生物必修三能量流動計算

1、一、食物鏈中的能量計算 1.已知較低營養(yǎng)級生物具有的能量（或生物量），求較高營養(yǎng)級生物所能獲得能量（或生物量）的最大值。 例1.若某生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量為24000kJ，則該生態(tài)系統(tǒng)的第四營養(yǎng)級生物最多能獲得的能量是（    ） A. 24kJ                B. 192kJ     

2、0;   C.96kJ          D. 960kJ 解析：據題意，生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量是生態(tài)系統(tǒng)中生產者（第一營養(yǎng)級）所固定的能量，即24000kJ，當能量的傳遞效率為20%時，每一個營養(yǎng)級從前一個營養(yǎng)級獲得的能量是最多的。因而第四營養(yǎng)級所獲得能量的最大值為：24000×20%×20%×20%=192kJ。 答案：D 規(guī)律：已知較低營養(yǎng)級的能量（或生物量），不知道傳遞效率，計算較高營養(yǎng)級生物獲得能量（或生物量）的最大值時，可按照

3、最大傳遞效率20%計算，即較低營養(yǎng)級能量（或生物量）×(20%)n（n為食物鏈中由較低營養(yǎng)級到所需計算的營養(yǎng)級的箭頭數）。 2.已知較高營養(yǎng)級的能量（或生物量），求較低營養(yǎng)級應具備的能量（或生物量）的最小值。 例2.在一條有5個營養(yǎng)級的食物鏈中，若第五營養(yǎng)級的生物體重增加1 kg，理論上至少要消耗第一營養(yǎng)級的生物量為（    ） A. 25 kg            B. 125 kg

4、       C. 625 kg      D. 3125 kg 解析：據題意，要計算消耗的第一營養(yǎng)級的生物量，應按照能量傳遞的最大效率20%計算。設需消耗第一營養(yǎng)級的生物量為X kg，則X=1÷(20%)4=625 kg。 答案：C 規(guī)律：已知能量傳遞途徑和較高營養(yǎng)級生物的能量（或生物量）時，若需計算較低營養(yǎng)級應具有的能量（或生物量）的最小值（即至少）時，按能量傳遞效率的最大值20%進行計算，即較低營養(yǎng)級的生物量至少是較高營

5、養(yǎng)級的能量（或生物量）×5n（n為食物鏈中，由較低營養(yǎng)級到所需計算的營養(yǎng)級的箭頭數）。 3.已知能量的傳遞途徑和傳遞效率，根據要求計算相關生物的能量（或生物量）。 例3.在能量金字塔中，生產者固定能量時產生了240molO2，若能量傳遞效率為10%15%時，次級消費者獲得的能量最多相當于多少mol葡萄糖？（    ） A.0.04            B. 0.4  

6、0;      C.0.9          D.0.09 解析：結合光合作用的相關知識可知：生產者固定的能量相當于240÷640mol葡萄糖；生產者的能量傳遞給次級消費者經過了兩次傳遞，按最大的能量傳遞效率計算，次級消費者獲得的能量最多相當于40×15%×15%0.9mol葡萄糖。 答案：C 規(guī)律：已知能量傳遞效率及其傳遞途徑時，可在確定能量傳遞效率和傳遞途徑的基礎上，按照相應的能量傳遞效率和傳

7、遞途徑計算。 二、食物網中能量流動的計算 1.已知較高營養(yǎng)級從各食物鏈中獲得的比例，未告知傳遞效率時的能量計算。 例4.右圖食物網中，在能量傳遞效率為10%20%時，假設每個營養(yǎng)級的生物從前一營養(yǎng)級的不同生物處獲得的能量相等。則人的體重每增加1 kg，至少需要消耗水藻       kg。 解析：由題意知：人從大魚和小魚處獲得的能量是相等的，小魚從蝦和水藻處獲得的能量是相等的，而且，題中“至少”需要多少，應按能量傳遞的最大效率計算。計算方法如下： 在“小魚大魚人”的傳遞途徑中，

8、大魚的生物量至少為0.5÷20%2.5 kg，小魚的生物量至少為2.5÷20%12.5 kg；在“小魚人”的傳遞途徑中，小魚的生物量至少是0.5÷20%2.5 kg。因此，小魚的生物量總量至少為12.5+2.5=15 kg。 同理：在“水藻水蚤蝦小魚”的傳遞過程中，水藻的生物量至少是15÷2÷20%÷20%÷20%937.5 kg；在“水藻小魚”的傳遞過程中，水藻的生物量至少是15÷2÷20%37.5 kg。因此，水藻的生物量總量至少為937.5+37.5=975 kg。 答案：975

9、 規(guī)律：對于食物網中能量流動的計算，先應根據題意寫出相應的食物鏈并確定各營養(yǎng)級之間的傳遞效率，按照從不同食物鏈獲得的比例分別進行計算，再將各條食物鏈中的值相加即可。 2.已知較高營養(yǎng)級從各食物鏈中獲得的比例，在特定傳遞效率時的計算。 例5.若人的食物1/2來自植物，1/4來自小型食肉動物，1/4來自羊肉，若各營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率為10%時，人增重1 kg需要消耗的植物為 kg。 解析：根據題意可畫出食物網（右圖），從題目要求可以判斷能量的傳遞效率為10%，根據人增重從不同途徑獲得能量的比例可計算如下： 植物人：0.5÷1

10、0%5 kg； 植物羊人：0.5÷10%÷10%50 kg； 植物羊小型肉食動物人：0.5÷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 規(guī)律：對于食物網中能量流動的計算，先應根據題意寫出相應的食物網，根據特定的傳遞效率，按照從不同食物鏈獲得的比例分別計算，再將各條食物鏈中的值相加即可。 三、已知各營養(yǎng)級的能量（或生物量），計算特定營養(yǎng)級間能量的傳遞效率 例6.在某生態(tài)系統(tǒng)中，1只2 kg的鷹要吃10 kg

11、的小鳥，0.25 kg的小鳥要吃2 kg的昆蟲，而100 kg的昆蟲要吃1000 kg的綠色植物。若各營養(yǎng)級生物所攝入的食物全轉化成能量的話，那么，綠色植物到鷹的能量傳遞效率為（    ） A. 0.05%      B. 0.5%       C. 0.25%     D. 0.025% 解析：根據題意，可根據能量傳遞效率的概念計算出各營養(yǎng)級之間

12、的能量傳遞效率，再計算出綠色植物轉化為鷹的食物鏈中各營養(yǎng)級的生物量。即：10 kg的小鳥需要昆蟲的生物量=10÷（0.25÷2）=80 kg；80 kg的昆蟲需要綠色植物的生物量=80÷（100÷1000）=800 kg。 因此，從綠色植物昆蟲小鳥鷹的生物量依次為800 kg80 kg10 kg2 kg，則鷹轉化綠色植物的百分比為2/800×100%=0.25%。 答案：C 規(guī)律：要計算能量傳遞效率，可先根據各營養(yǎng)級的生物量計算出各營養(yǎng)級的傳遞效率，并推算出不同營養(yǎng)級的生物量，最后計算出所需計算轉化效率的較高營養(yǎng)級

13、（本題中的鷹）的生物量（或能量）占較低營養(yǎng)級（本題中的植物）的比例即可。 四、鞏固練習 1.某人捕得一條重2 kg的雜食海魚，若此魚的食物有1/2來自植物，1/4來自草食魚類，1/4來自以草食魚類為食的小型肉食魚類，則該魚至少需要海洋植物 kg。 2.在浮游植物浮游動物魚這條食物鏈中，如果魚要增加1000 kg，那么，至少需要浮游動物和浮游植物分別是 （  ） A.10000 kg和50000 kg    B.5000 kg和25000 kg C.50000 kg和

14、50000 kg    D.10000 kg和10000 kg 3.某個生態(tài)系統(tǒng)中，生產者和次級消費者的總能量分別是E1和E3，在下列幾種情況中，可能導致生態(tài)平衡被破壞的是 A. E1100E3        B. E1100E3        C. E125E3 D. E125E3 4.有一食物網如右圖所示。假如貓頭鷹的食物2/5來自兔

15、子，2/5來自老鼠，其余來自蛇，那么貓頭鷹要增加20g體重，最多消耗植物克。 5.右圖為美國生態(tài)學家林德曼于1942年對一個天然湖泊賽達伯格湖的能量流動進行測量時所得結果。請據圖中相關數據，則第二營養(yǎng)級向第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率是。 6.下圖所示的食物網中，C生物同化的總能量為a，其中A生物直接供給C生物的比例為x，則按最低的能量傳遞效率計算，需要A生物的總能量（y）與x的函數關系式為。 五、鞏固練習答案與解析 1.80 kg   解析：由題意可知，這條魚的食物來源于三條食物鏈，即：植物雜食魚；植物草食魚類雜食魚；植物草食魚

16、類小型肉食魚類雜食魚，由較高營養(yǎng)級的生物量求其對較低營養(yǎng)級的需要量時，應按能量傳遞效率20%計算。通過三條食物鏈消耗植物分別是5 kg、12.5 kg和62.5 kg，因此，消耗植物的最少量是512.562.580 kg。 2.B  解析：較高營養(yǎng)級獲得參量一定時，能量傳遞效率越大，則所需較低營養(yǎng)級生物量越少，應按20%的能量傳遞效率計算。所以需要浮游動物的生物量為1000÷20%=5000 kg，所需浮游植物為1000÷20%÷20%=25000 kg。 3.D  解析：生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率為10%2

17、0%，當生產者的能量小于次級消費者能量的25倍，則說明該生態(tài)系統(tǒng)中，在生產者、初級消費者和次級消費者之間的能量流動效率已經高于20%，此時，次級消費者對于初級消費者的捕食強度會加大，可能使生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到破壞，影響生生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性發(fā)展，導致生態(tài)平衡破壞。 4.5600  解析：該食物網中有三條食物鏈，最高營養(yǎng)級為鷹。據題意，應按最低能量傳遞效率（10%）計算，可得到三條鏈消耗的植物分別為800g、800g、4000g，共消耗植物5600克。 5.20.06%  解析：能量傳遞效率為下一個營養(yǎng)級所獲得的能量占上一個營養(yǎng)級獲得能量的比例