培优课堂二　食物链(网)的构建、能量流动的相关计算 课件-2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修二

该高中生物学课件聚焦食物链(网)构建与能量流动计算，通过捕食曲线、同化量数据、有害物质浓度等多维度方法解析食物链构建，结合能量传递效率的最值、定值及人工输入计算题型，搭建从方法学习到问题解决的递进式学习支架。 其亮点在于以生态观和物质与能量观为核心，通过典例分析和对点训练培养科学思维，如利用能量传递效率公式建模计算、结合实际生态情境分析种间关系。学生能提升知识应用能力，教师可借助系统案例和分层题型高效开展培优教学。

培优课堂二 食物链(网)的构建、能量流动的相关计算 一、食物链(网)的构建 1.依据捕食关系曲线构建食物链(网) 2.依据同化量的多少构建食物链(网) 生态系统中能量流动逐级递减,且两个相邻营养级之间的能量传递效率为10%~20%。能量值大者为被捕食者,少者为捕食者。若两种生物的能量值相差不大,不足以构成10%~20%的比例关系,则两者很可能属于同一营养级。 营养级 A B C D 能量(有机物) 15.9 870.7 1.9 141.0 上表中食物链为B→D→A→C。 上图中食物网为: 3.根据生物体内有害物质的浓度“由少到多”构建食物链(网) 生物体 A B C D E 有机汞浓度相对值 0.06 7 0.51 68 0.39 (1)分析依据:重金属、农药等有害物质被生物体吸收后难以排出体外,所以此类物质会随着食物链逐级积累,即营养级越高的个体中含有有害物质的量越多,其含量往往是上一营养级个体含量的5~10倍。 (2)分析结果: 4.根据提供的捕食或食物方面的信息构建 (1)信息:古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、麻雀、花喜鹊6种动物,它们之间的关系是草蛉、七星瓢虫捕食红蜘蛛、蚜虫;红蜘蛛、蚜虫以植物的各器官为食物;麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、草蛉为食。 (2)依据捕食关系直接绘图如下: 典例1 某陆地生态系统中,除分解者外,仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群。调查得知,该生态系统有4个营养级,两个相邻营养级之间的能量传递效率为10%~20%,且每个种群只处于一个营养级。一年内输入各种群的能量数值如下表所示,表中能量数值的单位相同。 种群 甲 乙 丙 丁 戊 能量 3.56 12.80 10.30 0.48 226.50 回答下列问题。 (1)请画出该生态系统中的食物网。 (2)甲和乙的种间关系是__________;种群丁是该生态系统生物组分中的__________。  捕食 消费者 解析 (1)根据“两个相邻营养级之间的能量传递效率为10%~20%”可知,戊中能量最多,处于第一营养级,乙和丙中能量相差不多,都处于第二营养级,甲处于第三营养级,丁处于第四营养级,因此可得出该生态系统中的食物网。(2)根据(1)中的食物网简图可以看出,甲和乙之间的种间关系为捕食,戊是生产者,甲、乙、丙和丁都为消费者。 二、能量流动的相关计算 题型一　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 (2)在食物网中则有 典例2 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 解析 图中共含有3条食物链,而题中所求为至少消耗的A,根据能量流动规律可知,食物链越短损耗越少,能量传递效率按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%=25(kg)。 题型二　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的多种生物中获得能量,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再合并。 典例3 由于“赤潮”的影响,一条6 kg重的杂食性海洋鱼死亡,假如该杂食性海洋鱼的食物有1/3来自植物,1/3来自食草鱼类,1/3来自以食草鱼类为食的小型肉食鱼类。若能量传递效率按20%来计算,该杂食性鱼增重6 kg共需海洋植物(　　) A.310 kg B.240 kg C.180 kg D.150 kg A 解析 由题意可知,题干中存在3条食物链:①海洋植物→杂食性鱼,②海洋植物→食草鱼→杂食性鱼,③海洋植物→食草鱼→小型肉食鱼→杂食性鱼;杂食性鱼的食物1/3来自食物链①,1/3来自食物链②,1/3来自食物链③。若能量传递效率按20%计算,该杂食性鱼从食物链①消耗的海洋植物为6×1/3÷20%=10(kg),从食物链②消耗的海洋植物为6×1/3÷20%÷20%= 50(kg),从食物链③消耗的海洋植物为6×1/3÷20%÷20%÷20%=250(kg),因此共需海洋植物10+50+250=310(kg)。 题型三　具有人工能量输入的能量传递效率计算 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(不包括人工输入到第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入到第二营养级的能量)×100%。 典例4 随着工业的发展,过度砍伐对某林地环境造成日渐严重的破坏,给该林地生态安全带来了巨大威胁。如图为该林地在人为干预下恢复过程的能量流动示意图,单位为103 kJ/(m2·a),图中数字和m、n为能量数值。下列说法不正确的是(　　) A.图中n代表的数值为24 B.①表示的是流向分解者的能量 C.输入该生态系统的总能量是1.316×106 kJ/(m2·a)　 D.植食性动物到肉食性动物的能量传递效率约为13.1% C 解析 植食性动物固定的能量=植食性动物呼吸作用以热能的形式散失的能量+流向下一个营养级的能量+流向分解者的能量+未利用的能量,因此, 217+43=63+22+141+m,则m=34,同理,17+34=16+4+7+n,则n=24,A项正确。某一营养级的同化量有四个去向:呼吸作用以热能的形式散失、流向下一个营养级(最高营养级除外)、流向分解者及未利用的能量,据题图可知,①表示的是流向分解者的能量,B项正确。生产者固定的能量及人工输入的有机物中的能量为输入该生态系统的总能量,即输入该生态系统的总能量=(302+217+733+64+17+43)×103=1.376×106[ kJ/(m2·a)],C项错误。能量传递效率是指相邻两营养级同化量的比值,据题图可知,植食性动物到肉食性动物的能量传递效率=34÷(217+43)×100%≈13.1%,D项正确。 对点训练 1.如图为草原生态系统中的甲、乙、丙三个动物种群一年中不同月份种群数量的变化曲线。下列说法正确的是(　　) A.三种动物参与构成的食物链中,甲至少为第四营养级 B.AC段丙的种群数量下降一定是食物短缺造成的 C.A点是丙种群在此环境中的环境容纳量 D.一定自然区域内,甲、乙、丙三个种群中全部的生物构成生物群落 A 解析 分析题图可知,三个动物种群的数量变化乙先于丙,丙又先于甲,它们之间的捕食关系是乙→丙→甲,食物链中生产者为第一营养级,所以甲至少为第四营养级,A项正确。甲的增多对丙产生的捕食压力也是AC段丙种群数量下降的原因,B项错误。一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,丙的种群相对数量并未维持在A点,故A点不是丙种群在此环境中的环境容纳量,C项错误。生物群落是指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合,甲、乙、丙三个种群中缺少生产者和分解者,因此不能构成生物群落,D项错误。 2.某生态系统中存在如图所示的食物网。如果将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(　　)  A.1.875倍 B.1.375倍 C.1.273倍 D.0.575倍 B 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。 3.(2024江西卷)假设某个稳定生态系统只存在一条食物链,研究人员调查了一段时间内这条食物链上其中4种生物的相关指标(如表,表中“—”表示该处数据省略)。根据表中数据,判断这4种生物在食物链中的排序,正确的是(　　) A 物种 流经生物的能量/kJ 生物体内镉浓度/(μg·g-1) 生物承受的捕食压力指数(一般情况下,数值越大,生物被捕食的压力越大) ① — 0.03 15.64 ② — 0.08 — ③ 1.60×106 — 1.05 ④ 2.13×108 — — A.④③①② B.④②①③ C.①③②④ D.④①②③ 解析 根据表格数据可知,由于重金属(镉)可沿食物链富集,营养级越高,生物体内重金属含量越多,所以物种②的营养级大于物种①,B项错误。能量在沿食物链传递的过程中是逐级递减的,营养级越高,能量越低,所以物种③的营养级大于物种④,C项错误。物种③存在捕食压力,说明③不是最高营养级,D项错误。因此这4种生物在食物链中正确的排序为④③①②,A项正确。 4.如图中黄雀的全部同化量来自两种动物——食草昆虫和螳螂,且它们各占一半,则当绿色植物增加G千克时,黄雀增加体重最多是多少千克?(　　)   A.G/125 B.G/100 C.G/75 D.G/50 C 解析 假设黄雀体重增加最多(能量传递效率为20%)为x,由题意可知,黄雀的全部同化量来自两种动物,食草昆虫和螳螂各占一半,所以黄雀要吃食草昆虫x÷2÷20%=2.5x,同理黄雀要吃螳螂也是2.5x,而螳螂增重2.5x需要消耗食草昆虫2.5x÷20%=12.5x,加起来相当于吃了食草昆虫15x,又相当于吃绿色植物15x÷20%=75x。已知绿色植物增加G千克,所以75x=G,x=G/75,C项正确。 本 课 结 束 $