高考生物一輪復(fù)習(xí)基礎(chǔ)提升復(fù)習(xí)拓展微課能量流動模型分析與計算課件10251394

拓展微課能量流動模型分析與計算專題講解難點一能量流動模型分析1.模型一拼圖法分析某營養(yǎng)級能量的流向

圖10-30-17輸入第一營養(yǎng)級的能量(W1),被分為兩部分:一部分在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能的形式散失了(A1),一部分則用于生產(chǎn)者的生長、發(fā)育和繁殖(B1+C1+D1)。而后一部分能量中,包括現(xiàn)存植物體的B1、流向分解者的C1、流向下一營養(yǎng)級的D1。【典題示導(dǎo)】1.某同學(xué)繪制了如圖10-30-18所示的能量流動圖解(其中W1為生產(chǎn)者固定的太陽能),下列敘述中不正確的是 (

)A.生產(chǎn)者固定的總能量可表示為(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)B.由第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為D1/(A1+B1+C1+D1)C.流入初級消費者的能量為(A2+B2+C2)D.圖解表明能量流動的特點是單向流動、逐級遞減

圖10-30-18

[答案]C[解析]生產(chǎn)者固定的總能量可表示為(A1+B1+C1+D1),A1被呼吸作用消耗,B1未被利用,C1流向分解者,而D1=A2+B2+C2+D2是流入下一營養(yǎng)級的能量,A正確;由第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為D1/(A1+B1+C1+D1)=D1/W1,B正確;流入初級消費者的能量為D1=A2+B2+C2+D2,C錯誤;圖解表明能量流動的特點是單向流動、逐級遞減,D正確。A.昆蟲同化的能量中約有35%用于其生長、發(fā)育和繁殖B.昆蟲糞便量屬于植物流向分解者能量的一部分C.昆蟲儲存在有機物中的能量屬于未利用的能量D.昆蟲的前一營養(yǎng)級的能量至少有1000kJ

2.下表是某營養(yǎng)級昆蟲攝食植物后能量流動的情況,下列說法不正確的是 (

)

[答案]C[解析]昆蟲的同化量=攝入量-糞便中所含能量,即410-210=200kJ,同化量-呼吸作用散失的能量即為用于生長、發(fā)育和繁殖的能量,所以用于生長、發(fā)育和繁殖的能量為200-130=70kJ,所占比例為70÷200×100%=35%,A項正確。昆蟲糞便量中的能量屬于植物中的能量,最終流向分解者,B項正確。儲存在死亡動物的骨、毛發(fā)以及死亡植物的根、莖、葉中尚未被分解者利用的能量屬于未利用的能量,C項錯誤。根據(jù)能量傳遞效率,昆蟲的前一個營養(yǎng)級的能量最小值是200÷20%=1000kJ,D項正確。

2.模型二關(guān)系圖法分析某營養(yǎng)級的能量流向(1)長期來看,流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在足夠長的時間內(nèi)的去路有三條:a.自身呼吸散失;b.流入下一營養(yǎng)級(最高營養(yǎng)級除外);c.被分解者分解利用。(如圖10-30-19)(2)在短期內(nèi),流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在一定時間內(nèi)的去路有四條:a.自身呼吸散失;b.流入下一營養(yǎng)級(最高營養(yǎng)級除外);c.被分解者分解利用;d.未利用,即未被自身呼吸消耗,也未被下一營養(yǎng)級和分解者利用。(如圖10-30-20)圖10-30-19圖10-30-20

【典題示導(dǎo)】3.如圖10-30-21是麻風(fēng)樹林中兩個營養(yǎng)級的能量流動圖解,已知麻風(fēng)樹的總能量為a,其中字母代表了能量,則下列敘述不正確的是 (

)A.從麻風(fēng)樹輸入下一營養(yǎng)級的能量傳遞效率為a'/aB.c是第二營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量C.d是指呼吸作用散失的能量D.該圖解中不包括非生物的物質(zhì)和能量圖10-30-21

[答案]A[解析]由題干中的信息可知,該圖只包括兩個營養(yǎng)級,麻風(fēng)樹是第一營養(yǎng)級,則a'只能代表第二營養(yǎng)級攝入量,b代表第二營養(yǎng)級的同化量,其中d代表呼吸作用散失的能量,c是指第二營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量,e則是第二營養(yǎng)級流入分解者的能量,則從麻風(fēng)樹輸入下一營養(yǎng)級的能量傳遞效率為b/a×100%;該圖解中包括了生產(chǎn)者、消費者和分解者,不包括非生物的物質(zhì)和能量。4.如圖10-30-22中A為某湖泊生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔簡圖,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養(yǎng)級,m1、m2僅代表不同的能量形式。圖B表示能量流經(jīng)營養(yǎng)級Ⅱ的變化示意圖,其中a~f表示能量值的大小。請據(jù)圖作答:(1)圖A中,m2表示的能量形式為

,能進行次級生產(chǎn)的是

。

(2)圖B中,若甲表示圖A中營養(yǎng)級Ⅱ所攝入的全部能量,則e表示

的能量,用于營養(yǎng)級Ⅱ生長、發(fā)育和繁殖的能量是

(用所給字母表示)。若圖A中營養(yǎng)級Ⅲ所同化的總能量為y,則營養(yǎng)級Ⅱ、Ⅲ間的能量傳遞效率是

×100%(用所給字母表示)。

(3)由圖B可以得出生態(tài)系統(tǒng)的能量流動具有單方向的、

和逐漸遞減的特點。

圖10-30-22

[解析](1)在能量金字塔中,處于第一營養(yǎng)級的生物是生產(chǎn)者,m1表示進入該生態(tài)系統(tǒng)的能量——光能,m2是指在生態(tài)系統(tǒng)食物鏈各營養(yǎng)級散失的能量——熱能,次級生產(chǎn)是指異養(yǎng)生物即有機營養(yǎng)生物的生物體的生產(chǎn),而Ⅰ是生產(chǎn)者,所以能進行次級生產(chǎn)的是消費者Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。(2)每一營養(yǎng)級的同化量=攝入量-糞便量,若甲表示圖A中營養(yǎng)級Ⅱ所攝入的全部能量,則乙表示營養(yǎng)級Ⅱ同化的能量,戊表示的生理過程為細胞呼吸,e表示隨食物殘渣(糞便)排出體外的能量。而營養(yǎng)級Ⅱ同化的能量,一部分在營養(yǎng)級Ⅱ的呼吸作用中以熱能的形式散失了,另一部分用于營養(yǎng)級Ⅱ的生長、發(fā)育和繁殖等生命活動,因此c表示用于生長、發(fā)育和繁殖的能量;營養(yǎng)級Ⅱ、Ⅲ間的能量傳遞效率為(營養(yǎng)級Ⅲ同化量÷營養(yǎng)級Ⅱ同化量)×100%=y/b×100%。(3)由圖B可以得出,生態(tài)系統(tǒng)能量流動的主要特點是單方向的、不可逆的、逐級遞減的。難點二能量傳遞效率的相關(guān)“最值”和“定值”計算1.能量傳遞效率的相關(guān)“最值”計算(1)食物鏈越短,最高營養(yǎng)級獲得的能量越多。(2)生物間的取食關(guān)系越簡單,生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程中消耗得越少。具體計算方法如下:知低營養(yǎng)級求高營養(yǎng)級知高營養(yǎng)級求低營養(yǎng)級獲得能量最多選最短食物鏈、按×20%計算需要能量最多選最長食物鏈、按÷10%計算獲得能量最少選最長食物鏈、按×10%計算需要能量最少選最短食物鏈、按÷20%計算2.能量傳遞效率的有關(guān)“定值”計算(1)已確定營養(yǎng)級間能量傳遞效率的,不能按“最值”法計算,而需按具體數(shù)值計算。例如,在食物鏈A→B→C→D中,能量傳遞效率分別為a%、b%、c%,若A的能量為M,則D獲得的能量為M×a%×b%×c%。(2)如果是在食物網(wǎng)中,某一營養(yǎng)級同時從上一營養(yǎng)級多種生物獲得能量,且各途徑所獲得的生物量比例確定,則按照各單獨的食物鏈進行計算后合并。【典題示導(dǎo)】5.如圖10-30-23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+10x

B.y=25ax+5xC.y=20ax+5x

D.y=10ax+10x圖10-30-23

[解析]由題干中的“至少”可知,應(yīng)該按最大傳遞效率20%計算,a表示丙從動物性食物(乙)獲得的能量所占比例,則1-a表示直接從生產(chǎn)者(甲)獲得的能量所占比例,故有(1-a)x÷20%+ax÷20%÷20%=y,即y=20ax+5x。[答案]C6.圖10-30-24中甲是某草原生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)模式圖,圖中A、B、C、D表示生態(tài)系統(tǒng)的成分,圖乙為其中部分營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。請據(jù)圖回答:

(1)若草固定的總能量為6.8×109kJ,食草昆蟲和鼠同化的總能量是1.3×108kJ,則人最多能獲得能量

kJ。

(2)若蛇取食鼠的比例由1/4調(diào)整到3/4,從理論上分析,改變?nèi)∈潮壤笊唧w重增加1kg,人能比原來多增重

kg。(能量傳遞效率按20%計算)

圖10-30-24

易錯提醒(1)能量多級利用和逐級遞減不是一回事,前者是通過能量的多級傳遞,每一級傳遞過程中都有能量流向?qū)θ擞幸娴牟糠?而逐級遞減是指在不斷逐級傳遞過程中,每一營養(yǎng)級獲得能量都比前一營養(yǎng)級少。(2)進行具體能量流動計算時切記“順推”(即由“植物”下推)與“逆推”(即由高營養(yǎng)級前推)的計算,前者用“乘法”,后者用“除法”。跟蹤訓(xùn)練1.在分析生態(tài)系統(tǒng)的能量流動時經(jīng)常涉及“輸入量(輸入到某一營養(yǎng)級的能量)”“攝入量”“同化量”“糞便量”等說法,則下列說法中正確的是(

)A.某一營養(yǎng)級生物的攝入量即同化量B.某一營養(yǎng)級生物的糞便量是該營養(yǎng)級生物同化量的一部分C.輸入到某一營養(yǎng)級的能量即該營養(yǎng)級生物的同化量D.相鄰兩營養(yǎng)級生物中較高營養(yǎng)級與較低營養(yǎng)級生物的攝入量之比表示能量傳遞效率[解析]輸入量即同化量,攝入量=同化量+糞便量,A項錯誤,C項正確。某一營養(yǎng)級生物的糞便量實際上是上一營養(yǎng)級生物同化量的一部分,B項錯誤。相鄰兩營養(yǎng)級生物中較高營養(yǎng)級與較低營養(yǎng)級生物的同化量之比表示能量傳遞效率,D項錯誤。[答案]C2.圖10-30-25是生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解,N1~N6為能量數(shù)值,下列有關(guān)敘述中正確的是 (

)A.蜣螂同化的能量屬于第二營養(yǎng)級的能量B.能量由第一營養(yǎng)級傳遞給第二營養(yǎng)級的傳遞效率為N4/N2×100%C.流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為N2,由初級消費者流向蜣螂的能量為N6D.N5的去向之一是用于初級消費者的生長、發(fā)育和繁殖圖10-30-25

[解析]蜣螂同化的能量,即初級消費者糞便中的能量屬于第一營養(yǎng)級的同化量,A項錯誤。生產(chǎn)者的同化量是N2,初級消費者同化的能量是N5,因此能量由第一營養(yǎng)級傳遞給第二營養(yǎng)級的傳遞效率為N5/N2×100%,B項錯誤。據(jù)圖分析:流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為生產(chǎn)者固定的太陽能N2,初級消費者流向蜣螂的能量為0,C項錯誤。初級消費者同化的能量N5有一部分用于初級消費者的生長、發(fā)育和繁殖,一部分通過細胞呼吸以熱能形式散失,D項正確。3.科學(xué)家R.L.Smith研究了不同種類動物的能量變化情況,部分結(jié)果如下表所示。下列敘述不正確的是(

)能量數(shù)值[Kcal/(m2·a)]動物種類攝取量(I)同化量(A)呼吸量(R)生產(chǎn)量(P)收割蟻(植食)34.5031.030.90.10小蜘蛛(肉食)12.6011.9010.01.90鹽沼蝗(植食)3.711.370.860.51黃鼠(植食)5.603.803.690.11A.收割蟻只有不到1%的同化量用于自身生長、發(fā)育和繁殖等生命活動B.占鹽沼蝗攝入食物63%的未同化量可被分解者所利用C.黃鼠的生長效率(P/A)較低的原因是呼吸消耗的能量較多D.表中幾種動物同化效率(A/I)不同是因為能量傳遞效率不同

[解析]收割蟻能量的同化量為31.0kcal,而呼吸量為30.9,則用于自身生長、發(fā)育和繁殖的能量為0.1kcal,則0.1÷31.0×100%≈0.32%,A正確;鹽沼蝗的攝入量為3.71kcal,同化量為1.37kcal,則未同化量=3.71-1.37=2.34kcal,占鹽沼蝗攝入量為2.34÷3.71×100%≈63%,B正確;黃鼠能量的同化量為3.80kcal,呼吸量為3.69kcal,因此用于生長的能量就很少,C正確;表中幾種動物同化效率分別為:收割蟻31.0÷34.50×100%≈89.9%,小蜘蛛11.90÷12.6×100%≈94.4%,鹽沼蝗1.37÷3.71×100%≈36.9%,黃鼠3.8÷5.6×100%≈67.9%,由此可見,同化效率(A/I)最高的為小蜘蛛,D錯誤。4.如圖10-30-26為某生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞示意圖,以下敘述不正確的是 (

)A.將乙和丙的糞便作為有機肥還田,可以提高能量傳遞效率B.從乙到丙的能量傳遞效率為15%C.能量流動是從甲固定的太陽能開始的,流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為1250kJD.食物鏈的營養(yǎng)關(guān)系一般不可逆,這決定了能量流動的單向性圖10-30-26

[解析]由題圖分析可知,甲為生產(chǎn)者,乙為消費者,丙為消費者,丁為分解者。將乙和丙的糞便作為有機肥還田,為植物提供了無機鹽,但不能提高能量傳遞效率,A錯誤;從乙到丙的能量傳遞效率為30÷200×100%=15%,B正確;能量流動從生產(chǎn)者固定的太陽能開始,流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能,為175+200+875=1250kJ,C正確;食物鏈的營養(yǎng)關(guān)系一般不可逆,這決定了能量流動的單向性,D正確。5.一只羊在一年內(nèi)吃了100kg的草,排出20kg的糞,長了10kg的肉(不考慮其他散失),下列有關(guān)說法不正確的是(

)A.該羊一年的同化量是80kgB.第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為10%C.20kg的糞屬于羊未同化的能量D.該羊一年的呼吸量是70kg[解析]動物同化的能量=攝入量-糞便中有機物的能量=一年內(nèi)吃的草的量(100kg)-排出的糞的量(20kg)=80kg,A正確;第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級能量傳遞效率應(yīng)該用第二營養(yǎng)級的同化量除以第一營養(yǎng)級的生物總量,而題意中未說明草等生產(chǎn)者中生物總量,B錯誤;20kg的糞屬于羊的攝入量,但是未消化吸收,即未同化,C正確;動物同化的能量=呼吸消耗的能量+用于生長、發(fā)育和繁殖的能量,根據(jù)題意中羊長了10kg的肉,則呼吸量為70kg,D正確。[答案]B6.圖10-30-27為生態(tài)系統(tǒng)食