2019年高考生物 培優(yōu)講堂 生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的相關(guān)計(jì)算歸納 新人教版必修3.doc
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2019年高考生物 培優(yōu)講堂 生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的相關(guān)計(jì)算歸納 新人教版必修3 1．設(shè)食物鏈為A―→B―→C―→D，分情況討論如下 已知D營(yíng)養(yǎng)級(jí)增加的能量為M，則至少需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量＝M(20%)3，最多需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量＝M(10%)3。已知A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為N，則D營(yíng)養(yǎng)級(jí)最多可獲得的能量＝N(20%)3，最少可獲得的能量＝N(10%)3。 2．在類似A―→B―→C―→D的食物網(wǎng)中，計(jì)算生物量變化的“最多”或“最少”時(shí)，還應(yīng)遵循以下原則 (1)食物鏈越短，最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的能量越多。 (2)生物間的取食關(guān)系越簡(jiǎn)單，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過(guò)程中消耗的能量越少。 具體計(jì)算方法總結(jié)如下： 如已知D營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為M，計(jì)算至少需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量時(shí)，應(yīng)取最短食物鏈A―→D，并以20%的能量傳遞效率進(jìn)行計(jì)算，即為M20%；計(jì)算最多需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量時(shí)，應(yīng)取最長(zhǎng)的食物鏈A―→B―→C―→D，并以10%的能量傳遞效率分別計(jì)算，即為M(10%)3。 (3)如果在食物網(wǎng)中，某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同時(shí)從上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的多種生物中獲得能量，計(jì)算某一生物獲得的能量或需要某一生物提供的能量時(shí)，首先，要注意某一生物“從不同食物鏈中獲得能量的比例”，或某一生物“給不同生物提供能量的比例”，然后按照各個(gè)單獨(dú)的食物鏈分別計(jì)算后合并。 3．巧用拼圖法解決能量流動(dòng)計(jì)算難點(diǎn) 輸入第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)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(zhǎng)、發(fā)育和繁殖。而后一部分能量中，包括現(xiàn)存的植物體B1、流向分解者的C1、流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的D1。 (1)流經(jīng)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的總能量，即W1。將圖中第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的總能量D2“拼回”第二營(yíng) 養(yǎng)級(jí)，則剛好等于D1，即第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的總能量；再將 D1“拼回”第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，則剛好等于生產(chǎn)者固定的總能量W1。可見(jiàn)，在一個(gè)草原生態(tài)系統(tǒng)中，草原上所有生物的總能量都來(lái)自W1，所有生物總能量之和都小于(大于、等于、小于)W1(呼吸作用消耗的緣故)。 (2)能量傳遞效率不會(huì)是100%。從上圖可以看出，從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)向第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的傳遞效率等于D1/W1，因此不會(huì)達(dá)到100%，一般情況下，能量傳遞效率為10%～20%。 [典例透析] 若人類獲取植物性食物與動(dòng)物性食物的比例是1∶1，將此食物結(jié)構(gòu)改為4∶1，能量流動(dòng)效率按10%計(jì)算，則調(diào)整后可供養(yǎng)的人口是前者的________倍？ 解析 若人類獲取植物性食物與動(dòng)物性食物的比例是1∶1，如下左圖，共需植物性食物的相對(duì)值為55；如果動(dòng)物性食物與植物性食物的比例是1∶4，則共需植物性食物的相對(duì)值是28(如下右圖)。前者對(duì)食物的消耗量是后者的1.96倍，這也就說(shuō)明后者可供養(yǎng)的人數(shù)是前者的1.96倍。 答案 1.96 互動(dòng)探究 若上題改為：植物向動(dòng)物及向人提供的能量比例由1∶1調(diào)整為1∶4，則調(diào)整后供養(yǎng)的人口是前者的多少倍？ 提示 設(shè)植物能量為M，則調(diào)整前，人所得能量為：M10%＋M(10%)2＝＋＝，調(diào)整后人所得能量為M10%＋M(10%)2＝＋＝，則調(diào)整后∶調(diào)整前比值為/≈1.49，即調(diào)整后供養(yǎng)的人口是調(diào)整前的1.49倍。 技巧點(diǎn)撥 若食物網(wǎng)中有多條食物鏈，計(jì)算某一生物獲得的能量或需要某一生物提供的能量時(shí)，首先，要清楚某一生物從不同食物鏈中獲得的能量的比例或某一生物給不同生物提供能量的比例；其次，要結(jié)合每條食物鏈中的能量傳遞效率。本題(1)中由貓頭鷹食物來(lái)源比例“遞推到植物”，(2)中則由“植物向下傳遞的比例”順推到貓頭鷹；進(jìn)行上述類型能量流動(dòng)計(jì)算時(shí)務(wù)必應(yīng)搞清按“正推型”還是按“逆推型”計(jì)算，若由高營(yíng)養(yǎng)級(jí)“食物來(lái)源比例”計(jì)算植物量，則需要由高營(yíng)養(yǎng)級(jí)“遞推”至植物；若由植物“下傳比例”求所耗植物量則應(yīng)由植物“順推至高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，依據(jù)高營(yíng)養(yǎng)級(jí)所獲得的同化量求所耗植物量”。 [專項(xiàng)集訓(xùn)] 1.如圖為一食物網(wǎng)。若要使丙體重增加x，已知其食用的動(dòng)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＋5x C．y＝20ax＋5x D．y＝10ax＋10x 解析 由題干中的“至少”可知，應(yīng)該按最大傳遞效率20%計(jì)算，a表示動(dòng)物性食物(乙)所占比例，則1—a表示直接從生產(chǎn)者(甲)獲得食物所占比例，故有(1－a)x20%＋ax20%20%＝y(tǒng)，即y＝20ax＋5x。 答案 C 2．下圖為生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)示意圖，下列等式中不可能成立的是 ( )。 A．B2＝A(10%～20%) B．A＝F＋B1＋C1＋D1＋E1 C．A－(B1＋B3)＝C1＋C2＋C3 D．C3＝B2(80%～90%) 解析 由于B2＝C1＋C2＋C3，C2＝B2(10%～20%)，所以C3下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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