2020届高考生物一轮复习讲义 热点题型12 能量流动中极值与最值的计算与分析

1、一、能量流动中的最值计算若某生态系统固定的总能量为24 000 kJ，则该生态系统的第三和第四营养级所获得的能量最多是()A540 kJ和81 kJ B3 600 kJ和960 kJC240 kJ和24 kJ D960 kJ和192 kJ审题关键据题意可知，该生态系统固定的总能量是生态系统中生产者(第一营养级)所固定的能量，即24 000 kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第三和第四营养级所能获得的最大能量分别是24 00020%20%960(kJ)、24 00020%20%20%192(kJ)。答案D食物链中能量最值的计算规律1在植物昆虫蛙蛇

2、这条食物链中，若蛇增加1 g生物量，至少要消耗植物的生物量是()A1 000 g B500 gC250 g D125 g答案D解析在植物昆虫蛙蛇这条食物链中，若蛇增加1 g生物量，若要消耗植物的生物量最少，则应按最高传递效率20%计算，至少要消耗植物的生物量是120%20%20%125(g)。下图所示的食物网中，若人的体重增加1 kg，最少需消耗水藻_kg，最多消耗水藻_kg。审题关键能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%20%。求最少消耗水藻量时，应选最短的食物链，即水藻小鱼人，传递效率按20%计算，设最少消耗水藻量为x，则x20%20%1 kg，x25 kg；求最多消耗水藻量时，应选最长

3、的食物链，即水藻水蚤虾小鱼大鱼人，传递效率按10%计算，设最多消耗水藻量为y，则y10%10%10%10%10%1 kg，y100 000 kg。答案25100 000在食物网中能量最值的计算规律正推：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%计算逆推：知高营养级求低营养级需能量最多选最长食物链，按10%计算需能量最少选最短食物链，按20%计算2.某生态系统中存在如下图所示，食物网，若A固定的太阳能总量为M，则C获得的能量范围大约是()A1/100M1/10MB1/250M1/25MC1/10 000M1/25MDM1 000 M答案C解析A的能量

4、是M，求C获得的最多能量，按最高传递效率、最短食物链计算，为1/25M；求C获得的最少能量，按最低传递效率、最长食物链计算，为1/10 000M；所以C获得的能量范围大约是1/10 000 M1/25M。二、能量流动中的定值计算如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇。那么，猫头鹰若要增加20 g体重，最少需要消耗的植物为()A80 g B900 gC800 g D600 g审题关键依图中食物关系分析可知，猫头鹰处于第三、四营养级。在食物链“植物鼠(兔)猫头鹰”中，猫头鹰属第三营养级时，最少消耗植物20 g4/520%20%400 g。在食物链“植物鼠蛇猫头鹰”

5、中，猫头鹰属第四营养级时，最少消耗植物20 g1/520%20%20%500 g，所以最少需要消耗的植物为400 g500 g900 g。答案B(1)已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计数。例如，在食物链ABCD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Ma%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获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。3.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲乙11调整为21，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的()A1.375倍 B1.875倍 C1.273倍 D0.575倍答案A解析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，设丙原来的能量为a，则需要甲提供的能量为(1/2)a10%10%(1/2)a10%55a；改变食物比例后的丙的能量设为b，则需要甲提供的能量为(2/3)b10%(1/3)b10%10%40b，根据题意可得：55a40b，b/a1.375。