高中生物能量流动的计算技巧

　　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1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为( )

　　A. 25 kg

　　B. 125 kg

　　C. 625 kg

　　D. 3125 kg

　　解析：据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1÷(20%)4=625 kg。

　　答案：C

　　规律：已知能量传递途径和较高营养级生物的能量(或生物量)时，若需计算较低营养级应具有的能量(或生物量)的最小值(即至少)时，按能量传递效率的最大值20%进行计算，即较低营养级的生物量至少是较高营养级的能量(或生物量)×5n(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)。

　　3.已知能量的传递途径和传递效率，根据要求计算相关生物的能量(或生物量)。

　　例3.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240molO2，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.0.04

　　B.0.4

　　C.0.9

　　D.0.09

　　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计算，次级消费者获得的能量最多相当于40×15%×15%=0.9mol葡萄糖。

　　答案：C

　　规律：已知能量传递效率及其传递途径时，可在确定能量传递效率和传递途径的基础上，按照相应的能量传递效率和传递途径计算。

　　二、食物网中能量流动的计算

　　1.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，未告知传递效率时的能量计算。

　　例4.上图食物网中，在能量传递效率为10%～20%时，假设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物处获得的能量相等。则人的体重每增加1 kg，至少需要消耗水藻 kg。

　　解析：由题意知：人从大鱼和小鱼处获得的能量是相等的，小鱼从虾和水藻处获得的能量是相等的，而且，题中“至少”需要多少，应按能量传递的最大效率计算。计算方法如下：

　　在“小鱼→大鱼→人”的传递途径中，大鱼的生物量至少为0.5÷20%=2.5 kg，小鱼的生物量至少为2.5÷20%=12.5 kg;在“小鱼→人”的传递途径中，小鱼的生物量至少是0.5÷20%=2.5 kg。因此，小鱼的生物量总量至少为12.5+2.5=15 kg。

　　同理：在“水藻→水蚤→虾→小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是15÷2÷20%÷20%÷20%=937.5 kg;在“水藻→小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是15÷2÷20%=37.5 kg。因此，水藻的生物量总量至少为937.5+37.5=975 kg。

　　答案：975

　　规律：对于食物网中能量流动的计算，先应根据题意写出相应的食物链并确定各营养级之间的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别进行计算，再将各条食物链中的值相加即可。

　　2.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，在特定传递效率时的计算。

　　例5.若人的食物1/2来自植物，1/4来自小型食肉动物，1/4来自羊肉，若各营养级之间的能量传递效率为10%时，人增重1 kg需要消耗的植物为__ kg。

　　解析：根据题意可画出食物网(上图)，从题目要求可以判断能量的传递效率为10%，根据人增重从不同途径获得能量的比例可计算如下：

　　植物→人：0.5÷10%=5 kg;

　　植物→羊→人：0.5÷10%÷10%=50 kg;

　　植物→羊→小型肉食动物→人：0.5÷10%÷10%÷10%=500 kg;

　　因此：人增重1 kg共消耗植物5+50+500=555 kg。

　　答案：555

　　规律：对于食物网中能量流动的计算，先应根据题意写出相应的食物网，根据特定的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别计算，再将各条食物链中的值相加即可。

　　三、已知各营养级的能量(或生物量)，计算特定营养级间能量的传递效率

　　例6.在某生态系统中，1只2 kg的鹰要吃10 kg的小鸟，0.25 kg的小鸟要吃2 kg的昆虫，而100 kg的昆虫要吃1000 kg的绿色植物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，绿色植物到鹰的能量传递效率为( )

　　A. 0.05%

　　B. 0.5%

　　C. 0.25%

　　D. 0.025%

　　解析：根据题意，可根据能量传递效率的概念计算出各营养级之间的能量传递效率，再计算出绿色植物转化为鹰的食物链中各营养级的生物量。即：10 kg的小鸟需要昆虫的生物量=10÷(0.25÷2)=80 kg;80 kg的昆虫需要绿色植物的生物量=80÷(100÷1000)=800 kg。

　　因此，从绿色植物→昆虫→小鸟→鹰的生物量依次为800 kg→80 kg→10 kg→2 kg，则鹰转化绿色植物的百分比为2/800×100%=0.25%。

　　答案：C

　　规律：要计算能量传递效率，可先根据各营养级的生物量计算出各营养级的传递效率，并推算出不同营养级的生物量，最后计算出所需计算转化效率的较高营养级(本题中的鹰)的生物量(或能量)占较低营养级(本题中的植物)的比例即可。

扫描/长按二维码帮助高考通关！

获取2019高考报名时间

获取2019年高考作文

获取高考历年真题解析

获取2019高考心得技巧

微信搜索"考试吧高中资讯" 关注也可获得高考秘籍

　　编辑推荐：

　　2019高考语文必会100个多音字总结

　　2019年高考命题的最新定调

　　2019年高考作文辅导：三大要素炼成高分作文

　　2019年高考作文辅导:五步训练 练就作文新天地

　　2019年高考时间预计为：6月7、8、9日