第9单元 高频聚焦11 能量流动的相关计算(课件PPT)-【精讲精练】2026年高考生物一轮复习（人教版 单选）

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知低营养级求高营养级 知高营养级求低营养级 获能量 最多 选最短食物链 按×20%计算 需能量 最多 选最长食物链 按÷10%计算 获能量 最少 选最长食物链 按×10%计算 需能量 最少 选最短食物链 按÷20%计算 2.能量传递效率中的“定值”计算 (1)已知营养级间能量传递效率：不能按“最值”计算，而需按具体数值计算。如A→B→C→D中，各营养级间从低到高的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)若给出的是各营养级同化能量值，可直接按同化能量比例计算，如表是生态系统中除分解者外仅有的4个种群一段时间内同化能量值。 营养级 A B C D 同化能量/Pg 15.9 870.7 0.9 141.0 表中食物链为B→D→A→C，若最高营养级同化能量为1 Pg，则生产者需同化能量为870.7×1÷0.9≈967.4 Pg。 3．具有人工能量输入的计算 对一些特殊状态下有人工能量输入的生态系统的能量流动计算时，要注意输入能量的正确处理。如对某生态系统的第二营养级人工补充能量；则计算第一营养级到第二营养级能量传递效率时，不能考虑人工补充能量；而进行第二营养级到第三营养级能量传递效率计算时，需考虑人工补充能量，因第二营养级同化的能量由来自第一营养级和人工补充的能量两部分组成，这两部分都参与传向第三营养级的过程。 4．能量来源比例改变的计算 在具体计算时务必先澄清分配比例，再确定求解中应“顺推(用乘法)”还是“逆推(用除法)”，以如图食物网为例： (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量(M)，计算时宜“顺推(用乘法)” 调整前 A×eq \f(1,2)×20%＋A×eq \f(1,2)×(20%)2＝M1 调整后 A×eq \f(2,3)×20%＋A×eq \f(1,3)×(20%)2＝M2 (2)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”，求解最少需要植物变化量(A)，计算时应“逆推(用除法)” 调整前 调整后 eq \f(M×\f(1,2),20%)＋eq \f(M×\f(1,2),20%2)＝A1 eq \f(M×\f(2,3),20%)＋eq \f(M×\f(1,3),20%2)＝A2 1．如图是某草原生态系统中部分营养结构，若蛇取食鼠的比例由1/4调整到3/4，假设能量传递效率按20%计算，从理论上分析，改变取食比例后蛇体重增加1 kg，人能比原来多增重(　　) A．2 kg B．2.5 kg C．4 kg D．4.5 kg 解析　根据题意可知取食比例改变前：蛇体重增加1 kg消耗草：3/4÷(20%)3＋1/4÷(20%)2＝100(kg)，改变后：蛇体重增加1 kg消耗草：1/4÷(20%)3＋3/4÷(20%)2＝50(kg)。所以改变后和改变前相比剩余的50 kg草可流向人。所以人可以增重50×20%×20%＝2(kg)。 答案　A 2．如图为地震毁损的某自然保护区人为干预下恢复过程的能量流动图[单位为103 kJ/(m2·a)]。下列说法错误的是(　　) A．流经城市生态系统的总能量包括了城市生态系统中的生产者固定的太阳能以及从外围的农田生态系统等补偿输入的能量 B．计算可知，肉食动物需补偿输入的能量值为5×103 kJ/(m2·a) C．流经该生态系统的总能量是1.29×105 kJ/(m2·a) D．在人为干预下，能量在第一营养级到第二营养级之间传递效率为14.6% 解析　城市生态系统虽然是人为建立的，但还是要依赖自然生态系统，其能量输入除生产者固定的太阳能外还有其他生态系统补偿输入的能量，才能维持平衡，A正确；肉食动物同化量为16－4－9－0.5＝2.5，所以需补偿输入量为(2.1＋5.1＋0.05＋0.25)－2.5＝5，B正确；流经该生态系统的总能量为23＋70＋3＋14＋2＋5＋12＝129，C正确；能量在第一营养级到第二营养级之间传递效率为14÷(23＋70＋3＋14)×100%≈12.7%，D错误。[注：以上计算单位均为103 kJ/(m2·a)]。 答案　D 3．(2023·山东卷)某浅水泉微型生态系统中能量情况如表所示，该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是(　　) 生产者 固定　 来自陆地的植物残体 初级消费者摄入　　 初级消费者同化　　 初级消费者呼吸消耗 能量/[105J /(m2·a)] 90 42 84 13.5 3 A．流经该生态系统的总能量为90×105 J/(m2·a) B．该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级 C．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105 J/(m2·a) D．初级消费者粪便中的能量为70.5×105 J/(m2·a)，该能量由初级消费者流向分解者 解析　该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食，因此可知，流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和来自陆地的植物残体中的能量，即(90＋42)×105＝132×105 J/(m2·a)，A错误；表格中没有显示生产者流入初级消费者的能量，因此无法计算有多少能量流入下一营养级，B错误；初级消费者同化量为13.5×105 J/(m2·a)，初级消费者呼吸消耗能量为3×105 J/(m2·a)，因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗能量＝10.5×105 J/(m2·a)，C正确；初级消费者摄入量包括粪便量和次级消费者同化量，同化量又包括呼吸作用以热能形式散失的量和用于生长、发育和繁殖的量，生长、发育和繁殖的量又分为流向下一营养级的量和被分解者利用的量，因此初级消费者粪便中的能量不会由初级消费者流向分解者，D错误。 答案　C 4．图甲为某生态系统中部分生物构成的食物网。图乙虚线方框内表示一个生态系统，箭头表示该生态系统能量流动的一般性模型。回答下列问题： 甲 乙 (1)图甲中共有________条食物链。 (2)假如北极狐的食物1/2来自雷鸟，1/8来自植物，且该系统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%，如果一定时期内，北极狐种群增加的能量为80 kJ，若不考虑其他变化的影响，则需要植物的能量是________kJ。 (3)图乙中C代表生态系统成分中的________。在生态系统中它的作用是________。 (4)下表表示图乙生态系统在一年中的能量流动情况，分析此表回答下列问题。 同化总量/(×106 J) 现存个体中的能量/(×106 J) 呼吸消耗量/(×106 J) A 900 200 700 B 100 25 75 C 15 2 13 D 18 6 12 生态系统能量流动的特点是__________________，分析上表可知，流入该生态系统的总能量为____________J，从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为________。 (5)对于湖泊生态系统，为有效地防止该淡水湖出现水华现象，生态学家建议在湖边浅水区适量种植挺水植物(如荷花等)，请分析此建议的生态学依据：________________________________________________________________________________________________。 解析　(1)由图甲可知，有5条食物链，①植物→雪兔→狼，②植物→雷鸟→狼，③植物→雷鸟→北极狐，④植物→北极狐，⑤植物→雪兔→北极狐。(2)假如北极狐的食物1/2来自雷鸟，1/8来自植物，该系统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%，如果北极狐种群增加的能量为80 kJ，若不考虑其他变化的影响，需要植物的能量(40÷20%÷10%)＋(30÷20%÷10%)＋(10÷10%)＝3600 kJ。(3)由图乙可知，C代表生态系统中的成分是分解者；在生态系统中它的作用是能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，A代表生态系统中的成分是生产者，B、D是消费者。 (4)流入该生态系统的总能量为植物固定的能量：900×106＝9×108 J，从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为18÷100×100%＝18%。(5)生态学家建议在湖边浅水区适量种植挺水植物(如荷花等)的生态学依据：由于挺水植物(荷花)较高，在竞争光能中占优势(争夺阳光、无机盐等)，故能调整生态系统的能量流动关系，防止水华现象(或使能量最大限度流向对人类有益的方向)。 答案　(1)5　(2)3600　(3)分解者　能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物　(4)单向流动、逐级递减　9×108　18%　(5)由于挺水植物(荷花)较高，在竞争光能中占优势(争夺阳光、无机盐等)，故能调整生态系统的能量流动关系，防止水华现象(或使能量最大限度流向对人类有益的方向) 5．(2025·菏泽模拟)如图为某生态系统的模式图，其中字母A～E代表生态系统的组成成分，①②代表途径，其他数字代表能量的数值[单位：J/(cm2·a)]。请回答下列问题： (1)该生态系统的基石是________(填字母)；能加快该生态系统物质循环的成分是________(填字母)，B粪便中的能量属于________固定的能量。 (2)若该图表示某草原生态系统，在食物链A→B→C中，B→C的能量传递效率是________；若C同化的能量中一半来源于①，一半来源于②，则C用于生长、发育和繁殖的能量为________J/(cm2·a)。 (3)若食物链中每个营养级间的能量传递效率均为20%，C的食物来源一半来自途径①，一半来自途径②；消耗等量的A，为使C获得更多的能量，调整C的食物来源比例，由原来的1∶1调整为1∶2，则调整后C获得的能量是调整前的约________倍(保留2位小数)。 解析　(1)图中A是生产者，B是初级消费者，C是次级消费者，D是无机环境，E是分解者。该生态系统的基石是A生产者，B、C消费者能加快该生态系统物质循环，B(初级消费者)粪便中的能量属于上一营养级的同化量，故B粪便中的能量属于A(生产者)固定的能量。(2)能量传递效率指的是相邻的营养级之间同化量的比值，在食物链A→B→C中，B→C的能量传递效率是16÷200×100%＝8%。若C同化的能量中一半来源①，一半来源②，C同化的能量中来源①的能量为16 J/(cm2·a)，来源②的能量为16 J/(cm2·a)，则C用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－自身呼吸消耗的能量＝16＋16－12＝20[J/(cm2·a)]。(3)图中的食物链有A→B→C，A中的能量不变，将C的食物(能量)比例由A∶B＝1∶1 调整为2∶1(能量传递效率按20%计算)，当C的食物比例改变前，设传递给C的能量为x，则1/2x来自A,1/2x来自B，能量传递效率按20%计算，需要A的能量为1/2x÷20%＋1/2x÷20%÷20%＝15x；当C的食物比例发生改变后，设传递给C的能量为y，则2/3y来自A,1/3y来自B，需要A的能量为2/3y÷20%＋1/3y÷20%÷20%＝35/3y；而A中的能量不变，则15x＝35/3y，该生态系统传递给C的能量是原来的y÷x＝15÷35/3≈1.29(倍)。 答案　(1)A　BC　生产者　(2)8%　20 (3)1.29 $$