能量流动计算题.docx

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能量流动计算题

能量流动计算题

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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0.25千克要吃2千克昆虫；而昆虫增重100千克要吃1000千克绿色植物。

在此食物链中鹰对绿色植物的能量利用率为（）

 A 0.05﹪ B 0.5﹪  C 0.25﹪   D 0.025﹪

 解析：

能量传递效率在各营养级之间不一样，逐步计算。

或以植物为基准，在食物链的基础上推出2.5/1000×100%=0.25%

二 求营养级的生物量

（一）已知能量传递效率求生物量

例3在植物        昆虫      鸟  的营养结构中，若能量传递效率为10%，以鸟类同化的总量为（）

解析：

设鸟类同化的总能量为A。

则鸟通过植物       昆虫      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=100X+10（A-X）=10A+90x,据此判断正确的图像时D

例4 如果一个人的食物有1/2来自绿色植物，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10%，那么此人每增加1kg体重，约消耗植物 （）                

A 10kg   B 28Kg  C 100Kg  D 280Kg

解析 根据题意我们可以写出三条食物链：

①植物          人，在此食物链中人增重0.5kg，需消耗0.5/0.1=5kg；②植物         羊          人，在此食物链中，人增重0.25kg，需消耗0.25÷0.1÷0.1=25kg植物③植物         植食动物         小型肉食动物          人，在此食物链中，人增重0.25kg，需消耗0.25÷0.1÷0.1÷0.1=250kg植物。

所以人要增重1kg体重，共要消耗植物280kg。

例5.在一条食物链中，如果生产者固定的全部太阳能为105kJ，若能量传递效率10% ，那么第四营养级同化的能量为 

A  10kJ   B100kJ   C1000kJ    D10000kJ  

解析：

第四营养级的同化量可用公式an=a1qn-1求得为100kJ.

（二）未知能量传递效率求生物量

1.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：

（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+256+63+50=466kJ。

这部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         B、  B       C的能量传递效率：

A       B的传递效率为63/（97+256+63+50）=13.5%; B      C的传递效率为13/（18+30+13+2）=20.5%。

所以欲使C 增加3kg,至少需要A为3÷13.5%÷20.5%=109kg

例7 以一头牛和300只兔进行实验，下表为实验数据：

项目

1头牛

300只兔

总体重（kg）

600

600

日均食物消耗（kg）

7.5

30.0

日均热量散失（kJ）

82000

129000

日均体重增加（kJ）

1.8

7.2

（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1.8/7.5×100%=24% 兔的能量利用效率为7.2/30.0×100%=24%,所以它们的体重增加量均为24%×1000=240kg. 参考答案：

（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

（1）已知较高营养级生物的能量求较低营养级生物的能量     

① 求最多量时，食物链按最长，传递效率按10%计算。

例8右图为某生态系统中的食物网示意图。

若A生物 种群含有总能量7.1×109kJ,则从理论上讲，D生物种群含有的总能量最多是 

A 7.1×1012    B  3.55× 1012  C  5.95× 1011  D  8.875× 1011

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贮存的总能量最多的食物链是D      E      C     A  传递效率按10%计算。

即D生物种群含有的总能量最多为7.1×109÷10%÷10%÷10%=7.1×1012kJ. 

②求最少量时，食物链按最短、传递效率按20%计算 

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______kg 

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，则猫头鹰体重增加1kg，至少消耗A约为   （）

A 100kg     B 312.5kg      C  25kg       D   15kg

A

CD

B

解析：

猫头鹰增重1kg则至少需要B、D各为1÷20%÷2=2.5kg , 2.5kgB至少需要A、C各为2.5÷20%÷2=6.25kg,2.5kgD至少需要C为2.5÷20%=12.5kg,则（12.5+6.25）kgC至少需要A为18.75÷20%=93.75kg,则A=（6.25+93.75）=100kg

（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 

①求量最多时，食物链按最短，传递效率按20%计算 

例11 在某湖泊生态系统的一条食物链中，若生产者通过光合作用产生了60mol的Ｏ２，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 1225kJ       B 2510kJ        C 2870kJ        D 5740kJ

解析：

生产者通过光合作用产生了60mol的Ｏ２,则制造的葡萄糖是10mol，即生产者固定的太阳能为10×2870kJ.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10×2870×20%=5740kJ

②求最少量时，食物链按最长，传递效率按最低10%计算 

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7.1×109 

KJ ，B生物种群总能量为2.3×108KJ，从理论上计算，A贮存的总能量最少为 （  ）        

A  7.1×108KJ       B   4.8×107KJ            

C  5.95×107KJ      D   2.3×107  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10%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D→A、D→E→C→A同时存在，只能是D→E→C→A。

 为此，E的能量在传递给A的途径中，只有确保：

①E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；③C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：

 （7.1×109-2.3×108÷10%）×10%×10%=4.8×107KJ 

三 、综合应用类

例13 某海滩黄泥螺种群现存量为2000t，正常情况下，每年该种群最多可增加300t，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为  （）   

A 300t       B 1650t       C  1500t          D 不超过300t 

解析：

根据题意，在在正常情况下黄泥螺每年最多可增加300t，为保证不影响可持续发展，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W1、W2，当下列哪种情况发生时，就可能使生态系统发生破坏？

 A  W1＞ 10W2     

B  W1 ＞5 W2             

C  W1 ＜ 10 W2          

 D  W1 ＜ 5  W2 

   解析：

 生态系统的能量传递效率为10%20%，即一般情况下上一营养级传递到下一营养级的能量不超过自身同化量的20%，否则会影响上网的可持续发展，就会使生态系统的稳定性遭到破坏，A选项W2/W1＜1/10；B选项W2/W1＜1/5；C选项W2/W1＞1/10；D选项W2/W1＞1/5 故选D 

例15 在一个生态系统中，A种群有50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 

A A      B       C       D       

B  D       C       B       A       

C C      D       B       A      

D  不能确定 

解析：

本题初看起来选B，但题目中只提供个体的数量，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

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. 24kJ               B. 192kJ       C.96kJ        D. 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为：

24000×20%×20%×20%=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）×（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1kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（    ）

A. 25kg           B. 125kg      C. 625kg    D. 3125kg

解析：

据题意，要计算消耗