jù)題意可知：55a＝40b，即7.如圖所示的食物網(wǎng)中，戊的食物有1/2來自乙，1/4來自丙，1/4來自丁，且能量從生產(chǎn)者到消費者的傳遞效率為10%，從消費者到消費者的能量傳遞效率為20%。若戊體重增加20g，須要消耗植物()A．1125g B．1600gC．2000g D．6500gC[甲為生產(chǎn)者，戊所在食物鏈共有以下三條：①甲→乙→戊，戊增加20g×1/2＝10g，須要乙10g×5＝50g，須要甲50g×10＝500g；②甲→丙→戊，戊增加20g×1/4＝5g，須要丙5g×5＝25g，須要甲25g×10＝250g；③甲→丙→丁→戊，戊增加20g×1/4＝5g，須要丁5g×5＝25g，須要丙25g×5＝125g，須要甲125g×10＝1250g，故共須要甲500g＋250g＋1250g＝2000g。]具有人為能量輸入的能量傳遞效率計算[素能建構(gòu)]人為輸入到某一養(yǎng)分級的能量是該養(yǎng)分級同化量的一部分，但卻不是從上一養(yǎng)分級流入的能量。如求其次養(yǎng)分級至第三養(yǎng)分級傳遞效率時，應(yīng)為第三養(yǎng)分級從其次養(yǎng)分級同化的能量(不包括人工輸入到第三養(yǎng)分級的能量)/其次養(yǎng)分級的同化量(包括人工輸入到其次養(yǎng)分級的能量)×100%。[對點訓(xùn)練]8．如圖是某人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)能量流淌過程中部分環(huán)節(jié)涉及的能量值[單位為103kJ/(m2·a)]，下列說法錯誤的是()A．圖中A代表的生理過程是呼吸作用B．其次養(yǎng)分級到第三養(yǎng)分級的能量傳遞效率約為15.6%C．該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者固定的總能量是9.6×104kJ/(m2·a)D．捕食關(guān)系一般不行逆轉(zhuǎn)，所以能量流淌具有單向性C[每一養(yǎng)分級的能量去向包括流向下一養(yǎng)分級、被分解者分解和呼吸作用中以熱能形式散失及未利用的能量四個途徑。因此，圖中A代表的是各種生物的呼吸作用。肉食性動物從植食性動物獲得的且同化的能量＝(5.1＋2.1＋0.25＋0.05－5)×103＝2.5×103[kJ/(m2·a)]，植食性動物的同化量＝(2.5＋4＋9＋0.5)×