能量流動(dòng)計(jì)算題

1、里譏動(dòng)計(jì)算題作者:日期:有關(guān)能量流動(dòng)的計(jì)算題的解題技巧生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是進(jìn)行能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)，生物考試中一般以計(jì)算題的形式考查生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)這部分知識(shí)。下面就常見的一些類型進(jìn)行歸類，總結(jié)該類題的解題技巧。一.求能量傳遞效率求能量傳遞效率=乂例1. 下表是對(duì)某I生生態(tài)上統(tǒng)戢I(xiàn)篇領(lǐng)流動(dòng)的調(diào)查結(jié)果，其中A、日C、D分別表示不同的營養(yǎng)級(jí)，E為分解者。pg為生物同化作用固定能量的總量 ，Pn為生物體儲(chǔ)存的能量(Pg=P n+R),R為生物呼吸消耗的能量。請(qǐng)分析回答。生物PgP nRA1 5 .92.813.1B8 7 0.73 6 9. 4501 . 3C0. 90. 30 . 6D1 4 1.

2、06 1.97 9.1E2 11.520.1191.4.能量流動(dòng)是從 A、B、C、D中的那個(gè)營養(yǎng)級(jí)開始的？為什么？.該生態(tài)系統(tǒng)中能量從第三營養(yǎng)級(jí)傳遞到第四營養(yǎng)級(jí)的效率是多少？.從能量輸入和輸出的角度看，該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是否增加？為什么?解析：(1)因?yàn)锽營養(yǎng)級(jí)的能量最多，儲(chǔ)存的能量和呼吸消耗的能量也最多故B是生產(chǎn)者。(2)已知E是分解者 ，按照生態(tài)系統(tǒng)中能量逐級(jí)遞減的特點(diǎn)，食物鏈為 B 一 D一A-C=從第三營養(yǎng)級(jí)傳遞到第四營養(yǎng)級(jí)的效率為(0 .9 /1 5 .9 ) X 100 %=5. 7 %(3 )因?yàn)樵谠撋鷳B(tài)系統(tǒng)中，輸入的總能量為生產(chǎn)者固定的總能量870.7,輸出的總能量=13. 1

3、 + 5 0 1. 3 + 0.6+ 7 9.1 + 191. 4 =785.5,8 7 0.7 7 8 5 .5。所以 生態(tài)系統(tǒng)輸入的總能量大于輸出的總能量之和。答案(1) B因?yàn)锽營養(yǎng)級(jí)含能量最多，是生產(chǎn)者。5. 7%(3)增加。因?yàn)樵撋鷳B(tài)系統(tǒng)輸入的總能量大于輸出的總能量之和。例2某一生態(tài)系統(tǒng)中，已知一只鷹增重 2千克要吃10千克小鳥，小鳥增重0.25千克要口zs 2千克昆蟲；而昆蟲增重1 0 0千克要吃1 000千克綠色植物。在此食物鏈中鷹對(duì)綠色植 物的能量利用率為（）A 0.0 5 % B 0. 5 % C 0. 2 5% D 0. 0 2 5%解析：能量傳遞效率在各營養(yǎng)級(jí)之間不一樣，

4、逐步計(jì)算?；蛞灾参餅榛鶞?zhǔn)，在食物鏈的基礎(chǔ)上推出 2. 5 / 1000X 100%=0.2 5 %二求營養(yǎng)級(jí)的生物量（一）已知能量傳遞效率求生物量例3例3在植物昆蟲為10%,以鳥類同化的總量為（）鳥的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)中，若能量傳遞效率解析：設(shè)鳥類同化的總能量為A解析：設(shè)鳥類同化的總能量為A。則鳥通過植物鳥獲得總能量X需要的植物為100X,通過植物鳥獲得的能量（A-X）需要的植物為10 （A-X）,則Y=10 0X+1 0 （A-X） =1 0 A+90 x,據(jù)此判斷正確的圖像時(shí)D例4如果一個(gè)人的食物有1/ 2來自綠色|!物，1 /4來自小型肉食動(dòng)物，1/4來自羊 肉，假設(shè)能量傳遞效率為1 0 %,那么

5、此人每增加1 kg體重，約消耗植 物（）A 1 0 kg B 28Kg C 100Kg D 2 8 0Kg解析 根據(jù)題意我們可以寫出三條食物鏈：植物 *人，在此食物鏈中 人增重 0.5kg , 需一時(shí) 耗 P：*5/0.1= 5 kg; 植物羊人，在此食物鏈一,人增重0. 25kg ,需消耗0 .250 . 1 + 0.1=25kg 植物植物植食動(dòng)物小型肉食動(dòng)物人，在此食物鏈中，人增重0.2 5 kg,需消耗0. 25+0.1 +0.1 + 0.1=2 5 0k g植物。所以人要增重1k g體重，共要消耗植物280kg o例5 .在一條食物鏈中，如果生產(chǎn)者固定的全部太陽能為105kJ,若能量傳

6、遞效率10%，那么第四營養(yǎng)級(jí)同化的能量為A 10k J B1O0kJ C1000kJD10000k J解析：第四營養(yǎng)級(jí)的同化量可用公式an=aii q11-1求得為100kJ.（二）未知能量傳遞效率求生物量.隱含在題干數(shù)據(jù)中例6下圖是對(duì)某生態(tài)系統(tǒng)一年內(nèi)能量流動(dòng)狀況的調(diào)查情況（單位 ：kJ ）請(qǐng)據(jù)圖回答：呼 未禾【J呼未禾1J呼臺(tái)匕 目匕臺(tái)匕 目匕(1)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是(1)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是kJ.(2)欲使 C增加3kg,至少需要 A kg解析：流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是該生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量,A是生產(chǎn)者。其固定的總能量為 97+2 56+63+50=466kJ。這部

7、分能量通過生產(chǎn)者流向三個(gè)方向： 一是每個(gè)營養(yǎng)級(jí)呼吸作用所消耗，一部分用于生命活動(dòng)，另一部分以熱能散失；二是營養(yǎng)級(jí)生物的遺體、殘枝敗葉中的能量被分解者分解而釋放出來；三是被下一營養(yǎng)級(jí)所同化。在計(jì)算C增加3kg時(shí)應(yīng)先計(jì)算 A*區(qū) ，BC的她量專遞效率：AB的傳遞效率為6 3/(g7+25 6 + 6 3 +50)=13.5 %; BC的傳遞效率為 13/(18+30+13+2)=20.5%。所以欲使 C 增力口 3 kg,至少需要 A為 3+13.5%+ 2 0.5 %=1 0 9kg例7以一頭牛和30 0只兔進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下表為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)項(xiàng)目1頭牛3 0 0只兔總體重(kg)6 006 0 0日均食物

8、消耗(kg)7.530.0日均熱量散失(kJ)8 20 0 01290 0 0日均體重增加(kJ )1. 87. 2(1 )若牛和兔均攝食1t飼料干草，分別計(jì)算兩種動(dòng)物的體重增加量(2 )如何解釋兩種動(dòng)物日均熱量散失量的不同(3)若市場上牛肉和兔肉價(jià)格比為1 ： 1.5 ,則養(yǎng)殖哪種動(dòng)物的經(jīng)濟(jì)效益高？為什么？解析：要計(jì)算牛和兔攝食1t飼料干草的體重增加量，必須先根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出它 們的能量利用效率：牛的利用效率為1.8/7. 5 X 1 0 0% = 2 4% 兔的能量利用效率為7 .2/30 .0X 1 0 0%= 24%,所以它們的體重增加量均為24%x 100 0=240kg. 參

9、考答案：(2)兔的個(gè)體小，運(yùn)動(dòng)性強(qiáng)，因此單位體重散熱多(兔的體表面積/體積比值大)(3)兔的經(jīng)濟(jì)效益高：因?yàn)橥玫捏w重增加快，產(chǎn)肉量多，有利于縮短企業(yè)生產(chǎn)周期，且投入和產(chǎn)出相等的情況下，兔肉價(jià)格高，因此經(jīng)濟(jì)效益高。2隱含在題干的敘述中出相等的情況下，兔肉價(jià)格高，因此經(jīng)濟(jì)效益高。(1 )已知較高營養(yǎng)級(jí)生物的能量求較低營養(yǎng)級(jí)生物的能量 求最多量時(shí)，食物鏈按最長，傳遞效率按1 0%十算。7.1 X 109kJ,則從理A 7 .1 X 1012B 3. 5 5 X 101 2 7.1 X 109kJ,則從理A 7 .1 X 1012B 3. 5 5 X 101 2 C 5. 9 5 X1011 D 8.

10、87 5X 1 011解析：由圖可知 D為生產(chǎn)者，要使D的能量最多，則必須這樣分析，一是能量傳遞效率最低， 二是食物鏈最長，D 貯存的總能+量最*多療食物鏈?zhǔn)?DECA傳遞效率按10%十算。即D生物種群含有的總能量最多為 7. 1 X 1 09+10* 1 0 盼 10%=7.1X 1012kJ .求最少量時(shí)，食物鏈按最短、傳遞效率按20%十算例9例9在硅藻小甲殼動(dòng)物小魚大魚食物鏈中，若大魚增重1kg,至少需要小甲殼動(dòng)物 k g解析：據(jù)題意可知，能量傳遞效率應(yīng)取20 %,所以應(yīng)為25例10 下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的圖解，若一種生物攝取兩種下一營養(yǎng)級(jí)的生物，且它們被攝食的生物量相等，則貓頭鷹體

11、重增加1 們被攝食的生物量相等，則貓頭鷹體重增加1 k g,至少消耗A約為A 100kgB 312. 5kgC 25kgD 15kgA 100kgB 312. 5kgC 25kgD 15kg貓頭鷹貓頭鷹解析：貓頭鷹增重1kg則至少需要B、D各為1 + 20盼2=2 . 5 kg , 2.5 k gB至少需要A、C 各為 2. 5+ 2 0。后 2=6.25kg , 2.5 k gD 至少需要 C 為 2.5 +20% = 1 2. 5 kg,則(12.5+6 .2 5 ) k gC 至少需要 A 為 18. 7 5+ 20%=93 75k g ,貝U A=(6.25 + 93. 75) =10

12、0kg(2)已知較低營養(yǎng)級(jí)的生物的能量求較高營養(yǎng)級(jí)生物的能量求量最多時(shí)，食物鏈按最短，傳遞效率按20%計(jì)算例11在某湖泊生態(tài)系統(tǒng)白一條食物鏈中，若生產(chǎn)者通過光合作用產(chǎn)生了6 0 moi的0 2,則其所固定的太陽能中，流入初級(jí)消費(fèi)者體內(nèi)的能量最多可達(dá)（）A 1 2 25k JB 2510 k JC 287 0kJD 5740kJ解析：生產(chǎn)者通過光合作用產(chǎn)生了6 0 mol白O O2則制造的葡萄糖是1 0 mol,即生產(chǎn)者固定的太陽能為10X 287 0 k J.計(jì)算流入初級(jí)消費(fèi)者體內(nèi)的能量最多為多少，應(yīng)按傳遞效率最高計(jì)算，即 1 0 X 28 70 X 20險(xiǎn) 5 7 4 0 k J求最少量時(shí)，

13、食物鏈按最長，傳遞效率按最低10%十算例12右圖為某生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)簡圖，若E生物種群總能量為7 .A貯存的總能量最少KJ ,B生物種群總能量為2. 3X1 08KJ ,A貯存的總能量最少為（）A 7.1 X 1 0 8KJB 4.8X1 07K JC 5.9 5 X 107 KJD 2.3 X 1 07 KJ解析：由圖可知D為生產(chǎn)者，要使A獲得的能量最少，則必須保證三個(gè)條件：一是能量來源途 徑最少；二是能量傳遞效率最低 （按1 0%計(jì)算）；三是食物鏈要最長。故從理論上講，與 A 貯存的總能量最少相關(guān)的食物鏈不可能是D A,也不可能是 AA、A E-C- A同時(shí)存在，只能是D 一 E一C Ao為

14、此,E的能量在傳遞給A的途徑中，只有確保：E在傳遞給B時(shí)用去的能量最多；E的總 能量減去傳遞給 B的后再傳給C時(shí)效率最低；C在傳遞給A時(shí)效率最低，結(jié)果才能使 A獲 得的能量最少。所以據(jù)此計(jì)算得 A貯存的總能量最少為：（7 .1 X 1 0 9 2.3 X 1 08+ 10%） X 1 0%X 1 0 % =4.8 X 1 0 7K J三、綜合應(yīng)用類例13 某海灘黃泥螺種群現(xiàn)存量為2OO0t,正常情況下，每年該種群最多可增加3 0 0t,為充分利用黃泥螺資源，又不影響可持續(xù)發(fā)展，理論上每年最多捕撈黃泥螺的量A 300ttB A 300ttB 1650tD不超過300 tC150000 t ,為保

15、證不影響可持續(xù)發(fā)展00 t ,為保證不影響可持續(xù)發(fā)展1、W2,當(dāng)下列哪種情況發(fā)生時(shí)又充分利用資源，最多捕撈量應(yīng)小于或等于最大增長量。例14某地區(qū)初級(jí)消費(fèi)者和次級(jí)消費(fèi)者的總能量分別為W TOC o 1-5 h z 就可能使生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生破壞？AW 10W2B W 5 W2CW110 WDW 1/1 0; D選項(xiàng) W/W 1/5 故選 D例1 5 在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中,A種群有5 0個(gè)個(gè)體,B種群有500個(gè)個(gè)體，C種群有5000個(gè)個(gè) 體，則它們的食物鏈的關(guān)系是 TOC o 1-5 h z A A B B -B_0HCDB DCbbAC C d DBAD不能確定解析：本題初看起來選B，但題目中只提供個(gè)體的

16、數(shù)量，沒有提供個(gè)體的大小或個(gè)體擁有的能量，所以僅憑個(gè)體的數(shù)量無法判斷能量的多少。故選D生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的計(jì)算方法生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的計(jì)算是近幾年高考的熱點(diǎn)，考生常因缺乏系統(tǒng)總結(jié)和解法歸納而容易出錯(cuò)。下面就相關(guān)問題解法分析如下：一、食物鏈中的能量計(jì)算.已知較低營養(yǎng)級(jí)生物具有的能量（或生物量）,求較高營養(yǎng)級(jí)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2400 0 kJ ,則該生態(tài)系統(tǒng)的第四營養(yǎng)級(jí)生物最多能獲得的能量是（）A.24k JB .1 92 k JC. 96k JD. 96 0 k J解析：據(jù)題意，生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量是生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者（第一營養(yǎng)級(jí)）所固定的能

17、量，即24000k J ,當(dāng)能量的傳遞效率為20%時(shí)，每一個(gè)營養(yǎng)級(jí)從前一個(gè)營養(yǎng)級(jí)獲得的能量是最多的。因而第四營養(yǎng)級(jí)所獲得能量的最大值為：2400 0 X 20% X 20%100E3B. Ei25E3.有一食物網(wǎng)如右圖所示。假如貓頭鷹的食物2/5來自兔子，2/ 5來自老鼠，其余來自蛇，那么貓頭鷹要增加20 g體重，最多消耗植物 克。.右圖為美國生態(tài)學(xué)家林德曼于1 9 42年對(duì)一個(gè)天然湖泊賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)進(jìn)行測量時(shí)所得結(jié)果。請(qǐng)據(jù)圖中相關(guān)數(shù)據(jù)，則第二營養(yǎng)級(jí)向第三營養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率是_O.下圖所示的食物網(wǎng)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(jì)

18、算，需要A生物的總能量（y）與x的函數(shù)關(guān)系式為 五、鞏固練習(xí)答案與解析1.80kg 解析：由題意可知，這條魚的食物來源于三條食物鏈，即：植物一雜食魚；植物草食魚類雜食魚；植物草食魚類一小型肉食魚類雜食魚，由較高營養(yǎng)級(jí) 的生物量求其對(duì)較低營養(yǎng)級(jí)的需要量時(shí)，應(yīng)按能量傳遞效率20%十算。通過三條食物鏈消耗植物分別是5 kg、12.5 k g和62. 5 kg ,因此，消耗植物的最少量是 5+ 1 2 .5 + 62.5= 8 0 k g。.B 解析：較高營養(yǎng)級(jí)獲得參量一定時(shí)，能量傳遞效率越大，則所需較低營養(yǎng)級(jí)生物量越少，應(yīng)按20%勺能量傳遞效率計(jì)算。所以需要浮游動(dòng)物的生物量為1000+ 2。好5000 k g,所需浮游植物為 1000+2 0 %+ 20% =2500 0 kg。. D 解析：生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率為10%20 %當(dāng)生產(chǎn)者的能量小于次級(jí)消費(fèi)者能量的25倍，則說明該生態(tài)系統(tǒng)中，在生產(chǎn)者、初級(jí)消費(fèi)者和次級(jí)消費(fèi)者之間的能量流動(dòng)效率已經(jīng)高于20%,此時(shí)，次級(jí)消費(fèi)者對(duì)于初級(jí)消費(fèi)者的捕食強(qiáng)度會(huì)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(dǎo)致生態(tài)平衡破壞。.560 0 解析：該食物網(wǎng)中有三條食物鏈，最高營養(yǎng)級(jí)為鷹。據(jù)題意，應(yīng)按最低能量傳遞效率（1 0%）計(jì)算，可得到三條鏈消耗的植物分別為800g、8 0 0g、4