第3章 微专题系列(二) 生态系统的能量流动相关计算-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二生物选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书（人教，不定项版）

1．能量传递效率的相关“最值”计算 若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。 (1)在食物链A→B→C→D中，则有 说明：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。 (2)在食物网中则有 (2022•河南开封高二期末)如下图是某生态系统中的食物网，若E种群中的总能最为5.8×109 kJ，B种群的总能量为1.6×108 kJ，A种群获得的总能量最多是(　　) A．1.6×108 kJ B．1.6×109 kJ C．1×108 kJ D．2.0×108 kJ D　[E是生产者，共含有5.8×109 kJ的能量，求“获得的总能量最多”，按20%计算，则第二营养级的同化量(包括B、C和D)＝5.8×109 kJ×20%＝1.16×109 kJ。又已知B生物种群总能量为1.6×108 kJ，则C和D生物种群的总能量＝1.16×109 kJ－1.6×108 kJ＝1.0×109 kJ。所以，A最多获得的能量是1.0×109 kJ×20%＝2.0×108 kJ。] 针对练1.如图表示某生态系统食物网的图解，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 C　[图中有3条食物链，即A→B→猫头鹰、A→C→B→猫头鹰、A→C→D→猫头鹰。题中所问为猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗的A的质量，已知高营养级的能量求低营养级能量时，需最少能量，应选最短食物链，能量传递效率按20%计算。所以选最短食物链(A→B→猫头鹰)，能量传递效率按20%计算，则至少消耗A的质量为1÷20%÷20%＝25 kg，C正确。] 针对练2.(2021•重庆清华中学高二期中)假设某初级消费者摄入的能量为a，其粪便中的能量为b，通过呼吸消耗的能量为c，用于生长、发育和繁殖的能量为d，则流入次级消费者的能量最多为(　　) A．(a＋b)×20% B．(c＋d)×20% C．(a－c)×20% D．(b＋d)×20% B　[在该生态系统中，假设初级消费者摄入的能量为a，其中存在于粪便中的能量为b，说明初级消费者同化的能量是a－b；因此，流入次级消费者的能量最多为(a－b)×20%；初级消费者通过呼吸消耗的能量为c，用于生长、发育和繁殖的能量为d，说明初级消费者同化的能量是c＋d；因此，流入次级消费者的能量最多为(c＋d)×20%。综上分析可知，流入次级消费者的能量最多为(a－b)×20%或(c＋d)×20%。] 2．能量传递效率有关的“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，且各途径获得的能量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。 (2022•广安中学高二期中)在下图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子，2/5来自于鼠，1/5来自于蛇，那么猫头鹰若增加20 g体重，最多需要消费植物(　　) 学生用书↓第64页 A．600 g B．900 g C．1 600 g D．5 600 g D　[已知高营养级的能量，求低营养级能量时，需最多能量应按÷10%计算。假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子，2/5来自于鼠，1/5来自于蛇，那么猫头鹰若增加20 g体重：根据食物链：植物→兔→猫头鹰，至多需要消费植物2/5×20÷10%÷10%＝800 g；根据食物链：植物→鼠→猫头鹰，至多需要消费植物2/5×20÷10%÷10%＝800 g；根据食物链：植物→鼠→蛇→猫头鹰，至多需要消费植物1/5×20÷10%÷10%÷10%＝4 000 g。综合以上可知至少需要消耗植物800＋800＋4 000＝5 600 g，D符合题意。] 针对练3.(2022•四川绵阳高二期中)某同学通过分析蛇的食性，绘制了如下图所示的食物关系。假如一条1 kg的蛇，4/5的食物来自鼠，1/5的食物来自蛙。按能量流动的最高传递效率计算，此蛇间接消耗的植物为(　　) A．45 kg B．22.5 kg C．90 kg D．20 kg A　[按照最大能量传递效率(20%)计算，假如一条1 kg的蛇，4/5的食物来自鼠，1/5的食物来自蛙．按能量流动的最高效率计算，此蛇间接消耗的植物为1×4/5÷20%÷20%＋1×1/5÷20%÷20%÷20%＝45 kg。] 针对练4.(2022•福建石狮高二期中)若某草原生态系统只存在如下图所示的食物关系，尝试完成以下问题： (1)在如图的食物网中，猫头鹰要增加20