能量流动计算题

1、有关能量流动的计算题的解题技巧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 曰“十下一个营养级的同化量求能量传递效率=人卄砧mn曰X 100 %上一个营养级的同化量A、B C D分别例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PgPnRA15.92.813.1B870.7369.4501.3C0.9

2、0.30.6D141.061.979.1E211.520.1191.4能量流动是从 A、B、C D中的那个营养级开始的？为什么?1 .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AtC从第三营养级传递到第四营养级的效率为(0.9 /15.9 ) X 100% =5.7870.7，输出的总能(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量=13.1+501.3+0.

3、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（）D 0.025 %A 0.05 % B 0.5 % C 0.25 % 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，在食物链的基础上推出 2.5/

4、1000 X 100%=0.25%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T昆虫鸟的营养结构中，若能量传递效率为10%以鸟类同化的总量为（CD解析：设鸟类同化的总能量为 A。则鸟通过植物鸟获得总能量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）,贝U Y=100X+10（ A-X） =10A+90x,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A 10kgB 28Kg C 100KgD 280Kg解析根据题意我们可以写出

5、三条食物链:植物人，在此食物链 中 人 增 重 0.5kg消 耗5/0.1=5kg人，在此食物链中，人增重 0.25kg ,0.25kg ,需消耗h.1 - 0.1=25kg 植物小型肉食动物0.25 - 0.1 - 0.1 - 0.1=250kg植物植食动人，在此食物链中，人增重植物。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，若能量传递效率10%，那么第四营养级同化的能量为A 10kJB100kJC1000kJD10000kJn-1解析：第四营养级的同化量可用公式an=a1q求得为100kJ.（二）未知能量传递效率求生物量1

6、.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:未利用呼吸呼吸未利用 呼吸 未利用（2）欲使C增加3kg,至少需要AkgA是生产是每个营养级呼吸作用所消耗,部分用于生命活动， 另一部分以热能散失； 二是营解析：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,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: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时应先计算的h量传递效率B的传递效率为63/(97+256+63+50)=13.5%; BC

7、的传递效率为 13心8+30+13+2）=20.5%。所以欲使 C 增加3kg,至少需要 A为3- 13.5%-20.5%=109kg例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）600600日均食物消耗（kg）7.530.0日均热量散失（kJ ）82000129000日均体重增加（kJ ）1.87.2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如何解释两种动物日均热量散失量的不同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

8、利用效率：牛的利用效率为1.8/7.5X 100%=24%兔的能量利用效率为24%X 1000=240kg.参考答案:7.2/30.0 X 100%=24%所以它们的体重增加量均为（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）和产出相等的情况下，兔肉价格高，因此经济效益高。 求最多量时，食物链按最长，传递效率按10%十算。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 X 109kJ,则从理兔的经济效益高：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2隐含在题干的叙述中(1)已知较高营养级生物的能量求较低营养级生物的能量

9、论上讲，D生物种群含有的总能量最多是A 7.1 X 1012B 3.55 X1012 C 5.95 X 1011 D8.875X 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,是食物链最长，D 贮存的总h量最多食物链是A传递效率按10%十算。即D生物种群含有的总能量最多为 7.1 X 109 - 10% 10%- 10%=7.1X 1012kJ.求最少量时，食物链按最短、传递效率按20%十算例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

10、图解，若一种生物摄取两种下一营养级的生物，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 100kgB 312.5kgC 25kg15kgA猫头鹰2.5kgB至少需要A、C解析：猫头鹰增重 1kg则至少需要B、D各为1十20沧2=2.5kg各为 2.5 - 20沧 2=6.25kg,2.5kgD 至少需要 C 为 2.5 - 20%=12.5kg,贝( 12.5+6.25 ) kgC 至 少需要 A 为 18.75 - 20%=93.75kg,贝U 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60mol 的 0 2,A 12

11、25kJB 2510kJC 2870kJ5740kJ解析：生产者通过光合作用产生了60mol的02 ,则制造的葡萄糖是10mol，即生产者固定的太阳能为10X 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 10X 2870 X 20%=5740kJ求最少量时，食物链按最长，传递效率按最低10%十算例12右图为某生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为 7.1X 109KJ,B生物种群总能量为2.3108KJ ,从理论上计算，A贮存的总能量最少7.1 X 108KJ4.8 X 107KJ5.95 X 107KJ2.3 X 107 KJ*B例11在某湖泊生态系统的

12、一条食物链中，若生产者通过光合作用产生了 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所以仅凭个体的数量无法判断能量的多少。故选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%十算）；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DA,也不可能是A、Et Ct a同时存在，只能是Dt Et CT Ao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

13、计算得A贮存的总能量最少为:98(7.1 X 10-2.3 X 10 十 10%)X 10%X 10%=4.8X 107KJ、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A 300tB 1650t1500t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,AW>10W2BW > 5WCW &

14、lt;10 W2DW <5W2解析：生态系统的能量传递效率为就可能使生态系统发生破坏?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 W/W< 1/10 ; B选项 W/Wv 1/5 ; C选项 WZW> 1/10 ; D选项 WW > 1/5 故选D 例15在一个生态系统中，A种群有50个个体，B种群有500个个体，C种群有5000个个 体，则它们的食物链的关系是不能确定解析:本题初看起来选 B,但题目中只提供个体的数量，没有提供个体的大小或个体拥有的生态系统中能量流动

15、的计算方法生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点， 考生常因缺乏系统总结和解法归纳而 容易出错。下面就相关问题解法分析如下：、食物链中的能量计算1. 已知较低营养级生物具有的能量（或生物量），求较高营养级生物所能获得能量（或 生物量）的最大值。例 1. 若某生态系统固定的总能量为 24000kJ ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获 得的能量是（A. 24kJD.960kJB. 192kJC.96kJ生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能解析： 据题意，量，即24000kJ，当能量的传递效率为 20%寸，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是 最多的。因而第四营养

16、级所获得能量的最大值为：24000X 20%X 20%X 20%=192kJ。答案： D规律：已知较低营养级的能量（或生物量），不知道传递效率，计算较高营养级生物获 得能量（或生物量）的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量（或生物量）X （20%）n （n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。2. 已知较高营养级的能量（或生物量），求较低营养级应具备的能量（或生物量）的最 小值。1 kg，理论上至例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加 少要消耗第一营养级的生物量为（）A. 25 kgkgD. 3125 kgB. 125 kgC. 625

17、解析：据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率 算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1r20%）4=625 kg。20%十答案：C规律：已知能量传递途径和较高营养级生物的能量 （或生物量）时，若需计算较低营养 级应具有的能量（或生物量）的最小值（即至少）时，按能量传递效率的最大值20%进行计算，即较低营养级的生物量至少是较高营养级的能量（或生物量）<5n （n为食物链中，由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。3.已知能量的传递途径和传递效率，根据要求计算相关生物的能量（或生物量）。例3.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240molQ,若能量传

18、递效率为10%- 15%时，次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖？（）A.0.04D.0.09B. 0.4C.0.9解析：结合光合作用的相关知识可知： 生产者固定的能量相当于 240十6= 40mol葡萄糖; 生产者的能量传递给次级消费者经过了两次传递，按最大的能量传递效率计算， 次级消费者获得的能量最多相当于 40X 15%< 15%= 0.9mol葡萄糖。答案：C规律：已知能量传递效率及其传递途径时, 按照相应的能量传递效率和传递途径计算。可在确定能量传递效率和传递途径的基础上,二、食物网中能量流动的计算水漠f水蚤f虾F卜鱼f走鱼f人I卡I*1.已知较高营养级从各食物链中获

19、得的比例，未告知传递效率时的能量计算。例4.右图食物网中，在能量传递效率为10%- 20%寸，假设每个营养级的生物从前一营kg。养级的不同生物处获得的能量相等。则人的体重每增加1 kg，至少需要消耗水藻解析：由题意知：人从大鱼和小鱼处获得的能量是相等的，小鱼从虾和水藻处获得的能量是相等的，而且，题中“至少”需要多少，应按能量传递的最大效率计算。计算方法如下:在“小鱼7大鱼7人”的传递途径中，大鱼的生物量至少为0.5 - 20%= 2.5 kg，小鱼的生物量至少为2.5十20%= 12.5 kg ;在“小鱼7人”的传递途径中，小鱼的生物量至少是0.5 - 20%= 2.5 kg。因此，小鱼的生物

20、量总量至少为12.5+2.5=15 kg 。同理：在“水藻7水蚤7虾7小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是15-2- 20%的传递过程中，水藻的生物量至少是15-2-20%937.5+37.5=975 kg。十 20%- 20%= 937.5 kg ;在“水藻小鱼”=37.5 kg。因此，水藻的生物量总量至少为答案：975规律：对于食物网中能量流动的计算， 之间的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别进行计算, 即可。先应根据题意写出相应的食物链并确定各营养级再将各条食物链中的值相加2.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，在特定传递效率时的计算。例5.若人的食物1/2来自植物，1/4来自

21、小型食肉动物，1/4来自羊肉，若各营养级之 间的能量传递效率为10%时，人增重1 kg需要消耗的植物为，kg。解析：根据题意可画出食物网（右图），从题目要求可以判断能量的传递效率为 根据人增重从不同途径获得能量的比例可计算如下：10%植物7人：0.5 - 10%= 5 kg ;I 翳赢一； 植物f革X植物7羊7人：0.5十10沧10%= 50 kg ;植物7羊7小型肉食动物7人：0.5十10% 10% 10%= 500 kg ;因此：人增重 1 kg共消耗植物 5+50+500=555 kg。答案：555规律：对于食物网中能量流动的计算，先应根据题意写出相应的食物网，根据特定的传递效率，按照从

22、不同食物链获得的比例分别计算，再将各条食物链中的值相加即可。三、已知各营养级的能量（或生物量），计算特定营养级间能量的传递效率例6.在某生态系统中，1只2 kg的鹰要吃10 kg的小鸟，0.25 kg的小鸟要吃2 kg的 昆虫，而100 kg的昆虫要吃1000 kg的绿色植物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成 能量的话，那么，绿色植物到鹰的能量传递效率为（）A. 0.05%B. 0.5%C. 0.25%D. 0.025%解析：根据题意，可根据能量传递效率的概念计算出各营养级之间的能量传递效率，再计算出绿色植物转化为鹰的食物链中各营养级的生物量。即：10 kg的小鸟需要昆虫的生物量=10-（

23、0.25十2） =80 kg ; 80 kg的昆虫需要绿色植物的生物量=80+（ 100十1000） =800kg。因此，从绿色植物7昆虫7小鸟7鹰的生物量依次为则鹰转化绿色植物的百分比为2/800 X 100%=0.25%800 kg 7 80 kg 710 kg 7 2 kg ,答案：C规律：要计算能量传递效率，可先根据各营养级的生物量计算出各营养级的传递效率, 并推算出不同营养级的生物量，最后 计算出所需计算转化效率的较高营养级（本 题中 的鹰） 的生 物量 （或能量）占较低营养级（本题中的 植物）的比例即可。四、巩固练习ffl物ffE若此鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼kg。

24、1.某人捕得一条重2 kg的杂食海鱼，类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，则该鱼至少需要海洋植物.2.在浮游植物7浮游动物7鱼这条食物链中，如果鱼要增加 浮游动物和浮游植物分别是（）1000 kg,那么，至少需要A.10000 kg 和 50000 kgB.5000 kg 和 25000 kgC.50000 kg 和 50000 kgD.10000 kg 和 10000 kg3. 某个生态系统中，生产者和次级消费者的总能量分别是 可能导致生态平衡被破坏的是Ei和E3,在下列几种情况中,A. E1 > 100E325E3B.E1V 100E3C.E1V 25& D. E1>2/5来自兔子，2/5来自老鼠，其余来自 克。4. 有一食物网如右图所示。假如猫头鹰的食物 蛇，那么猫头鹰要增加20g体重，最多消耗植物.5. 右图为美国生态学家林德曼于1942年对一个天然湖泊一一赛达伯格湖的能量流动进行测量时所得结果。请据图中相关数据，则第二营养级向第三营养级的能量传递效率是6. 下图所示的食物网中，C生物同化的总能量为 a,其中A生物直接供给 C生物的比例为X,则按最低的能量传递效率计算，需要A生物的总能量（y）与x的函数关系式为五、