食物链(网)的构建及能量流动的计算
食物链(网)的构建
1.根据种群数量变化曲线图构建食物链(网)
(1)分析依据:先上升、先下降者为被捕食者。
(2)分析结果:食物链:乙→丙→甲(图1)。
2.根据所含能量(生物量)构建食物链(网)
(1)分析依据:根据相邻营养级间能量传递效率约为10%~20%,可推测能量相差在5倍以内,很可能为同一营养级。
(2)分析结果:食物链:丙→甲→乙→丁(图2)。
食物网:(图3)。
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(ppm) 0.06 7 0.51 68 0.39
(1)分析依据:生物的富集作用。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,其含量往往是上一个营养级个体含量的5~10倍。
(2)分析结果:食物网:。
4.根据提供的食物信息构建食物链(网)
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;麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、草蛉为食。依据捕食关系由低营养级→高营养级直接绘图,可得到如图所示食物网。
1.研究小组调查了某地农田中部分生物之间的食物关系,结果如表所示,其中“+”代表存在食物关系,“-”代表不存在食物关系。据表分析,下列说法不正确的是( )
被捕食者 捕食者 田鼠 稻螟 蝗虫 水稻
蛇 + - - -
田鼠 - - + +
稻螟 - - - +
蝗虫 - - - +
A.田鼠与蝗虫之间既有种间竞争关系又有捕食关系
B.一种生物在一条食物链中可以同时处于不同营养级
C.田鼠既可以获取蛇和蝗虫传递的信息,又可以向对方传递信息
D.许多食物链彼此相互交错连接成复杂的营养结构就形成食物网
2.(2024·江西模拟预测)在一定时间内某自然生态系统一条食物链中三个营养级能量流动的部分数据如图,其中呼吸作用中营养级Ⅱ的数据出现了错误。下列相关叙述错误的是( )
A.营养级Ⅰ所同化的能量是该营养级所有生物摄入的能量之和
B.根据图示中营养级Ⅱ的能量数据关系可确定其为第一营养级
C.营养级Ⅱ中未利用的能量是指没有被营养级Ⅰ同化和微生物分解的能量
D.营养级Ⅱ的呼吸消耗量应低于图示数据,大部分以热能的形式散失
3.(2025·河北邢台期末)某相对稳定的草原生态系统中食物链(网)主要有甲、乙、丙、丁、戊五个种群,且消费者只能以其前一个营养级的所有生物为食,各种群生物体内某种重金属含量如表所示:
种群 重金属含量/[微克/(千克·鲜重)]
甲 0.002 7
乙 0.002 5
丙 0.026
丁 0.025
戊 0.5
下列说法正确的是( )
A.表中五个种群构成的食物链(网)最可能为甲→乙→丙→丁→戊
B.甲、乙、丙、丁、戊五个种群的所有生物个体统称为一个生物群落
C.在甲、乙、丙、丁、戊生物种群之间碳的流动形式是含碳有机物
D.据图可知,该生态系统中的丙与丁处于不同营养级
能量流动的计算
1.能量传递效率的计算公式
2.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中有
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,生态系统的能量流动过程中损耗的能量越少。
(2)在食物网中有
3.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多种生物获得能量,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合并。
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××20%+A××(20%)2=M1
调整后 A××20%+A××(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
+=A1 +=A2
5.具有人工能量输入的计算
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%。
4.(2025·山东烟台诊断)生态学家对某草原生态系统各营养级的能量(单位:×108 kJ·hm-2·a-1)进行分析,结果如表,其中甲、乙、丙为相邻营养级,甲为第一营养级。下列叙述正确的是( )
能量 营养级 用于生 长、发育 和繁殖 呼吸 消耗 传递给 分解者 传递给下 一个营 养级 未被 利用
甲 71.5 69.5 7.0 a 45.5
乙 b c 1.0 3.5 4.5
丙 d 2.5 微量 无 e
A.乙用于呼吸消耗的能量为9.0×108(kJ·hm-2·a-1)
B.未被利用的能量有一部分残留在自身粪便中
C.第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为18.4%
D.若向生态系统喷洒农药,可有效提高该生态系统的能量传递效率
5.如图所示的食物网中,最初戊的食物有1/5来自乙,1/5来自丙,3/5来自丁。为了促进戊的发展,将戊的食物比例调整为1/2来自乙,1/4来自丙,1/4来自丁。若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传递效率为20%。理论上现在养活的戊的数量是最初的多少倍?( )
A.1.4 B.1.5 C.1.6 D.1.7
6.如图为某自然灾害后的人工鱼塘生态系统的能量流动过程中部分环节涉及的能量(单位:103 kg·m-2·a-1),其中补偿输入是指人工饲喂各个营养级同化的能量。下列叙述错误的是( )
A.由图可知,肉食性动物需补偿输入的能量为·a-1
B.植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量是12×103 kg·m-2·a-1
C.能量在第三营养级与第四营养级之间的传递效率约为3.3%
D.据图中数据可知,较低营养级的生物在这场灾害中受到的影响较大
加强提升课10 食物链(网)的构建及能量流动的计算
即学即用
1.B 据表分析,田鼠既可以捕食蝗虫,也可以取食水稻,蝗虫也可以取食水稻,故田鼠与蝗虫之间既有种间竞争关系又有捕食关系,A正确;一条具体食物链上的一种生物只能处于该条食物链的一个环节,说明一种生物在一条食物链中只能处于一个营养级,B错误;生态系统中的信息可沿食物链进行双向传递,在食物链水稻→蝗虫→田鼠→蛇中,田鼠既可以获取蛇和蝗虫传递的信息,又可以向对方传递信息,C正确。
2.A 根据三个营养级同化的能量可确定营养级Ⅱ、营养级Ⅰ、营养级Ⅲ分别为第一、第二、第三营养级,营养级Ⅰ同化的能量是该营养级所有生物摄入的能量与粪便量的差值,A错误;图示中营养级Ⅱ同化的能量最多,为第一营养级,B正确;未利用的能量是该营养级的活的生物没有被下一个营养级利用的和死的生物没有被分解者分解的能量,因此营养级Ⅱ未利用的能量是没有被营养级Ⅰ同化和微生物分解的能量,C正确;已知呼吸作用中营养级Ⅱ的数据出现了错误,根据图中信息,营养级Ⅱ同化的能量是呼吸作用的能量与未利用的能量之和,呼吸消耗量应低于图中数值,且大部分以热能的形式散失,D正确。
3.C 根据生物富集作用的特点可知,甲、乙是最低营养级(生产者),丙、丁是第二营养级(即丙与丁处于同一个营养级),戊是第三营养级,由于消费者只能以其前一个营养级的所有生物为食,因此,该生态系统的食物网可能为;甲、乙、丙、丁、戊只代表了该草原生态系统中的生产者和消费者,还缺少分解者,不能称为一个生物群落;碳循环在生物群落内部是以含碳有机物的形式进行的。
4.C 根据表格数据可知,丙传递给下一个营养级的能量为0,故丙为最高营养级,结合题意,甲、乙、丙为相邻营养级,甲为第一营养级,推测乙为第二营养级,根据能量传递的计算公式,用于生长、发育和繁殖的能量=流入下一个营养级能量+流入分解者能量+未被利用的能量,推导a=(71.5-7-45.5)×108=19.0×108(kJ·hm-2·a-1),c=a-b=19.0×108-(1.0+3.5+4.5)×108=10.0×108(kJ·hm-2·a-1),A错误;粪便中的能量属于上一个营养级流入分解者的能量,B错误;第二营养级同化的能量为a=19.0×108(kJ·hm-2·a-1),第三营养级同化的能量为3.5×108(kJ·hm-2·a-1),所以第二营养级到第三营养级的能量传递效率为3.5×108÷(19×108)×100%≈18.4%,C正确;若向生态系统喷洒农药,可杀灭害虫,调整生态系统中能量流动的方向,但不能提高该生态系统的能量传递效率,D错误。
5.D 以戊体重增加20 g,计算甲的消耗量。调整前:在甲→乙→戊食物链中,需要甲的量为1/5×20÷20%÷10%=200(g);在甲→丙→戊食物链中,需要甲的量为1/5×20÷20%÷10%=200(g);在甲→丙→丁→戊食物链中,需要甲的量为3/5×20÷20%÷20%÷10%=3 000(g),所以共需要甲的量为200+200+3 000=3 400(g)。调整后:在甲→乙→戊食物链中,需要甲的量为1/2×20÷20%÷10%=500(g);在甲→丙→戊食物链中,需要甲的量为1/4×20÷20%÷10%=250(g);在甲→丙→丁→戊食物链中,需要甲的量为1/4×20÷20%÷20%÷10%=1 250(g),所以共需要甲的量为500+250+1 250=2 000(g)。则理论上现在养活的戊的数量是最初的3 400/2 000=1.7(倍),故D正确。
6.D 各营养级之内,所有输入的能量等于输出的能量,在植食性动物中,输入(14+2)=输出(4+9+0.5+流入肉食性动物),可以计算出流入肉食性动物的能量为2.5×103 kg·m-2·a-1,肉食性动物输入(2.5+补偿输入)=输出(2.1+5.1+0.05+0.25),可以计算出肉食性动物需补偿输入的能量为5×103 kg·m-2·a-1,A正确;植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量=同化量-热能散失=(14+2)-4=12×103 kg·m-2·a-1,B正确;第三营养级与第四营养级之间的能量传递效率=第四营养级的同化量/第三营养级的同化量×100%=0.25/(2.1+5.1+0.05+0.25)×100%≈3.3%,C正确;根据图中数据,营养级越高,需要补偿输入的能量越多,在灾害中受到的影响越大,D错误。
1 / 5(共25张PPT)
加强提升课10 食物链(网)的构建及能量流动的计算
高中总复习·生物
食物链(网)的构建
1. 根据种群数量变化曲线图构建食物链(网)
(1)分析依据:先上升、先下降者为被捕食者。
(2)分析结果:食物链:乙→丙→甲(图1)。
2. 根据所含能量(生物量)构建食物链(网)
(1)分析依据:根据相邻营养级间能量传递效率约为10%~20%,可推
测能量相差在5倍以内,很可能为同一营养级。
(2)分析结果:食物链:丙→甲→乙→丁(图2)。
食物网: (图3)。
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(ppm) 0.06 7 0.51 68 0.39
(1)分析依据:生物的富集作用。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,其含量往往是上一个营养级个体含量的
5~10倍。
(2)分析结果:食物网: 。
4. 根据提供的食物信息构建食物链(网)
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;麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、草蛉为食。依据捕
食关系由低营养级→高营养级直接绘图,可得到如图所示食物网。
1. 研究小组调查了某地农田中部分生物之间的食物关系,结果如表所示,其中“+”代表存在食物关系,“-”代表不存在食物关系。据表分析,下列说法不正确的是( )
被捕食者 捕食者 田鼠 稻螟 蝗虫 水稻
蛇 + - - -
田鼠 - - + +
稻螟 - - - +
蝗虫 - - - +
A. 田鼠与蝗虫之间既有种间竞争关系又有捕食关系
B. 一种生物在一条食物链中可以同时处于不同营养级
C. 田鼠既可以获取蛇和蝗虫传递的信息,又可以向对方传递信息
D. 许多食物链彼此相互交错连接成复杂的营养结构就形成食物网
√
解析: 据表分析,田鼠既可以捕食蝗虫,也可以取食水稻,蝗虫也可
以取食水稻,故田鼠与蝗虫之间既有种间竞争关系又有捕食关系,A正
确;一条具体食物链上的一种生物只能处于该条食物链的一个环节,说明
一种生物在一条食物链中只能处于一个营养级,B错误;生态系统中的信
息可沿食物链进行双向传递,在食物链水稻→蝗虫→田鼠→蛇中,田鼠既
可以获取蛇和蝗虫传递的信息,又可以向对方传递信息,C正确。
2. (2024·江西模拟预测)在一定时间内某自然生态系统一条食物链中三个营养级能量流动的部分数据如图,其中呼吸作用中营养级Ⅱ的数据出现了错误。下列相关叙述错误的是( )
A. 营养级Ⅰ所同化的能量是该营养级所有生物摄入的能量之和
B. 根据图示中营养级Ⅱ的能量数据关系可确定其为第一营养级
C. 营养级Ⅱ中未利用的能量是指没有被营养级Ⅰ同化和微生物分解的能量
D. 营养级Ⅱ的呼吸消耗量应低于图示数据,大部分以热能的形式散失
√
解析: 根据三个营养级同化的能量可确定营养级Ⅱ、营养级Ⅰ、营养级Ⅲ分别为第一、第二、第三营养级,营养级Ⅰ同化的能量是该营养级所有生物摄入的能量与粪便量的差值,A错误;图示中营养级Ⅱ同化的能量最多,为第一营养级,B正确;未利用的能量是该营养级的活的生物没有被下一个营养级利用的和死的生物没有被分解者分解的能量,因此营养级Ⅱ未利用的能量是没有被营养级Ⅰ同化和微生物分解的能量,C正确;已知呼吸作用中营养级Ⅱ的数据出现了错误,根据图中信息,营养级Ⅱ同化的能量是呼吸作用的能量与未利用的能量之和,呼吸消耗量应低于图中数值,且大部分以热能的形式散失,D正确。
3. (2025·河北邢台期末)某相对稳定的草原生态系统中食物链(网)主要有甲、乙、丙、丁、戊五个种群,且消费者只能以其前一个营养级的所有生物为食,各种群生物体内某种重金属含量如表所示:
种群 重金属含量/[微克/(千克·鲜重)]
甲 0.002 7
乙 0.002 5
丙 0.026
丁 0.025
戊 0.5
下列说法正确的是( )
A. 表中五个种群构成的食物链(网)最可能为甲→乙→丙→丁→戊
B. 甲、乙、丙、丁、戊五个种群的所有生物个体统称为一个生物群落
C. 在甲、乙、丙、丁、戊生物种群之间碳的流动形式是含碳有机物
D. 据图可知,该生态系统中的丙与丁处于不同营养级
√
解析: 根据生物富集作用的特点可知,甲、乙是最低营养级(生产
者),丙、丁是第二营养级(即丙与丁处于同一个营养级),戊是第三营
养级,由于消费者只能以其前一个营养级的所有生物为食,因此,该生态
系统的食物网可能为 ;甲、乙、丙、丁、戊只代表了该草原
生态系统中的生产者和消费者,还缺少分解者,不能称为一个生物群落;
碳循环在生物群落内部是以含碳有机物的形式进行的。
能量流动的计算
1. 能量传递效率的计算公式
2. 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中有
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,生态系统的能量流动过程中损耗的能量越少。
(2)在食物网中有
3. 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多种生物获得
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
算后合并。
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× ×20%+A× ×(20%)2=M1
调整后 A× ×20%+A× ×(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
+ =A1 + =A2
5. 具有人工能量输入的计算
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%。
4. (2025·山东烟台诊断)生态学家对某草原生态系统各营养级的能量
(单位:×108 kJ·hm-2·a-1)进行分析,结果如表,其中甲、乙、丙为相
邻营养级,甲为第一营养级。下列叙述正确的是( )
能量 营养级 用于生长、
发育和繁殖 呼吸 消耗 传递给 分解者 传递给下一个
营养级 未被
利用
甲 71.5 69.5 7.0 a 45.5
乙 b c 1.0 3.5 4.5
丙 d 2.5 微量 无 e
A. 乙用于呼吸消耗的能量为9.0×108(kJ·hm-2·a-1)
B. 未被利用的能量有一部分残留在自身粪便中
C. 第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为18.4%
D. 若向生态系统喷洒农药,可有效提高该生态系统的能量传递效率
√
解析: 根据表格数据可知,丙传递给下一个营养级的能量为0,故丙为
最高营养级,结合题意,甲、乙、丙为相邻营养级,甲为第一营养级,推
测乙为第二营养级,根据能量传递的计算公式,用于生长、发育和繁殖的
能量=流入下一个营养级能量+流入分解者能量+未被利用的能量,推导a
=(71.5-7-45.5)×108=19.0×108(kJ·hm-2·a-1),c=a-b=
19.0×108-(1.0+3.5+4.5)×108=10.0×108(kJ·hm-2·a-1),A错
误;粪便中的能量属于上一个营养级流入分解者的能量,B错误;第二营
养级同化的能量为a=19.0×108(kJ·hm-2·a-1),第三营养级同化的能量
为3.5×108(kJ·hm-2·a-1),所以第二营养级到第三营养级的能量传递效
率为3.5×108÷(19×108)×100%≈18.4%,C正确;若向生态系统喷洒农药,可杀灭害虫,调整生态系统中能量流动的方向,但不能提高该生态系统的能量传递效率,D错误。
5. 如图所示的食物网中,最初戊的食物有1/5来自乙,1/5来自丙,3/5来自
丁。为了促进戊的发展,将戊的食物比例调整为1/2来自乙,1/4来自丙,
1/4来自丁。若能量从生产者到消费者的传递效率为10%,从消费者到消费
者的传递效率为20%。理论上现在养活的戊的数量是最初的多少倍?
( )
A. 1.4 B. 1.5 C. 1.6 D. 1.7
√
解析: 以戊体重增加20 g,计算甲的消耗量。调整前:在甲→乙→戊
食物链中,需要甲的量为1/5×20÷20%÷10%=200(g);在甲→丙→戊
食物链中,需要甲的量为1/5×20÷20%÷10%=200(g);在甲→丙→丁
→戊食物链中,需要甲的量为3/5×20÷20%÷20%÷10%=3 000(g),
所以共需要甲的量为200+200+3 000=3 400(g)。调整后:在甲→乙→
戊食物链中,需要甲的量为1/2×20÷20%÷10%=500(g);在甲→丙→
戊食物链中,需要甲的量为1/4×20÷20%÷10%=250(g);在甲→丙→
丁→戊食物链中,需要甲的量为1/4×20÷20%÷20%÷10%=1 250
(g),所以共需要甲的量为500+250+1 250=2 000(g)。则理论上现
在养活的戊的数量是最初的3 400/2 000=1.7(倍),故D正确。
6. 如图为某自然灾害后的人工鱼塘生
态系统的能量流动过程中部分环节涉
及的能量(单位:103 kg·m-2·a-1),
其中补偿输入是指人工饲喂各个营养
级同化的能量。下列叙述错误的是( )
A. 由图可知,肉食性动物需补偿输入的能量为 ·a-1
B. 植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量是12×103 kg·m-2·a-1
C. 能量在第三营养级与第四营养级之间的传递效率约为3.3%
D. 据图中数据可知,较低营养级的生物在这场灾害中受到的影响较大
√
解析: 各营养级之内,所有输入的能量等于输出的能量,在植食性动物中,输入(14+2)=输出(4+9+0.5+流入肉食性动物),可以计算出流入肉食性动物的能量为2.5×103 kg·m-2·a-1,肉食性动物输入(2.5+补偿输入)=输出(2.1+5.1+0.05+0.25),可以计算出肉食性动物需补偿输入的能量为5×103 kg·m-2·a-1,A正确;植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量=同化量-热能散失=(14+2)-4=12×103 kg·m-2·a-1,B正确;第三营养级与第四营养级之间的能量传递效率=第四营养级的同化量/第三营养级的同化量×100%=0.25/(2.1+5.1+0.05+0.25)×100%≈3.3%,C正确;根据图中数据,营养级越高,需要补偿输入的能量越多,在灾害中受到的影响越大,D错误。
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