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热点题型十五能量流动计算的相关题型学科素养提升
一、能量流动传递效率的计算例1如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值单位为13曰.01一
2.a-o则肉食动物从上一营养级获得的能量为;能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级的传递效率约为o第一营养级到第二营养级的传递效率约为o【审题关键】1103流入肉食动物的总能量=+++=103kJ・nT2・ar又因为有机物输入为5103kJ-m^a1—5=103kJ.nT2出一】2该生态系统的第二营养级植食动物的能量=++9+4=16103kJ-m^a1能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级的传递效率=
2.5+16X100%215・6%⑶第一营养级流入到第二营养级的能量=16—2=14103kJ-m^-a1第一营养级的能量=14+3+70+23=110103kJ-m^a1则第一营养级到第二营养级的传递效率=14vll0X100%^
12.7%o答案
15.6%
12.7%L归纳总结■计算能量传递效率⑴生态系统的总能量=生产者固定的全部太阳能=第一营养级的同化量特别注意必须是两个营养级的同化量之比□跟踪训练.下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果,表中A、B、C、D分别表示不同的营养级,E为分解者Pg表示生物同化作用固定能量的总量,Pn表示生物体贮存的能量Pn=Pg—RR表示生物呼吸消耗的能量单位l2kJ/m2・aA回答下列问题⑴能量流动是从A、B、C、D中的哪个营养级开始的o判断依据是O2该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率约为o⑶从能量输入和输出角度看,该生态系统的总能量是否增加?填“是”或“否”,原因是答案1BB营养级含能量最多,B为生产者
25.7%3是该生态系统输入的总能量大于所有生物消耗的能量之和解析首先根据表格、题干分析可知,B营养级固定的能量最多,故B为生产者,又因为E为分解者,所以食物链为BfD-A-C再根据公式
②义100%比
5.7%输入的总能量即为生产者固定的总能量=
870.7输出的总能量=所有生物呼吸消耗的能量之和=
13.1+
501.3+
0.6+
79.1+
191.4=
785.5因为
870.
7785.5所以生态系统输入的总能量大于所有生物消耗的能量之和.如图是以种植玉米为主的某农田生态系统整个生长季节能量流动示意图,数值单位为kJ/cm2输入该农田生态系统的总能量填“小于”“等于”或“大于”玉米固定的太阳能总量已知图中生产者同化的能量有160kJ/cn未被利用,由此可知,生产者用于生长、发育和繁殖的能量有kJ/cm2由初级消费者到次级消费者的能量传递效率为答案大于46010%解析生态系统的总能量为生产者固定的太阳能总量,该生态系统中生产者不止有玉米,还有其他的绿色植物,因此输入该农田生态系统的总能量大于玉米所固定的太阳能总量已知图中生产者同化的能量尚有160kJ/cn未被利用,由此可知,生产者用于生长、发育和繁殖的能量有160+200+100=460kJ/cm2由初级消费者到次级消费者的能量传递效率为20/200x100%=10%o
二、能量流动中的最值计算例2若某生态系统固定的总能量为24000kJ则该生态系统的第三和第四营养级所获得的能量最多是()A.540kJ和81kJB.3600kJ和960kJC.240kJ和24kJD.960kJ和192kJ【审题关键】据题意可知,该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三和第四营养级所能获得的最大能量分别是24000X20%X20%=960kJ24000X20%X20%X20%=192kJo答案D在食物链中【审题关键】能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%〜20%求最少消耗水藻量时,选最短的食物链即水藻一小鱼一人,传递效率按20%计算,设最少消耗水藻为x则xX20%义20%=1kg=25kg;求最多消耗水藻量时,选最长的食物链,即水藻一水蚤一虾一小鱼一大鱼一人,传递效率按10%计算,设最多消耗水藻为y则yX10%X10%X10%X10%X10%=lkgy=100000kgo答案25100000・归纳总结•在食物网中正推知低营养级求高营养级C3跟踪训练
3.在能量金字塔中,生产者固定能量时产生了240mol02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.B.C.D.答案C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240:6=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15%计算,次级消费者获得的能量最多相当于40X15%X15%=
0.9mol葡萄糖
4.在植物一昆虫一蛙一蛇这条食物链中,若蛇增加1g生物量,至少要消耗植物的生物量是()1000gB.500gC.250gD.125g答案D解析在植物一昆虫一蛙一蛇这条食物链中,若蛇增加1g生物量,按最高传递率20%计算至少要消耗植物的生物量是120%;20%;20%=125go
5.(原创)某生态系统中存在下面食物网,若A固定的太阳能总量为M则C获得的能量范围大约是()AB-CD-E-FA.1/100-M-1/10-M1/250M〜1/25MC.1/10000-M-1/25-MD.M-1000M答案C解析A的能量是M求C获得的最多能量,按最高传递效率、最短食物链计算,为1〃5・M;求C获得的最少能量,按最低传递效率、最长食物链计算,为1/10000M;所以C获得的能量范围大约是1/10000-M-l/25-MokJ的能量,至少需要消耗的植物所含的能量为(A.200kJB.250kJC.500kJD.1000kJ答案c解析至少消耗多少能量按照最高传递效率计算
三、能量流动中的定值计算例4如图食物网中,假如猫头鹰的食物有2万来自兔,“5来自鼠,1/5来自蛇,那么,猫头鹰若要增加20g体重,最少需要消耗的植物为()植物一兔一猫头鹰A.80gB.900gC.800gD.600g【审题关键】依图中食物关系分析可知,猫头鹰处于第
三、四营养级在食物链“植物一鼠(兔)一猫头鹰”中,猫头鹰属第三营养级,最少消耗植物20gX4/5+20%+20%=400g在食物链〃植物一鼠一蛇一一猫头鹰〃中,猫头鹰属第四营养级,最少消耗植物20gxV5+20%+20%+20%=500g所以最少需要消耗的植物为400g+500g=900go答案B归纳总结-⑴已确定营养级间能量传递效率的,不能按“最值”法计算,而需按具体数值计数例如,在食物链A-BfCfD中,能量传递效率分别为a%、b%、c%若A的能量为M则D获得的能量为MXa%Xb%Xc%o⑵如果是在食物网中,某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量,且各途径所获得的生物量比例确定,则需按照各单独的食物链进行计算后合并□跟踪训练,如将丙的食物比例由甲乙=11调整为21能量传递效率按10%计算,该生态系统能承载丙的数量是原来的()答案A解析由于生产者没有改变,所以流向该生态系统的总能量没有变化,设丙原来的能量为凡则需要甲提供的能量为(l/2)oxl0xl0+(V2)“X10=55a;改变食物比例后的丙的能量设为b则需要甲提供的能量为238x10+1/30X10X10=40,根据题意可得55a=40bb/a=
1.375o如图所示的食物网中,已知各营养级之间的能量传递效率为10%若一种生物摄食两种上一营养级的生物时,两种被摄食的生物量相等,则丁每增加10kg生物量,需消耗生产者多少千克?一戊—^庚一**一-►甲L己」A.250B.500C.2500D.3250答案D解析据题意,与丁食物来源相关的食物链有三条戊一庚一丁,戊一甲一丁,戊一己一甲一丁丁以甲和庚为食,则按能量传递效率为10%计算各需甲、庚10kg10%;2=50kg甲增加50kg需摄食己和戊共50kgX0%=500kg则己、戊各250kg己增加250kg则需摄食戊250kgX0%=2500kg庚增加50kg则需戊50kg l0%=500kg共需戊500+2500+250=3250kgoPgPnR获能量最多选最短食物链,按X20%计算获能量最少选最长食物链,按X10%计算逆推知高营养级求低营养级需能量最多选最长食物链按X0%计算需能量最少选最短食物链按:20%计算。