有关能量流动的计算题的解题技巧

1、1 / 5 有关能量流动的计算题的解题技巧第 25 期生态系统的主要功能是进行能量流动和物质循环，生物考试中一般以计算题的形式考查生态系统的能量流动这部分知识。下面就常见的一些类型进行归类，总结该类题的解题技巧。一求能量传递效率下一个营养级的同化量求能量传递效率= 100 上一个营养级的同化量例1.下表是对某一水生生态系统营养级和能量流动的调查结果，其中a、b、c、d 分别表示不同的营养级，e 为分解者。 pg为生物同化作用固定能量的总量，pn 为生物体储存的能量（pg=pn+r ）,r 为生物呼吸消耗的能量。请分析回答。生物pgpn r a .2.8 13.1 b 870.7 . 1.3 .

2、 . . .211.5 20.1 . . 能量流动是从a、b、c、d 中的那个营养级开始的？为什么？ . 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是多少？ . 从能量输入和输出的角度看，该生态系统的总能量是否增加？为什么？解析： （1）因为 b 营养级的能量最多，储存的能量和呼吸消耗的能量也最多故b 是生产者。（ 2）已知 e 是分解者，按照生态系统中能量逐级递减的特点，食物链为b dac。从第三营养级传递到第四营养级的效率为（0.9 15.9 ） 100 =5.7 （ 3）因为在该 生 态 系 统 中 ， 输 入 的 总 能 量 为 生 产 者 固 定 的 总 能 量870.7，

3、输 出 的 总 能 量=13.1+501.3+0.6+79.1+191.4=785.5，870.7 785.5 。所以生态系统输入的总能量大于输出的总能量之和。答案（ 1）b 因为 b 营养级含能量最多，是生产者。（2）5.7 （ 3）增加。因为该生态系统输入的总能量大于输出的总能量之和。例 2 某一生态系统中，已知一只鹰增重2 千克要吃 10 千克小鸟， 小鸟增重0.25 千克要吃2 千克昆虫；而昆虫增重100千克要吃1000千克绿色植物。在此食物链中鹰对绿色植物的能量利用率为a0. 05b0.5c0. 25d0. 025解析：能量传递效率在各营养级之间不一样，逐步计算。或以植物为基准，在食

4、物链的基础上推出2.5/1000100%=0.25% 二 求营养级的生物量（一）已知能量传递效率求生物量例 3 在植物昆虫鸟的营养结构中，若能量传递效率为10% ，以鸟类同化的总能2 / 5 量中从昆虫获得的总能量为x 轴，植物供能总量为y 轴，绘得的相关曲线是y y a x b x y y c x dx 解析：设鸟类同化的总能量为a。则鸟通过植物昆虫鸟获得总能量x 需要的植物为100x ，通过植物鸟获得的能量（a-x ）需要的植物为10 （a-x ） ，则 y=100x+10（a-x ）=10a+90 x,据此判断正确的图像时d 例 4 如果一个人的食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉

5、食动物，1/4来自羊肉，假设能量传递效率为10% ，那么此人每增加1kg 体重，约消耗植物a 10kg b 28kg c 100kg d 280kg 解析根据题意我们可以写出三条食物链：植物人，在此食物链中人增重0.5kg ，需消耗 0.5/0.1=5kg；植物羊人，在此食物链中，人增重0.25kg ，需消耗 0.25 0.1 0.1=25kg植物植物植食动物小型肉食动物人，在此食物链中，人增重0.25kg ，需消耗0.25 0.1 0.1 0.1=250kg植物。所以人要增重1kg体重，共要消耗植物280kg 。例 5. 在一条食物链中，如果生产者固定的全部太阳能为105kj ，若能量传递效

6、率10% ，那么第四营养级同化的能量为a1 0 k jb 1 0 0 kjc 1 0 0 0 k jd 1 0 0 0 0 kj 解析：第四营养级的同化量可用公式an=a1qn-1求得为 100kj. (二)未知能量传递效率求生物量. 隐含在题干数据中例 6 下图是对某生态系统一年内能量流动状况的调查情况（单位：kj ）请据图回答：呼吸未利用呼吸未利用呼吸未利用97 256 18 30 8 4.5 a 63 13 50 2 0.5 （1）流经该生态系统的总能量是kj. (2) 欲使 c 增加 3kg, 至少需要a kg 解析：流经该生态系统的总能量是该生态系统生产者所固定的太阳能的总量，a 是

7、生产者。其固定的总能量为97+256+63+50=466kj。这部分能量通过生产者流向三个方向：一是每个营养太阳能a b c d 3 / 5 级呼吸作用所消耗，一部分用于生命活动，另一部分以热能散失；二是营养级生物的遗体、残枝败叶中的能量被分解者分解而释放出来；三是被下一营养级所同化。在计算c 增加 3kg 时应先计算a b 、b c的 能 量 传 递 效 率 ： a b的 传 递 效 率 为63/(97+256+63+50)=13.5%; b c 的传递效率为13/(18+30+13+2)=20.5%。所以欲使 c 增加 3kg, 至少需要 a 为 313.5% 20.5%=109kg. 例

8、 7 以一头牛和300 只兔进行实验，下表为实验数据：项目1 头牛300 只兔总体重（ kg ）600 600 日均食物消耗(kg) 7.5 30.0 日均热量散失（kj ）82000 129000 日均体重增加(kg) 1.8 7.2 （1）若牛和兔均摄食1t 饲料干草，分别计算两种动物的体重增加量（2）如何解释两种动物日均热量散失量的不同（3）若市场上牛肉和兔肉价格比为1 1.5 ，则养殖哪种动物的经济效益高？为什么？解析：要计算牛和兔摄食1t 饲料干草的体重增加量，必须先根据表中的实验数据求出它们的能量利用效率：牛的利用效率为1.8/7.5 100%=24% 兔的能量利用效率为7.2/3

9、0.0100%=24%,所以它们的体重增加量均为24% 1000=240kg. 参考答案：（2） 兔的个体小， 运动性强， 因此单位体重散热多（兔的体表面积/ 体积比值大）（3）兔的经济效益高：因为兔的体重增加快，产肉量多，有利于缩短企业生产周期，且投入和产出相等的情况下，兔肉价格高，因此经济效益高。2 隐含在题干的叙述中c （1）已知较高营养级生物的能量求较低营养级生物的能量 求最多量时，食物链按最长，传递效率按10% 计算。a e b 例 8 右图为某生态系统中的食物网示意图。若a 生物种群含有总能量7.1 109kj, 则从理论上讲，d 生物种d 群含有的总能量最多是a 7.1 1012

10、b 3.55 1012c 5.95 1011 d 8.875 1011 解析：由图可知d 为生产者，要使d 的能量最多，则必须这样分析，一是能量传递效率最低，二是食物链最长，d 贮存的总能量最多的食物链是d e c a 传递效率按10% 计算。即d 生物种群含有的总能量最多为7.1 10910% 10% 10%=7.1 1012kj. 求最少量时，食物链按最短、传递效率按20% 计算例 9 在硅藻小甲壳动物小鱼大鱼食物链中，若大鱼增重1kg ，至少需要小甲壳动物kg 解析：据题意可知，能量传递效率应取20% ，所以应为25 例 10下图表示某生态系统食物网的图解，若一种生物摄取两种下一营养级的

11、生物，且它们被摄食的生物量相等，则猫头鹰体重增加1kg ，至少消耗a 约为a 100kg b 312.5kg c 25kg d 15kg a 4 / 5 cd 猫头鹰b 解析：猫头鹰增重1kg 则至少需要b、d 各为 120% 2=2.5kg , 2.5kgb至少需要a、c 各为 2.5 20% 2=6.25kg,2.5kgd至少需要c 为 2.5 20%=12.5kg,则（ 12.5+6.25）kgc 至少需要 a 为 18.75 20%=93.75kg,则 a=(6.25+93.75)=100kg (2) 已知较低营养级的生物的能量求较高营养级生物的能量求量最多时，食物链按最短，传递效率按

12、20% 计算例 11 在某湖泊生态系统的一条食物链中，若生产者通过光合作用产生了60mol的，则其所固定的太阳能中，流入初级消费者体内的能量最多可达a 1225kj b 2510kj c 2870kj d 5740kj 解析：生产者通过光合作用产生了60mol的,则制造的葡萄糖是10mol ，即生产者固定的太阳能为 10 2870kj.计算流入初级消费者体内的能量最多为多少，应按传递效率最高计算，即 102870 20%=5740kj 求最少量时，食物链按最长，传递效率按最低10% 计算例 12 右图为某生态系统食物网简图，若e 生物种群总能量为7.1 109 kj ，b 生物种群总能量为 2

13、.3 108kj ，从理论上计算，a 贮存的总能量最少为（）c a 7.1 108kj b 4.8 107 kj a e b c 5.95 107kj d 2.3 107 kj d 解析：由图可知d 为生产者，要使a 获得的能量最少，则必须保证三个条件：一是能量来源途径最少；二是能量传递效率最低（按10% 计算） ；三是食物链要最长。故从理论上讲，与a 贮存的总能量最少相关的食物链不可能是d a，也不可能是d a、d eca 同时存在， 只能是 de ca。为此， e 的能量在传递给a 的途径中，只有确保：e 在传递给b 时用去的能量最多；e 的总能量减去传递给b 的后再传给c 时效率最低；c

14、 在传递给a 时效率最低，结果才能使a 获得的能量最少。所以据此计算得a 贮存的总能量最少为：（7.1 109-2.3 10810% ） 10% 10%=4.8 107kj 三 、综合应用类例 13 某海滩黄泥螺种群现存量为2000t ，正常情况下，每年该种群最多可增加300t ，为充分利用黄泥螺资源，又不影响可持续发展，理论上每年最多捕捞黄泥螺的量为a 300t b 1650t c 1500t d 不超过 300t 解析根据题意，在在正常情况下黄泥螺每年最多可增加300t ，为保证不影响可持续发展，又充分利用资源，最多捕捞量应小于或等于最大增长量。例 14 某地区初级消费者和次级消费者的总能量分别为w1、w2，当下列哪种情况发生时，就可能使生态系统发生破坏？a w110w2b w15 w2 c w1 10 w2 d w1 5w2解析：生态系统的能量传递效率为10%20%，即一般情况下上一营养级传递到下一营养级的能量不超过自身同化量的20% ，否则会影响上网的可持续发展，就会使生态系统的稳定性遭到破坏，a 选项 w2/w1