能量流动计算题

1、里讥动计算题作者:日期:有关能量流动的计算题的解题技巧生态系统的主要功能是进行能量流动和物质循环，生物考试中一般以计算题的形式考查生态系统的能量流动这部分知识。下面就常见的一些类型进行归类，总结该类题的解题技巧。一.求能量传递效率求能量传递效率=乂例1. 下表是对某I生生态上统戢I篇领流动的调查结果，其中A、日C、D分别表示不同的营养级，E为分解者。pg为生物同化作用固定能量的总量 ，Pn为生物体储存的能量(Pg=P n+R),R为生物呼吸消耗的能量。请分析回答。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.能量流动是从 A、B、C、D中的那个营养级开始的？为什么？.该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率是多少？.从能量输入和输出的角度看，该生态系统的总能量是否增加？为什么?解析：(1)因为B营养级的能量最多，储存的能量和呼吸消耗的能量也最多故B是生产者。(2)已知E是分解者 ，按照生态系统中能量逐级递减的特点，食物链为 B 一 D一A-C=从第三营养级传递到第四营养级的效率为(0 .9 /1 5 .9 ) X 100 %=5. 7 %(3 )因为在该生态系统中，输入的总能量为生产者固定的总能量870.7,输出的总能量=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 生态系统输入的总能量大于输出的总能量之和。答案(1) B因为B营养级含能量最多，是生产者。5. 7%(3)增加。因为该生态系统输入的总能量大于输出的总能量之和。例2某一生态系统中，已知一只鹰增重 2千克要吃10千克小鸟，小鸟增重0.25千克要口zs 2千克昆虫；而昆虫增重1 0 0千克要吃1 000千克绿色植物。在此食物链中鹰对绿色植 物的能量利用率为（）A 0.0 5 % B 0. 5 % C 0. 2 5% D 0. 0 2 5%解析：能量传递效率在各营养级之间不一样，

4、逐步计算。或以植物为基准，在食物链的基础上推出 2. 5 / 1000X 100%=0.2 5 %二求营养级的生物量（一）已知能量传递效率求生物量例3例3在植物昆虫为10%,以鸟类同化的总量为（）鸟的营养结构中，若能量传递效率解析：设鸟类同化的总能量为A解析：设鸟类同化的总能量为A。则鸟通过植物鸟获得总能量X需要的植物为100X,通过植物鸟获得的能量（A-X）需要的植物为10 （A-X）,则Y=10 0X+1 0 （A-X） =1 0 A+90 x,据此判断正确的图像时D例4如果一个人的食物有1/ 2来自绿色|!物，1 /4来自小型肉食动物，1/4来自羊 肉，假设能量传递效率为1 0 %,那么

5、此人每增加1 kg体重，约消耗植 物（）A 1 0 kg B 28Kg C 100Kg D 2 8 0Kg解析 根据题意我们可以写出三条食物链：植物 *人，在此食物链中 人增重 0.5kg , 需一时 耗 P：*5/0.1= 5 kg; 植物羊人，在此食物链一,人增重0. 25kg ,需消耗0 .250 . 1 + 0.1=25kg 植物植物植食动物小型肉食动物人，在此食物链中，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体重，共要消耗植物280kg o例5 .在一条食物链中，如果生产者固定的全部太阳能为105kJ,若能量传

6、递效率10%，那么第四营养级同化的能量为A 10k J B1O0kJ C1000kJD10000k J解析：第四营养级的同化量可用公式an=aii q11-1求得为100kJ.（二）未知能量传递效率求生物量.隐含在题干数据中例6下图是对某生态系统一年内能量流动状况的调查情况（单位 ：kJ ）请据图回答：呼 未禾【J呼未禾1J呼台匕 目匕台匕 目匕(1)流经该生态系统的总能量是(1)流经该生态系统的总能量是kJ.(2)欲使 C增加3kg,至少需要 A kg解析：流经该生态系统的总能量是该生态系统生产者所固定的太阳能的总量,A是生产者。其固定的总能量为 97+2 56+63+50=466kJ。这部

7、分能量通过生产者流向三个方向： 一是每个营养级呼吸作用所消耗，一部分用于生命活动，另一部分以热能散失；二是营养级生物的遗体、残枝败叶中的能量被分解者分解而释放出来；三是被下一营养级所同化。在计算C增加3kg时应先计算 A*区 ，BC的她量专递效率：AB的传递效率为6 3/(g7+25 6 + 6 3 +50)=13.5 %; BC的传递效率为 13/(18+30+13+2)=20.5%。所以欲使 C 增力口 3 kg,至少需要 A为 3+13.5%+ 2 0.5 %=1 0 9kg例7以一头牛和30 0只兔进行实验，下表为实验数据项目1头牛3 0 0只兔总体重(kg)6 006 0 0日均食物

8、消耗(kg)7.530.0日均热量散失(kJ)8 20 0 01290 0 0日均体重增加(kJ )1. 87. 2(1 )若牛和兔均摄食1t饲料干草，分别计算两种动物的体重增加量(2 )如何解释两种动物日均热量散失量的不同(3)若市场上牛肉和兔肉价格比为1 ： 1.5 ,则养殖哪种动物的经济效益高？为什么？解析：要计算牛和兔摄食1t饲料干草的体重增加量，必须先根据表中的实验数据求出它 们的能量利用效率：牛的利用效率为1.8/7. 5 X 1 0 0% = 2 4% 兔的能量利用效率为7 .2/30 .0X 1 0 0%= 24%,所以它们的体重增加量均为24%x 100 0=240kg. 参

9、考答案：(2)兔的个体小，运动性强，因此单位体重散热多(兔的体表面积/体积比值大)(3)兔的经济效益高：因为兔的体重增加快，产肉量多，有利于缩短企业生产周期，且投入和产出相等的情况下，兔肉价格高，因此经济效益高。2隐含在题干的叙述中出相等的情况下，兔肉价格高，因此经济效益高。(1 )已知较高营养级生物的能量求较低营养级生物的能量 求最多量时，食物链按最长，传递效率按1 0%十算。7.1 X 109kJ,则从理A 7 .1 X 1012B 3. 5 5 X 101 2 7.1 X 109kJ,则从理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：由图可知 D为生产者，要使D的能量最多，则必须这样分析，一是能量传递效率最低， 二是食物链最长，D 贮存的总能+量最*多疗食物链是 DECA传递效率按10%十算。即D生物种群含有的总能量最多为 7. 1 X 1 09+10* 1 0 盼 10%=7.1X 1012kJ .求最少量时，食物链按最短、传递效率按20%十算例9例9在硅藻小甲壳动物小鱼大鱼食物链中，若大鱼增重1kg,至少需要小甲壳动物 k g解析：据题意可知，能量传递效率应取20 %,所以应为25例10 下图表示某生态系统食物网的图解，若一种生物摄取两种下一营养级的生物，且它们被摄食的生物量相等，则猫头鹰体

11、重增加1 们被摄食的生物量相等，则猫头鹰体重增加1 k g,至少消耗A约为A 100kgB 312. 5kgC 25kgD 15kgA 100kgB 312. 5kgC 25kgD 15kg猫头鹰猫头鹰解析：猫头鹰增重1kg则至少需要B、D各为1 + 20盼2=2 . 5 kg , 2.5 k gB至少需要A、C 各为 2. 5+ 2 0。后 2=6.25kg , 2.5 k gD 至少需要 C 为 2.5 +20% = 1 2. 5 kg,则(12.5+6 .2 5 ) k gC 至少需要 A 为 18. 7 5+ 20%=93 75k g ,贝U A=(6.25 + 93. 75) =10

12、0kg(2)已知较低营养级的生物的能量求较高营养级生物的能量求量最多时，食物链按最短，传递效率按20%计算例11在某湖泊生态系统白一条食物链中，若生产者通过光合作用产生了6 0 moi的0 2,则其所固定的太阳能中，流入初级消费者体内的能量最多可达（）A 1 2 25k JB 2510 k JC 287 0kJD 5740kJ解析：生产者通过光合作用产生了6 0 mol白O O2则制造的葡萄糖是1 0 mol,即生产者固定的太阳能为10X 287 0 k J.计算流入初级消费者体内的能量最多为多少，应按传递效率最高计算，即 1 0 X 28 70 X 20险 5 7 4 0 k J求最少量时，

13、食物链按最长，传递效率按最低10%十算例12右图为某生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为7 .A贮存的总能量最少KJ ,B生物种群总能量为2. 3X1 08KJ ,A贮存的总能量最少为（）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：由图可知D为生产者，要使A获得的能量最少，则必须保证三个条件：一是能量来源途 径最少；二是能量传递效率最低 （按1 0%计算）；三是食物链要最长。故从理论上讲，与 A 贮存的总能量最少相关的食物链不可能是D A,也不可能是 AA、A E-C- A同时存在，只能是D 一 E一C Ao为

14、此,E的能量在传递给A的途径中，只有确保：E在传递给B时用去的能量最多；E的总 能量减去传递给 B的后再传给C时效率最低；C在传递给A时效率最低，结果才能使 A获 得的能量最少。所以据此计算得 A贮存的总能量最少为：（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、综合应用类例13 某海滩黄泥螺种群现存量为2OO0t,正常情况下，每年该种群最多可增加3 0 0t,为充分利用黄泥螺资源，又不影响可持续发展，理论上每年最多捕捞黄泥螺的量A 300ttB A 300ttB 1650tD不超过300 tC150000 t ,为保

15、证不影响可持续发展00 t ,为保证不影响可持续发展1、W2,当下列哪种情况发生时又充分利用资源，最多捕捞量应小于或等于最大增长量。例14某地区初级消费者和次级消费者的总能量分别为W TOC o 1-5 h z 就可能使生态系统发生破坏？AW 10W2B W 5 W2CW110 WDW 1/1 0; D选项 W/W 1/5 故选 D例1 5 在一个生态系统中,A种群有5 0个个体,B种群有500个个体，C种群有5000个个 体，则它们的食物链的关系是 TOC o 1-5 h z A A B B -B_0HCDB DCbbAC C d DBAD不能确定解析：本题初看起来选B，但题目中只提供个体的

16、数量，没有提供个体的大小或个体拥有的能量，所以仅凭个体的数量无法判断能量的多少。故选D生态系统中能量流动的计算方法生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点，考生常因缺乏系统总结和解法归纳而容易出错。下面就相关问题解法分析如下：一、食物链中的能量计算.已知较低营养级生物具有的能量（或生物量）,求较高营养级生物所能获得能量 （或生物量）的最大值。例1.若某生态系统固定的总能量为2400 0 kJ ,则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（）A.24k JB .1 92 k JC. 96k JD. 96 0 k J解析：据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能

17、量，即24000k J ,当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值为：2400 0 X 20% X 20%100E3B. Ei25E3.有一食物网如右图所示。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20 g体重，最多消耗植物 克。.右图为美国生态学家林德曼于1 9 42年对一个天然湖泊赛达伯格湖的能量流动进行测量时所得结果。请据图中相关数据，则第二营养级向第三营养级的能量传递效率是_O.下图所示的食物网中，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

18、算，需要A生物的总能量（y）与x的函数关系式为 五、巩固练习答案与解析1.80kg 解析：由题意可知，这条鱼的食物来源于三条食物链，即：植物一杂食鱼；植物草食鱼类杂食鱼；植物草食鱼类一小型肉食鱼类杂食鱼，由较高营养级 的生物量求其对较低营养级的需要量时，应按能量传递效率20%十算。通过三条食物链消耗植物分别是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：较高营养级获得参量一定时，能量传递效率越大，则所需较低营养级生物量越少，应按20%勺能量传递效率计算。所以需要浮游动物的生物量为1000+ 2。好5000 k g,所需浮游植物为 1000+2 0 %+ 20% =2500 0 kg。. D 解析：生态系统的能量传递效率为10%20 %当生产者的能量小于次级消费者能量的25倍，则说明该生态系统中，在生产者、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%,此时，次级消费者对于初级消费者的捕食强度会加大，可能使生态系统的稳定性受到破坏，影响生生态系统的可持续性发展，导致生态平衡破坏。.560 0 解析：该食物网中有三条食物链，最高营养级为鹰。据题意，应按最低能量传递效率（1 0%）计算，可得到三条链消耗的植物分别为800g、8 0 0g、4