高中生物高考专题10 能量流动的过程分析及计算(原卷版)
高三生物生态系统中能量流动的分析与计算复习课件高三全册生物课件
一、能量在流经每一营养级时的分流问题分析(fēnxī)
1.能量来源：
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一、能量在流经每一营养级时的分流问题(wèntí)分析
1.能量来源：
生产者的能量主要来自于太阳能，各级消费者的能量
一般(yībān)来自上一个营养级
(同化量=摄入量－粪便中所含能量)
分析
2.能量(néngliàng)去路：
第四页，共八页。
一、能量在流经每一营养(yíngyǎng)级时的分流问题分析 1.能量来源：
(同化(tónghuà)量=摄入量－粪便中所含能量)
例题
2.能量(néngliàng)去路：
二、生态系统能量流动中的有关计算
1.食物链中的能量计算
能量传递效率 ﹦ 第n+1营养级同化的能量 ×100％ 第n营养级同化的能量
一 激素调节(tiáojié)的发现
生态系统(shēnɡ tài xì tǒnɡ)中能量流动的分析与 计算
12/9/2021
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呼吸
太
阳
生产者
能
（植物 (zhíwù)）
呼吸
呼吸
呼吸
初级消费者 （植食动物）
次级消费者 （肉食动物）
三级消费者 （肉食动物）
分解者
呼吸
12/9/2021
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第五页，共八页。
一、能量在流经每一营养级时的分流(fēn liú)问题分析
1.能量来源：
(同化(tónghuà)量=摄入量－粪便中所含能量) 2.能量(néngliàng)去路：
二、生态系统能量流动中的有关计算
1.食物链中的能量计算
能量传递效率 ﹦ 第n+1营养级同化的能量 ×100％ 第n营养级同化的能量
人教高中生物必修三5.2生态系统的能量流动 知识点总结和练习(含解析)
生物必修三第五章第二节：生态系统的能量流动1、能量流动：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程称为生态系统的能量流动。
2、能量流动的分析（1）个体层次：能量输入→个体→储存在体内的能量→呼吸作用散失的能量（2）种群层次：能量输入→种群→能量储存→能量散失3、能量流动的过程：能量的源头：太阳起点：从生产者固定太阳能开始。
输入的总能量：生产者所固定的全部太阳能。
渠道：沿食物链和食物网，逐级流动。
（1）第一营养级（生产者）中能量的去路：①在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失②用于生产者的生长发育和繁殖③随残枝败叶被分解者分解而释放④被初级消费者摄入体内（2）第二营养级（第三第四营养级类同）中能量的去路：注意：（见右图）★以一个营养级为研究单位并非一个个体★同化量：某一个营养级从外界环境中获得的全部化学能量★粪便量属于未被同化的能量，属于上一营养级的能量★同化量=摄入量－粪便量同化量=呼吸作用消耗量+用于生长发育和繁殖的能量用于生长发育和繁殖的能量=死亡后流向分解者的能量+下一营养级的摄入量4、不定时不定量分析能量流动过程：（上图）①方向：单向流动②箭头由粗变细：流入下一营养级的能量逐级递减③矩形面积变小：营养级越高，储存在该营养级生物体内的能量越少5、定时定量分析能量流动过程：（下图）①定时定量分析时有未利用的能量，指既未被呼吸作用消耗，也没有被下一营养级和分解者利用的能量。
6、生态系统能量流动的特点：（1）单向流动：不可逆转也不可循环流动（2）逐级递减：在输入到某一营养级的能量中，只有10%~20%的能量能够流到下一营养级注：★下限10%效率的意义是：维持下一个营养级的存在上限20%效率的意义是：维持本营养级的存在摄入量粪便量同化量★传递效率=某一营养级同化的能量/上一营养级同化的能量★人不能改变能量传递效率，可以提高能量利用效率★研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
高考生物一轮复习 能量流动分流模型解读及相关计算
[典例透析] 【典例】 (1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是
1∶1，将此食物结构改为4∶1，能量流动效率按10%计 算，则调整后可供养的人口是前者的________倍 (2) 若 植 物 向 动 物 及 向 人 提 供 的 能 量 比 例 由 1∶1 调 整 为 1∶4，则调整后供养的人口是前者的________倍
(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
中消耗的能量越少。
具体计算方法总结如下：
知低营养级获得能量最多按选最最大短传食递物效链率20%计算 求高营养级获得能量最少选 按最 最长 小食 传物 递链 效率10%计算
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
知高营养级消耗最多能量按选最最小长传食递物效链率10%计算 求低营养级消耗最少能量选 按最 最短 大食 传物 递链 效率20%计算 如已知D营养级的能量为M，计算至少需要A营养级的能量时， 应取最短食物链A→D，并以20%的能量传递效率进行计算， 即为M÷20%；计算最多需要A营养级的能量时，应取最长 的食物链A→B→C→D，并以10%的能量传递效率分别计算， 即为M÷(10%)3。
已知D营养级增加的能量为M，则至少需要A营养级的能 量＝M÷(20%)3，最多需要A营养级的能量＝M÷(10%)3。 已知A营养级的能量为N，则D营养级最多可获得的能量 ＝N×(20%)3，最少可获得的能量＝N×(10%)3。
2．在类似
的食物网中，计算生物量变化的“最
多”或“最少”时，应遵循的原则
[典例透析] 【典例】 如图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量
数值。请回答下列有关问题。
(1)流经该生态系统的总能量为________。(用N1～N6中的字 母表示) (2)由初级消费者传递给蜣螂的能量为________。 (3)图中N3表示_____________。 (4)能量由生产者传递给初级消费者的传递效率为____。(用 N1～N6中的字母表示)。 (5)生态系统具有自我调节能力的基础是________。若要提高 生态系统的抵抗力稳定性，一般可采取的措施为________。
高中生物6 能量流动分流模型解读及相关计算
高考常考，重点强化，思维建模，跨越障碍，全取高考拉分题热点1能量流动分流模型解读1.能量流经不同营养级示意图2.构建能量流动模型(表示方法)方法一：说明：两个去向：同化量(b)＝呼吸作用消耗量(d)＋用于生长发育和繁殖的能量(e)；摄入量(a)＝同化量(b)＋粪便量(c)方法二：说明：三个去向：同化量＝呼吸作用消耗量＋分解者分解量＋下一营养级的同化量方法三：说明：四个去向：同化量＝自身呼吸作用消耗量(A)＋未利用(B)＋分解者的分解量(C)＋下一营养级的同化量(D)【典例】如图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值。
请回答下列有关问题。
(1)流经该生态系统的总能量为(用N1～N6中的字母表示)。
(2)由初级消费者传递给蜣螂的能量为。
(3)图中N3表示________________________________________________________。
(4)能量由生产者传递给初级消费者的传递效率为。
(用N1～N6中的字母表示)。
(5)生态系统具有自我调节能力的基础是。
若要提高生态系统的抵抗力稳定性，一般可采取的措施为______________________________________________。
审题指导答案(1)N2(2)0(3)生产者用于生长、发育和繁殖的能量(4)N5/N2×100% (5)负反馈调节增加各营养级的生物种类1.(2019·辽宁东北育才学校模拟)如图是某池塘生态系统中能量流经贝类的示意图，下列分析错误的是()A.D代表细胞呼吸，一部分能量在细胞呼吸中以热能形式散失B.B是贝类用于自身生长、发育和繁殖所需的能量C.贝类摄入的能量就是流入这个生态系统的总能量D.生态系统的能量流动离不开物质循环和信息传递解析D代表细胞呼吸，一部分能量在细胞呼吸中以热能形式散失，A正确；A 是贝类的同化量，其中一部分通过呼吸作用散失，一部分用于生长、发育和繁殖等生命活动，B正确；生态系统中的能量流动从生产者固定能量开始，通常，生产者固定的总能量是流入生态系统的总能量，C错误；能量流动和物质循环是同时进行的，二者彼此依存，不可分割，生命活动的正常进行离不开信息传递，D 正确。
2021提分策略 高考生物能量流动的相关计算(打印版)
2020生物高考题型提分策略能量流动的相关计算（打印版）解答食物网中能量流动的相关计算题时，注意以下两种情况即可：（1）知高营养级求低营养级时，求“最多”值——选最长食物链按10%计算，求“最少”值——选最短食物链按20%计算。
（2）知低营养级求高营养级时，求“最多”值——选最短食物链按20%计算；求“最少”值——选最长食物链按10%计算。
另外，要注意某一生物“从不同食物链中获得能量的比例”或某一生物“给不同生物提供能量的比例”，然后按照各个单独的食物链分别计算后合并。
一、选择题1．某同学通过分析蛇的食性绘制了如图所示的食物关系。
假如一条1 kg的蛇，4/5的食物来自鼠，1/5的食物来自蛙。
按能量流动的20%计算，此蛇间接消耗的植物为A．45 kg B．22.5 kgC．90 kg D．20 kg2．下图是一个食物网，假如鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么鹰若要增加20克体重，至少需要消耗植物A．900克B．500克C．200克D．600克3．有一食物网如图所示，如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚增加1 kJ的能量，丙最少含多少能量A．550 kJ B．500 kJC．400 kJ D．100 kJ4．下表为某营养级昆虫摄食植物后能量流动的情况，按10~20%传递效率计算，下列说法正确的是项目昆虫摄食量昆虫粪便量昆虫呼吸消耗量昆虫储存在有机物中的能量能量（KJ）410 210 130 70 A．昆虫的前一营养级的能量至少有2 050 kJB．昆虫储存在有机物中的能量属于未利用的能量C．昆虫粪便量属于植物流向分解者能量的一部分D．昆虫同化的能量中约有14%用于其生长发育和繁殖5．如图为生态系统中能量流动图解部分示意图（字母表示能量的多少），下列选项中正确的是A．图中b=h+c+d+e+f+iB．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为（b/a）×100%C．“草→兔→狼”这一关系中，狼粪便中的能量属于cD．缩短食物链可以提高能量传递效率6．下图是某生态系统一条食物链中的三个种群一年内能量流动统计的部分数据。
高三生物二轮复习能量流动计算专题
二、食物网中最值计算 (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，生态系统在能量流动过程中消耗的越少。 具体计算方法如下：
获得(需要)能量最多 获得(需要)能量最少
知低营养级求高营养级 知高营养级求低营养级
选最短食物链按×20%计 算
选最长食物链按.10%计算
选最长食物链按÷10%计 算
的
。
顺推
(3)若玉米向人及鸡提供的能量比例由1∶1调整为1∶4，能量流动效率按20%计算，则调整后
供养的人口是前者的
。
顺推
(4)若玉米向人及鸡提供的能量比例由1∶1调整为1∶4，能量流动效率按20%计算，为保证人
获取的能量不变，则调整后所需消耗的玉米是原来的
。
四、食物网中定值计算 1、同化量的计算 生产者的同化量=通过光合作用固定的太阳能（Ｖ实， 即通过光合作用制造的有机物的量）=通过呼吸作用释 放的热能（ Ｖ呼）+用于自身生长、发育和繁殖的能量 （ Ｖ净） 消费者的同化量=摄入量-粪便量=通过呼吸作用释放的 热能+用于自身生长、发育和繁殖的能量=
负反馈
易错点3：对自然生态系统来说，生态系统的总能量是生产者固定的太阳能
总量，而人工生态系统还应考虑投放人工投放的有机物中的能量。
能量传递效率=下一营养级生物同化量/上一营养级生物同化量，人工生态系统因
人为投放有机物，计算时应减去。
典例1
珠江三角洲某一桑基鱼塘使用蚕粪作饲料来喂 鱼。假设蚕同化的能量为105KJ，从能量流动角度分 析，鱼从蚕同化的能量中获得的能量为_________。 A.0KJ B.104KJ C.2*105KJ D.介于104 ~ 105KJ之 间
高中生物学生态系统能量流动概念解读及计算策略分析
高中生物学生态系统能量流动概念解读及计算策略分析泾川一中段林奎生态学能量流动及传递效率计算教学活动，主要涉及两项公式和相关几个概念的深入理解与应用。
明确公式各组成间的关系，精准定位相关概念的联系和区别，是突破此类题型的关键所在。
一、公式及相关概念解读1.能量的“来源”与“去路”公式某营养级生物固定总能量（A）=储存在体内用于生长发育繁殖的有机物中的能量(B)+呼吸热能散失(C)（1）来源解读，即式子左侧解读若该生物是绿色植物（生产者），则A为其光合作用合成有机物时固定的太阳能（注意：此能量小于太阳照到叶片上的总能量，因为叶片会反射或投射一些光线）。
若该生物是消费者，则A为其消化吸收的有机物中的化学能，而不是动物进食时摄入的总能量。
二者之间的关系如下：同化量=摄入量（吃的食物中的有机物中的化学能）-粪便带走的有机物中的化学能因此，在涉及到动物同化量和摄入量的试题中，考生务必认真审题，看清问题再动笔。
（2）去路解读，即式子右侧解读若该生物不是最高营养级生物（即在它上边还有更高级的消费者），则B又可以细分出三个去路，具体如下：储存在体内用于生长发育繁殖的有机物中的能量(B)= 留在体内未利用（B1）+ 遗留物被分解者利用（B2）+ 向下一营养级传递（B3）B1是指种群内始终有个体存活，它们身体内的有机物所含有的一定量的化学能；B2是指来自植物的枯枝败叶、来自动物的毛发皮屑以及种群内部分个体死亡后遗体等有机物中带走的化学能，这些能量最终会被分解者利用；B3是指该生物被它的天敌取食后，被天敌消化、吸收，从而进入天敌体内的那一部分有机物所带走的能量。
注意：上边（1）中所讨论的粪便有机物中带走的的化学能应该叶属于B2范畴，而不属于B3。
另外，若该生物是最高营养级生物（即在它上边已经没有其它消费者），则B只有两个去路，具体如下：储存在体内用于生长发育繁殖的有机物中的能量(B)= 留在体内未利用（B1）+ 遗留物被分解者利用（B2）2.能量传递效率的计算公式（1）能量传递效率＝上一个营养级的同化量÷下一个营养级的同化量×100%由上边公式可以看出，传递效率涉及两相邻营养级之间的能量流动，且均是同化量的百分比值。
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2020届高考生物难点及易错题精讲精练 专题10 能量流动的过程分析及计算 【难点精讲】 一、能量流动的过程分析
例题：(2019·内蒙古赤峰二中第三次月考)生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”，如图表示松毛虫摄入能量的流动方向，下列叙述正确的是( )
A．该食物链中的生物在数量上呈正金字塔模型 B．松毛虫和杜鹃之间的能量传递效率可用E/A×100%表示 C．由松毛虫流入分解者的能量可用C＋D＋F表示 D．若迁走全部杜鹃，松毛虫的种群数量将呈“J”型增长
【难点突破】 不同营养级能量流动示意图
构建能量流动过程模型 方法一： 说明:两个等量关系：同化量（b）＝呼吸作用消耗量（d）＋用于生长发育和繁殖的能量（e）；摄入量（a）＝同化量（b）＋粪便量（c）
方法二：
说明:三个去向（不定时分析）：同化量＝呼吸作用消耗量＋分解者分解量＋下一营养级的同化量（最高营养级除外）
方法三：
说明:四个去向（定时分析）：同化量＝自身呼吸作用消耗量（A）＋未利用（B）＋分解者的分解量（C）＋下一营养级的同化量（D）（最高营养级除外）
变式训练1：（2019·山西实验中学质量监测）某同学绘制了如下图所示的能量流动图解（其中W1为生产者固定的太阳能），下列叙述中错误的是（ ） A.生产者固定的总能量可表示为（A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2） B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为（D1/W1）×100% C.流入初级消费者的能量为（A2＋B2＋C2＋D2） D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
变式训练2：下图1为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，M1、M2代表不同的能量形式；图2表示能量流经该生态系统某一营养级的流
动途径示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答：
(1)图1中，M2表示的能量形式为__________________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ，主要原因是_______________________________________。 (2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示________________________，C表示_________________________________________________________________________。 (3)图2中有两处不同的能量散失途径，其中E处散失的能量是通过________________实现的。
二、能量流动传递效率的计算 例题：下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，E为分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的总量，Pn表示生物体储存的能量(Pn＝Pg－R)，R表示生物呼吸消耗的能量。 单位：102 kJ/(m2·a) Pg Pn R A 15.9 2.8 13.1 B 870.7 369.4 501.3 C 0.9 0.3 0.6 D 141 61.9 79.1 E 211.5 20.1 191.4
回答下列问题： (1)能量流动是从A、B、C、D中的哪个营养级开始的？__________。判断依据是____________________________________________。 (2)该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率约为__________。 (3)从能量输入和输出角度看，该生态系统的总能量是否增加？__________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________。
【难点突破】 计算能量传递效率 (1)生态系统的总能量＝生产者固定的全部太阳能＝第一营养级的同化量。
(2)能量传递效率＝某一个营养级的同化量下一个营养级的同化量×100%。 特别注意：必须是两个营养级的同化量之比。 人工能量输入的能量传递效率计算 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%
变式训练1：如图是以种植玉米为主的某农田生态系统整个生长季节能量流动示意图，数值单位为kJ/cm2，输入该农田生态系统的总能量________(填“小于”“等于”或“大于”)玉米固定的太阳能总量。已知图中生产者同化的能量有160 kJ/cm2未被利用，由此可知，生产者用于生长、发育和繁殖的能量有__________ kJ/cm2，由初级消费者到次级消费者的能量传递效率为________。 变式训练2：如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值(单位为103 kJ·m
－2·a－1)。顶位肉食动物从上一营养级获得的能量为0.25，则肉食动物从上一营养级获得的能
量为________；能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级的传递效率约为________。第一营养级到第二营养级的传递效率约为________。
三、能量流动中的最值计算 例题：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。
【难点突破】 食物链中能量最值的计算规律 变式训练：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( )
A．1/100·M～1/10·M B．1/250·M～1/25·M C．1/10 000·M～1/25·M D．M～1 000 M
四、能量流动中的定值计算 例题：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＝1∶1调整为2∶1，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( )
A．1.375倍 B．1.875倍 C．1.273倍 D．0.575倍 【难点突破】 能量流动中的定值计算
(1)已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计数。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。
变式训练：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( )
A．80 g B．900 g C．800 g D．600 g 【真题回顾】 1．(2019·全国Ⅱ，6)如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔，则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是( ) A．前者为金字塔形，后者为倒金字塔形 B．前者为倒金字塔形，后者为金字塔形 C．前者为金字塔形，后者为金字塔形 D．前者为倒金字塔形，后者为倒金字塔形
2．(2018·海南，20)某地在建设池塘时，设计了如图所示的食物网，鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层。关于该池塘生态系统的叙述，错误的是( )
A．鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者 B．消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼 C．通气可促进水体中生物残骸分解为无机物 D．藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量
3．(2016·全国Ⅰ，5)在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感性认识和经验，并形成了一些生态学思想，如：自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是( ) A．生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律 B．若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用 C．“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例 D．人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准
4．(2016·全国Ⅲ，5)我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是( ) A．鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量 B．该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者 C．鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节 D．鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向
5．(2018·全国Ⅱ，31)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用，这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题： (1)当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级有可能增加。生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是__________________________________ _______________________________________________________________________________。 (2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的可能原因是________________________________________(答出一点即可)。 (3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有_____________________ ________________________________(答出两点即可)。
【新题精练】 一、单选题 1．（2020·浙江省高三二模）下图表示动物利用食物的过程。结合此图判断，下列叙述正确
的是（ ）