新教材高中生物选择性必修2课件：微专题　食物链(网)中生物数量及能量流动的相关分析(人教版)

微专题食物链(网)中生物数量及能量流动的相关分析一、食物网中的生物数量变化分析1.第一营养级减少，将连锁性地引发各个营养级生物减少。这是因为生产者是其他各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源。可简单记为“一级生物若减少，其他生物跟着跑”。2.天敌减少，则被捕食者数量的变化是先增加后减少，最后趋于稳定。可简单记为“如果天敌患了病，先增后减再稳定”。3.在复杂食物网中，分析中间某一种群的数量变化对其他生物数量的影响时，应遵循以下原则：(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。(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。例1

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√例2如果一个生态系统有四种生物，并构成一条食物链。在某一时间分别测得这四种生物(甲、乙、丙、丁)所含的个体数量和每种生物的平均体重如图所示。已知生物量＝生物个体数量×该种生物的平均体重，且生物量越大，该生物营养级越低。下列说法正确的是A.丙处于第二营养级，为次级消费者B.若乙的种群数量增加，则会引起甲和

丁的数量增加，丙的数量下降C.若丁的种群数量下降，则会引起乙和

丙的数量下降，甲的数量上升D.若甲的种群数量下降，则会引起丙和

丁的种群数量增加√解析由题意可知，生物量＝生物个体数量×该种生物的平均体重，生物量越大，该生物营养级越低，题中四种生物营养级从低到高分别是丁、丙、乙、甲，它们构成的食物链为丁→丙→乙→甲。其中丙处于第二营养级，为初级消费者，A错误；若乙的种群数量增加，则会引起丙的种群数量减少，丁因缺少天敌而数量增多，甲因食物增多而数量增多，B正确；丁作为生产者，其数量下降，丙、乙、甲的数量都要下降，C错误；若甲的种群数量下降，则会引起乙和丁的种群数量上升，丙的种群数量下降，D错误。二、流经某营养级的能量去向分析在不同的题目情境中，自然生态系统某营养级的能量可能只有1个来源，可能有2个、3个或4个去向。可从以下两个角度分析能量的去路：定量定时例3如图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图[单位：J/(cm2·a)]，据图分析，下列有关说法正确的是A.该生态系统第一营养级同化

的能量至少为400J/(cm2·a)B.第二营养级用于生长、发育

和繁殖的能量是100J/(cm2·a)C.能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20%D.该生态系统第三营养级同化的能量是15J/(cm2·a)√解析题图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图，其中a表示该营养级摄入的能量，b表示该营养级同化的能量，c表示该营养级用于生长、发育和繁殖的能量，d表示该营养级通过呼吸作用以热能的形式散失的能量，e表示分解者利用的能量，B错误；第二营养级同化的能量值为100(摄入量)－20(粪便中的能量)＝80[J/(cm2·a)]，根据能量传递效率倒推出第一营养级同化的能量至少为400J/(cm2·a)，A正确；题图仅表示能量流经第二营养级的过程，并不能得出第三营养级的同化量，因此无法计算由第二营养级到第三营养级的能量传递效率，C错误；次级消费者摄入的能量并不等同于第三营养级同化的能量，D错误。例4生态学家研究了某草原生态系统的能量流动情况，其局部能量流动情况如图所示，字母代表能量。下列分析正确的是A.能量D1的最终去向是流向下一

营养级和分解者B.生产者用于生长、发育和繁殖

等生命活动的能量是C1＋D1＋E1C.第一、二营养级间的能量传递

效率为

×100%D.应尽可能多地增加草原牲畜的放牧量以提高能量传递效率√解析能量D1的最终去向是流向分解者，A错误；生产者用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量是同化量减去呼吸消耗，即C1＋D1＋E1，B正确；第一、二营养级间的能量传递效率为第二营养级的同化量/第一营养级的同化量＝

×100%，C错误；能量传递效率不能提高，只能提高能量的利用率，D错误。三、能量传递效率的计算规则1.在食物网中，能量传递效率不是以个体或种群为单位的，而是以营养级为单位的，如对于食物网

，由第一营养级到第二营养级的能量传递效率是指(B＋C)同化的总能量占A同化的总能量的10%～20%。2.求最高营养级获得能量的“最大值”或“最小值”(1)在一条食物链中，若生产者(第一营养级)能量为100%，那么第二营养级所获得的能量最多是20%，最少为10%，第三营养级所获得的能量最多为20%×20%＝4%，最少为10%×10%＝1%，则第n营养级获得的能量最多为(20%)n－1，最少为(10%)n－1。(2)在多条食物链中，最高营养级从不同渠道得到的能量比不定，已知较低营养级生物的能量，求较高营养级生物获得的能量：3.求最低营养级消耗量的“至少”或“最多”(1)如一条食物链共有n个营养级，则第n营养级生物每增加1kg体重：①“至少”需要消耗的生产者的量：②“最多”需要消耗的生产者的量：(2)在多条食物链中，若已知较高营养级生物的能量，求所需较低营养级生物的能量：4.关于“定值”的计算在食物网中，某一营养级同时从上一个营养级的多种生物中按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。例5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.100kg

B.44.5kgC.25kg

D.15kg√解析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，效率以20%计算。故食物链A→B→猫头鹰为最短，消耗的A为1÷20%÷20%＝25kg。例6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，需消耗植物A.10千克

B.5千克

C.100千克

D.280千克√解析根据题意可以写出三条食物链：①植物→人，在此食物链中人要增重0.5千克，消耗植物：0.5÷10%＝5(千克)；②植物→羊→人，在此食物链中，人要增重0.25千克，消耗植物：0.25÷10%÷10%＝25(千克)；③植物→植食动物→小型肉食动物→人，在此食物链中，人要增重0.25千克，消耗植物：0.25÷10%÷10%÷10%＝250(千克)。所以人要增重1千克，需消耗植物280千克。1.某生态系统中有四种生物，并构成一条食物链。在某一时间确定这四种生物(甲、乙、丙、丁)所含有机物总量的比例如图所示。在一段时间内，如果种群乙的有机物总量的比例增大，则引起的变化应是下图中的解析据题干图示可确定这四种生物构成的食物链为丙→甲→乙→丁。若乙增加会引起丁增加、甲减少，而丙会因甲的减少而增加。跟踪训练123456√2.如图是一个陆地生态系统食物网的结构模式图，下列叙述不正确的是A.该食物网中共有5条食物链B.在该食物网中，H处于三个不同的营养级C.若B种群中各年龄期的个体数目比例适中，

则该种群的密度在一段时间内会明显变大D.在该食物网中，如果C种群的数量下降10%，

H的数量短期内不会发生明显变化123456√解析按照从生产者到最高营养级的消费者，不重复、不中断的原则，可数出该食物网中有5条食物链，即①A→B→H，②A→C→D→H，③A→C→F→G→H，④A→E→D→H，⑤A→E→F→G→H，A正确；H分别处于第三(链①中)、第四(链②④中)和第五(链③⑤中)营养级，B正确；若B种群中各年龄期的个体数目比例适中，则该种群的年龄结构为稳定型，种群密度在一段时间内会保持稳定，不会发生明显变化，C错误；在该食物网中，H有三种食物来源，C种群数量的少量减少，短期内并不会影响H的数量变化，D正确。1234563.如图表示某草原生态系统的能量流动图解，①～④表示相关过程的能量流动。下列有关叙述正确的是A.①是流入该生态系统的总能量B.分解者获得的能量最少C.兔的同化量应该是②＋③＋④D.③和④分别属于草和免同化量的一部分√123456解析流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，①是兔的摄入量，A错误；由题图无法得知分解者获得的能量的多少，也无法作出比较，B错误；兔的同化量应该是②＋④＋兔呼吸消耗的能量或①－③，C错误；③是兔的粪便量，属于草的同化量，④是兔的遗体残骸，属于兔的同化量，D正确。1234564.某生态系统中存在以下生物关系，E生物种群含有的总能量为5.8×109kJ，B生物种群含有的总能量为1.6×108kJ，则理论上A生物种群含有的总能量最多是A.4.2×107kJ

B.2.0×108kJC.1.0×108kJ

D.2.32×108kJ√解析E为第一营养级，B、C、D均为第二营养级，三者获得的来自E的总能量最多为5.8×109×20%＝11.6×108(kJ)，再减去B的能量1.6×108kJ，C、D含有的能量为1×109kJ，A既可捕食C，又可捕食D，其获得的总能量最多为1×109×20%＝2.0×108(kJ)。1234565.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将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√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。1234566.如表为生物学工作者收集到的某湖泊几种生物的食物网关系(“√”表示存在食物关系)。请回答下列问题：被捕