1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.能量流动分流模型解读及相关计算高考常考,重点强化,思维建模,跨越障碍,全取高考拉分题热点1能量流动分流模型解读第一步⇨构建能量流动模型,理清思路,明确去路1.能量流经不同营养级示意图2.构建能量流动模型(表示方法)方法一:说明:两个去向:同化量(b)=呼吸作用消耗量(d)+用于生长发育和繁殖的能量(e);摄入量(a)=同化量(b)+粪便量(c)方法二:说明:三个去向:同化量=呼吸作用消耗量+分解者分解量+下一营养级的同化量方法三:2说明:四个去向:同化量=自身呼吸作用消耗量(A)+未利用(B)+分解者的分解量(C)+下一营养级的同化量(D)第二步⇨透析典例,思维建模,规范解题流程,把握解题技巧【典例】如图是生态系统的能量流动图解,N1~N6表示能量数值。请回答下列有关问题。(1)流经该生态系统的总能量为________(用N1~N6中的字母表示)。(2)由初级消费者传递给蜣螂的能量为________。(3)图中N3表示________________________________________________________。(4)能量由生产者传递给初级消费者的传递效率为________________。(用N1~N6中的字母表示)。(5)生态系统具有自我调节能力的基础是________。若要提高生态系统的抵抗力稳定性,一般可采取的措施为___________________________________________________________________。审题指导答案(1)N2(2)0(3)生产者用于生长、发育和繁殖的能量(4)N5/N2×100%(5)负反馈调节增加各营养级的生物种类(1)最高营养级能量去路只有3个方面,少了“传递给下一营养级”这一去路。3(2)分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。(3)流经各营养级的总能量:对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”,对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”。第三步⇨对点强化,熟能生巧、力求思维变通1.(2017·辽宁沈阳联考)下图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图[单位J/(cm2·a)],据图分析,有关说法正确的是()A.该生态系统第一营养级同化的能量至少为400B.第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100C.能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20%D.该生态系统第三营养级同化的能量是15解析题图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图,其中A表示该营养级摄入的能量,B表示该营养级同化的能量,C表示该营养级用于生长、发育和繁殖的能量,D表示呼吸作用中以热能的形式散失的能量,E表示分解者利用的能量,B错误;题图仅表示能量流经第二营养级的过程,并不能得出第三营养级的同化量,因此无法计算由第二营养级到第三营养级的能量传递效率,C错误;由题图可知次级消费者摄入的能量为15,而并非第三营养级同化的能量,D错误。答案A2.(2017·四川成都外国语学校期末)如图为草原生态系统的能量流动图解模型,A、B、C分别表示流入各营养级生物的能量,D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量,G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量,J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列说法中,正确的是()A.图中A=D,B=E,C=FB.K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量C.食物链中能量最少的是分解者所处的营养级D.第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是F/D解析由图可知,A=G+D;B=E+H;C=F+I,A错误;狼的粪便中的能量未被狼吸收,4即不属于C中的能量,故兔流入分解者的能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量,B正确;分解者不属于食物链中的营养级,C错误;第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是B/A,D错误。答案B热点2能量流动的相关计算第一步⇨把握方法精髓,找准解题切入点1.食物链中能量的“最值”计算设食物链A→B→C→D,分情况讨论(如下表):(1)能量传递效率未知时(按20%即1/5、10%即1/10计算)已知问题思路求解由D“逆推”A(D净增重M)用“除法”至少需要A的量YM(15)3=Y最多需要A的量YM(110)3=Y由A“顺推”D(A净增重N)用“乘法”D最多增重的量YN(1/5)3=YD至少增重的量YN(1/10)3=Y(2)已确定营养级间能量传递效率的,不能按“最值”法计算。例如,能量传递效率分别为a%、b%、c%,若A的能量为M,则D获得的能量为M×a%×b%×c%。2.在食物网中分析在解决有关能量传递的计算问题时,需要确定相关的食物链,能量传递效率约为10%~20%,一般从两个方面考虑:(1)知低营养级求高营养级获得能量最多选最短食物链按×20%计算获得能量最少选最长食物链按×10%计算(2)知高营养级求低营养级需最少能量选最短食物链按÷20%计算需最多能量选最长食物链按÷10%计算3.利用“拼图法”巧解能量流动(1)输入第一营养级的能量(W1)即生产者的同化量被分为两部分:一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失(A1),一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖。而后一部分能量中5包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。(2)第一营养级向第二营养级的能量传递效率=(D1/W1)×100%,第二营养级向第三营养级的能量传递效率=(D2/D1)×100%。在具体计算时务必先澄清分流比例,求解中应“顺推(用乘法)”还是“逆推(用除法)”,以为例。①若已知“植物同化量”(A),并告知其“传向动物与直接传向人比例由1∶1调整为1∶2”,求解人最多增重变化(M),计算时宜“顺推(用乘法)”调整前:A·12·15+A·12·(15)2=M1调整后:A·23·15+A·13·(15)2=M2②若已知“人同化量(M)”并告知人的食物来源“素食、肉食由1∶1调整为2∶1”,求解最少需要植物量(A),计算时应“逆推(用除法)”调整前:M·1215+M·12(15)2=A1调整后:M·2315+M·13(15)2=A2第二步⇨研析典例,突破方法,举一反三【典例】(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1,将此食物结构改为4∶1,能量流动效率按10%计算,则调整后可供养的人口是前者的________倍。(2)若植物向动物及向人提供的能量比例由1∶1调整为1∶4,能量流动效率按10%计算,则调整后供养的人口是前者的________倍。审题指导6解析(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1,如下左图,共需植物性食物的相对值为55;如果动物性食物与植物性食物的比例是1∶4,则共需植物性食物的相对值是28(如下右图)。前者对食物的消耗量是后者的1.96倍,这也就说明后者可供养的人数是前者的1.96倍。(2)设植物能量为M,则调整前,人所得能量为:M×12×10%+M×12×(10%)2=M20+M200=11M200,调整后人所得能量为M×45×10%+M×15×(10%)2=2M25+M500=41M500,则调整后∶调整前比值为41M500/11M200≈1.49,即调整后供养的人口是调整前的1.49倍。答案(1)1.96(2)1.49第三步⇨对点强化,思维建模,成就高考(2018·湖北黄冈一模)若某草原生态系统只存在下面的食物关系,尝试完成问题。(1)假如猫头鹰的食物有25来自兔,25来自鼠,15来自蛇,那么,猫头鹰若要增加20g体重,最少需要消耗的植物为________。(2)假如植物有25被兔所食,有35被鼠所食;鼠有23直接被猫头鹰捕食,有13被蛇捕食后流入猫头鹰体内。那么,猫头鹰若要增加20g体重,最少需要消耗的植物为________。(精确到个位数)7解析(1)在生态系统中,能量传递效率为20%时,能量在流动过程中损失最小,可消耗最少的植物,为最高营养级提供最多的能量。因此,若计算使猫头鹰增加20g体重至少消耗的植物质量,则能量按20%传递。设猫头鹰从不同食物链消耗的植物分别为a、b、c,可写出:列方程式得:a×20%×20%=20×2/5,b×20%×20%=20×2/5,c×20%×20%×20%=20×1/5。解得:a=200(g)、b=200(g)、c=500(g),a+b+c=900(g)。(2)设猫头鹰从三条食物链中获得的能量依次为e、f、g,植物固定的总能量为h。根据题意,可绘图如下:列方程式得:2h/5×20%×20%=e,(3/5)×(2/3)h×20%×20%=f,(3/5)×(1/3)h×20%×20%×20%=g,e+f+g=20g。解得:h≈595(g)。答案(1)900g(2)595g