生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)計(jì)算

1、1講座講座5 5 食物網(wǎng)中能量的食物網(wǎng)中能量的相關(guān)計(jì)算相關(guān)計(jì)算2在高考中，食物網(wǎng)中能量的計(jì)算考的雖然不多，但也有在高考中，食物網(wǎng)中能量的計(jì)算考的雖然不多，但也有涉及。下面對(duì)于這個(gè)問(wèn)題我們將從涉及。下面對(duì)于這個(gè)問(wèn)題我們將從“傳遞率的計(jì)算傳遞率的計(jì)算”、“能能量傳遞中的極值計(jì)算量傳遞中的極值計(jì)算”、“能量沿多條食物鏈傳遞的計(jì)算能量沿多條食物鏈傳遞的計(jì)算”等角度進(jìn)行探討、歸納。等角度進(jìn)行探討、歸納。3一、傳遞率的計(jì)算一、傳遞率的計(jì)算二、能量傳遞中的極值計(jì)算二、能量傳遞中的極值計(jì)算三、能量沿多條食物鏈傳遞的計(jì)算三、能量沿多條食物鏈傳遞的計(jì)算本講相關(guān)內(nèi)容4一、傳遞率的計(jì)算一、傳遞率的計(jì)算【理論闡釋理論闡

2、釋】1.1.含義：含義：傳遞率指能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率，即能傳遞率指能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率，即能量傳遞效率量傳遞效率= =某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量/ /上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量100%100%。2.2.常見題型常見題型（1 1）直接給出食物鏈型：這類題給出食物鏈，并把有關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)）直接給出食物鏈型：這類題給出食物鏈，并把有關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)出。出。（2 2）需先構(gòu)建食物鏈型：這類題一般不直接給出食物鏈，而是）需先構(gòu)建食物鏈型：這類題一般不直接給出食物鏈，而是先根據(jù)題意構(gòu)建出食物鏈，再計(jì)算傳遞率。先根據(jù)題意構(gòu)建出食物鏈，再計(jì)算傳遞率。53.解題技巧解題技巧方法

3、：同化量比值法，即分別計(jì)算出兩營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量方法：同化量比值法，即分別計(jì)算出兩營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量后一營(yíng)后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量養(yǎng)級(jí)同化量 / 前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量結(jié)論結(jié)論6【例【例1 1】（】（20102010鎮(zhèn)江模擬）如圖為某生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)示意鎮(zhèn)江模擬）如圖為某生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)示意圖單位：圖單位：J/J/（cmcm2 2a a），以下分析不正確的是），以下分析不正確的是1.1.直接給出食物鏈型直接給出食物鏈型典例導(dǎo)悟典例導(dǎo)悟 7A.A.甲的數(shù)值是甲的數(shù)值是1250 J/1250 J/（cmcm2 2a a）B.B.乙到丙的傳遞效率為乙到丙的傳遞效率為15%15%C.C.每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量大部

4、分用于呼吸作用和被丁利用每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用D.D.乙的個(gè)體數(shù)目一定比甲少乙的個(gè)體數(shù)目一定比甲少8【解析【解析】選選D D。D D項(xiàng)的錯(cuò)誤在于：一般情況下乙的數(shù)量比甲少，項(xiàng)的錯(cuò)誤在于：一般情況下乙的數(shù)量比甲少，但也有特殊情況，如一株樹上有很多蟲子。但也有特殊情況，如一株樹上有很多蟲子。確定確定B B項(xiàng)正誤時(shí)，可進(jìn)行如下操作：項(xiàng)正誤時(shí)，可進(jìn)行如下操作：方法：同化量比值法方法：同化量比值法從圖示中可以看出：乙的同化量為從圖示中可以看出：乙的同化量為200200，丙的同化量為，丙的同化量為3030/20015%3030/20015%。9【例【例2 2】（】（20112011北

5、京模擬）北京模擬）下面表示下面表示、四個(gè)種四個(gè)種群在一個(gè)達(dá)到生態(tài)平衡中所含有的總能量，這四個(gè)種群的最簡(jiǎn)群在一個(gè)達(dá)到生態(tài)平衡中所含有的總能量，這四個(gè)種群的最簡(jiǎn)單的能量流動(dòng)的渠道應(yīng)是（單的能量流動(dòng)的渠道應(yīng)是（ ）A. A. 戊戊乙乙丙丙甲甲丁丁B. B. 戊戊丙丙甲甲丁和戊丁和戊丁丁C C戊戊丙丙甲甲丁和戊丁和戊乙乙甲甲丁丁D D戊戊乙乙甲甲丁和戊丁和戊乙乙丙丙丁丁2 2需先構(gòu)建食物鏈型需先構(gòu)建食物鏈型 種 群 甲乙丙丁戊能量（107kJm2） 2.50 2.50 13.30 13.30 10.8010.800.280.28220.00220.0010【解析【解析】選選C C。食物鏈中生產(chǎn)者含有的

6、能量最多，因此判斷戊食物鏈中生產(chǎn)者含有的能量最多，因此判斷戊為生產(chǎn)者，根據(jù)能量逐級(jí)遞減的特點(diǎn)，食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)排列為生產(chǎn)者，根據(jù)能量逐級(jí)遞減的特點(diǎn)，食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)排列依次為戊、乙、丙、甲、丁，再依據(jù)相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率依次為戊、乙、丙、甲、丁，再依據(jù)相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率10%10%20%20%，其中乙、丙之間，其中乙、丙之間10.8/13.30=81.2%10.8/13.30=81.2%，不符合，所以，不符合，所以二者為同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，該表格中含有兩條食物鏈，戊二者為同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，該表格中含有兩條食物鏈，戊丙丙甲甲丁和戊丁和戊乙乙甲甲丁。丁。11【理論闡釋理論闡釋】1 1含義：含義：這是一類關(guān)于能

7、量計(jì)算的含有這是一類關(guān)于能量計(jì)算的含有“最多最多”或或“至少至少”等字眼的問(wèn)題。等字眼的問(wèn)題。2 2常見題型常見題型（1 1）已知前面營(yíng)養(yǎng)級(jí)的值，求后面營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的至多或至少）已知前面營(yíng)養(yǎng)級(jí)的值，求后面營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的至多或至少值。值。（2 2）已知后面營(yíng)養(yǎng)級(jí)的增值，求至多或至少需要前面營(yíng)養(yǎng)級(jí)）已知后面營(yíng)養(yǎng)級(jí)的增值，求至多或至少需要前面營(yíng)養(yǎng)級(jí)的值。的值。二、能量傳遞中的極值計(jì)算二、能量傳遞中的極值計(jì)算123 3解題技巧解題技巧方法：方法：10%10%或或20%20%取值法取值法解題思路：確定傳遞率解題思路：確定傳遞率10%10%或或20%20%按確定的傳遞率計(jì)算每按確定的傳遞率計(jì)算每條食物鏈傳遞或

8、消耗物質(zhì)或能量的量條食物鏈傳遞或消耗物質(zhì)或能量的量將幾條食物鏈的計(jì)算將幾條食物鏈的計(jì)算結(jié)果加在一起。結(jié)果加在一起。13【例【例3 3】 有一食物網(wǎng)下圖所示。假如貓頭鷹的食物有一食物網(wǎng)下圖所示。假如貓頭鷹的食物2/52/5來(lái)自兔來(lái)自兔子，子，2/52/5來(lái)自老鼠，其余來(lái)自蛇，那么貓頭鷹要增加來(lái)自老鼠，其余來(lái)自蛇，那么貓頭鷹要增加20g20g體重，體重，最多消耗植物多少克？最多消耗植物多少克？典例導(dǎo)悟典例導(dǎo)悟 14【解析【解析】方法：方法：10%10%或或20%20%取值法。取值法。 據(jù)題意，貓頭鷹的食物可據(jù)題意，貓頭鷹的食物可來(lái)源于三條食物鏈，直接來(lái)源于三種不同的生物：兔、鼠、蛇，來(lái)源于三條食物

9、鏈，直接來(lái)源于三種不同的生物：兔、鼠、蛇，如要使其增重如要使其增重20g20g，則這種食物食用后必須使其分別增加，則這種食物食用后必須使其分別增加8g8g、8g8g、4g4g。這樣可得到下圖。這樣可得到下圖。 考慮到是最多消耗，計(jì)算時(shí)要按最低的能量流動(dòng)效率即考慮到是最多消耗，計(jì)算時(shí)要按最低的能量流動(dòng)效率即10%10%計(jì)計(jì)算，這樣這三條鏈消耗的植物分別為算，這樣這三條鏈消耗的植物分別為800g800g、800g800g、4000g4000g，共，共消耗植物消耗植物56005600克?？?。 【答案【答案】最多消耗植物最多消耗植物56005600克。克。 15【例【例4 4】已知在如下圖所示的食物網(wǎng)

10、中，已知在如下圖所示的食物網(wǎng)中，C C生物同化的總能量生物同化的總能量為為a a，其中，其中A A生物直接供給生物直接供給C C生物的比例為生物的比例為x x，則按最低的能量，則按最低的能量傳遞效率計(jì)算，需要傳遞效率計(jì)算，需要A A生物的總能量（生物的總能量（y y）與）與x x的函數(shù)關(guān)系式的函數(shù)關(guān)系式為為_。典例導(dǎo)悟典例導(dǎo)悟 16【解析【解析】本題考查能量傳遞中的極值計(jì)算。解題方法為：本題考查能量傳遞中的極值計(jì)算。解題方法為：10%10%或或20%20%取值法。取值法。本題中，本題中，C C獲得能量的途徑有二條：從獲得能量的途徑有二條：從A A直接獲得和直接獲得和從從A A經(jīng)經(jīng)B B傳遞間接

11、獲得，已知傳遞間接獲得，已知C C從從A A直接獲得的比例為直接獲得的比例為x x，則直接獲，則直接獲得的能量為得的能量為axax，需要消耗，需要消耗A A的能量為的能量為10ax10ax，間接獲得的比例為，間接獲得的比例為（1 1x x），則間接獲得的能量為（），則間接獲得的能量為（1 1x x）a a，需要消耗，需要消耗A A的能量的能量為為100100（1 1x x）a a，那么消耗，那么消耗A A的總能量為的總能量為10ax10ax100100（1 1x x）a a100a100a90ax90ax，亦即，亦即y y與與x x的函數(shù)關(guān)系式為：的函數(shù)關(guān)系式為：y y100a100a90ax

12、90ax。 【答案答案】y y與與x x的函數(shù)關(guān)系式為：的函數(shù)關(guān)系式為：y y100a100a90ax90ax17三、能量沿多條食物鏈傳遞的計(jì)算三、能量沿多條食物鏈傳遞的計(jì)算【理論闡釋理論闡釋】1.1.含義：含義：在這類題中，能量傳遞涉及多條食物鏈。在這類題中，能量傳遞涉及多條食物鏈。2.2.解題技巧解題技巧方法：分合法方法：分合法先算一條食物鏈先算一條食物鏈再將結(jié)果綜合再將結(jié)果綜合結(jié)論結(jié)論18典例導(dǎo)悟典例導(dǎo)悟 【例【例5 5】 在如下圖所示的食物網(wǎng)中，已知各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能在如下圖所示的食物網(wǎng)中，已知各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量轉(zhuǎn)化效率為量轉(zhuǎn)化效率為10%10%，若一種生物攝食兩種上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物，若一

13、種生物攝食兩種上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物時(shí)，兩種被攝食的生物量相等，則丁每增加時(shí)，兩種被攝食的生物量相等，則丁每增加1010千克生物量，千克生物量，需消耗生產(chǎn)者多少千克？需消耗生產(chǎn)者多少千克？19【解析【解析】本題考查能量沿多條食物鏈傳遞的計(jì)算。本題考查能量沿多條食物鏈傳遞的計(jì)算。 據(jù)題意，據(jù)題意，與丁食物來(lái)源相關(guān)的食物鏈有三條：戊與丁食物來(lái)源相關(guān)的食物鏈有三條：戊庚庚丁，戊丁，戊甲甲丁，戊丁，戊己己甲甲丁。丁。( (由三條食物鏈可知，戊是生產(chǎn)由三條食物鏈可知，戊是生產(chǎn)者者) )丁以甲和庚為食，則按能量傳遞效率丁以甲和庚為食，則按能量傳遞效率10%10%計(jì)算：各需甲、計(jì)算：各需甲、庚庚10kg10kg10%10%2 250kg50kg。甲要增長(zhǎng)。甲要增長(zhǎng)50kg50kg需攝食己和戊共需攝食己和戊共50kg50