生态系统的能量流动计算

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1、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1. 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24000kJ,则该生态系统的第四营养级生物最多能获 得的能量是（）A. 24kJB.192kJC.96kJD. 960kJ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 量，即24000kJ,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

2、为：24000X20%X20%X20%=192kJ。答案： D规律：已知较低营养级的能量（或生物量），不知道传递效率，计算较高营养级生物获 得能量（或生物量）的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量（或生 物量）X（20%）n （n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。2. 已知较高营养级的能量（或生物量），求较低营养级应具备的能量（或生物量）的最 小值。例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg,理论上至 少要消耗第一营养级的生物量为（）A. 25 kgB. 125 kgC. 625 kgD.3125 kg解析：据题意，要计算消耗的

3、第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计 算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg,则X=1三（20%）4=625 kg。答案： C规律：已知能量传递途径和较高营养级生物的能量（或生物量）时，若需计算较低营养 级应具有的能量（或生物量）的最小值（即至少）时，按能量传递效率的最大值20%进行计 算，即较低营养级的生物量至少是较高营养级的能量（或生物量）X5n （n为食物链中，由 较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。水藻f水蚤T虾f小角丈鱼人It It3. 已知能量的传递途径和传递效率，根据要求计算相关生物的能量（或生物量）。例3.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了 240mo

4、l02若能量传递效率为10%15% 时，次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖？（）A.0.04B.0.4C.0.9D.0.09解析:结合光合作用的相关知识可知:生产者固定的能量相当于240三6 = 40mol葡萄糖； 生产者的能量传递给次级消费者经过了两次传递，按最大的能量传递效率计算，次级消费者 获得的能量最多相当于40X15%X 15%=0.9mol葡萄糖。答案: C规律:已知能量传递效率及其传递途径时，可在确定能量传递效率和传递途径的基础上， 按照相应的能量传递效率和传递途径计算。二、食物网中能量流动的计算1.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，未告知传递效率时的能量计算。例

5、 4. 右图食物网中，在能量传递效率为10%20%时，假设每个营养级的生物从前一营 养级的不同生物处获得的能量相等。则人的体重每增加1 kg，至少需要消耗水 藻kg。解析:由题意知:人从大鱼和小鱼处获得的能量是相等的，小鱼从虾和水藻处获得的能 量是相等的，而且，题中“至少”需要多少，应按能量传递的最大效率计算。计算方法如下:在“小鱼一大鱼一人”的传递途径中，大鱼的生物量至少为0.5三20%=2.5 kg，小鱼 的生物量至少为2.5三20%= 12.5 kg；在“小鱼一人”的传递途径中，小鱼的生物量至少是 0.5三20%=2.5 kg。因此，小鱼的生物量总量至少为12.5+2.5=15 kg。同

6、理：在“水藻一水蚤一虾一小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是15三2220% 三20%三20%=937.5 kg；在“水藻一小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是15三2220% = 37.5 kg。因此，水藻的生物量总量至少为937.5+37.5=975 kg。答案: 975规律:对于食物网中能量流动的计算，先应根据题意写出相应的食物链并确定各营养级 之间的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别进行计算，再将各条食物链中的值相加 即可。2.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，在特定传递效率时的计算。例 5.若人的食物1/2 来自植物，1/4来自小型食肉动物，1/4 来自羊肉，若各营养级

7、之 间的能量传递效率为10%时，人增重1 kg需要消耗的植物为 kg。解析：根据题意可画出食物网（右图），从题目要求可以判断能量的传递效率为10%， 根据人增重从不同途径获得能量的比例可计算如下：植物-人：0.5三10%=5 kg；植物-羊-人：0.5三10%三10%=50 kg；植物-羊-小型肉食动物-人：0.5三10%三10%三10%=500 kg；因此：人增重 1 kg 共消耗植物 5+50+500=555 kg。答案： 555规律：对于食物网中能量流动的计算，先应根据题意写出相应的食物网，根据特定的传 递效率，按照从不同食物链获得的比例分别计算，再将各条食物链中的值相加即可。三、已知各

8、营养级的能量（或生物量），计算特定营养级间能量的传递效率例6在某生态系统中，1只2 kg的鹰要吃10 kg的小鸟，0.25 kg的小鸟要吃2 kg的 昆虫，而100 kg的昆虫要吃1000 kg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，绿色植物到鹰的能量传递效率为（ ）A. 0.05%B. 0.5%C. 0.25%D. 0.025%解析：根据题意，可根据能量传递效率的概念计算出各营养级之间的能量传递效率，再 计算出绿色植物转化为鹰的食物链中各营养级的生物量。即：10 kg的小鸟需要昆虫的生物 量=10三（0.25F2） =80 kg； 80 kg的昆虫需要绿色植物的生物量=80三（100三1000） =800 kg。因此，从绿色植物-昆虫-小鸟-鹰的生物量依次为 800 kg-80 kg-10 kg-2 kg， 则鹰转化绿色植物的百分比为2/800X 100%=0.25%。答案： C规律：要计算能量传递效率，可先根据各营养级的生物量计算出各营养级的传递效率， 并推算出不同营养级的生物量，最后计算出所需计算转化效率的较高营养级（本题中的鹰） 的生物量（或能量）占较低营养级（本题中的植物）的比例即可。