新教材高中生物选择性必修2课件：第3章 微专题 食物链(网)中生物数量及能量流动的相关计算(人教版)

微专题食物链(网)中生物数量及

能量流动的相关计算一、食物网中的生物数量变化分析1.第一营养级减少，将连锁性地引发各个营养级生物减少。这是因为生产者是其他各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源。可简单记为“一级生物若减少，其他生物跟着跑”。2.天敌减少，则被捕食者数量的变化是先增加后减少，最后趋于稳定。可简单记为“如果天敌患了病，先增后减再稳定”。3.在复杂食物网中，分析中间某一种群的数量变化对其他生物数量的影响时，应遵循以下原则：(1)从天敌和食物两个角度分析，以中间环节少的为主。若中间环节一样多，则以天敌的影响为主。(2)生产者往往数量较多且相对稳定，所以当某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。(3)当捕食者有多种食物来源时，若其中一条食物链中断，则该种群可通过捕食其他食物而维持其数量短期内基本不变。(4)若处于最高营养级的生物同时占有不同的营养级，某种原因导致其营养级降低，则处于最高营养级的生物的数量最终会增加，反之则减少。例1

如图表示某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是A.鱼a和鱼b间的种间竞争将会减弱B.土著鱼在与鲈鱼的种间竞争中处于劣势C.浮游动物总量锐减后再急升D.浮游植物总量急升后再锐减√例2如果一个生态系统有四种生物，并构成一条食物链。在某一时间分别测得这四种生物(甲、乙、丙、丁)所含的个体数量和每种生物的平均体重如图所示。已知生物量＝生物个体数量×该种生物的平均体重，且生物量越大，该生物营养级越低。下列说法正确的是A.丙处于第二营养级，为次级消费者B.若乙的种群数量增加，则会引起甲和丁的

数量增加，丙的数量下降C.若丁的种群数量下降，则会引起乙和丙的

数量下降，甲的数量上升D.若甲的种群数量下降，则会引起丙和丁的种群数量增加√解析由题意可知，生物量＝生物个体数量×该种生物的平均体重，生物量越大，该生物营养级越低，题中四种生物营养级从低到高分别是丁、丙、乙、甲，它们构成的食物链为丁→丙→乙→甲，其中丙处于第二营养级，为初级消费者，A错误；若乙的种群数量增加，则会引起丙的种群数量减少，丁因缺少天敌而数量增多，甲因食物增多而数量增多，B正确；丁作为生产者，其数量下降，丙、乙、甲的数量都要下降，C错误；若甲的种群数量下降，则会引起乙和丁的种群数量上升，丙的种群数量下降，D错误。二、能量传递效率的计算规律1.在食物网中，能量传递效率不是以个体或种群为单位的，而是以营养级为单位的，如对于食物网

，由第一营养级到第二营养级的能量传递效率是指(B＋C)同化的总能量占A同化的总能量的10%～20%。2.求最高营养级获得能量的“最大值”或“最小值”(1)在一条食物链中，若生产者(第一营养级)能量为100%，那么第二营养级所获得的能量最多是20%，最少为10%，第三营养级所获得的能量最多为20%×20%＝4%，最少为10%×10%＝1%，则第n营养级获得的能量最多为(20%)n－1，最少为(10%)n－1。(2)在多条食物链中，最高营养级从不同渠道得到的能量比不定，已知较低营养级生物的能量，求较高营养级生物获得的能量：知低营养级求高营养级3.求最低营养级消耗量的“至少”或“最多”(1)如一条食物链共有n个营养级，则第n营养级生物每增加1kg体重：①“至少”需要消耗的生产者的量：②“最多”需要消耗的生产者的量：(2)在多条食物链中，若已知较高营养级生物的能量，求所需较低营养级生物的能量：知高营养级求低营养级4.关于“定值”的计算在食物网中，某一营养级同时从上一个营养级的多种生物中按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。例3如图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1kg，至少消耗A约A.100kg B.44.5kgC.25kg D.15kg√解析图中共含有三条食物链，而题中所求为至少消耗的A，根据能量流动规律分析可知，食物链越短损耗越少，效率以20%计算。故食物链A→B→猫头鹰为最短，消耗的A为1÷20%÷20%＝25(kg)。例4如果一个人的食物中有1/2来自绿色植物、1/4来自小型肉食性动物、1/4来自羊肉，假如能量传递效率为10%，那么此人每增加1千克体重，需消耗植物A.10千克 B.5千克C.100千克 D.280千克√解析根据题意可以写出三条食物链：①植物→人，在此食物链中人要增重0.5千克，消耗植物：0.5÷10%＝5(千克)；②植物→羊→人，在此食物链中，人要增重0.25千克，消耗植物：0.25÷10%÷10%＝25(千克)；③植物→植食性动物→小型肉食性动物→人，在此食物链中，人要增重0.25千克，消耗植物：0.25÷10%÷10%÷10%＝250(千克)。所以人要增重1千克，需消耗植物280千克。1.某生态系统中有四种生物，并构成一条食物链。在某一时间确定这四种生物(甲、乙、丙、丁)所含有机物总量的比例如图所示。在一段时间内，如果种群乙的有机物总量的比例增大，则引起的变化应是下图中的跟踪训练√解析据题干图示可确定这四种生物构成的食物链为丙→甲→乙→丁。若乙增加会引起丁增加、甲减少，而丙会因甲的减少而增加。1234562.如图是一个陆地生态系统食物网的结构模式图，下列叙述不正确的是A.该食物网中共有5条食物链B.在该食物网中，H处于三个不同的营养级C.若B种群中各年龄期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%，H的数量短期内不会

发生明显变化12345√612345解析按照从生产者到最高营养级的消费者，不重复、不中断的原则，可数出该食物网中有5条食物链，即①A→B→H，②A→C→D→H，③A→C→F→G→H，④A→E→D→H，⑤A→E→F→G→H，A正确；H分别处于第三(链①中)、第四(链②④中)和第五(链③⑤中)营养级，B正确；若B种群中各年龄期的个体数目比例适中，则该种群的年龄结构为稳定型，种群密度在一段时间内会保持稳定，不会发生明显变化，C错误；在该食物网中，H有三种食物来源，C种群数量的少量减少，短期内并不会影响H的数量变化，D正确。63.某生态系统中存在下图生物关系，E生物种群含有的总能量为5.8×109kJ，B生物种群含有的总能量为1.6×108kJ，则理论上A生物种群含有的总能量最多是A.4.2×107kJ B.2.0×108kJC.1.0×108kJ D.2.32×108kJ12345√解析E为第一营养级，B、C、D均为第二营养级，三者获得的来自E的总能量最多为5.8×109×20%＝11.6×108(kJ)，再减去B的能量1.6×108kJ，C、D含有的能量为1×109kJ，A既可捕食C，又可捕食D，其获得的总能量最多为1×109×20%＝2.0×108(kJ)。64.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将C的食物比例由A∶B＝1∶1调整为A∶B＝2∶1，其他条件不变，相邻两个营养级之间的能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量是原来的12345A.1.875倍 B.1.375倍C.1.273倍 D.0.575倍√612345解析当C的食物比例A∶B为1∶1时，设C获得的能量为x，则需要A的能量为(1/2)x÷10%＋(1/2)x÷10%÷10%＝55x；当C的食物比例A∶B调整为2∶1时，设C获得的能量为y，需要A的能量为(2/3)y÷10%＋(1/3)y÷10%÷10%＝40y。两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x＝40y，则y＝1.375x，即该生态系统能承载C的数量是原来的1.375倍。65.若某草原生态系统只存在如图所示的食物关系，尝试完成以下问题：(1)在如图的食物网中，猫头鹰要增加20g体重，最多消耗植物_______g，最少消耗植物_____g。(2)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，猫头若要增加20g体重，最少需要消耗的植物为_____g。(3)假如植物有2/5被兔所食，有3/5被鼠所食；鼠有2/3直接被猫头鹰捕食，有1/3被蛇捕食后流入猫头鹰体内。猫头鹰若要增加20g体重，最少需要消耗的植物为_____g(精确到个位数)。200005009005951234566.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[单位为103kJ/(m2·y)]，据图分析：(1)该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？_________________________________________________。生产者固定的太阳能和输入的(饲料)有机物中的化学能123456(2)生产者、植