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新课标·生物·必修三 高考调研 专题培优(五) 能量流动的相关计算 1.能量在食物链中传递的计算 (1)在一条食物链中若某一营养级的总能量为n，则最多传到下一营养级的能量为0.2n，最少为0.1n。 (2)在一条食物链中，某一营养级的能量为n，需要前一营养级的能量至少为n÷20%=5n，最多为n÷10%=10n。 2.设食物链A→B→C→D→E，分情况讨论如下 X×(10%)4=Y 传递效率取10% E营养级至少增重多少 X×(20%)4=Y 传递效率取20% E营养级最多增重多少 A营养级净增重X X×(10%)4=Y 传递效率取10% 至多需要A营养级多少 X×(20%)4=Y 传递效率取20% 至少需要A营养级多少 E营养级净增重Y 计算公式 计算思路 提出的问题 情景设置 (3)在已知高营养级求需要低营养级最值时，若高营养级有多种食物来源，要注意高营养级食物来源有没有具体分配，若有就不能选最短或最长的食物链，而要按分配情况逐一计算，然后相加。 3.在食物网中的分析 A→B→C→D中确定生物量变化的“最多”或“最少” 时，还应遵循以下原则： (1)食物链越短，最高营养级获得的能量越多； (2)生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量越少。如已知D营养级的能量为M，计算至少需要A营养级的能量，应取最短食物链A→D，并以20%的效率进行传递，即等于M÷20%；计算最多需要A营养级的能量时，应取最长的食物链A→B→C→D，并以10%的效率进行传递，即等于M÷(10%) 3。 4.利用能量流动的特点确定食物链 (1)根据能量传递逐级递减的特点，能量含量越高，营养级级别越低。 (2)根据林德曼效率(能量传递效率)10%-20%，可确定相邻两个营养级能量差别在5倍左右，若能量相差不多，则应列为同一营养级，如据下图1四种生物所同化的有机物的量的比例，可确定其营养结构如图2所示。 解析 食物链越短，能量消耗的越少，即按A→B→猫头鹰进行计算，且能量传递效率按20%计算。 答案 C 专项训练5 1.某生态系统食物网如下图， 若猫头鹰体重每增加1 kg， 至少消耗A约 ( ) A.100 kg B.44.5 kg C.25 kg D.15 kg 2.在图示食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么，猫头鹰若要增加20 g体重，最少需要消耗的植物为 ( ) A.80 g B.900 g C.800 g D.600 g 解析 依图中食物关系分析，猫头鹰处于第三、四营养级。 在食物链 中，猫头鹰属第三营养 4/5 级，可把此食物链简化为一条，即植物→鼠(兔) 猫头鹰，最少消耗植物20 g×4/5÷20％÷20％=400 g。另一食 1/5 物链“植物→鼠→蛇 猫头鹰”中，猫头鹰属第四营养级，最少消耗植物20 g×1/5÷20％÷20％÷20％=500 g，所以最少需要消耗植物900 g。 答案 B 3.有一食物网如图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚同化1 kJ的能量，丙最少需同化多少能量 ( ) A.550 kJ B.500 kJ C.400 kJ D.100 kJ 解析 经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)3=500(kJ)，经丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)2=50(kJ)，即丙最少含500+50=550(kJ)的能量。 答案 A 4.某地区初级消费者和次级消费者的总能量分别是W1和W2，当下列哪种情况发生时，就可能使生态平衡破坏 ( ) A. W110W2 B. W15W2 C.W110W2 D.W15W2 解析 按能量传递效率10%-20%来计算，W1应是W2的5-10倍。按照数学公式计算，10%W2/W120%，变换形式后，应是W110W2，W15W2。能量传递效率不能超过20%，否则会失衡，即W15W2会失衡。 答案 D 5.在如图所示食物网中，E是生产者，共固 定7.1×109kJ的能量，B生物种群同化总能 量为2.3×108kJ，从理论上计算A最多获得 的能量是 ( ) A.2.84×108 kJ B.2