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3. 题目类型分析

生态系统中的能量流动 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 指针对生态系统能量流动特点(单向流动、逐级递减)设计的计算、分析及判断类试题。

从哪来 建立在“3. 营养级”和“1. 能量金字塔”这两个前置知识点之上。

为什么 能量在沿食物链传递时,由于呼吸作用散失、分解者利用及未利用部分,导致高营养级获得的能量必然少于低营养级。这种“金字塔”式的数量关系和“单向不可逆”的方向性,决定了题目必须围绕“传递效率”、“最大/最小值计算”及“食物网路径分析”展开,以考察学生对能量流动定量与定性规律的理解。

讲法
数值代入法(适合逻辑严密、擅长数学计算的学生) 直接给出公式:$E_{n+1} = E_n \times 10\% \sim 20\%$。 强调“求最大值用20%,求最小值用10%”。 通过纯数字链条(如:1000 -> ? -> ?)让学生机械练习计算,建立对数字范围的敏感度。
讲法
路径拆解法(适合空间思维强、擅长结构分析的学生) 画出食物网,将复杂网络拆解为多条独立的食物链。 强调“最短路径能量最多,最长路径能量最少”。 让学生先标出所有从生产者到目标消费者的路径,再分别计算每条路径的能量,最后求和或取极值。
讲法
极端假设法(适合直觉型、喜欢找规律的学生) 不直接算,而是问:“如果能量传递效率是100%,会怎样?”(违反金字塔原理)。 “如果传递效率是0%,会怎样?”(生态系统崩溃)。 通过对比极端情况,引导学生理解10%-20%是维持生态平衡的必要损耗,从而理解题目中“至少”和“至多”的逻辑边界。
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练一道
基础题
某生态系统中,生产者固定的总能量为 1000 MJ。若能量传递效率按 20% 计算,第三营养级最多能获得多少能量?
变式
在某食物网中,A 为生产者,B 和 C 为初级消费者,D 为次级消费者。已知 A 固定能量 1000 MJ。若 D 的食物来源中,1/2 来自 B,1/2 来自 C,且能量传递效率均为 10%,求 D 获得的能量。
试试手自己判
检测题
在某生态系统中,生产者固定的太阳能为 2000 MJ。食物链为:生产者→初级消费者→次级消费者。若能量传递效率为 20%,求次级消费者最多获得的能量。若该食物网中增加一条路径:生产者→杂食性消费者(同时吃生产者和初级消费者),且杂食性消费者 1/2 能量来自生产者,1/2 来自初级消费者,传递效率仍为 20%,求杂食性消费者最多获得的能量。
看答案和判分标准
答案:1. 次级消费者最多获得:$2000 \times 20\% \times 20\% = 80$ MJ。 2. 杂食性消费者最多获得: - 来自生产者的部分:$2000 \times 20\% = 400$ MJ。 - 来自初级消费者的部分:初级消费者最多获得 $2000 \times 20\% = 400$ MJ。杂食性消费者从中获得 $400 \times 20\% = 80$ MJ。 - 总计:$400 + 80 = 480$ MJ。
判对标准:
- 第一问答案 80 MJ 得 5 分。
- 第二问答案 480 MJ 得 5 分。
- 若第二问只算出 400 MJ 或 80 MJ,得 2 分。
- 过程分:正确列出乘法算式得 1 分。
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