能量流动计算
能量流动效率计算
能量流动效率计算能量流动效率是指在能量转移或转换过程中，从初始能量到最终能量的转移或转换过程中，实际上能够被有效利用的能量量与初始能量总量之比。
计算能量流动效率是非常重要的，可以帮助我们了解能源转换过程中的能量损失情况，从而优化能源利用方式和提高能源利用效率。
能量流动效率的计算方法主要有两种：一种是利用能量守恒定律和热力学第二定律，通过对初末能量状态的分析，计算出在能量转移或转换过程中，能够被有效利用的能量量与初始能量总量之比；另一种是通过实验测量，直接计算出实际的能量输出与能量输入之比，从而得出实际的能量流动效率。
下面以太阳能电池板为例，介绍这两种计算方法的具体应用。
第一种方法：假设一块太阳能电池板的初始能量为1000J，通过光能转换为电能后，最终输出的电能为800J。
根据能量守恒定律，能量不会凭空消失，因此在转换过程中损失的能量量为初始能量减去最终输出的电能，即1000J-800J=200J。
根据热力学第二定律，能量转换过程中总会有一部分能量被转化为热能散失掉，因此实际能够被有效利用的能量量应该是最终输出的电能减去损失的能量量，即800J-200J=600J。
因此，这块太阳能电池板的能量流动效率为600J/1000J=60%。
第二种方法：将该太阳能电池板接入一个电路中，通过测量电路输入的电能和输出的电能，可以得到实际的能量输出与能量输入之比。
假设电路输入的电能为1200J，输出的电能为800J，则能量流动效率为800J/1200J=66.67%。
这个数值与第一种方法计算的结果略有不同，可能是由于能量守恒定律和热力学第二定律的假设不一定完全符合实际情况，以及实验误差等原因所致。
总之，能量流动效率的计算需要结合理论分析和实验测量，以得出最准确的结果。
在能源转换和利用过程中，我们应该尽可能地提高能量流动效率，减少能源浪费，从而保护环境和节约能源。
能量流动计算的几种题型(共15张PPT)
规律：
6．假设一个生态系统的总能量为l00％，按 最高传递效率计算，第三和第四营养级的消 费者所获得能量分别为（ B ） A．0．8％和 0．8％ B．4％和 0．8％ C．4％和 4％ D．20％和 4％ 7．在植物→昆虫→蛙→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（ D ） A．1000g B．500g C．250g D．125g
2.下面表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个种群在一个达到生态 平衡中所含有的总能量，这四个种群的最简单的能量 流动的渠道应是（
种 群
）
甲
2.50
乙
13.30
丙
10.80
丁
0.28
戊
220.00
能量（107kJ·m2）
A. 戊→乙→丙→甲→丁 B. 戊→丙→甲→丁和戊→丁 C．戊→丙→甲→丁和戊→乙→甲→丁 D．戊→乙→甲→丁和戊→乙→丙→丁
4、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
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：B。
1kg
10kg 160kg 25kg 5kg 25kg
4kg
1kg
125kg
5kg
10．如右图所示某生态系统的食物网，请回答：若该生态系统的能 量流动效率平均为10%，同一营养级的每种生物获得的能量是均等 7 的，第一营养级的同化能量为 2 10 KJ ,则鹰最终获得的能量是 ________。
能量流动的计算方法归纳
能量流动的计算方法归纳能量流动的计算专题(1)计算某种群数量时，公式为N:[a]=[b]:[c]其中a表示第一次捕获并标记个体数量，b表示第二次捕获数量，c表示在第二次捕获个体中被标记个体的数量。
(2)已知第一营养级(生产者)生物的量，求最高营养级生物的最多量时，食物链按最短、传递效率按20%计算;求最高营养级生物的最少量时，食物链按最长、传递效率按10%计算。
(3)已知最高营养级生物的量，求消耗生产者(第一营养级)的最多量时，食物链按最长、传递效率按10%计算;求消耗生产者(第一营养级)的最少量时，食物链按最短、传递效率按20%计算。
例1((2006上海)下图食物网中的猫头鹰体重每增加20g，至少需要消耗植物( )A(200g B(250gC(500g D(1000g解析:该题有2条食物链～但因计算的是猫头鹰和植物的关系～则可当作“1条”链来看,“至少”提示应按20%的传递效率计算～所以有20g?20%?20%=500g。
答案:C例2(在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子，2/5来自于鼠，1/5来自于蛇，那么猫头鹰增加20g体重，最少需要消费植物( )A(600g B(900g C(1600g D(5600g解析:通过食物链,植物?兔子?猫头鹰,～猫头鹰增重20g×2/5=8g～最少需要消费植物的量为8g?20%?20%=200g,通过食物链,植物?鼠?猫头鹰,～猫头鹰增重20g×2/5=8g～最少需要消费植物的量为8g?20%?20%=200g,通过食物链,植物?鼠?蛇?猫头鹰,～猫头鹰增重20g×1/5=4g～最少需要消费植物的量为4g?20%?20%?20%=500g。
所以合计需要消费植物200g+200g+500g=900g。
例3.在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子，2/5来自于鼠，1/5来自于蛇，那么猫头鹰增加20克体重，最少需要消耗植物: 植物? ? 兔 ? 猫头鹰鼠?? 蛇?A、600gB、900g C 、1600g D、5600g解题思路:通过食物链(植物?兔子?猫头鹰)，猫头鹰增重20g×2/5=8g，最少需要消费植物的量为8g?20%?20%=200g;通过食物链(植物?鼠?猫头鹰)，猫头鹰增重20g×2/5=8g，最少需要消费植物的量为8g?20%?20%=200g;通过食物链(植物?鼠?蛇?猫头鹰)，猫头鹰增重20g×1/5=4g，最少需要消费植物的量为4g?20%?20%?20%=500g。
高考生物复习《能量流动的有关计算》PPT基础知识梳理
【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 a，则需要甲提供的能量为(12)a÷10%÷10%＋(12)a÷10%＝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(23)b÷10%＋(13)b÷10%÷10%＝40b，根据题意可得：55a ＝40b，b/a＝1.375。
(2)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。
例题精讲
某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲∶乙＝1∶1 调整为 2∶1，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《能量流动的有关计算》PPT 基础知识梳理
【基础知识梳理】 1．能量流动中的最值计算
2．能量流动中的定值计算 (1)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 体数值计算。例如，在食物链A→B→C→D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M×a%×b%×c%。
(2019·江西省重点中学协作体第一次联考)某人工生态果 园中害虫的能量流动情况如下图所示，据图判断，下列说 法错误的是( )
变式训练
A．流经害虫的总能量为568 kJ，害虫呼吸散失的能量是 499.84 kJ B．果园中以粪便为食的蜣螂获得了害虫体内的能量为1 402 kJ C．图中X可代表害虫流向下一营养级的能量 D．引入天敌是防治虫害的一项重要措施，体现了生态系统 信息传递与能量流动息息相关
【答案】 B 【解析】 流经害虫的总能量指的是同化总量即为1 970－1 402＝568(kJ)，害虫呼吸散失的能 量＝同化量(568)－储存能(68.16)＝499.84 kJ，A正确；图中的1 402 kJ的粪便能不属于害虫 体内的能量，并且蜣螂不一定能获取全部的粪便能，B错误；储存能－遗体残骸量＝X可代表害 虫流向下一营养级的能量，C正确；害虫与天敌的信息传递，有利于调节种间关系，维持生态系 统的稳定，故引入天敌是防治虫害的一项重要措施，同时体现了生态系统信息传递与能量流动 息息相关，D正确。
能量流动的相关计算归纳傅盛晟附带解析
能量流动的相关计算归纳一、方法归纳1.能量传递效率下一个营养级的同化量求能量传递效率= ×100％上一个营养级的同化量一般生态系统中能量传递效率大约为10%～20%2.能量传递效率相关“最值”计算解题时，注意题目中是否有“最多”“最少”“至少”等字眼，从而确定使用10%或20%来解题。
（1）食物链为A→B→C→D已知D营养级增加的能量为M，则至少需要A营养级的能量=M÷（20%）3，最多需要A营养级的能量=M÷（10%）3。
已知A营养级的能量为N，则D营养级最多可获得的能量=N×（20%）3，最少可获得的能量= N×（10%）3。
（2）计算生物量变化的“最多”或“最少”时，还应遵循以下原则：①食物链越短，最高营养级获得的能量越多。
②生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。
具体计算方法总结如下：3.按比例求解在食物网中，某一营养级同时从多个营养级的生物中获得能量，要注意某一生物从不同食物链中获得能量的比例，或某一生物给不同生物提供能量的比例，然后按照各个单独的食物链分别计算后合并。
也就是：已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。
例如，在食物链A→B→C→D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M×a%×b%×c%。
二、习题巩固1.某一生态系统中，已知已知鹰增重2kg要吃10kg小鸟，小鸟增重0.25kg要吃2kg昆虫，而昆虫增重100kg要吃1000kg绿色植物。
在此食物链中这只鹰对绿色植物的能量利用百分率为（）A.0.05%B.0.5%C.0.25%D.0.025%2.在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子，2/5来自于鼠，1/5来自于蛇，那么猫头鹰若增加 20 g体重，最少需要消费植物（）A.600 gB.900 gC.1 600 gD.5 600 g3.(2014·肇庆模拟)下图是某生态系统能量流动示意图，有关叙述正确的是()A.发生X1过程的生物是具有叶绿体的生物B.X3过程表示第二营养级摄入有机物中的能量C.初级消费者粪便中的能量通过Z2传递给分解者加以利用D.初级消费者到次级消费者的能量传递效率可用X3/X2表示4.(2014·福州模拟)下图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值。
生态系统的能量流动计算
能量传递效率的计算：
（1）能量传递效率＝上一个营养级的同化量÷下一个营养级的同化量×100%
（2）同化量＝摄入量－粪尿量
每一营养级能量来源与去路分析：
①动物同化的能量=摄入量-粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有部分被同化。
②流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。
能量的来源与去路：
来源：a：生产者的能量主要来自太阳能；
B：其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量。
去路：a：自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能；
b：流向下一营养级；
c；残体、粪便等被分解者分解；
d：未被利用：包括生物每年的积累量，也包括动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。
对能量流动相关计算及应用
一、对能量流动相关计算以及应用1.能量流动的相关计算首先确定食物链，理清营养级上差别。
其次能量传递效率为10%—20%，据题干中“最多”“最少”“至少”等特殊的字眼，确定使用10%或20%。
（1）例如：食物链为A→B→C→D，分情况讨论如下：①.已知A营养级的能量为N，则D营养级获得的最多能量是多少=N×20%×20%×20%即=N×（20%）3；获得的最少能量是多少：=N×10%×10%×10%即=N×（10%）3。
②.已知D营养级的能量为M，则至少需要A营养级的能量是多少：可设至少需要A营养级的能量是A，则有：A×20%×20%×20%=M或者是：=M÷（20）3；设最多需要A营养级的能量是A，则有：A×10%×10%×10%=M 或者是：=M÷（10%）3。
（2）在食物网中分析：如在A→B→C→D中，确定生物变化的“最多”或“最少”时，还应遵循以下原则：①.食物链越短，最高营养级获得的能量越多。
②.生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量越少；例如：已知D营养级的能量为M,计算至少需要A营养级的能量，应取最短食物链A→D，并以20%的效率进行传递，即A×20%=M或者是A=M÷20%;计算最多需要A营养级的能量时，应取最长的食物链A→B→C→D，并以10%的效率进行传递，即A×10%×10%×10%=M或者是：A=M÷（10%）3。
（3）在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。
例如：吃草籽鸟禾谷类→虫→食虫鸟→鹰兔若鹰的食物1/3来自食虫鸟，1/3来自吃草子鸟，1/3来自兔，则鹰的能量每增加3千焦，最少消耗禾谷类多少千焦？解析：若鹰体内增加3千焦的能量，鹰的食物1/3来自食虫鸟，1/3来自吃草籽鸟，1/3来自兔，则相关食物链有：禾谷类→虫→食虫鸟→鹰，鹰从禾谷类获得的能量为A×20%×20%×20%=1或者=1÷20%÷20%÷20%=125千焦；禾谷类→吃草籽鸟→鹰，鹰从禾谷类获得的能量为B×20%×20%=1或者=1÷20%÷20%=25千焦；禾谷类→兔→鹰，鹰从禾谷类获得的能量为C×20%×20%=1或者=1÷20%÷20%=25千焦。
生物能量流动计算
生物能量流动计算
以下是对生物能量流动计算的简要概述，仅供参考：
在解决生物能量流动的计算问题时，需要遵循一定的原则和步骤。
首先，要确定相关的食物链，理清生物在营养级上的差别。
其次，进行具体的能量流动计算时，需要“顺推”（由生产者“植物”往下推）与“逆推”（由高营养级往低营养级推）的计算，前者用“乘法”，后者用“除法”。
能量传递效率的计算公式是：能量传递效率＝下一营养级的同化量÷上一营养级的同化量×100%。
在解决有关能量传
递的计算问题时，还需要注意题目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊字眼，从而确定使用10%还是20%来解题。
此外，还要区别能量传递效率和能量利用率的不同。
能量流动效率计算
能量流动效率计算能量流动效率是指能量在系统中传递和转化的效率。
在自然界中，能量从一个物体或系统传递到另一个物体或系统，通过不同的转化方式进行能量的转化。
然而，能量的转化过程往往伴随着能量的损失，而能量流动效率就是衡量能量转化过程中损失的比例。
能量流动效率的计算可以通过比较输入能量和输出能量的比例来进行。
在一个封闭的系统中，输入能量和输出能量之间的差异就是能量的损失。
而能量流动效率等于输出能量除以输入能量，再乘以100%。
能量流动效率的计算可以用以下公式表示：能量流动效率 = （输出能量 / 输入能量） * 100%能量流动效率的计算可以用于各种能量转化过程的评估和优化。
通过对能量流动效率的分析，可以确定能量转化过程中的主要损失来源，进而采取相应的措施来提高能量转化的效率。
在能源领域，能量流动效率的提高是一个重要的研究方向。
例如，在传统的燃煤发电过程中，燃煤的能量转化效率往往只有30%左右，而剩余的70%能量以废热的形式散失在环境中。
这种低能量转化效率不仅浪费了能源资源，还对环境造成了不可忽视的影响。
因此，研究人员致力于提高燃煤发电过程的能量流动效率，通过改进燃烧技术、利用废热等手段来减少能量损失，实现更加高效的能源利用。
类似地，能量流动效率的提高也是可再生能源领域的一个关键问题。
以太阳能为例，太阳能的转化效率往往较低，这限制了太阳能的广泛应用。
目前，研究人员正在努力改进太阳能电池的转化效率，通过改进材料、结构和工艺等手段来提高能量流动效率，以实现太阳能的高效利用。
除了能源领域，能量流动效率的概念也适用于其他领域。
例如，在生物学中，生物体内的能量转化也存在能量损失的问题。
通过研究生物体内能量的流动效率，可以揭示生物体的能量利用策略，从而为生物学研究和生物工程应用提供参考。
能量流动效率是衡量能量转化过程中损失的比例，是评估和优化能量转化效率的重要指标。
通过提高能量流动效率，可以实现能源的高效利用，减少能源浪费，保护环境，促进可持续发展。
【高中生物】生态系统的能量流动+相关计算专题+课件+高二上学期生物人教版选择性必修2
总能量为：A1+B1+C1+D1 而 D1=A2+B2+C2+D2
A.生产者固定的总能量可表示为A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2 B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为[D1/A1+B1+C1+D1]×100% C.流入初级消费者的能量为A2+B2+C2 A2+B2+C2+D2=D1 D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
(2)如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物处获得 能量，且各途径所获得的能量比例确定，则按照各单独的食物链进行计 算后合并。
C
13%
16%
A 10%
a
B 19% D
b
b=a×10%×19%+a×16%×13%
例：如图是一个食物网，假如鹰的食物有 2 来自兔， 2 来自鼠， 1 来自蛇，
三、用拼图法分析营养级能量的流动
自身呼吸消耗 A1
B1
未利用的
分解者 C1
D1
下一级
D1 流向下一营养级
自身呼吸消耗 A2
B2
未利用的
分解者 C2
D2
下一级
D2 流向下一营养级
同化量=呼吸作用消耗量A+未被利用B+分解者的分解量C+流向下一营养级D
例1.如图为“桑基鱼塘”农业生态系统的部分能量流动图解，其中g表示流向
4.下图表示生态系统中各营养级能量的类型和去向（d表示该营养级未被利用的
能量）。下列叙述中正确的是（ D）
A.在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途相同 B.图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量，且所占比例基本相符 C.生产者到初级消费者的能量传递效率为b1/(a1+b1+c1+d1)×100% D.消费者从生产者摄取的能量可用b1表示，且此部分能量存在于有机物中
微专题 生态系统能量流动计算(辅导用,详细整理带详解)
微专题突破：生态系统能量流动的相关计算一、能量流动模型解读（一）、构建能量流动模型，明确能量流动去路1.不同营养级能量流动示意图2.构建能量流动模型（表示方法）方法一：说明两个等量关系：同化量（b）＝呼吸作用消耗量（d）＋用于生长发育和繁殖的能量（e）；摄入量（a）＝同化量（b）＋粪便量（c）方法二：说明三个去向（不定时分析）：同化量＝呼吸作用消耗量＋分解者分解量＋下一营养级的同化量（最高营养级除外）方法三（拼图法）：说明四个去向（定时分析）：同化量＝自身呼吸作用消耗量（A）＋未利用（B）＋分解者的分解量（C）＋下一营养级的同化量（D）（最高营养级除外）（二）透析例题，规范解题流程【典例】如图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值。
请回答下列有关问题：（1）流经该生态系统的总能量为（用N1～N6中的字母表示）。
（2）由初级消费者传递给蜣螂的能量为。
（3）图中N3表示_______________________________________________。
（4）能量由生产者传递给初级消费者的传递效率为。
（用N1～N6中的字母表示）。
（5）生态系统具有自我调节能力的基础是。
若要提高生态系统的抵抗力稳定性，一般可采取的措施为_______________________。
审题指导答案（1）N2（2）0（3）生产者用于生长、发育和繁殖的能量（4）N5/N2×100%（5）负反馈调节增加各营养级的生物种类（1）最高营养级能量去路只有3个方面，少了“传递给下一营养级”这一去路。
（2）分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。
（3）流经各营养级的能量：对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”，对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”。
（三）对点强化训练1.（2019·江西金太阳大联考）某生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”，下图表示松毛虫摄入能量的流动方向，下列叙述正确的是（ ）A.该食物链中的生物在数量上呈正金字塔模型B.松毛虫和杜鹃之间的能量传递效率可用E/A 表示C.由松毛虫流入分解者的能量可用C ＋D ＋F 表示D.若迁走全部杜鹃，松毛虫的种群数量将呈“J”型增长解析 许多松毛虫可以生活在一株马尾松上，在生物数量上出现倒置现象，A 错误；由图可知，松毛虫的同化量是A ，杜鹃的同化量是E ；两者传递效率可用E/A 表示，B 正确；松毛虫的粪便量C 属于马尾松的同化量，杜鹃的粪便量F 属于松毛虫的同化量，故由松毛虫流入分解者的能量可用D ＋F 表示，C 错误；若迁走全部杜鹃，松毛虫的数量短期内会大量增加，以后又会下降，然后保持稳定，D 错误。
微专题—能量流动的相关计算
微专题—能量流动的相关计算1．确定食物网中的“最多”和“最少”问题(1)低营养级“最少”消耗多少或高营养级“最多”增重多少：需选择最短食物链和最高能量传递效率20%。
(2)低营养级“最多”消耗多少或高营养级“最少”增重多少：需选择最长食物链和最低能量传递效率10%。
2．确认能量“分配比”中的“正推”与“逆推”以为例：(1)若“人的食物比例为植物∶动物＝4∶1，则人增重1 kg 最少需植物多少kg ”则应“逆推”用“除法”，即x 1＝1×45÷20%＋1×15÷(20%)2＝9 kg 。
(知来路，用除法）(2)若“植物向人及向动物传递的能量比例为4∶1，则人增重1 kg 最少需植物多少kg ”则应“顺推”用“乘法”即x 2·45×20%＋x 2·15×(20%)2＝1，则x 2≈5.95 kg 。
(知去路，用乘法）1．下图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1 kg ，至少消耗A 约( )A ．100 kgB ．44.5 kgC ．25 kgD ．15 kg 答案 C2.某生态系统中存在如图所示的食物网，若将C 的食物比例由A ∶B ＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，则该生态系统能承载C 的数量是原来的( ) A ．1.875倍 B ．1.375倍 C ．1.273倍 D ．0.575倍答案 B3．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：103 kJ/(m 2·a)]。
下列说法错误的是( )A ．图中A 代表的生理过程是细胞呼吸B ．第二营养级到第三营养级的能量传递效率为15.625%C ．该生态系统中生产者固定的总能量是9.6×104 kJ/(m 2·a)D ．捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性 答案 C4．如图所示是某草原生态系统中部分营养结构。
能量流动的相关计算
2022年高考生物总复习：能量流动的相关计算1.食物链中能量的“最值”计算设食物链A →B →C →D ，分情况讨论(如下表)： (1)能量传递效率未知时(按20%即1/5、10%即1/10计算)(2)已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。
例如，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M ×a %×b %×c %。
2.在食物网中分析在解决有关能量传递的计算问题时，需要确定相关的食物链，能量传递效率约为10%～20%，一般从两个方面考虑：（1）知低营养级求高营养级⎩⎨⎧获得能量最多⎩⎨⎧选最短食物链按×20%计算获得能量最少⎩⎨⎧选最长食物链按×10%计算 （2）知高营养级求低营养级⎩⎪⎨⎪⎧需最少能量⎩⎨⎧选最短食物链按÷20%计算需最多能量⎩⎨⎧选最长食物链按÷10%计算3.利用“拼图法”巧解能量流动(1)输入第一营养级的能量(W 1)即生产者的同化量被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失(A 1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖。
而后一部分能量中包括现存的植物体B 1、流向分解者的C 1、流向下一营养级的D 1。
(2)第一营养级向第二营养级的能量传递效率＝(D 1/W 1)×100%，第二营养级向第三营养级的能量传递效率＝(D 2/D 1)×100%。
在具体计算时务必先澄清分流比例求解中应“顺推(用乘法)”还是“逆推(用除法)”，以为例。
①若已知“植物同化量”(A )，并告知其“传向动物与直接传向人比例由1∶1调整为1∶2”，求解人最多增重变化(M )，计算时宜“顺推(用乘法)” 调整前：A ·12·15＋A ·12·(15)2＝M 1 调整后：A·23·15＋A ·13·(15)2＝M 2②若已知“人同化量(M )”并告知人的食物来源“素食、肉食由1∶1调整为2∶1”，求解最少需要植物量(A )，计算时应“逆推(用除法)” 调整前：M ·1215＋M ·12（15）2＝A 1调整后：M ·2315＋M ·13（15）2＝A 2【典例】 (1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，将此食物结构改为4∶1，能量流动效率按10%计算，则调整后可供养的人口是前者的________倍。
(自己整理的,最全的)能量流动计算
“生态系统能量流动”归类计算例析为了减少你在学习中的盲目性，下面通过举例归纳出四种计算题型。
一、已知一定的能量传递效率，求从生产者向消费者方向推算“较高营养级可获得能量（或生物量）多少”的设问题型。
例1. 假定某生态系统中有绿色植物、蛙、蛇、鹰、昆虫和食虫鸟等生物。
此生态系统的总能量为24000kJ。
如果营养级之间能量传递效率为15%，那么第三营养级和第四营养级所获得的能量分别是（）A. 540kJ和81kJB. 36000kJ和960kJC. 24000kJ和960kJD. 960kJ和192kJ解析：根据题意，生态系统中的总能量就是食物。
链的第一营养级（生产者）所固定的能量，即24000kJ，那么第三和第四营养级所利用的能量分别为：24000×15%×15%和24000×15%×15%×15%，即540kJ和81kJ。
参考答案：A二、已知一定的能量传递效率，求从消费者向生产者方向推算“需要（或消耗）较低营养级能量（或生物量）多少”的设问题型。
例2. 由于“赤潮”，一条4kg重的杂食海洋鱼死亡，假如此杂食鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率为20%计算，该杂食鱼从出生到死亡，共需海洋植物多少kg？解析：解答本题时，首先应写出各生物之间正确的食物网关系，其次根据能量流动关系进行计算。
依题意，各生物之间的食物网如下：从食物网可看出，杂食鱼的食物来自三条食物链，分别是：（1）植物→杂食鱼（2）植物→草食鱼类→杂食鱼（3）植物→草食鱼类→小型肉食鱼类→杂食鱼因为能量传递效率以20%计算，根据题意，4kg重的杂食鱼中，有4×1/2＝2kg的能量来自植物，据第（1）条食物链可得，实际消耗植物的量为2÷20%＝10kg；有4×1/4＝1kg的能量来自草食鱼类，据第（2）条食物链可得，实际消耗的量为1÷20%÷20%＝25kg；有4×1/4＝1kg的能量来自小型肉食鱼类，据第（3）条食物链可得，实际消耗的量为1÷20%÷20%÷20%＝125kg；故共消耗植物的量为10＋25＋125＝160kg。
能量流动计算
能量流动计算
能量的流动是指能量从一个物体或系统转移给另一个物体或系统
的过程。
在这个过程中，能量的量是保持不变的，而能量的形式却可
以改变。
因此，能量的流动可以用一些简单的计算公式来描述和计算。
首先，我们需要知道能量的基本单位是焦耳（J）。
已知物体的
质量m、它的速度v和它的高度h时，我们可以使用下面的公式计算它的动能：
E_kin = 1/2mv^2
同样地，已知物体的质量m、它的高度h和重力加速度g时，我
们可以用下面的公式计算它的势能：
E_pot = mgh
此外，已知所涉及的物质的热容C、它的质量m、温度变化ΔT
和所需的能量Q时，我们可以使用下面的公式计算它的热能：Q = CmΔT
这些公式可以被用来计算能量在物体和系统之间的流动，从而使
得我们能够精确地量化和描述它们之间的相互作用。
能量流动相关计算
技能训练：
3、这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总 量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太阳 能总量的比例是多少？
这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是： 1.07×108＋0.3272×108＝1.3972×108（ＫＪ）
0.3272X108/1.3972X108=23.5%
4、这块玉米田的太阳能利用效率是多少？
３、１Kg葡萄糖储存1.6×104ＫＪ能量。
４、在整个生长季节里，入射到这块玉米田的太阳能
总量为8.5×109ＫＪ。请据以上数据计算：
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问：研究生态系统能量流动的目的能不能 改变生态系统能量流动的规律？
不能，人们虽然不能改变能量流动的客观规 律，但可设法调整能量流动方向，使能量尽量 多地流向对人类最有益的部分。例如，在森林 中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场 上，则最好使能量多流向到牛、羊等牲畜体内， 获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。
8．在下列食物链中：若食物链中无小鱼，而大 鱼以小甲壳动物为食，则大鱼的数量将会如何变
化？（ A ）
A．增加 B．减小 C．不变 D．不确定
解析：由于食物链中的小鱼没有了，导致大鱼由第三和 第四两个营养级变成了单纯的第三营养级（即营养级降 低），减少了能量的损耗，获得更多的能量，所以大鱼 的数量将增加。
这块玉米田的能量利用效率是： 1.3792×108／8.5×109＝1.64％
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评价与应用
确定草原合理放牧量的依据是什么？ 16
评价与应用
生态农业
桑基鱼塘
桑基鱼塘
调整生态系统中的 能量流动关系，使能量 持续高效的流向对人类 最有益的部分。
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本节知识体系
概念：生态系统中能量的输入、传递和散失的过程
能量流动计算
能量流动计算
能量流动计算是一种新兴的计算技术，它可以提供一种统一的方法来处理复杂的系统，从而降低系统的复杂度。
与传统的计算技术，如模拟和优化不同，能量流动计算可以让系统更快地达到稳定状态，从而能更快地获得结果。
能量流动计算的基本原理是将系统的能量作为一种约束，将它们纳入到整个计算过程中。
这样，系统中的每一个部分都能稳定地求解，而无论它们之间发生什么变化，系统也不会受到严重影响。
能量流动计算的应用是非常多的，它可以用于求解复杂的系统，如智能机器人，自动驾驶等。
例如，当有一群自动驾驶汽车行驶在高速公路上时，它们之间会相互作用，彼此之间的动力以及阻力会影响每辆车的行驶状态，而这些反馈将决定车辆在该路段上的行驶路线和汽车之间的距离，这时，就可以用能量流动计算来求解这种复杂的问题，并获得较高的精确度。
此外，能量流动计算还能运用于设计高性能处理器，智能传感器等系统。
具体而言，能量流动计算可以帮助设计师更好地估算电子元件的电路，它可以模拟电子元件的电流和电压，以及电路中的信号性能，进而更准确地估计处理器的性能指标，并最终确定电子元件性能的最佳设计参数。
最后，能量流动计算还能够帮助发现潜在的电池衰减，即当电池在长期使用后，其电池容量会出现逐渐衰减的现象，而能量流动计算可以帮助检测出电池衰减的存在，从而为用户提供及时的提醒和补充。
由上述分析可以看出，能量流动计算是一项重要的新兴技术，它具有强大的应用价值，可以有效提高系统的性能，并节省计算的开销。
因此，如今越来越多的企业开始尝试使用能量流动计算来改进和完善其产品和服务，以获取更高的效率和更高的用户体验。
能量流动的计算
生态系统中能量流动计算的几种题型能量流动的知识，是高中生物教材中为数不多的几个D 级知识点之一，由于一般情况下能量在两个相邻营养级之间的传递效率是10%~20%。
故在能量流动的相关问题中，若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。
所以，在已知较高营养级生物的能量求消耗较低营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递，若求“最（至）少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递。
反之，已知较低营养级生物的能量求传递给较高营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递，若求“最少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递。
这一关系可用下图来表示。
关于能量流动的计算问题，是一种重要的题型。
常见的计算题型大致可分为如下几种：1. 根据能量流动效率直接计算例1 某生态系统中初级消费者与次级消费者的总能量分别是W 1与W 2，当下列哪种情况发生时，最有可能使生态平衡遭到破坏（ ）A. 2110W W >B. 215W W >C. 2110W W <D. 215W W <例2 有5个营养级的一条食物链，若第五营养级的生物体重增加1kg ，理论上至少要消耗第一营养级的生物（ ）A. 25kgB. 125kgC. 625kgD. 3125kg2. 根据隐含的能量流动数量关系进行计算例3 在某生态系统中，已知1只2kg 的鹰要吃10kg 的小鸟，0.25kg 的小鸟要吃2kg 的昆虫，而100kg 的昆虫要吃1000kg 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，这只鹰转化绿色植物的百分比应为（ ）A. 0.05%B. 0.5%C. 0.25%D. 0.025%3. 根据规定的能量流动效率计算例4 有一食物网如右图所示。
假如猫头鹰的食物2/5来自兔子，2/5来自老鼠，其余来自蛇，那么猫头鹰要增加20g 体重，最多消耗植物多少克？例5 在如右图2所示的食物网中，已知各营养级之间的能量转化效率为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10千克生物量，需消耗生产者多少千克？例6. 已知某营养级生物同化的能量为1000kJ ，其中95%通过呼吸作用以热能的形式散失，则其下一营养级生物获得的能量最多为（ ）A. 200kJB. 40kJC. 50kJD. 10kJ4. 根据变化的能量流动效率计算例7 已知在如下图3所示的食物网中，C 生物同化的总能量为a ，其中A 生物直接供给C 生物的比例为x ，则按最低的能量传递效率计算，需要A 生物的总能量（y ）与x 的函数关系式为____________。
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重点2能量流动的相关计算
[专项集训]
1．如图为一食物网。
若要使丙体重增加x，已知其食用的动物性食物(乙)所占比例为a，则至少需要的生产者(甲)的量为y，那么x与y的关系可表示为
()
A．y＝90ax＋10x B．y＝25ax＋5x
C．y＝20ax＋5x D．y＝10ax＋10x
解析由题干中的“至少”可知，应该按最大传递效率20%计算，a表示动物性食物(乙)所占比例，则1—a表示直接从生产者(甲)获得食物所占比例，故有(1－a)x÷20%＋ax÷20%÷20%＝y，即y＝20ax＋5x。
答案 C
2．假设某初级消费者摄入的能量为a，其粪便中的能量为b，通过呼吸消耗的能量为c，用于生长、发育和繁殖的能量为d，则流入次级消费者的能量最多为
() A．(a＋b)×20% B．(c＋d)×20%
C．(a－c)×20% D．(b＋d)×20%
解析粪便是初级消费者未能消化吸收的部分，初级消费者的同化量＝摄入量－粪便量，即同化量为(a－b)，其中一部分被自身呼吸消耗掉，其余部分用于自身生长、发育和繁殖，所以初级消费者的同化量＝呼吸消耗量＋生长、发育和繁殖的能量，即a－b＝c＋d。
按能量的最高传递效率20%计算，流入次级消费者的能量最多应为(a－b)×20%或(c＋d)×20%。
正确答案为B。
答案 B
3．科学家对生活在某生态系统的一个蜘蛛种群的能量进行定量分析，得出了能
量流经这种肉食动物的有关数据如下图所示(能量以种群的质量表示)，下列叙述正确的是
()
①被蜘蛛吃下未被蜘蛛同化的能量属于上一营养级同化量中的一部分②在
食物链中，蜘蛛至少位于第三营养级③图中X代表用于蜘蛛生长、发育和繁殖的能量④根据图中的数据不能算出猎物种群和蜘蛛间的能量传递效率A．①②③④B．①②④
C．②③D．③④
解析被蜘蛛吃下未被蜘蛛同化的能量属于上一营养级残体中储存的能量，是上一营养级同化量中用于自身生长发育和繁殖能量中的一部分，①正确。
在食物链中，蜘蛛以小动物为食，至少位于第三营养级，②正确。
被某一营养级同化的能量一部分用于自身呼吸消耗，一部分用于生长发育和繁殖；后者有一部分流入到下一营养级，一部分被分解者分解和暂不被利用，③正确。
能量传递效率指的是下一营养级同化量和上一营养级同化量之比，由于题目中没给出上一营养级同化量值(储存值为同化量减去消耗量)，因此不能算出猎物种群和蜘蛛间的能量传递效率，④正确。
答案 A
4．下图甲是某草原生态系统中碳循环模式图，图中A、B、C、D表示生态系统的成分，图乙为其中部分营养结构。
请据图回答。
(1)若草固定的总能量为6.8×109kJ，食草昆虫和鼠同化的总能量是1.3×108
kJ，则人最多能获得能量________kJ。
(2)若蛇取食鼠的比例由1
4调整到
3
4，从理论上分析，改变取食比例后蛇体重增
加1 kg，人能比原来多增重________kg。
(能量传递效率按20%计算)
解析(1)(6.8×109－1.3×108÷20%)×(20%)2＝2.46×108(kJ)。
(2)改变前：1 kg
蛇消耗草为3
4÷(20%)
3＋
1
4÷(20%)
2＝100(kg)；改变后：1 kg蛇消耗草为
1
4÷(20%)
3
＋3
4÷(20%)
2＝50(kg)，所以改变后与改变前相比节余的50 kg草可流向人。
故
人比原来增重了50×20%×20%＝2(kg)。
答案(1)2.46×108(2)2。