例析生態(tài)系統(tǒng)中能量流動計算的幾種題型

1、 例析生態(tài)系統(tǒng)中能量流動計算的幾種題型能量流動的知識，是高中生物教材中為數(shù)不多的幾個D級知識點之一，因此，關(guān)于能量流動的計算問題，是一種重要的題型。常見的計算題型大致可分為如下幾種：1. 根據(jù)能量流動效率直接計算例1 某生態(tài)系統(tǒng)中初級消費者和次級消費者的總能量分別是W1和W2，當下列哪種情況發(fā)生時，最有可能使生態(tài)平衡遭到破壞（ ）A. B. C. D. 解析 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動效率為10%20%，即一般情況下上一營養(yǎng)級傳遞給下一營養(yǎng)級的能量不超過自身同化量的20%，如，則說明初級消費者和次級消費者之間的能量流動效率已經(jīng)高于20%，初級消費者、食物鏈和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性都受到了破壞，影響了生物的可

2、持續(xù)性發(fā)展，因而最有可能使生態(tài)平衡遭到破壞。答案選D項。 例2 有5個營養(yǎng)級的一條食物鏈，若第五營養(yǎng)級的生物體重增加1kg，理論上至少要消耗第一營養(yǎng)級的生物（ ）A. 25kg B. 125kg C. 625kg D. 3125kg解析 這是最為簡單的一種計算題型。所謂至少消耗，即是按照最高的效率（20%）傳遞。設(shè)需消耗第一營養(yǎng)級生物x kg，則有(20%)4x=1，不難選出正確答案為C項。2. 根據(jù)隱含的能量流動數(shù)量關(guān)系進行計算例3 在某生態(tài)系統(tǒng)中，已知1只2kg的鷹要吃10kg的小鳥，0.25kg的小鳥要吃2kg的昆蟲，而100kg的昆蟲要吃1000kg的綠色植物。若各營養(yǎng)級生物所攝入的食

3、物全轉(zhuǎn)化成能量的話，那么，這只鷹轉(zhuǎn)化綠色植物的百分比應(yīng)為（ ）A. 0.05% B. 0.5% C. 0.25% D. 0.025%解析 該題中能量流動效率不僅用重量表示，而且其數(shù)值在各營養(yǎng)級之間都不一樣，但以植物為基準，在食物鏈的基礎(chǔ)上可推出它們間的數(shù)量轉(zhuǎn)化關(guān)系：植物 昆蟲 小鳥 鷹1000kg 100kg 12.5kg 2.5kg這樣，鷹轉(zhuǎn)化綠色植物的百分比即為2.5/1000，也就是0.25%。3. 根據(jù)規(guī)定的能量流動效率計算例4 有一食物網(wǎng)如圖1所示。假如貓頭鷹的食物2/5來自兔子，2/5來自老鼠，其余來自蛇，那么貓頭鷹要增加20g體重，最多消耗植物多少克？圖1解析 據(jù)題意，貓頭鷹的食

4、物可來源于三條食物鏈，直接來源于三種不同的生物：兔、鼠、蛇，如要使其增重20g，則這種食物食用后必須使其分別增加8g、8g、4g。這樣可得到圖2。圖2考慮到是最多消耗，計算時要按最低的能量流動效率即10%計算，這樣這三條鏈消耗的植物分別為800g、800g、4000g，共消耗植物5600克。例5 在如下圖所示的食物網(wǎng)中，已知各營養(yǎng)級之間的能量轉(zhuǎn)化效率為10%，若一種生物攝食兩種上一營養(yǎng)級的生物時，兩種被攝食的生物量相等，則丁每增加10千克生物量，需消耗生產(chǎn)者多少千克？解析 據(jù)題意，與丁食物來源相關(guān)的食物鏈有三條：戊庚丁，戊甲丁，戊己甲丁。丁以甲和庚為食，則按能量傳遞效率10%計算：各需甲、庚1

5、0kg÷10%÷250kg。甲要增長50kg需攝食己和戊共50kg÷10%500kg，則己、戊各250kg，己要增長250kg則需攝食戊250kg÷10%2500kg，庚要增長50kg則需戊50kg÷10%500kg。共需戊：50025002503250kg。4. 根據(jù)變化的能量流動效率計算例6 已知在如下圖4所示的食物網(wǎng)中，C生物同化的總能量為a，其中A生物直接供給C生物的比例為x，則按最低的能量傳遞效率計算，需要A生物的總能量（y）與x的函數(shù)關(guān)系式為_。圖4解析 本題中，C獲得能量的途徑有二條：從A直接獲得和從A經(jīng)B傳遞間接獲得，已知C從A

6、直接獲得的比例為x，則直接獲得的能量為ax，需要消耗A的能量為10ax，間接獲得的比例為（1x），則間接獲得的能量為（1x）a，需要消耗A的能量為100（1x）a，那么消耗A的總能量為10ax100（1x）a100a90ax，亦即y與x的函數(shù)關(guān)系式為：y100a90ax。5. 根據(jù)特定的能量流動要求計算例7 有一食物網(wǎng)如下圖所示，設(shè)E種群干物質(zhì)量為5.8×109kJ，B種群干物質(zhì)量為1.3×108kJ，則A種群干物質(zhì)量的值至少是_。解析 本題首先要搞清楚：由于能量寓于物質(zhì)之中，所以計算干物質(zhì)量的值也就是計算能量的量值；其次，由于E種群的干物質(zhì)的最終去向有B和A，所以要使A種群所得干物質(zhì)的量最少，只有在E種群以最低的傳遞效率傳給B（這時E種群剩余干物質(zhì)最少），E剩余部分再以最低的傳遞效率傳給A時才可能發(fā)生。B種群干物質(zhì)量為1.3×108kJ，從理論上講，至多消耗E種群干物質(zhì)為1.3×108kJ/10%1.3×109kJ，由于A與E相隔一個營養(yǎng)級，因而A種群干物