专项16能量流动的模型分析及相关计算-2023年高考生物一轮复习疑难专项突破

2023年生物一轮复习疑难专项突破专项16

能量流动的模型分析及相关计算一、能量流动的模型分析专项梳理1.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：[说明]

四个去向：同化量＝自身呼吸作用消耗量（A）＋未被利用（B）＋分解者的分解量（C）＋下一营养级的同化量（D）专项微练1.

[2020河南洛阳第一次统考]如图为生态系统中能量流动图解部分示意图（字母表示能量的多少），下列选项中错误的是(

)A.

在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于dB.

生产者与初级消费者之间的能量传递效率为（d/a）×100%C.

图中f代表初级消费者通过呼吸作用消耗的能量D.

图中g和i有一处表示初级消费者未被利用的能量B[解析]

生产者与初级消费者之间的能量传递效率为同化量之间的比值，即（c/a）×100%，B错误。2.

如图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程的能量流动。下列有关叙述中正确的是(

)A.

①②③④之和是流入该生态系统的总能量B.

③和④分别属于草和兔同化量的一部分C.

图中②与①的比值代表“草→兔”的能量传递效率D.

该生态系统中狐的营养级别最高，获得的能量最多B[解析]

流入该生态系统的总能量是生产者固定太阳能的总量，A错误；③和④分别属于草和兔同化量的一部分，B正确；图中②与①的比值代表“兔→狐”的能量传递效率，C错误；该生态系统中狐的营养级别最高，获能最少，D错误。3.

[2020安徽黄山八校联考]图示为某生态系统的能量流动图解（W1为生产者固定的太阳能），下列叙述中错误的是(

)A.

生产者固定的总能量可表示为（A1+B1+C1+A2+B2+C2）B.

现存生产者个体数可小于初级消费者个体数C.

由生产者到初级消费者的能量传递效率为（D1/W1）×100%D.

图解不仅能体现能量单向流动的特点，还能体现逐级递减的特点A[解析]

生产者固定的总能量可表示为（A1+B1+C1+D1），A1代表自身呼吸作用消耗的能量，B1代表未被利用的能量，C1代表流向分解者的能量，D1代表流入下一营养级的能量，D1=A2+B2+C2+D2，A错误；现存生产者个体数可小于初级消费者个体数，如一棵树和这棵树上的昆虫，B正确；由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为（D1/W1）×100%，C正确；图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D正确。二、能量流动相关计算专项梳理1.能量传递效率的计算1）生态系统的总能量＝生产者固定的全部太阳能＝第一营养级的同化量。2）能量传递效率＝某一个营养级的同化量/上一个营养级的同化量×100%。特别注意：必须是相邻两个营养级的同化量之比。2.能量传递效率的“最值”计算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,生态系统的能量流动过程中消耗得越少。知低营养级求高营养级知高营养级求低营养级获得能量最多选最短食物链、按×20%计算需要能量最多选最长食物链、按÷10%计算获得能量最少选最长食物链、按×10%计算需要能量最少选最短食物链、按÷20%计算具体计算方法如下：3.能量传递效率的有关“定值”计算1）已确定营养级间能量传递效率的,不能按“最值”法计算,而需按具体数值计算。例如,在食物链A→B→C→D中,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）如果是在食物网中,某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量,且各途径所获得的生物量比例确定,则按照各单独的食物链进行计算后相加合并。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×1/2×1/5＋A×1/2×（1/5）2＝M1调整后：A×2/3×1/5＋A×1/3×（1/5）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×1/2)÷1/5＋M×1/2÷（1/5）2＝A1调整后：M×2/3÷1/5＋M×1/3÷（1/5）2＝A2专项微练4.

[2020山东日照期末]胶州湾是山东省传统渔业捕捞区，现今该海域的经济鱼种已形不成鱼汛，有些甚至枯竭。为了恢复胶州湾生态系统的功能，促进海洋渔业资源可持续发展，研究人员对胶州湾生态系统的营养关系进行了初步分析，结果如表所示。下列说法错误的是(

)营养级同化量（t·km-2·a-1）未利用（t·km-2·a-1）分解者分解（t·km-2·a-1）呼吸量（t·km-2·a-1）Ⅳ1.420.420.190.81Ⅲ？15.0011.9439.31Ⅱ3

825.371

986.70547.001

224.00Ⅰ23

804.423

252.002

877.0013

850.05CA.

该生态系统生产者固定太阳能总能量为23

804.42

t·km-2·a-1B.

从第一营养级到第二营养级的能量传递效率大约为16％C.

第三营养级的同化量为66.25

t·km-2·a-1D.

大型鱼类生物量极低的重要原因是低营养级有较多能量不能流入更高营养级[解析]

由表格数据可知，Ⅰ为生产者，生产者的同化量（23

804.42

t·km-2·a-1）即第一营养级固定的太阳能总能量，A正确；从第一营养级到第二营养级的能量传递效率=3

825.37/23

804.42×100%≈16％，B正确；第三营养级的同化量=15+11.94+39.31+1.42=67.67（t·km-2·a-1），C错误；能量在流动过程中逐级递减，营养级越高，流入其中的能量就越少，D正确。5.

如图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图（图中数字为能量，单位是J·m-2·a-1）。下列叙述正确的是(

)A.

该食物网中最高营养级为第六营养级B.

该食物网中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为25%C.

太阳鱼呼吸消耗的能量为1

357

J·m-2·a-1D.

该食物网中的能量在不同营养级之间循环流动B[解析]

该食物网中最长的食物链为浮游植物→浮游动物→幽蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼，最高营养级为第五营养级，A错误；该食物网中第一营养级到第二营养级的能量传递效率为（3

780+4

200）÷31

920×100%=25%，B正确；太阳鱼呼吸消耗的能量、流向分解者的能量和未被利用的能量共计1

483-126=1

357（J·m-2·a-1），C错误；在食物网中，能量单向流动、逐级递减，D错误。6.

在如图所示的食物网中，若戊的体重增加1

kg，最少消耗_____kg甲，最多消耗________kg甲。若戊的食物有1/2来自乙，1/4来自丙，1/4来自丁，且能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若戊体重增加20

g，需要消耗植物________g。251

0002

000[解析]

求最少消耗甲多少，就要选择最短食物链：甲→丙（或乙）→戊，最大传递效率20%，则最少消耗甲：1÷20%÷20%=25（kg）。求最多消耗甲多少，就要选择最长食物链：甲→丙→丁→戊，最小传递效率10%，则最多消耗甲：1÷10%÷10%÷10%=1

000（kg）。在甲→乙→戊食物链中，需要植物：12×20÷20%÷10%=500（g）;在甲→丙→戊食物链中，需要植物：14×20÷20%÷10%=250（g）;在甲→丙→丁→戊食物链中，需要植物：14×20÷20%÷20%÷10%=1

250（g），所以共需要植物（甲）：500+250+1

250=2

000（g）。7.

某陆地生态系统中存在如图所示的食物网。请回答问题：1）

若人类获取植食性食物与肉食性食物的比例是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约是调整前的_______（结果精确到小数点后两位）倍。1.96[解析]

若人类获取植食性食物与肉食性食物的比例是1∶1，共需植食性食物的相对值为1/2÷10%÷10%+1/2÷10%=55；如果植食性食物与肉食性食物的比例为4∶1,则共需植食性食物的相对值是1/5÷10%÷10%+4/5÷10%=28。前者对食物的消耗量约是后者的1.96倍，即后者可供养的人口约是前者的1.96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