例析生态系统中能量流动计算的几种题型

例析生态系统中能量流动计算的几种题型例析生态系统中能量流动计算的几种题型 能量流动的知识 是高中生物教材中为数不多的几个 D 级知识点之一 因此 关于能量流 动的计算问题 是一种重要的题型 常见的计算题型大致可分为如下几种 1 1 根据能量流动效率直接计算根据能量流动效率直接计算 例例 1 1 某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是 W1和 W2 当下列哪种情况发 生时 最有可能使生态平衡遭到破坏 A B C D 21 10WW 21 5WW 21 10WW 21 5WW 解析解析 生态系统的能量流动效率为 10 20 即一般情况下上一营养级传递给下一营养级 的能量不超过自身同化量的 20 如 则说明初级消费者和次级消费者之间的能量流动 效率已经高于 20 初级消费者 食物链和生态系统的稳定性都受到了破坏 影响了生物的可持 续性发展 因而最有可能使生态平衡遭到破坏 答案选 D 项 例例 2 2 有 5 个营养级的一条食物链 若第五营养级的生物体重增加 1kg 理论上至少要消耗 第一营养级的生物 A 25kg B 125kg C 625kg D 3125kg 解析解析 这是最为简单的一种计算题型 所谓至少消耗 即是按照最高的效率 20 传递 设需消耗第一营养级生物 x kg 则有 20 4x 1 不难选出正确答案为 C 项 2 2 根据隐含的能量流动数量关系进行计算根据隐含的能量流动数量关系进行计算 例例 3 3 在某生态系统中 已知 1 只 2kg 的鹰要吃 10kg 的小鸟 0 25kg 的小鸟要吃 2kg 的昆 虫 而 100kg 的昆虫要吃 1000kg 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 这只鹰转化绿色植物的百分比应为 A 0 05 B 0 5 C 0 25 D 0 025 解析解析 该题中能量流动效率不仅用重量表示 而且其数值在各营养级之间都不一样 但以 植物为基准 在食物链的基础上可推出它们间的数量转化关系 植物 昆虫 小鸟 鹰 1000kg 100kg 12 5kg 2 5kg 这样 鹰转化绿色植物的百分比即为 2 5 1000 也就是 0 25 3 3 根据规定的能量流动效率计算根据规定的能量流动效率计算 例例 4 4 有一食物网如图 1 所示 假如猫头鹰的食物 2 5 来自兔子 2 5 来自老鼠 其余来自 蛇 那么猫头鹰要增加 20g 体重 最多消耗植物多少克 图 1 解析 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 如要使其增重 20g 则这种食物食用后必须使其分别增加 8g 8g 4g 这样可得到图 2 图 2 考虑到是最多消耗 计算时要按最低的能量流动效率即 10 计算 这样这三条链消耗的植 物分别为 800g 800g 4000g 共消耗植物 5600 克 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量转化效率为 10 若一种生物摄 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 10 千克生物量 需消耗生 产者多少千克 解析解析 据题意 与丁食物来源相关的食物链有三条 戊 庚 丁 戊 甲 丁 戊 己 甲 丁 丁以甲和庚为食 则按能量传递效率 10 计 算 各需甲 庚 10kg 10 2 50kg 甲要增长 50kg 需摄食己和戊共 50kg 10 500kg 则己 戊各 250kg 己要增长 250kg 则需摄食戊 250kg 10 2500kg 庚要增长 50kg 则需戊 50kg 10 500kg 共需戊 500 2500 250 3250kg 4 4 根据变化的能量流动效率计算根据变化的能量流动效率计算 例例 6 6 已知在如下图 4 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 图 4 解析解析 本题中 C 获得能量的途径有二条 从 A 直接获得和从 A 经 B 传递间接获得 已知 C 从 A 直接获得的比例为 x 则直接获得的能量为 ax 需要消耗 A 的能量为 10ax 间接获得的 比例为 1 x 则间接获得的能量为 1 x a 需要消耗 A 的能量为 100 1 x a 那么消 耗 A 的总能量为 10ax 100 1 x a 100a 90ax 亦即 y 与 x 的函数关系式为 y 100a 90ax 5 5 根据特定的能量流动要求计算根据特定的能量流动要求计算 例例 7 7 有一食物网如下图所示 设 E 种群干物质量为 5 8 109kJ B 种群干物质量为 1 3 108kJ 则 A 种群干物质量的值至少是 解析解析 本题首先要搞清楚 由于能量寓于物质之中 所以计算干物质量的值也就是计算能 量的量值 其次 由于 E 种群的干物质的最终去向有 B 和 A 所以要使 A 种群所得干物质的量最 少 只有在 E 种群以最低的传递效率传给 B 这时 E 种群剩余干物质最少 E 剩余部分再以最低的传递效率传给 A 时才可能发生 B 种群干物质量为 1 3 108kJ 从理论上讲 至多消耗 E 种群干物质为 1 3 108kJ 10 1 3