(自己整理的,最全的)能量流動(dòng)計(jì)算

1、Better late than neverGodhelps those who help themselves“生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)”歸類計(jì)算例析為了減少你在學(xué)習(xí)中的盲目性，下面通過(guò)舉例歸納出四種計(jì)算題型。一、已知一定的能量傳遞效率，求從生產(chǎn)者向消費(fèi)者方向推算“較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)可獲得能量（或生物量） 多少”的設(shè)問(wèn)題型。例1.假定某生態(tài)系統(tǒng)中有綠色植物、蛙、蛇、鷹、昆蟲(chóng)和食蟲(chóng)鳥(niǎo)等生物。此生態(tài)系統(tǒng)的總能量為 24000kJ。如果營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間能量傳遞效率為15%那么第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)和第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)所獲得的能量分別是()A. 540kJ 和 81kJ B. 36000kJ 和 960kJC. 24000kJ 和 960k

2、J D. 960kJ 和 192kJ解析：根據(jù)題意，生態(tài)系統(tǒng)中的總能量就是食物。鏈的第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)（生產(chǎn)者）所固定的能量，即24000kJ,那么第三和第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)所利用的能量分別為：24000X 15%X 15呀口 24000X 15%X 15%< 15% 即 540kJ 和 81kJ。參考答案：A二、已知一定的能量傳遞效率，求從消費(fèi)者向生產(chǎn)者方向推算“需要（或消耗）較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量（或 生物量）多少”的設(shè)問(wèn)題型。例2.由于“赤潮”，一條4kg重的雜食海洋魚(yú)死亡，假如此雜食魚(yú)的食物有 1/2來(lái)自植物，1/4 來(lái)自草食魚(yú)類，1/4來(lái)自以草食魚(yú)類為食的小型肉食魚(yú)類，按能量流動(dòng)效率為 20%+算，該雜

3、食魚(yú) 從出生到死亡，共需海洋植物多少 kg ?解析：解答本題時(shí)，首先應(yīng)寫(xiě)出各生物之間正確的食物網(wǎng)關(guān)系，其次根據(jù)能量流動(dòng)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。依題意，各生物之間的食物網(wǎng)如下：植物-草食魚(yú)類小型肉食魚(yú)類從食物網(wǎng)可看出，雜食魚(yú)的食物來(lái)自三條食物鏈，分別是：（1）植物雜食魚(yú)（2）植物一草食魚(yú)類一雜食魚(yú)（3）植物草食魚(yú)類小型肉食魚(yú)類雜食魚(yú)因?yàn)槟芰總鬟f效率以20%+算，根據(jù)題意，4kg重的雜食魚(yú)中，有4X1/2 = 2kg的能量來(lái)自植物， 據(jù)第（1）條食物鏈可得，實(shí)際消耗植物的量為 2-20%= 10kg;有4X1/4 = 1kg的能量來(lái)自草食魚(yú) 類，據(jù)第（2）條食物鏈可得，實(shí)際消耗的量為1十20滄20%= 25

4、kg;有4X1/4 = 1kg的能量來(lái)自小 型肉食魚(yú)類，據(jù)第（3）條食物鏈可得，實(shí)際消耗的量為1十20滄20滄20滄125kg;故共消耗植物 的量為 10+ 25+ 125= 160kg。參考答案：160kg小結(jié)：在一條食物鏈內(nèi)，計(jì)算某一生物所獲得的最多（最少）的能量計(jì)算這一關(guān)系可依據(jù)以下原則 求“最多”則能量按“最高”值20%流動(dòng)（已知）求“最少”則能量按“最低”值10%流動(dòng)（未知）較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)（未知）求“最多”則能量按“最低”值10%流動(dòng)（已知） 求“最少”則能量按“最高”值20%流動(dòng)三、未知能量傳遞效率，求從生產(chǎn)者向消費(fèi)者方向推算“較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)可獲得能量（或生物量）最多 或最少”的

5、設(shè)問(wèn)題型。例3.在能量金字塔中，如果生產(chǎn)者在光合作用中產(chǎn)生 240mol氧氣，全部用于初級(jí)消費(fèi)者分解血液 中的血糖，其釋放并貯存在 ATP中的能量最多有多少焦耳可被三級(jí)消費(fèi)者捕獲？A. 0.24X 10 B. 5061 X 10sJC 1OO8X1O5JD 1858X 10* J解析：本題考查動(dòng)量流動(dòng)、儲(chǔ)存和能量流動(dòng)特點(diǎn)的知識(shí)。血糖分解的反應(yīng)式如下：；能量（其中有1161kJ能量?jī)?chǔ)存在ATP中），由此可知，240mol氧氣全部用于分解初級(jí)消費(fèi)者的血糖， 儲(chǔ)存在 ATP中的能量為40X 1161 = 46440kJ。由題意可知，能量在生態(tài)系統(tǒng)的逐級(jí)流動(dòng)中的最大傳遞效率為20%根據(jù)以下關(guān)系：生產(chǎn)者

6、f初級(jí)消費(fèi)者一次級(jí)消費(fèi)者一三級(jí)消費(fèi)者，三級(jí)消費(fèi)者所捕獲的最大能量為46440X 20%X 20%= 1857.6kJ1.858 X 106J參考答案：D小結(jié)：當(dāng)食物鏈中低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的量（設(shè)有Mg向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物傳遞時(shí)，高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物能獲得的最多能量可用 而獲得的最 級(jí)總數(shù)減乘法計(jì)算（又稱食量縮小法），即（20%）nM來(lái)計(jì)算; 工屋-,：三爛T二蘭T少能量可用（10%）nM來(lái)計(jì)算（n為食物鏈中相應(yīng)營(yíng)養(yǎng) 一 1）。1 11 !四、未知能量的傳遞效率，求從消費(fèi)者向生產(chǎn)者方向推算“需要（或消耗）較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量（或生 物量）多少”的設(shè)問(wèn)題型。（1） 根據(jù)要求只選擇食物網(wǎng)中的一條食物鏈，計(jì)算某一生物獲得的最多

7、（或最少）的能量。具體原則是: 選最短食物鏈F嚴(yán)少消耗£»消費(fèi)者獲得最多生產(chǎn)者I選最大傳遞效率20% -"選最長(zhǎng)食物鏈、最多消耗*”肖費(fèi)者獲得最少選最小傳遞效率10%例4.如圖食物網(wǎng)中，若人的體重增加1kg,最少消耗水藻kg；最多消耗水藻kg。解析：此題沒(méi)有告訴低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物傳遞能量的固定分配量，所以解題方法與上題稍有不同。求最少消耗水藻時(shí)，就要選最短的食物鏈，如水藻一小魚(yú)一人，傳遞效率按最大20燉算， 設(shè)最少消耗為X，則XX 20%X 20% 1,所以X= 1十20滄20% 25kg；求最多消耗時(shí)，就要選擇最長(zhǎng) 的食物鏈，水藻一水蚤一蝦一小魚(yú)一大魚(yú)一

8、人，傳遞效率按最小10%計(jì)算，設(shè)最多消耗丫，則YX 10% X 10%X 10%X 10%X 10滄 1,所以 Y= 1 十 10滄 10滄 10滄 10滄 10% 100000kg。參考答案：25; 100000小結(jié)：當(dāng)食物鏈中由高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的增重求低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的物質(zhì)重量時(shí)，應(yīng)該用除法計(jì)算（又稱食 量放大法）。如高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物要增重 Ng，至少需要低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的物質(zhì)重量應(yīng)按最大傳遞率來(lái)計(jì) 算，即N十（20%）n= 5nN;而最多需要低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的物質(zhì)重量應(yīng)按最小傳遞率來(lái)計(jì)算，即N十（10%）n=10nNo點(diǎn)評(píng)：以后遇到生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)計(jì)算題時(shí)，先定位計(jì)算題型，再運(yùn)用相應(yīng)的方法去解。例4.右圖食

9、物網(wǎng)中，在能量傳遞效率為10% 20%寸，假設(shè)每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物從前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的不同生物處獲得的能量相等。則人的體重每增加 1 kg，至少需要消耗水藻kg 。人水藻中魚(yú)水蚤 f 蝦 f 小魚(yú)解析：由題意知：人從大魚(yú)和小魚(yú)處獲得的能量是相等的，小魚(yú)從蝦和水藻處獲得的能量是相等的，而且, 題中“至少”需要多少，應(yīng)按能量傳遞的最大效率計(jì)算。計(jì)算方法如下：在“小魚(yú)t大魚(yú)t人”的傳遞途徑中，大魚(yú)的生物量至少為0.5 -20%f 2.5 kg，小魚(yú)的生物量至少為2.5十20%r 12.5 kg ;在“小魚(yú)t人”的傳遞途徑中，小魚(yú)的生物量至少是0.5十20%r 2.5 kg。因此，小魚(yú)的生物量總量至少為 12.

10、5+2.5=15 kg 。同理：在“水藻t水蚤t蝦t小魚(yú)”的傳遞過(guò)程中，水藻的生物量至少是 15-2-20滄20滄20%r 937.5 kg ;在“水藻t小魚(yú)”的傳遞過(guò)程中，水藻的生物量至少是15-2-20% 37.5 kg。因此，水藻的生物量總量至少為937.5+37.5=975 kg。答案：975例5.在某生態(tài)系統(tǒng)中，1只2 kg的鷹要吃10 kg的小鳥(niǎo)，0.25 kg的小鳥(niǎo)要吃2 kg的昆蟲(chóng)，而100 kg的昆 蟲(chóng)要吃1000 kg的綠色植物。若各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所攝入的食物全轉(zhuǎn)化成能量的話，那么，綠色植物到鷹的能量傳遞 效率為（）A. 0.05% B. 0.5% C. 0.25% D. 0.

11、025%解析：根據(jù)題意，可根據(jù)能量傳遞效率的概念計(jì)算出各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率，再計(jì)算出綠色植物轉(zhuǎn)化為鷹的食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量。即：10 kg的小鳥(niǎo)需要昆蟲(chóng)的生物量 =10+（ 0.25十2） =80 kg ; 80 kg的昆蟲(chóng)需要綠色植物的生物量 =80+（ 100 + 1000） =800 kg。因此，從綠色植物t昆蟲(chóng)t小鳥(niǎo)t鷹的生物量依次為800 kg t80 kg t 10 kg t 2 kg，則鷹轉(zhuǎn)化綠色植物的百分比為 2/800 X 100%=0.25%答案：C例6在一片草原上，假如一年中，至少有70000只昆蟲(chóng)生活才可養(yǎng)活一只食蟲(chóng)鳥(niǎo)，而食蟲(chóng)鳥(niǎo)若按10%的能量傳遞率將能量傳給鷹，則理論上每年大約需要3000只食蟲(chóng)鳥(niǎo)才能維持一只鷹的生存，那么如果鷹只靠捕食食蟲(chóng)鳥(niǎo)來(lái)生活，則每年至少需要（）只昆蟲(chóng)才能保證一只鷹的生存？解析：生物體的數(shù)量通常