第3章 素能提升1 能量流动的相关计算-【成才之路·学案】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境同步新课程学习指导(人教版)

077 素能提升1一能量流动的相关计算 提升点1能量传递效率的相关“最值计算” )素养构建 在解决有关能量流动的计算时，首先要确定相关的食物链，然后注意题目中的“最多”“最少” “至多”“至少”等词语，从而确定是使用10%还是使用20%来解决相关问题。 1.设食物链为ABC→D,分以下情况讨论 已知 问题 计算过程 至少需要A营养级的量(X) M÷20%÷20%÷20%=X D营养级净增重M 最多需要A营养级的量(X) M÷10%÷10%÷10%=X D营养级最多增重的量(X) W×20%×20%×20%=X A营养级的能量W D营养级至少增重的量(X) N×10%×10%×10%=X 提醒 “最多”“至少”与“10%”“20%”的对应关系 2.在食物网中分析时，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，具体规律总结如下 获能量最多 「选最短食物链 按×20%计算 (1)知低营养级，求高营养级 选最长食物链 获能量最少 按×10%计算 选最长食物链 需最多能量 按÷10%计算 (2)知高营养级，求低营养级 选最短食物链 需最少能量 按÷20%计算 》对点训练 1.如图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1kg,至少消耗 A约 A →D二猫头鹰 A.100 kg B.44.5kg C.25 kg D.15 kg 2.有一食物网如图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到甲一 庚的能量相等，则庚同化1kJ的能量，丙需同化的能量为 A.550 kJ B.500 kJ C.400 kJ D.100 kJ 提升点2能量传递效率的有关“定值”计算 〉秦养构建 1.同一条食物链不同环节间能量传递效率不同时，相关问题解决思路： 设在食物链A→BC→D中，各营养级间的传递效率分别为α%、b%、c%,若现有A营养级生物 的总质量为M,能使D营养级生物增重多少？ 列式计算：M·a%·b%·c%=X。 此时不再涉及“最多”“至少”的问题。 078 2.如果是在食物网中，同一生物同时从上一营养级多种生物获得能量，且各途径所获得的能量不 等，则按照各自单独的食物链进行计算后合并。 》对点训练 1.某生态系统中存在如图所示的食物网，若将C的食物比例由A:B=1:1调整为2：1，A→C 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 () B A.1.375倍 B.1.875倍 C.1.273倍 D.0.575倍 2.如图是某生态系统的食物网简图，图中甲~庚代表各种不同的生物，已 庚 知各营养级之间的能量传递效率均为10%，若一种生物摄食两种生物， 且它们被摄食的比例相等，则丁每增加10kg生物量，需消耗生产者多 戊 少千克 ( A.500 B.3000 C.3500 D.3250 提升点3具有人为能量输入的能量传递效率计算 〉秦养构建 人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一营养级流入的能 量。如求第二营养级至第三营养级能量传递效率时，应为第三营养级从第二营养级同化的能量（不 包括人为输人到第三营养级的能量)/第二营养级的同化量（包括人为输人到第二营养级的能量） ×100%。 〉对点训练 1.某人工湖生态系统中部分能量流动的过程如图所示，太阳能 有机物输入 其中字母表示同化的能量值。下列叙述正确的是 a e f 浮游植物6、浮游动物〔甲种鱼d →乙种鱼 A.冬季浮游植物生长缓慢，此时b大于α B.c+e-d表示从甲种鱼流入分解者的能量 分解者 C.乙种鱼产生的粪便中的能量来自d、f D.甲种鱼到乙种鱼的能量传递效率为d/(c+e)×l00% 2.能量流动是生态系统的功能之一。如图是被地震破坏的某自然保护区在人为干预下恢复的过程 中的能量流动图解[能量单位：×103kJ/(m2·a)]。下列说法错误的是 有机物输入 3 分解者0.05 10.5 生14 植食性动物 (肉食性动物 0.25 者 0 9 4 2.1 23 5.1 储存 、输出 A.图中不能体现出能量流动是逐级递减的 B.A代表呼吸作用以热能的形式散失的能量 C.肉食性动物需补偿输入的能量为5×10kJ/(m2·a) D.在人为干预下能量从第二营养级到第三营养级的传递效率约为15.6%物质，B错误：图b中人利用了生态系统中分解者的能量，实 现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率，C正确：图 b中流向沼气池中的微生物的能量没有被人同化，但是可以 被人利用，D正确。 课堂达标巩固训练 1.Ah表示兔子摄入的能量中流人分解者的一部分，属于植物 固定的能量的一部分，A错误；图中c表示兔子的同化量f表 示兔子呼吸作用散失的能量，d表示兔子用于生长、发育和繁 殖的能量，B正确：根据图中箭头可表明能量流动的特点是单 向流动，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的，C正 确；能量流动指能量的输入、传递、转化和散失的过程，具有单 向流动，逐级递减的特点，D正确。 2.A一般来说，能量在相邻两个营养级之间的传递效率是 10%~20%,每个营养级可能包含多种生物，所以食物链中相 邻两种生物之间的能量传递效率可能会大于20%，A正确；生 物量金字塔的每一层表示单位时间内每个营养级所容纳的有 机物的总干重，B错误；数量金字塔和生物量金字塔通常也是 上窄下宽的金字塔，但特殊情况下也会呈上宽下窄倒置的金 字塔，C错误；能量金字塔通常是上窄下宽的，体现了能量流 动具有逐级递减的特点，D错误。 3.(1)降低利用率 (2)小龙虾疏松土壤等，利于稻谷根系的呼吸作用，利于吸收 土壤中的无机盐；小龙虾粪便分解为无机物而被水稻利用，促 进稻谷增产 (3)不能水稻的根系不能直接吸收粪便中有机物的能量 (或粪便经微生物分解后才能转化为水稻可直接吸收利用的 无机盐) (4)不要在水稻幼苗期放养小龙虾：对水稻进行合理密植：适 量控制小龙虾的养殖规模：及时捕捞过量的小龙虾 【解析】(1)与传统稻田相比，此生态系统中稻飞虱存在天 敌小龙虾，因此其环境容纳量会降低。稻虾连作模式，小龙虾 取食杂草、浮萍，使杂草、浮萍等的物质及能量流向小龙虾，使 能量高效地流向对人类最有益的部分，提高了生态系统的能 量利用率。(2)小龙虾疏松土壤等，利于稻谷根系的呼吸作 用，利于吸收土壤中的无机盐：同时土壤微生物将小龙虾粪便 中有机物分解为无机物而被水稻利用，促进稻谷增产。(3)水 稻不能直接吸收粪便中有机物的能量，粪便经微生物分解后 才能转化为水稻可直接吸收利用的无机盐。(4)水稻幼苗期 放养小龙虾，小龙虾也会以水稻幼苗为食，影响水稻的产量 对水稻进行合理密植可提高水稻的产量。因水体中的浮萍、 水藻等为小龙虾的主要食物，但如果杂草、浮萍等不够食用 时，小龙虾也会以水稻为食。所以为避免小龙虾以水稻为食 物，应对小龙虾的数量进行控制。 素能提升1一能量流动的相关计算 提升点1 1.C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，能量传递效 率以20%计算。故食物链A→B→猫头鹰为最短食物链，消耗 的A为1÷20%÷20%=25kg。 2.A经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5kJ,则需要丙 0.5÷(10%)3=500kJ,经丙→戊→庚传递到庚的能量为 0.5k,则需要丙0.5÷(10%)2=50kJ,即丙需同化500+50 =550kJ的能量，A正确。 19 提升点2 1.A由于生产者没有改变，所以流向该生态系统的总能量没有 变化，设C原来的能量为a,则需要A提供的能量为l/2a÷ 10%÷10%+1/2a÷10%=55a:改变食物比例后的C的能量 设为b,则需要A提供的能量为2/3b÷10%+1/3b÷10%÷ 10%=40b。根据题意可知，55a=40b,即b/a=1.375,A 正确。 2.D据题中信息分析，戊是生产者，丁可通过3条食物链获得 能量，3条食物链以及能量计算如下：①戊→庚→丁中消耗戊 为10×1/2×10×10=500kg;②戊→甲→丁中消耗戊为10× 1/2×10×1/2×10=250kg;③戊→己→甲→丁中消耗戊为 10×1/2×10×1/2×10×10=2500kg:则共消耗戊500+250 +2500=3250kg,D正确。 提升点3 1.D图中α表示浮游植物的同化量，b表示浮游动物的同化 量，只要浮游植物能正常生长，b就小于a,A错误；c+e(表示 甲种鱼的同化量)-d(表示甲种鱼流向乙种鱼的能量)-甲 呼吸作用消耗的能量表示从甲种鱼流入分解者的能量，B错 误；乙种鱼产生的粪便中的能量来自c、e、f,C错误；甲种鱼到 乙种鱼的能量传递效率为乙种鱼来自甲种鱼的同化量/甲种 鱼的同化量=d/(c+e)×100%,D正确。 2.A生态系统的能量流动表现为单向流动、逐级递减的特征， 图中每个营养级的生物均有呼吸消耗的能量、流向分解者的 能量和未利用的能量，因而能体现能量流动逐级递减的特征， A错误；根据同化量中能量的去路可知，A代表呼吸作用以热 能的形式散失的能量，B正确；图中输人肉食性动物的能量= (14+2-4-9-0.5)×103=2.5×103kJ/(m2·a),而肉食性 动物输出能量=(2.1+5.1+0.05+0.25)×103=7.5× 103kJ/(m2·a),所以肉食性动物需补偿输入的能量至少为 (7.5-2.5)×10=5×10kJ/(m·a),C正确；在人为干预 下，输入第二营养级的能量为(14+2)×10= 16×10k/(m2·a),由第二营养级输入第三营养级的能量 为2.5×10kJ/(m2·a),所以从第二营养级到第三营养级的 传递效率为2.5÷16≈15.6%，D正确。 第3节生态系统的物质循环 必备知识自主梳理 1.(1)二氧化碳(2)含碳有机物 2.光合作用、化能合成作用呼吸作用分解作用 3.(1)化石燃料的开采和使用(3)二氧化碳植树种草 4.(1)碳、氢、氧、氮、磷、硫从非生物环境到生物群落，又从生 物群落到非生物环境 (2)①全球性②循环性 微思考 提示：大力植树造林可以加快CO,从大气中的CO,库到生物 群落的吸收速率，从而降低大气中CO,的浓度。 1.某种元素或难以降解的化合物超过 2.(1)聚集积累 3.(1)一些重金属(2)人工合成的有机化合物 (3)一些放射性物质 94