“三步”巧數(shù)食物鏈——“找岔路相加法”

徐建蕓

由于食物鏈和食物網(wǎng)能夠?qū)⑸鷳B(tài)系統(tǒng)及相關重要知識聯(lián)系起來，成為生物學科綜合題型的良好載體，所以一直是高考的重點和難點，計算食物網(wǎng)中食物鏈的條數(shù)就是其中?？键c之一。對于生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復雜的食物網(wǎng)，考生們經(jīng)常會出現(xiàn)丟三落四、或多或少的情況。

同時筆者在教學過程中也曾遇到相關知識點進退兩難的窘境。在必修三課本P91的教材圖片處理的過程中，突然有學生問這么錯綜復雜的食物網(wǎng)總共有幾條食物鏈。于是為滿足他們的好奇心，讓他們用傳統(tǒng)的方法自己數(shù)，最后眼看著時間一分一秒地流逝卻沒有得到正確的結(jié)果。以前對于這類數(shù)量多、耗時長、難度大的食物網(wǎng)，在課堂中教師一般不想也不敢讓學生體驗。于是筆者通過查閱資料、探索歸納并總結(jié)出一種行之有效、方便快捷、容易掌握的方法——“找岔路相加法”。

1 “找岔路相加法”的原理和方法

食物鏈之所以能形成食物網(wǎng)，是因為某種生物可能以多種生物為食物，且該生物也可能成為多種生物的食物，因此以該生物為中心就形成了食物網(wǎng)中一個錯綜復雜、有進有出的“岔口”。食物網(wǎng)中“岔口”的復雜程度不同，有一進多出、多進一出以及多進多出等等。

（1）找出食物網(wǎng)中的所有生產(chǎn)者，并計數(shù)出流入下一營養(yǎng)級的“岔路”條數(shù)。因為食物鏈的起點是生產(chǎn)者，而且生產(chǎn)者流入下一營養(yǎng)級的“岔路”有幾條，該食物網(wǎng)中的食物鏈就至少有幾條，并通過后面的“結(jié)”增加。

（2）食物網(wǎng)中的各級消費者按以下類型分類討論：

①n進一出（含一條“岔路”）。

如圖1中，由于一條完整的食物鏈必須從生產(chǎn)者開始數(shù)到此鏈的最高營養(yǎng)級生物為止，所以該類型中唯一的“岔路”本就已經(jīng)和它的每一條“來源”（實際上是上一級的去路）同屬于一條食物鏈上。由于這些食物鏈在上一級生物時已經(jīng)計數(shù)，因此該類型的“結(jié)”未有新的食物鏈增加。故當消費者只含有一條“岔路”時，此處食物鏈的條數(shù)不增加，此類型不需要篩選出來參與最后的相加。

②n進二出（含兩條“岔路”）。

如圖2中，該類型“結(jié)”的兩條“岔路”中有一條和每一個“來源”也已屬同一條食物鏈上（如1→1，2→1），此處新增加的食物鏈是另一條“去路”和每一個“來源”分別產(chǎn)生的（如1→2，2→2）。以此類推，n進二出的類型中新增加的食物鏈條數(shù)為：nx（2—1）。所以當消費者含有兩條“岔路”時，需要將其篩選出，并按照上述規(guī)律計算結(jié)果與其他個體相加。

③n進m出（含多條“岔路”）

如圖3中，根據(jù)上面的分析發(fā)現(xiàn)：每一條“來源”都已和其中的一條“去路”構(gòu)成食物鏈，它們與其余（m-1）條“岔路”構(gòu)成的食物鏈才是新增加的，所有n條“來源”就增加nx（m-1）條食物鏈。故當消費者含有多條“岔路”時，也需將其篩選出，計算結(jié)果并與其他個體相加。

（3）綜上所述，計數(shù)食物鏈的“三步曲”如下。第一步篩選：找出所有的生產(chǎn)者并“揪出”含有兩個及兩個以上“岔路”的各級消費者。第二步計算：數(shù)出所有生產(chǎn)者的“岔路”的條數(shù)，對于篩選出的消費者，根據(jù)它們所組成的“結(jié)”是幾進幾出的具體情況進行計算新增加的食物鏈數(shù)目，若某消費者組成的“結(jié)”為n進m出，則該“結(jié)”處新增加的食物鏈數(shù)為nx（m—1）。第三步相加：將以上生物的計算結(jié)果相加，所得之和即為食物網(wǎng)中所有食物鏈的條數(shù)。

學生能準確掌握“找岔路相加法”的原理和方法，并加以熟練運用，以后不管遇到多么復雜的食物網(wǎng)，都能夠迅速而準確地計算出其中食物鏈的數(shù)目，尤其，是在考試甚至高考中贏得時間和分數(shù)。