1、微专题微专题7 7能量流动分流模型解读及相关计算能量流动分流模型解读及相关计算第九单元第九单元2023题型一、能量流动分流模型解读题型一、能量流动分流模型解读模型一:两个去向: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)。模型二: 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。 模型三: 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)。专项训练1.(2020全国)假设某种蓝藻(A)是某湖泊中唯一的生产者, 其密度极大,使湖水能见度降低。某种动物(B)
2、是该湖泊中唯一的消费者。 回答下列问题。(1)该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是(答出2点即可)。 (2)画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。 (3)假设该湖泊中引入一种仅以A 为食的动物(C)后,C种群能够迅速壮大,则C和B的种间关系是。 答案 (1)水体富营养化,没有其他生产者的竞争(2)(3)竞争解析 (1)影响种群密度变化的因素有无机环境(包括水分、氧气、无机盐等)、竞争以及捕食等。造成生产者A种群密度极大的原因可能是水体富营养化,没有其他生产者的竞争以及捕食者的数量少等。(2)由题意知,某种蓝藻(A)是该生态系统中唯一的生产者,某种动物(B)是该生态系统中唯一的消费者,B和A之间
3、是捕食关系。生产者固定的太阳能是该生态系统的能量来源,消费者的能量来自生产者,生产者的残枝落叶、消费者的遗体等被分解者利用,生产者、消费者和分解者通过呼吸作用释放能量。根据以上分析画出能量流动示意图,见答案。(3)由题意知,某种蓝藻(A)是该生态系统中唯一的生产者,某种动物(B)是该生态系统中唯一的消费者,若引入一种仅以A为食的动物(C),C和B都以A为食,则C和B的种间关系是竞争。2.(2021山东)海水立体养殖中,表层养殖海带等大型藻类,海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎,底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下,M、N表示营养级。(1)
4、估算海参种群密度时常用样方法,原因是。 (2)图中M用于生长、发育和繁殖的能量为kJ/(m2a)。由M到N的能量传递效率为%(保留一位小数),该生态系统中的能量(填“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。 (3)养殖的海带数量过多,造成牡蛎减产,从生物群落的角度分析,原因是。 (4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理,依据这一原理进行海水立体养殖的优点是。在构建海水立体养殖生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,这样做的目的是。 答案 (1)海参活动能力弱,活动范围小(2)2 4886.3不能(3)由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡
5、蛎的食物减少,产量降低(4)能充分利用空间和资源维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产(实现生态效益和经济效益的可持续发展)解析 (1)海参由于活动范围小,活动能力弱,所以常用样方法测定种群密度。(2)生长、发育和繁殖的能量=同化的能量-呼吸作用消耗的能量=3 281+2 826-3 619=2 488(kJm-2a-1);由M到N的能量传递效率为386(3 281+2 826)6.3%,能量流动的方向是单向的,不能循环。(3)牡蛎以浮游植物为食,由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,所以产量降低。(4)海水立体养殖利用了群落结构的特点,优点是能充分利用空间和资源;由于空间和
6、资源是有限的,所以在构建海水立体养殖生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产。题型二、能量流动的相关计算题型二、能量流动的相关计算1.能量传递效率的计算公式2.能量传递效率的相关“最值”计算若题干中未做具体说明,则一般认为能量传递的最低效率为10%,最高效率为20%。(1)在食物链ABCD中,则有: 注:食物链越短,最高营养级获得的能量越多;生物间的取食关系越简单,生态系统的能量流动过程中损耗的能量越少。(2)在食物网中则有: 3.能量传递效率有关的“定值”计算(1)已确定营养级间能量传递效率的,不能
7、按“最值”法计算,而需按具体数值计算。例如:在食物链ABCD中,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Ma%b%c%。(2)如果是在食物网中,某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量,且各途径获得的能量比例确定,则按照各单独的食物链进行计算后合并。4.具有人工能量输入的能量传递效率计算人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分,但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时,应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入到第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入到第二营养级的能量)100%。专项训练3.(2021河
8、北衡水调研)下图若黄雀的全部同化量来自两种动物食草昆虫和螳螂,且它们各占一半,则当绿色植物增加G kg时,黄雀增加体重最多是多少kg?()A.G/125B.G/100C.G/75 D.G/50答案 C解析 假设黄雀增加体重最多(能量传递效率为20%)为x kg,由题意可知,黄雀的全部同化量来自两种动物,食草昆虫和螳螂各占一半,所以黄雀要吃食草昆虫x20%2=2.5x(kg),同理黄雀要吃螳螂也是2.5x kg,而螳螂增重2.5x kg需要消耗食草昆虫2.5x20%=12.5x(kg),加起来相当于吃了食草昆虫15x kg,又相当于吃绿色植物15x20%=75x(kg)。已知绿色植物增加G kg
9、,所以75x=G,x=G/75,C项正确。4.右图所示的食物网中,戊的食物有1/2来自乙,1/4来自丙,1/4来自丁,且能量从生产者到消费者的传递效率为10%,从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若戊体重增加20 g,需要消耗植物()A.1 125 gB.1 600 gC.2 000 gD.6 500 g答案 C解析 甲为生产者,戊共有以下食物链:甲乙戊,戊增加201/2=10(g),需要乙105=50(g),需要甲5010=500(g);甲丙戊,戊增加201/4=5(g),需要丙55=25(g),需要甲2510=250(g);甲丙丁戊,戊增加201/4=5(g),需要丁55=25(g),
10、需要丙255=125(g),需要甲12510=1 250(g),故共需要甲500+250+1 250=2 000(g),C项正确。5.(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,能量流动效率按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,能量流动效率按10%计算,则调整后供养的人口是前者的倍。 答案 (1)1.96(2)1.49解析 (1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1 1,共需植物性食物的相对值为55(图1);如果植物性食物与动物性食物的比例是4 1,则共需植物性食物的相对值是28(图2)。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。共需植物性食物50+5=55图1共需植物性食物20+8=28图2本本 课课 结结 束束
