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微专题
第3章 第2节生态系统的能量流动
人教版高中生物 选择性必修2
食物链(网)中生物数量
及能量流动的相关计算
学习目标
根据营养关系判断食物链（网）中生物数量的变化情况。
2. 利用能量流动的原理解决相关能量计算问题。
“月宫一号”试验期间，志愿者每天食物量大概是2600g，包含960g的肉类，面食、蔬菜、水果，全部来自于植物舱。吃的肉主要是舱内饲养的黄粉虫。要维持正常的生活每天至少需要多少植物，如果加入禽类，会发生什么样的变化？如何计算？
情境导入
月宫一号
事实
食物链（网）中生物数量的变化
一
能量传递效率的计算规律
二
目录
一
食物链（网）中生物数量的变化
一
构建食物链（网）
1（1）
（2）
一
食物链（网）中生物数量的变化
一
（4）
（3）
构建食物链（网）
一
食物链（网）中生物数量的变化
一
2、当第一营养级生物数量增多时，其他营养级的生物数量均在一定程度上增加。
“一级生物若减少，其他生物跟着跑”
如右图所示，草数量增加时，兔、狐和鹰的数量均增加。
“生产者”
当第一营养级生物数量减少时，其他营养级的生物数量均在一定程度上减少。
一
食物链（网）中生物数量的变化
一
3、当天敌数量减少时，其低一营养级的生物数量会增加，一段时间后由于资源有限、种内斗争等数量开始下降，最后稳定在一定的范围。
如右图所示，鹰的数量减少后，兔和狐的数量均先增加、后减少、再稳定。
“天敌”
“如果天敌患了病，先增后减再稳定”
一
食物链（网）中生物数量的变化
一
(3)当捕食者有多种食物来源时，若其中一条食物链中断，则该种群可通过捕食其他食物而维持其数量短期内基本不变。
(4)若处于最高营养级的生物同时占有不同的营养级，某种原因导致其营养级降低，则处于最高营养级的生物的数量最终会增加，反之则减少。
“中间”
4、(1)从天敌和食物两个角度分析，以中间环节少的为主。若中间环节一样多，则以天敌的影响为主。
(2)生产者往往数量较多且相对稳定，所以当某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。
跟踪训练
例1.某生态系统中含有鹿、蛇、猫头鹰、草、兔、鼠等生物，能使猫头鹰增多的是
A.蛇增多、鹿增多、草减少
B.鹿减少、蛇增多、鼠减少
C.兔减少、草减少、鼠减少
D.蛇减少、草增多、鹿减少
√
1.草→鹿
2.草→兔→猫头鹰
3.草→鼠→猫头鹰
4.草→鼠→蛇→猫头鹰
1、鹿少,流向鼠、兔的能量多会使猫头鹰获得的能量增加
2、猫头鹰获得的能量归根结底来自草的光合作用，因此草的数量增加也会使猫头鹰获得的能量增加
3、第4条食物链最长，能量流动过程中消耗的能量最多，蛇减少，可减少能量的消耗，流向猫头鹰的能量增加
跟踪训练
例2.如图表示某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼。若引入一种以小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是
A.鱼a和鱼b间的种间竞争将会减弱
B.土著鱼在与鲈鱼的种间竞争中处于劣势
C.浮游动物总量锐减后再急升
D.浮游植物总量急升后再锐减
√
鱼a和鱼b处于竞争关系，如果引入鲈鱼将会捕食其中的一种，导致该种鱼数量减少，而另外一种会由于竞争者数量减少而增加，鱼a和鱼b之间种间竞争强度减弱，A正确
鲈鱼与土著鱼之间是捕食关系，B错误
引入鲈鱼后，小型土著鱼被大量捕食，所以浮游动物总量增加后再减少，则浮游植物总量减少后再增加，C、D错误
食物链（网）中生物数量的变化
一
能量传递效率的计算规律
二
目录
能量传递效率的计算规律
二
能量传递效率的相关“最值”计算
1、在食物链A→B→C→D中能量传递效率未知时（按20%即1/5、10%即1/10计算）
能量传递效率的计算规律
二
能量传递效率的相关“最值”计算
2、在食物网中
知低营养级
求高营养级
获能量最多
选最短食物链按×20%计算
获能量最少
选最长食物链按×10%计算
知高营养级
求低营养级
需最多能量
需最少能量
选最长食物链按÷10%计算
选最短食物链按÷ 20%计算
注：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。
跟踪训练
例3.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→B→猫头鹰为最短食物链，消耗的A为1÷20%÷20%＝25(kg)
A.100 kg B.44.5 kg C.25 kg D.15 kg
√
食物链越短消耗越少，能量传递效率以20%
能量传递效率的计算规律
二
能量传递效率有相关的“定值”计算
3.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 。
4.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。
M×a%×b%×c%
汇总
跟踪训练
例4.如果一个人的食物中有1/2来自绿色植物、1/4来自小型肉食性动物、1/4来自羊肉，假如能量传递效率为10%，那么此人每增加1千克体重，需要消耗植物
A.10千克 B.5千克
C.100千克 D.280千克
√
①植物→人：人增重0.5千克，消耗植物：0.5÷10%＝5(千克)；
②植物→羊→人：人增重0.25千克，消耗植物：0.25÷10%÷10%＝25(千克)；
③植物→植食性动物→小型肉食性动物→人：人增重0.25千克，消耗植物：0.25÷10%÷10%÷10%＝250(千克)
共消耗植物5+25+250=280（千克）
先写食物链
定传递效率
算每条链的能量
能量传递效率的计算规律
二
某营养级能量来源调整计算
5.当某营养级的能量来源出现变化调整时，可分别求出相关数据，进一步进行相关其他计算。
6.有时还需要根据题目中是否有“最多”“最少”“至少”等字眼，从而确定使用10%或20%来解题。
跟踪训练
例5.根据下图所表示的食物网, 结合能量流动的特点进行计算：
当鹰的能量来自于兔的比例由1/2变为3/4后，鹰体重每增加1kg，需要的牧草减少______kg 。（能量传递效率按10%计算）
225
当鹰的能量1/2来自兔时，鹰体重增加1kg需要牧草：
1 /2÷ 10% ÷ 10%+1/2 ÷ 10%÷ 10%÷ 10%
=550（kg）
当鹰的能量3/4来自兔时，鹰体重增加1kg需要牧草：
3 /4÷ 10% ÷ 10%+1/4 ÷ 10%÷ 10%÷ 10%
=325（kg）
550 – 325=225（kg）
食物网中有两条食物链： ① 牧草→兔→鹰，②牧草→兔→狐→鹰。
能量传递效率的计算规律
二
能量传递效率的计算公式
（2）“传递效率”需要考虑从上一营养级传递的能量，虽然是某营养级固定（或）同化的能量，但不是从上一营养级传递而来的能量，不能用于能量传递效率的计算。
（1）是营养级固定（或同化）能量的比值；
某营养级同化的能量
上一营养级同化的能量
× 100%
7、能量传递效率
=
能量传递效率的计算规律
二
具有人工能量输入的能量传递效率计算
8.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。
例如：求第二营养级至第三营养级传递效率时，应为：
第三营养级从第二营养级同化的能量
第二营养级的同化量
× 100%
不包括人工输入到第三营养级的能量
包括人工输入到第二营养级的能量
跟踪训练
√
例6.下图如图为某农场的年能量流动示意图[单位：103 kJ/(m2·a)]。a、b、c、d共同构成生物群落。从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是
A.18.75% B.16.67% C.12.50% D.11.11%
营养级 第一营养级 第二营养级 第三营养级
固定（同化） a b=16 c=3
有机物输入 2 8
呼吸作用 25 4 2
分解者 5 1.5 0.5
未利用 39 9.5 8.5
流向下一营养级 16 3
第二营养级到第三营养级能量传递效率为：
16+2
3
× 100%
=16.67%
跟踪训练
√
例6.下图如图为某农场的年能量流动示意图[单位：103 kJ/(m2·a)]。a、b、c、d共同构成生物群落。从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是
A.18.75% B.16.67% C.12.50% D.11.11%
营养级 第一营养级 第二营养级 第三营养级
固定（同化） a b=16 c=3
有机物输入 2 8
呼吸作用 25 4 2
分解者 5 1.5 0.5
未利用 39 9.5 8.5
流向下一营养级 16 3
16+2
3
× 100%
=16.67%
1.有机物输入第三营养级的能量不是来自于第二营养级，不能用于能量传递效率的计算。
2.有机物输入第二营养级的能量是第二营养级固定的能量，需要用于能量传递效率的计算。
请根据本节所学内容，计算“月宫一号”试验期间要维持正常的生活每天至少需要多少植物，如果加入禽类，会发生什么样的变化？
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