高中生物第4章专题突破4食物链网中各营养级生物数量的变化分析与能量流动的相关计算课件苏教版必修3
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3．如果是在食物网中，同一营养级同时从上一营养级的多种生 物中获得能量，且各途径所获得的生物量相等，则按照各单独的食 物链进行计算后合并。
[对点训练] 1．如图是一个陆地生态系统食物网的结构 模式图，下列叙述中不正确的是( ) A．在该食物网中，共有 5 条食物链 B．在该食物网中，H 处于 3 个不同的营养级 C．若 B 种群中各年龄段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%，则 H 的数量 不会发生明显变化
6．如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的 能量值[单位：103kJ/(m2·a)]。试回答下列有关问题：
(1)图中①代表的生理过程是________，图中②代表的能量主要 以________形式贮存。
(2)该生态系统中生产者固定的总能量是________kJ/(m2·a)。 (3)能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级传递的效率为 ________。 (4)试分析图中植食动物、肉食动物和顶位肉食动物随营养级的 升高需要的有机物输入越来越多的原因：_____________________ _______________________________________________________。
C [在生态系统中分解者没有进入食物链，所以该生态系统共 有 1 条食物链，即甲→乙→丙→丁→戊，A 错误；生物群落是由生 产者、消费者和分解者构成的，B 错误；如果丁的种群数量急剧减 少，丙没有了天敌，种群数量会迅速增加，导致被丙捕食的乙种群 数量可能减少，C 正确；如果该生态系统受到重金属离子的污染， 由于重金属离子难以降解，会随着食物链在高营养级的生物体内富 集积累，受害最大的种群是戊种群，D 错误。]
4．在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有 2/5 来自兔子， 2/5 来自鼠，1/5 来自蛇。那么猫头鹰的体重若增加 10 g，最少需要 消耗植物( )
A．300 g C．900 g
B．450 g D．1 800 g
B [先将食物网拆分成 3 条食物链：①植物→兔→猫头鹰；② 植物→鼠→猫头鹰；③植物→鼠→蛇→猫头鹰。根据猫头鹰的食物 比例可知，增加的 10 g 体重中 4 g 来自①、4 g 来自②、2 g 来自③， 计算最少消耗植物量，则按照能量最大传递效率 20%计算，则①需 要消耗植物量为 4×5×5＝100(g)，②需要消耗植物量为 4×5×5＝ 100(g)，③需要消耗植物量为 2×5×5×5＝250(g)。总共需消耗植物量 为 450 g。]
3．有一食物网如下图所示。如果能量传递效率为 10%，各条食 物链传递到庚的能量相等，则庚增加 1 kJ 的能量，最少消耗丙的能 量为( )
A．550 kJ C．400 kJ
B．500 kJ D．100 kJ
A [根据题意，经甲→丙→丁→己→庚食物链传递到庚的能量 为 0.5 kJ，则需要丙的能量为 0.5÷ (10%)3＝500(kJ)，经甲→丙→戍 →庚食物链传递到庚的能量为 0.5 kJ，则需要丙的能量为 0.5÷ (10%)2 ＝50(kJ)，即庚增加 1 kJ 的能量少需要丙的能量为 500＋50＝ 550(kJ)。]
二、能量流动的相关计算 1．设有食物链 A→B→C→D，现分情况讨论如下：已知 D 营 养级的能量 M，则至少需要 A 营养级的能量＝M÷(20%)3；最多需 要 A 营养级的能量＝M÷(10%)3。 已知 A 营养级的能量 N，则 D 营养级获得的最多能量＝ N×(20%)3；最少能量＝N×(10%)3。
5．某生态系统中存在如图所示的食物网，若将 C 的食物比例由 A∶B＝1∶1 调整为 2∶1，能量传递效率按 10%计算，则该生态系 统的承载量是原来的( )
A．1．875 倍 C．1．375 倍
B．1．273 倍 D．0.575
C [解题时应该从 C 出发，当食物比例为 A∶B＝1∶1 时，设 C 的能量为 x，需要的 A 的能量为12x÷10%＋12x÷10%÷10%＝55x。 当食物比例为 A∶B＝2∶1 时，设 C 的能量为 y，需要的 A 的能量 为23y÷10%＋13y÷10%÷10%＝40y。由于两种情况下，生产者的数量 是一定的，所以 55x＝40y，则 y＝1．375x。]
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2．在食物网
中分析，如确定生物量变化的“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 M，计算至少需要 A 营养级的能量时，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。
＋2.5)]×100%≈15.6%。(4)由于能量流动逐级递减以及为了维持各营 养级较高的输出量，所以图中植食动物、肉食动物和顶位肉食动物 随营养级的升高需要的有机物输入越来越多。
[答案] (1)呼吸作用 (有机物中)稳定的化学能 (2)1．1×105 (3)15.6% (4)能量流动逐级递减以及维持各营养级较高的输出量
2．如图表示某生态系统中各种生物成分之间的关系，下列叙述 正确的是( )
A．在这个生态系统中，共有 5 条具有捕食关系的食物链 B．该生态系统的生物群落是由生产者和消费者组成的 C．如果丁的种群数量急剧减少，在最初的一段时间内，乙的种 群数量也可能减少 D．如果该生态系统受到重金属离子的污染，受害最大的将是甲 种群
2．“天敌”减少对被捕食者数量变动的影响 若一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食 者数量会因此而迅速增加。但这种增加并不是无限的，随着数量的 增加，种群密度加大，种内斗争势必加剧，再加上没有了天敌的“压 力”，被捕食者自身素质(如奔跑速度、警惕灵敏性等)必定下降，会 导致流行病蔓延、老弱病残者增多，最终造成密度减小，直至相对 稳定。即“天敌”减少，造成被捕食者数量先增加后减少，最后趋 向稳定。
[解析] (1)据图分析，①表示呼吸作用，②表示贮存在有机物 中的能量。(2)该生态系统中肉食动物从植食动物同化的能量为 0.25 ＋0.05＋5.1＋2.1－5.0＝2.5×103[kJ/(m2·a)]，植食动物从生产者同化 的能量为 2.5＋4＋9＋0.5－2＝14×103[kJ/(m2·a)]，该生态系统中生产 者固定的总能量为 23＋70＋3＋14＝110×103[kJ/(m2·a)]＝1．1×105 kJ/(m2·a)。(3)根据(2)的分析可知，能量从该生态系统的第二营养级 到第三营养级传递的效率为[(2.1＋5.1＋0.25＋0.05－5)÷(4＋9＋0.5
第四章 生态系统的稳态
微专题突破(四) 食物链(网)中各营养级生物数量的变化分
析与能量流动的相关计算
[核心精要] 一、食物链(网)中各营养级生物数量的变化分析 1．处于食物链中第一营养级的生物减少而导致的其他物种数量 的变化 在某食物链中，若处于第一营养级的生物减少，则该食物链中 的其他生物都将减少。这是因为第一营养级是其他各种生物赖以生 存的直接或间接的食物来源。
3．复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析 (1)在食物网中当某种生物因某种原因而大量减少对另一种生物 的影响沿不同的线路分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依 据。考虑方向和顺序为从高营养级依次到低营养级。 (2)生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一 种群数量发生变化时，一般不需考虑生产者数量的增加或减少。 (3)处于最高营养级的种群有多种食物来源时，若其中一条食物 链中断，则该种群可能通过多食其他食物来维持其数量基本不变。
C [在该食物网中，共有 5 条食物链，A 正确；H 处于第三、 第四、第五 3 个不同的营养级，B 正确；若 B 种群中各年龄段的个 体数目比例适中，则该种群的密度在一段时间内会保持稳定，C 错 误；在该食物网中，如果 C 种群的数量下降 10%，由于 H 的食物来 源有多种，所以 H 的数量不会发生明显变化，D 正确。]
4．同时占有两个营养级的种群数量变化连锁反应分析 食物链中某一种群的数量变化，会导致另一种群的营养级发生 连锁性变化，因为能量在食物链(网)中流动时只有 10%～20%流到 下一个营养级，且能量流动的环节越多损耗越多，所以该类型连锁 变化的规律：当 a 种群的数量变化导致 b 种群的营养级降低时，则 b 种群的数量将增加；若导致 b 种群的营养级升高时，则 b 种群的 数量将减少。
[对点训练] 1．如图是一个陆地生态系统食物网的结构 模式图，下列叙述中不正确的是( ) A．在该食物网中，共有 5 条食物链 B．在该食物网中，H 处于 3 个不同的营养级 C．若 B 种群中各年龄段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%，则 H 的数量 不会发生明显变化
6．如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的 能量值[单位：103kJ/(m2·a)]。试回答下列有关问题：
(1)图中①代表的生理过程是________，图中②代表的能量主要 以________形式贮存。
(2)该生态系统中生产者固定的总能量是________kJ/(m2·a)。 (3)能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级传递的效率为 ________。 (4)试分析图中植食动物、肉食动物和顶位肉食动物随营养级的 升高需要的有机物输入越来越多的原因：_____________________ _______________________________________________________。
C [在生态系统中分解者没有进入食物链，所以该生态系统共 有 1 条食物链，即甲→乙→丙→丁→戊，A 错误；生物群落是由生 产者、消费者和分解者构成的，B 错误；如果丁的种群数量急剧减 少，丙没有了天敌，种群数量会迅速增加，导致被丙捕食的乙种群 数量可能减少，C 正确；如果该生态系统受到重金属离子的污染， 由于重金属离子难以降解，会随着食物链在高营养级的生物体内富 集积累，受害最大的种群是戊种群，D 错误。]
4．在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有 2/5 来自兔子， 2/5 来自鼠，1/5 来自蛇。那么猫头鹰的体重若增加 10 g，最少需要 消耗植物( )
A．300 g C．900 g
B．450 g D．1 800 g
B [先将食物网拆分成 3 条食物链：①植物→兔→猫头鹰；② 植物→鼠→猫头鹰；③植物→鼠→蛇→猫头鹰。根据猫头鹰的食物 比例可知，增加的 10 g 体重中 4 g 来自①、4 g 来自②、2 g 来自③， 计算最少消耗植物量，则按照能量最大传递效率 20%计算，则①需 要消耗植物量为 4×5×5＝100(g)，②需要消耗植物量为 4×5×5＝ 100(g)，③需要消耗植物量为 2×5×5×5＝250(g)。总共需消耗植物量 为 450 g。]
3．有一食物网如下图所示。如果能量传递效率为 10%，各条食 物链传递到庚的能量相等，则庚增加 1 kJ 的能量，最少消耗丙的能 量为( )
A．550 kJ C．400 kJ
B．500 kJ D．100 kJ
A [根据题意，经甲→丙→丁→己→庚食物链传递到庚的能量 为 0.5 kJ，则需要丙的能量为 0.5÷ (10%)3＝500(kJ)，经甲→丙→戍 →庚食物链传递到庚的能量为 0.5 kJ，则需要丙的能量为 0.5÷ (10%)2 ＝50(kJ)，即庚增加 1 kJ 的能量少需要丙的能量为 500＋50＝ 550(kJ)。]
二、能量流动的相关计算 1．设有食物链 A→B→C→D，现分情况讨论如下：已知 D 营 养级的能量 M，则至少需要 A 营养级的能量＝M÷(20%)3；最多需 要 A 营养级的能量＝M÷(10%)3。 已知 A 营养级的能量 N，则 D 营养级获得的最多能量＝ N×(20%)3；最少能量＝N×(10%)3。
5．某生态系统中存在如图所示的食物网，若将 C 的食物比例由 A∶B＝1∶1 调整为 2∶1，能量传递效率按 10%计算，则该生态系 统的承载量是原来的( )
A．1．875 倍 C．1．375 倍
B．1．273 倍 D．0.575
C [解题时应该从 C 出发，当食物比例为 A∶B＝1∶1 时，设 C 的能量为 x，需要的 A 的能量为12x÷10%＋12x÷10%÷10%＝55x。 当食物比例为 A∶B＝2∶1 时，设 C 的能量为 y，需要的 A 的能量 为23y÷10%＋13y÷10%÷10%＝40y。由于两种情况下，生产者的数量 是一定的，所以 55x＝40y，则 y＝1．375x。]
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2．在食物网
中分析，如确定生物量变化的“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 M，计算至少需要 A 营养级的能量时，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。
＋2.5)]×100%≈15.6%。(4)由于能量流动逐级递减以及为了维持各营 养级较高的输出量，所以图中植食动物、肉食动物和顶位肉食动物 随营养级的升高需要的有机物输入越来越多。
[答案] (1)呼吸作用 (有机物中)稳定的化学能 (2)1．1×105 (3)15.6% (4)能量流动逐级递减以及维持各营养级较高的输出量
2．如图表示某生态系统中各种生物成分之间的关系，下列叙述 正确的是( )
A．在这个生态系统中，共有 5 条具有捕食关系的食物链 B．该生态系统的生物群落是由生产者和消费者组成的 C．如果丁的种群数量急剧减少，在最初的一段时间内，乙的种 群数量也可能减少 D．如果该生态系统受到重金属离子的污染，受害最大的将是甲 种群
2．“天敌”减少对被捕食者数量变动的影响 若一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食 者数量会因此而迅速增加。但这种增加并不是无限的，随着数量的 增加，种群密度加大，种内斗争势必加剧，再加上没有了天敌的“压 力”，被捕食者自身素质(如奔跑速度、警惕灵敏性等)必定下降，会 导致流行病蔓延、老弱病残者增多，最终造成密度减小，直至相对 稳定。即“天敌”减少，造成被捕食者数量先增加后减少，最后趋 向稳定。
[解析] (1)据图分析，①表示呼吸作用，②表示贮存在有机物 中的能量。(2)该生态系统中肉食动物从植食动物同化的能量为 0.25 ＋0.05＋5.1＋2.1－5.0＝2.5×103[kJ/(m2·a)]，植食动物从生产者同化 的能量为 2.5＋4＋9＋0.5－2＝14×103[kJ/(m2·a)]，该生态系统中生产 者固定的总能量为 23＋70＋3＋14＝110×103[kJ/(m2·a)]＝1．1×105 kJ/(m2·a)。(3)根据(2)的分析可知，能量从该生态系统的第二营养级 到第三营养级传递的效率为[(2.1＋5.1＋0.25＋0.05－5)÷(4＋9＋0.5
第四章 生态系统的稳态
微专题突破(四) 食物链(网)中各营养级生物数量的变化分
析与能量流动的相关计算
[核心精要] 一、食物链(网)中各营养级生物数量的变化分析 1．处于食物链中第一营养级的生物减少而导致的其他物种数量 的变化 在某食物链中，若处于第一营养级的生物减少，则该食物链中 的其他生物都将减少。这是因为第一营养级是其他各种生物赖以生 存的直接或间接的食物来源。
3．复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析 (1)在食物网中当某种生物因某种原因而大量减少对另一种生物 的影响沿不同的线路分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依 据。考虑方向和顺序为从高营养级依次到低营养级。 (2)生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一 种群数量发生变化时，一般不需考虑生产者数量的增加或减少。 (3)处于最高营养级的种群有多种食物来源时，若其中一条食物 链中断，则该种群可能通过多食其他食物来维持其数量基本不变。
C [在该食物网中，共有 5 条食物链，A 正确；H 处于第三、 第四、第五 3 个不同的营养级，B 正确；若 B 种群中各年龄段的个 体数目比例适中，则该种群的密度在一段时间内会保持稳定，C 错 误；在该食物网中，如果 C 种群的数量下降 10%，由于 H 的食物来 源有多种，所以 H 的数量不会发生明显变化，D 正确。]
4．同时占有两个营养级的种群数量变化连锁反应分析 食物链中某一种群的数量变化，会导致另一种群的营养级发生 连锁性变化，因为能量在食物链(网)中流动时只有 10%～20%流到 下一个营养级，且能量流动的环节越多损耗越多，所以该类型连锁 变化的规律：当 a 种群的数量变化导致 b 种群的营养级降低时，则 b 种群的数量将增加；若导致 b 种群的营养级升高时，则 b 种群的 数量将减少。