1、微专题五食物链(网)中生物数量及能量流动的相关分析一、食物网中的生物数量变化分析1.第一营养级减少，将连锁性地引发各个营养级生物减少。这是因为生产者是其他各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源。可简单记为“一级生物若减少，其他生物跟着跑”。2.天敌减少，则被捕食者数量的变化是先增加后减少，最后趋于稳定。可简单记为“如果天敌患了病，先增后减再稳定”。3.在复杂食物网中，分析中间某一种群的数量变化对其他生物数量的影响时，应遵循以下原则：(1)从天敌和食物两个角度分析，以中间环节少的为主。若中间环节一样多，则以天敌的影响为主。(2)生产者往往数量较多且相对稳定，所以当某一种群数量发生变化时，一般不考
2、虑生产者数量的增加或减少。(3)当捕食者有多种食物来源时，若其中一条食物链中断，则该种群可通过捕食其他食物而维持其数量短期内基本不变。(4)若处于最高营养级的生物同时占有不同的营养级，某种原因导致其营养级降低，则处于最高营养级的生物的数量最终会增加，反之则减少。例1如图表示某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是A.鱼a和鱼b间的竞争将会减弱B.土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势C.浮游动物总量锐减后再急升D.浮游植物总量急升后再锐减解析由于鲈鱼以鱼a、鱼b为食，鲈鱼产量增加，鱼a、鱼b 两种土著鱼减少，小型浮游动物增多，鱼a、鱼b之间的竞争减
3、弱，A正确；土著鱼与鲈鱼是捕食关系，不是竞争关系，B错误；根据营养关系，鲈鱼的引入会导致土著鱼先减少后增加，间接导致浮游动物先增加后减少，C错误；根据营养关系，浮游植物总量应该先减少后增加，D错误。例2如果一个生态系统有四种生物，并构成一条食物链。在某一时间分别测得这四种生物(甲、乙、丙、丁)所含的个体数量和每种生物的平均体重如图所示。已知生物量生物个体数量该种生物的平均体重，且生物量越大，该生物营养级越低。下列说法正确的是A.丙处于第二营养级，为次级消费者B.若乙的种群数量增加，则会引起甲和丁的数量增加，丙的数量下降C.若丁的种群数量下降，则会引起乙和丙的数量下降，甲的数量上升D.若甲的种群
4、数量下降，则会引起丙和丁的种群数量增加解析由题意可知，生物量生物个体数量该种生物的平均体重，生物量越大，该生物营养级越低，题中四种生物营养级从低到高分别是丁、丙、乙、甲，它们构成的食物链为丁丙乙甲。其中丙处于第二营养级，为初级消费者，A错误；若乙的种群数量增加，则会引起丙的种群数量减少，丁因缺少天敌使其数量增多，甲因食物增多使其数量增多，B正确；丁作为生产者，其数量下降，丙、乙、甲的数量都要下降，C错误；若甲的种群数量下降，则会引起乙和丁的种群数量上升，丙的种群数量下降，D错误。二、能量传递效率的计算规则1.在食物网中，能量传递效率不是以个体或种群为单位的，而是以营养级为单位的，如对于食物网
5、，由第一营养级到第二营养级的能量传递效率是指(BC)同化的总能量占A同化的总能量的10%20%。2.求最高营养级获得能量的“最大值”或“最小值”(1)在一条食物链中，若生产者(第一营养级)能量为100%，那么第二营养级所获得的能量最多是20%，最少为10%，第三营养级所获得的能量最多为20%20%4%，最少为10%10%1%，则第n营养级获得的能量最多为(20%)n1，最少为(10%)n1。(2)在多条食物链中，最高营养级从不同渠道得到的能量比不定，已知较低营养级生物的能量，求较高营养级生物获得的能量：3.求最低营养级消耗量的“至少”或“最多”(1)如一条食物链共有n个营养级，则第n营养级生物
6、每增加1 kg体重：“至少”需要消耗的生产者的量：“最多”需要消耗的生产者的量：(2)在多条食物链中，若已知较高营养级生物的能量，求所需较低营养级生物的能量：4.关于“定值”的计算在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物中按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。例3在如图所示的食物网中，猫头鹰若要增加20 g的体重，最少需要消耗植物A.400 gB.500 gC.2 000 gD.2 500 g解析若要消耗植物最少，则选择最短的食物链消耗得最少，并且应按最大传递效率20%进行计算。该食物网中最短的食物链是植物兔猫头鹰，需要植物为20 g20%20%500 g。例4如图为
7、一食物网。若要使丙体重增加x，其食用的动物性食物所占比例为a，至少需要的生产者量为y，那么x与y的关系可表示为A.y90ax10 xB.y25ax5xC.y20ax5xD.y10ax10 x解析由题意“至少”可知，应该按最大传递效率为20%计算，a表示动物性食物所占比例，则(1a)表示直接从甲获得的能量所占的比例，故有(1a)x20%ax20%20%y，即y20ax5x。跟踪训练1.某生态系统中有四种生物，并构成一条食物链。在某一时间确定这四种生物(甲、乙、丙、丁)所含有机物总量的比例如图所示。在一段时间内，如果种群乙的有机物总量的比例增大，则引起的变化应是下图中的解析据题干图示可确定这四种生
8、物构成的食物链为丙甲乙丁。若乙增加会引起丁增加、甲减少，而丙会因甲的减少而增加。1234562.如图是一个陆地生态系统食物网的结构模式图，下列叙述不正确的是A.该食物网中共有5条食物链B.在该食物网中，H处于三个不同的营养级C.若B种群中各年龄期的个体数目比例适中，则该种群的密度在一段时间内会明显变大D.在该食物网中，如果C种群的数量下降10%，H的数量短期内不会发生明显变化123456解析按照从生产者到最高营养级的消费者，不重复、不中断的原则，可数出该食物网中有5条食物链，即ABH，ACDH，ACFGH，AEDH，AEFGH，A正确；123456H分别处于第三(链中)、第四(链中)和第五(链
9、中)营养级，B正确；若B种群中各年龄期的个体数目比例适中，则该种群的年龄组成为稳定型，种群密度在一段时间内会保持稳定，不会发生明显变化，C错误；在该食物网中，H有三种食物来源，C种群数量的少量减少，短期内并不会影响H的数量变化，D正确。3.下表是某营养级昆虫摄食植物后能量流动的情况，下列说法不正确的是项目昆虫摄食量昆虫粪便量昆虫呼吸消耗量昆虫储存在有机物中的能量能量(kJ)41021013070A.昆虫同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖B.昆虫粪便量属于植物流向分解者能量的一部分C.昆虫储存在有机物中的能量属于未利用的能量D.昆虫的前一营养级的能量至少有1 000 kJ123456解
10、析昆虫的同化量为410210200(kJ)，用于其生长、发育和繁殖的能量所占比例为70200100%35%，A正确；摄入量同化量粪便量，昆虫粪便量属于植物流向分解者能量的一部分，B正确；未利用的能量属于昆虫储存在有机物中的能量的一部分，C错误；昆虫的前一个营养级的能量最小值是20020%1 000(kJ)，D正确。1234564.某生态系统中存在下图生物关系，E生物种群含有的总能量为5.8109 kJ，B生物种群含有的总能量为1.6108 kJ，则理论上A生物种群含有的总能量最多是A.4.2107 kJ B.2.0108 kJC.1.0108 kJ D.2.32108 kJ解析E为第一营养级，
11、B、C、D均为第二营养级，三者获得的来自E的总能量最多为5.810920%11.6108(kJ)，再减去B的能量1.6108 kJ，C、D含有的能量为1109 kJ，A既可捕食C，又可捕食D，其获得的总能量最多为110920%2.0108(kJ)。1234565.某湖泊生态系统中有大型杂食性鱼类甲，其食物来自浮游植物乙、草食性鱼类丙和以丙为食的小型肉食性鱼类丁，且三者所占比例相同，甲每增加3 kg体重，最少需要消耗乙A.15 kgB.35 kgC.155 kgD.1 100 kg1234566.某市在建筑过程中，利用人工建立的湿地公园对生活污水进行净化处理，形成菌藻共生的污水净化系统，水体中有藻类植物、水蚤、鲤鱼、腐生细菌等(水蚤以藻类植物为食，鲤鱼以水蚤和藻类植物为食)，获得良好的经济效益。如图是利用人工湿地净化污水的功能模式图。请回答下列问题：(1)流经该湿地生态系统的总能量_(填“大于”“小于”或“等于”)该系统中生产者所固定的太阳能，该生态系统能量流动的渠道可用图中箭头_表示。(2)若藻类植物所固定的太阳能总量为6.0108 kJ，藻类中1/2被水蚤捕食，1/2被鲤鱼捕食，则鲤鱼所获得的能量最少为_ kJ。大于3.3107123456
