能量流动分类计算2.doc

食物链或食物网中能量传递计算归类解析及总结江西省泰和县第二中学 （343700） 曾小军遇到食物网能量流动计算题时，先判定计算题型，再运用相应的方法去解，可以减少教学过程中的盲目性。下面通过举例归纳分析。1 顺推方向计算1.1 给出能量传递效率，从生产者向消费者方向顺推“较高营养级可获得能量（或生物量）多少”的计算问题 例1假定某生态系统中有绿色植物、蛙、蛇、鹰、昆虫和食虫鸟等生物。此生态系统的总能量为24000KJ。如果营养级之间能量传递效率为15%，那么第三营养级和第四营养级所获得的能量分别是 （ ） A540KJ和81KJ B.36000KJ和960KJC24000KJ和960KJ D.960KJ和192KJ解析 根据题意，生态系统总能量就是食物链的第一营养级固定的能量，即24000KJ，那么第三和第四营养级所利用的能量分别为：2400015%15%和2400015%15%15%，即540KJ和81KJ。答案选A。1.2未给出能量传递效率和其他条件（但题干有“最多或最少”字样），从生产者向消费者方向顺推“较高营养级可获得能量（或生物量）多少”的计算问题例2 在能量金字塔中，如果生产者在光合作用中产生240mol氧气，全部用于初级消费者分解血液中的血糖，其释放并贮存在ATP中的能量最多有多少焦耳可被三级消费者捕获？ （ ）A.0.24106J B.5.061106J C.1.008106J D.1.858106J解析 血糖分解的反应式：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量（1mol血糖分解其中有1161 KJ能量储存在ATP中），由此可知，240mol氧气全部用于分解初级消费者的血糖，储存在ATP中的能量为401161=46440KJ。由题意可知，能量在生态系统的逐级流动中的最大传递效率为20%，根据以下关系：生产者初级消费者次级消费者三级消费者，三级消费者所捕获的最大能量为4644020%20%=1857.6KJ1.858106J。答案选D。2 逆推方向计算2.1 给出能量传递效率，从消费者向生产者方向逆推“需要（或消耗）较低营养级能量（或生物量）多少” 的计算问题 例3 由于“赤潮”，一条4kg重的杂食海洋鱼死亡，假如此杂食鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率20%计算，该杂食鱼从出生到死亡，共需海洋植物多少kg？解析 解答本题时，首先应写出各生物之间正确的食物网关系，其次根据能量流动关系进行计算。依题意，各生物之间的食物网如下：植物 草食鱼类 小型肉鱼类杂食鱼从食物网可看出，杂食鱼的食物来自三条食物链，分别是：（1）植物杂食鱼（2）植物草食鱼杂食鱼（3）植物草食鱼类小型肉鱼类杂食鱼因为传递效率以20%计算，根据题意，4kg重的杂食鱼中，有41/2=2kg的能量来自植物，据第（1）条食物链可得，实际消耗植物的量为220%=10kg；有41/4=1kg的能量来自草食鱼类，据第（2）条食物链可得，实际消耗的量为120%20%=25kg；有41/4=1kg的能量来自小型肉食鱼类，据第（3）条食物链可得，实际消耗的量为120%20%20%=125kg；故共消耗植物10+25+125=165kg。2.2 未给出能量的传递率但给出传递条件（题干除有“最多或最少”字样，还给出营养级传递能量的固定分配量），从消费者向生产者方向逆推 “需要（或消耗）较低营养级能量（或生物量）多少” 的计算问题例4 下图是一个食物网，如果鹰的食物有2/5来自兔，有2/5来自鼠，有1/5来自蛇，那么鹰要增重20g体重，最多要消耗植物多少g？植物 兔 鹰鼠 蛇解析：从图中可以看出，鹰的食物来源有三条途径：（1）植物兔鹰（2）植物鼠鹰（3）植物鼠蛇鹰其中有2/5来自（1），2/5来自（2），1/5来自（3），因为题目中要计算最多消耗植物多少g，所以能量传递效率按10%计算。第（1）条途径最多消耗植物：202/510%10%=800g第（2）条途径最多消耗植物：202/510%10%=800g第（3）条途径最多消耗植物：201/510%10%10%=4000g然后将每一条途径中植物量相加就可以得出结果。即鹰增加20 g体重，最多消耗植物5600 g。2.3 未给出能量的传递率和其他条件（题干有“最多或最少”字样，但未给出营养级传递能量的固定分配量），从消费者向生产者方向逆推“需要（或消耗）较低营养级能量（或生物量）多少 ”的计算问题水藻水蚤虾小鱼大鱼人例5 如图食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻_kg；最多消耗水藻_kg。解析 求最少消耗水藻时，就要选最短的食物链，如水藻小鱼人，最大传递效率（按20%计算），设最最少消耗为X，则X20%20%=1，所以X=120%20%=25kg；求最多消耗时，就要选择最长的食物链：水藻水蚤虾小鱼大鱼人，传递效率按最小10%计算，设最多消耗Y，则Y10%10%10%10%10%=1，所以Y=110%10%10%10%10%=100000kg。（答案 25 100000）总结规律1 当食物链中低营养级生物向高营养级生物传递时，高营养级生物能获得的能量（或生物量）可用乘法计算（又称食量缩小法）。如已知低营养级生物有Mg，高营养级生物获得的最多生物量应按最高传递率来计算，即（20%）n M；而高营养级生物获得的最少生物量应按最低传递率来计算，即（10%）n M。总结规律2 当食物链中由高营养级生物的能量（或生物量）求低营养级生物的生物量（或生物量）时，应该用除法