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
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