生态系统的能量流动计算

1、1讲座讲座5 5 食物网中能量的食物网中能量的相关计算相关计算2在高考中，食物网中能量的计算考的虽然不多，但也有在高考中，食物网中能量的计算考的虽然不多，但也有涉及。下面对于这个问题我们将从涉及。下面对于这个问题我们将从“传递率的计算传递率的计算”、“能能量传递中的极值计算量传递中的极值计算”、“能量沿多条食物链传递的计算能量沿多条食物链传递的计算”等角度进行探讨、归纳。等角度进行探讨、归纳。3一、传递率的计算一、传递率的计算二、能量传递中的极值计算二、能量传递中的极值计算三、能量沿多条食物链传递的计算三、能量沿多条食物链传递的计算本讲相关内容4一、传递率的计算一、传递率的计算【理论阐释理论阐

2、释】1.1.含义：含义：传递率指能量在相邻两个营养级之间的传递效率，即能传递率指能量在相邻两个营养级之间的传递效率，即能量传递效率量传递效率= =某一营养级的同化量某一营养级的同化量/ /上一营养级的同化量上一营养级的同化量100%100%。2.2.常见题型常见题型（1 1）直接给出食物链型：这类题给出食物链，并把有关数据标）直接给出食物链型：这类题给出食物链，并把有关数据标出。出。（2 2）需先构建食物链型：这类题一般不直接给出食物链，而是）需先构建食物链型：这类题一般不直接给出食物链，而是先根据题意构建出食物链，再计算传递率。先根据题意构建出食物链，再计算传递率。53.解题技巧解题技巧方法

3、：同化量比值法，即分别计算出两营养级的同化量方法：同化量比值法，即分别计算出两营养级的同化量后一营后一营养级同化量养级同化量 / 前一营养级同化量前一营养级同化量结论结论6【例【例1 1】（】（20102010镇江模拟）如图为某生态系统能量流动示意镇江模拟）如图为某生态系统能量流动示意图单位：图单位：J/J/（cmcm2 2a a），以下分析不正确的是），以下分析不正确的是1.1.直接给出食物链型直接给出食物链型典例导悟典例导悟 7A.A.甲的数值是甲的数值是1250 J/1250 J/（cmcm2 2a a）B.B.乙到丙的传递效率为乙到丙的传递效率为15%15%C.C.每一营养级的能量大部

4、分用于呼吸作用和被丁利用每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用D.D.乙的个体数目一定比甲少乙的个体数目一定比甲少8【解析【解析】选选D D。D D项的错误在于：一般情况下乙的数量比甲少，项的错误在于：一般情况下乙的数量比甲少，但也有特殊情况，如一株树上有很多虫子。但也有特殊情况，如一株树上有很多虫子。确定确定B B项正误时，可进行如下操作：项正误时，可进行如下操作：方法：同化量比值法方法：同化量比值法从图示中可以看出：乙的同化量为从图示中可以看出：乙的同化量为200200，丙的同化量为，丙的同化量为3030/20015%3030/20015%。9【例【例2 2】（】（20112011北

5、京模拟）北京模拟）下面表示下面表示、四个种四个种群在一个达到生态平衡中所含有的总能量，这四个种群的最简群在一个达到生态平衡中所含有的总能量，这四个种群的最简单的能量流动的渠道应是（单的能量流动的渠道应是（ ）A. A. 戊戊乙乙丙丙甲甲丁丁B. B. 戊戊丙丙甲甲丁和戊丁和戊丁丁C C戊戊丙丙甲甲丁和戊丁和戊乙乙甲甲丁丁D D戊戊乙乙甲甲丁和戊丁和戊乙乙丙丙丁丁2 2需先构建食物链型需先构建食物链型 种 群 甲乙丙丁戊能量（107kJm2） 2.50 2.50 13.30 13.30 10.8010.800.280.28220.00220.0010【解析【解析】选选C C。食物链中生产者含有的

6、能量最多，因此判断戊食物链中生产者含有的能量最多，因此判断戊为生产者，根据能量逐级递减的特点，食物链中各营养级排列为生产者，根据能量逐级递减的特点，食物链中各营养级排列依次为戊、乙、丙、甲、丁，再依据相邻营养级的传递效率依次为戊、乙、丙、甲、丁，再依据相邻营养级的传递效率10%10%20%20%，其中乙、丙之间，其中乙、丙之间10.8/13.30=81.2%10.8/13.30=81.2%，不符合，所以，不符合，所以二者为同一营养级，该表格中含有两条食物链，戊二者为同一营养级，该表格中含有两条食物链，戊丙丙甲甲丁和戊丁和戊乙乙甲甲丁。丁。11【理论阐释理论阐释】1 1含义：含义：这是一类关于能

7、量计算的含有这是一类关于能量计算的含有“最多最多”或或“至少至少”等字眼的问题。等字眼的问题。2 2常见题型常见题型（1 1）已知前面营养级的值，求后面营养级获得的至多或至少）已知前面营养级的值，求后面营养级获得的至多或至少值。值。（2 2）已知后面营养级的增值，求至多或至少需要前面营养级）已知后面营养级的增值，求至多或至少需要前面营养级的值。的值。二、能量传递中的极值计算二、能量传递中的极值计算123 3解题技巧解题技巧方法：方法：10%10%或或20%20%取值法取值法解题思路：确定传递率解题思路：确定传递率10%10%或或20%20%按确定的传递率计算每按确定的传递率计算每条食物链传递或

8、消耗物质或能量的量条食物链传递或消耗物质或能量的量将几条食物链的计算将几条食物链的计算结果加在一起。结果加在一起。13【例【例3 3】 有一食物网下图所示。假如猫头鹰的食物有一食物网下图所示。假如猫头鹰的食物2/52/5来自兔来自兔子，子，2/52/5来自老鼠，其余来自蛇，那么猫头鹰要增加来自老鼠，其余来自蛇，那么猫头鹰要增加20g20g体重，体重，最多消耗植物多少克？最多消耗植物多少克？典例导悟典例导悟 14【解析【解析】方法：方法：10%10%或或20%20%取值法。取值法。 据题意，猫头鹰的食物可据题意，猫头鹰的食物可来源于三条食物链，直接来源于三种不同的生物：兔、鼠、蛇，来源于三条食物

9、链，直接来源于三种不同的生物：兔、鼠、蛇，如要使其增重如要使其增重20g20g，则这种食物食用后必须使其分别增加，则这种食物食用后必须使其分别增加8g8g、8g8g、4g4g。这样可得到下图。这样可得到下图。 考虑到是最多消耗，计算时要按最低的能量流动效率即考虑到是最多消耗，计算时要按最低的能量流动效率即10%10%计计算，这样这三条链消耗的植物分别为算，这样这三条链消耗的植物分别为800g800g、800g800g、4000g4000g，共，共消耗植物消耗植物56005600克。克。 【答案【答案】最多消耗植物最多消耗植物56005600克。克。 15【例【例4 4】已知在如下图所示的食物网

10、中，已知在如下图所示的食物网中，C C生物同化的总能量生物同化的总能量为为a a，其中，其中A A生物直接供给生物直接供给C C生物的比例为生物的比例为x x，则按最低的能量，则按最低的能量传递效率计算，需要传递效率计算，需要A A生物的总能量（生物的总能量（y y）与）与x x的函数关系式的函数关系式为为_。典例导悟典例导悟 16【解析【解析】本题考查能量传递中的极值计算。解题方法为：本题考查能量传递中的极值计算。解题方法为：10%10%或或20%20%取值法。取值法。本题中，本题中，C C获得能量的途径有二条：从获得能量的途径有二条：从A A直接获得和直接获得和从从A A经经B B传递间接

11、获得，已知传递间接获得，已知C C从从A A直接获得的比例为直接获得的比例为x x，则直接获，则直接获得的能量为得的能量为axax，需要消耗，需要消耗A A的能量为的能量为10ax10ax，间接获得的比例为，间接获得的比例为（1 1x x），则间接获得的能量为（），则间接获得的能量为（1 1x x）a a，需要消耗，需要消耗A A的能量的能量为为100100（1 1x x）a a，那么消耗，那么消耗A A的总能量为的总能量为10ax10ax100100（1 1x x）a a100a100a90ax90ax，亦即，亦即y y与与x x的函数关系式为：的函数关系式为：y y100a100a90ax

12、90ax。 【答案答案】y y与与x x的函数关系式为：的函数关系式为：y y100a100a90ax90ax17三、能量沿多条食物链传递的计算三、能量沿多条食物链传递的计算【理论阐释理论阐释】1.1.含义：含义：在这类题中，能量传递涉及多条食物链。在这类题中，能量传递涉及多条食物链。2.2.解题技巧解题技巧方法：分合法方法：分合法先算一条食物链先算一条食物链再将结果综合再将结果综合结论结论18典例导悟典例导悟 【例【例5 5】 在如下图所示的食物网中，已知各营养级之间的能在如下图所示的食物网中，已知各营养级之间的能量转化效率为量转化效率为10%10%，若一种生物摄食两种上一营养级的生物，若一

13、种生物摄食两种上一营养级的生物时，两种被摄食的生物量相等，则丁每增加时，两种被摄食的生物量相等，则丁每增加1010千克生物量，千克生物量，需消耗生产者多少千克？需消耗生产者多少千克？19【解析【解析】本题考查能量沿多条食物链传递的计算。本题考查能量沿多条食物链传递的计算。 据题意，据题意，与丁食物来源相关的食物链有三条：戊与丁食物来源相关的食物链有三条：戊庚庚丁，戊丁，戊甲甲丁，戊丁，戊己己甲甲丁。丁。( (由三条食物链可知，戊是生产由三条食物链可知，戊是生产者者) )丁以甲和庚为食，则按能量传递效率丁以甲和庚为食，则按能量传递效率10%10%计算：各需甲、计算：各需甲、庚庚10kg10kg10%10%2 250kg50kg。甲要增长。甲要增长50kg50kg需摄食己和戊共需摄食己和戊共50kg50