生态系统中能量流动的相关计算
高中生物6 能量流动分流模型解读及相关计算
高考常考，重点强化，思维建模，跨越障碍，全取高考拉分题热点1能量流动分流模型解读1.能量流经不同营养级示意图2.构建能量流动模型(表示方法)方法一：说明：两个去向：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：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方法三：说明：四个去向：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)【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.(2019·辽宁东北育才学校模拟)如图是某池塘生态系统中能量流经贝类的示意图，下列分析错误的是()A.D代表细胞呼吸，一部分能量在细胞呼吸中以热能形式散失B.B是贝类用于自身生长、发育和繁殖所需的能量C.贝类摄入的能量就是流入这个生态系统的总能量D.生态系统的能量流动离不开物质循环和信息传递解析D代表细胞呼吸，一部分能量在细胞呼吸中以热能形式散失，A正确；A 是贝类的同化量，其中一部分通过呼吸作用散失，一部分用于生长、发育和繁殖等生命活动，B正确；生态系统中的能量流动从生产者固定能量开始，通常，生产者固定的总能量是流入生态系统的总能量，C错误；能量流动和物质循环是同时进行的，二者彼此依存，不可分割，生命活动的正常进行离不开信息传递，D 正确。
生态系统中能量流动的计算
②求最高营养级最少获得多少能量时，按最长食物链， 最低传递效率计算。
例7．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 等的，第一营养级的同化能量为，则鹰最终获得的能量是________。
【解析】题目中已经给出能量的传递效率，按10%算，“同一营 养级的每种生物获得的能量是均等的”这句话说明低营养级在向 高营养级传递能量的时候，其能量是按途径平均分配，其解题图 解如下：
生态系统中能量流动的计算
必修3-5.2 生态系统的能量流动
生态系统中能量流动的计算
一．预备性知识 二．根据题目要求确定能量的传递效率：
10%~20%
三．确定各营养级能量的分配比例
能量在食物链中的传递
(1)在一条食物链中，若某一营养级的总能量为N， 则最多传到下一个营养级的能量为20%N（0.2N）, 最少为10%N（0.1N）。 (2)在一条食物链中，若某一营养级的能量为N，则 需要前一营养级的能量最少为： N÷20%=5N，最 多为：N÷10%=10N。
2.5 kg B至少需要消耗A、C各：
2.5 kg÷2÷20%＝6.25 kg, 2.5 kg D至少需要消耗C为：2.5 kg÷20%＝12.5 kg， 而(12.5＋6.25)kg C至少需要消耗A为： 18.75 kg÷20%＝93.75 kg，
则猫头鹰体重增加1 kg，至少需要消耗
A为6.25 kg＋93.75 kg＝100 kg。
例2．在植物→昆虫→蛙→蛇这条食物链中，蛇若增加 1克体重，至少要消耗______ 125 克植物；最多要消耗 1000 克植物。 _______ 【解析】能量的传递效率为10%~20%，根据题目要求， 若 蛇 增 加 1 克 体 重 ， ① 至少要消耗植物 x 克，按传递效率为 20% 计算， 则可建立如下式子： x×20%×20%×20%=1，解得x=125克。 ② 最多要消耗植物 x 克，按传递效率为 10% 计算， 则 可 建 立 如 下 式 子 ： x×10%×10%×10%=1，解得x=1000克。
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。
生态系统中能量流动的模型与计算
生态系统中能量流动的模型与计算生态系统是生物圈中多种生物和非生物因素相互作用的综合体。
模拟生态系统中的能量流动和营养物质循环可以帮助我们了解自然规律，预测生物圈的变化，以及开发可持续的资源管理策略。
在这篇文章中，我们将讨论生态系统中能量流动的模型与计算方法。
一、生态系统的能量流动在生态系统中，能量从一个营养级别转移到另一个营养级别。
生态系统的主要能量来源是太阳能。
植物通过光合作用转化太阳能为生物大分子，如葡萄糖。
动物则通过食物链获得能量，将有机物氧化为二氧化碳和水，并以此为燃料维持生命活动。
每个营养级别的生物尽管可以消耗过去营养级别生物的能量和营养物，却无法回收过去营养级别生物消耗掉的耗散能量。
同时，每个营养级别的生物在代谢进程中都会有耗散能量的形成，而这些耗散能量则流向更高纬度的生物等级。
尽管生态系统中存在能量的有限性，但生态系统是一个开放的系统，在较高的生物等级中可以进一步消耗其它能源来源。
例如，许多食肉动物同样会食草，或者是食食肉动物的其他生物。
二、能量流动的模型能量流动可以用生态系统网络模型进行探讨。
生态网络模型中，每个节点代表不同的生物种群，节点之间通过食物链相联结，而每条边代表能量和营养物的转移，例如，从一个草食动物到肉食动物，从种子到小型昆虫。
这个模型可以给予我们对一个生态系统中能量流动的更详细、更全面的理解。
生态网络模型为我们提供了理解生态系统中生物间相互依存和复杂互动的一种方法。
通过对物种依赖关系的模拟和分析，我们可以了解到一些物种如何与其它物种的生命周期相互作用、如何适应环境变化等等。
三、能量流动的计算方法为了更好地理解生态网络模型，我们需要进行数值计算。
基于运动种群的理论，我们可以得到生态网络模型的大量方程。
这些方程描述了系统内各个物种之间的相互影响，包括能量、稳定性、物种组成等方面。
当然，由于生态系统的复杂性和变化性，将生态网络模型精确地简化为可计算的形式仍然是非常困难的。
生态系统能量流动计算题(全)
生态系统的能量流动1.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%2.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. 24kJB. 192kJC.96kJD. 960kJ3.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 kgB. 125 kgC. 625 kgD. 3125 kg4.由于"赤潮"的影响,一条4kg 重的杂食性海洋鱼死亡,假如该杂食性的食物有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20%计算,该杂食性鱼从出生到死亡,共需海洋植物 < >A.120kgB.160kgC.60kgD.100kg5.某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W 1和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 <6.流经生态系统的总能量是指〔〕A.射进该生态系统的全部太阳能B.照到该生态系统内的所有植物叶面上的太阳能C.该生态系统全部生产者所固定的太阳能总量D.生产者传递给全部消费者的总能量7.有关生态系统中能量流动的叙述不正确的是〔〕A.生态系统中能量流动是从太阳的辐射能开始B.生态系统中流动的能量几乎全部来源于太阳能C.生态系统的能量流动是逐级减少和单向性的D.生态系统离开外界环境的能量供应就无法维持8.下列有关生态系统能量流动的叙述中,不正确的是〔〕A.能量流动是单向的,不可逆转的B.食物链越短,可供最高营养级利用的能量越多C.初级消费者越多,次级消费者获得的能量越少D.营养级越多,散失的能量越多9.大象是植食性动物,有一种蜣螂则专以象粪为食,设一头大象在某段时间内所同化的能量为107 kJ,则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为〔〕A.几乎为0 kJB.106 kJC.2×106 kJD.3×106 kJ10.下列关于生态系统功能的叙述中,不正确的是〔〕A.能量只能由较低营养级流向较高营养级B.食物链中的营养级可以是无限的C.能量流动和物质循环可以长期地保持动态平衡D.生态系统中的能量最终以热能的形式散失到环境11.在由草→兔→狐组成的一条食物链中,兔经同化作用获得的能量,其去向不包括〔〕A.通过兔子细胞呼吸释放的能量B.通过兔子的粪便流人到分解者体内的能量C.通过狐狸的粪便流人到分解者体内的能量D.流人到狐体内的能量12.右图是某生态系统的食物网示意图,甲～庚代表不同的生物,箭头表示能量流动的方向和食物联系。
第五章III生态系统的能量流动
林德曼1942年对赛达伯格湖能量流动的定量分析
4 生态系统中的分解
分解
碎裂 异化 异化 淋溶 淋溶
碎裂-由物理和生物作用，尸体分解为颗粒状碎屑 异化-有机物质在酶作用下分解，从聚合体变成单
体，进而成为矿物成分 淋溶-可溶性物质被水所淋洗
植物枯枝落叶中各种化学成分的分解曲线
分解者微生物组织 C/N比10:1，大多数 植物组织C/N比4080:1,氮供应量经常成 为限制因素. 待分解资源C/N比,常 可作为生物降解性能 的测度,最适25-30:1.
3.2.3 生产效率
无脊椎动物较为30-40%,外温性脊椎动物10%,内温性脊椎 动物1-2%, 为维持恒定体温而消耗很多已同化能量.动物 生产效率与呼吸消耗呈显著负相关
类群 食虫兽 鸟 小哺乳类 其他兽类 鱼和社会性昆虫 无脊椎动物(昆虫除外) 非社会昆虫
生产效率 0.86 1.29 1.51 3.14 9.77 25 40.7
生态效率
同化效率=被植物固定能量/植物吸收日光能或被动 物消化吸收能量/动物摄食能量 生产效率=n营养级净生产量/n营养级同化能量 消费效率=n+1营养级消费能量/n营养级净生产量 林德曼效率=n+1营养级获得能量/n营养级获得能量
生态椎体
鸟
昆虫
鸟
昆虫
树
数量椎体
树
能量椎体
2. 生态系统的初级生产
问题：全球变暖会加快北方林土壤有机物 分解吗？
初级生产量(GP)-植物所固定的太阳能或所制造的有机物质 净初级生产量(NP)-GP-R 生产量(g/m2 a)-单位时间单位面积上的有机物质干重 生物量(g/m2)-某一特定时刻调查时单位面积上的现存量 dB/dt=NP-R-H-D (H-被较高营养级动物所取食生物量;D因死亡而损失的生物量)
生态系统的能量流动规律总结
一．生态系统的能量流动规律总结：1.能量流动的起点、途径和散失：起点：生产者；途径：食物链网；散失：通过生物的呼吸作用以热能形式散失2.流经生态系统的总能量：自然生态系统：生产者同化的能量=总初级生产量=流入第营养级的总能量人工生态系统：生产者同化的能量+人工输入有机物中的能量3.每个营养级的能量去向：非最高营养级：①自身呼吸消耗以热能形式散失②被下营养级同化③被分解者分解利用④未被利用转变成该营养级的生物量,不一定都有,最终会被利用※②+③+④=净同化生产量用于该营养级生长繁殖；最高营养级：①自身呼吸消耗以热能形式散失② 被分解者分解利用③未被利用4.图示法理解末利用能量流入某一营养级的能量来源和去路图：流入某一营养级最高营养级除外的能量去向可以从以下两个角度分析：1定量不定时能量的最终去路：自身呼吸消耗；流入下一营养级；被分解者分解利用;这一定量的能量不管如何传递,最终都以热能形式从生物群落中散失,生产者源源不断地固定太阳能,才能保证生态系统能量流动的正常进行;2定量定时：自身呼吸消耗；流入下一营养级；被分解者分解利用；末利用即末被自身呼吸消耗,也末被下一营养级和分解者利用;如果是以年为单位研究,未被利用的能量将保留到下一年;5.同化量与呼吸量与摄入量的关系：同化量=摄入量-粪便量=净同化量用于生长繁殖+呼吸量※初级消费者的粪便量不属于初级消费者该营养级的能量,属于上一个营养级生产者的能量,最终会被分解者分解;※用于生长繁殖的能量在同化量中的比值,恒温动物要小于变温动物6.能量传递效率与能量利用效率：1能量的传递效率=下一营养级同化量/上一营养级同化量×100%这个数值在10%－20%之间浙科版认为是10%,因为当某一营养级的生物同化能量后,有大部分被细胞呼吸所消耗,热能不能再利用,另外,总有一部分不能被下一营养级利用;传递效率的特点：仅指某一营养级从上一个营养级所含能量中获得的能量比例；是通过食物链完成,两种生物之间只是捕食关系,只发生在两营养级之间;2能量利用率能量的利用率通常是流入人类中的能量占生产者能量的比值,或最高营养级的能量占生产者能量的比值,或考虑分解者的参与以实现能量的多级利用;在一个生态系统中,食物链越短能量的利用率就越高,同时生态系统中的生物种类越多,营养结构越复杂,能量的利用率就越高;在实际生产中,可以通过调整能量流动的方向,使能量流向对人类有益的部分,如田间除杂草,使光能更多的被作物固定；桑基鱼塘中,桑叶由原来的脱落后被分解变为现在作为鱼食等等,都最大限度的减少了能量的浪费,提高了能量的利用率;3两者的关系从研究的对象上分析,能量的传递效率是以＂营养级＂为研究对象,而能量的利用率是以＂最高营养级或人＂为研究对象;另外,利用率可以是不通过食物链的能量“传递”; 例如,将人畜都不能食用的农作物废弃部分通过发酵产生沼气为人利用； 人们利用风能发电、水能发电等； 这些热能、电能最终都为人类利用成为了人类体能的补充部分;※7.能量流动的计算规律：“正推”和“逆推”规律1规律2 在能量分配比例已知时的能量计算 规律3 在能量分配比例未知时计算某一生物获得的最多或最少的能量①求“最多”则按“最高”值20％流动 ②求“最少”则按“最低”值10％流动 ①求“最多”则按“最高”值10％流动②求“最少”则按“最低”值20％流动未知较高营养级 已知 较低营养级8.研究意义 ①帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用;②帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分;具体措施：农田的除草灭虫---调整能流的方向尽量缩短食物链；充分利用生产者和分解者,实现能量的多级利用,提高能量利用效率9. 能量流动的几种模型图：二：物质循环1. 物质循环易错点生产者 最少消耗 最多消耗 选最短食物链选最大传递效率20% 选最长食物链选最小传递效率10% 消费者获得最多消费者获得最少2.海洋圈水圈对大气圈的调节作用:海洋的含碳量是大气的50倍；二氧化碳在水圈与大气圈的界面上通过扩散作用进行交换水圈的碳酸氢根离子在光合作用中被植物利用3.碳循环的季节变化和昼夜变化影响碳循环的环境因素即影响光合作用和呼吸作用的因素；碳循环的季节变化二．生态系统的稳态及调节1.生态系统的发展反向趋势：物种多样性,结构复杂化,功能完善化2.对稳态的理解：生态系统发展到一定阶段顶级群落,它的结构和功能保持相对稳定的能力；结构的相对稳定：生态系统中各生物成分的种类和数量保持相对稳定；功能的相对稳定：生物群落中物质和能量的输入与输出保持相对平衡;3.稳态的原因：自我调节能力但是有一定限度自我调节能力的大小与生态系统的组成成分和营养结构有关系,物种越多,形成的食物链网越复杂,自我调节能力越强;4.稳态的调节：反馈调节其中负反馈调节是自我调节能力的基础,也是生态系统调节的主要方式。
生态系统中能量流动的计算方法
生态系统中能量流动的计算方法一、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）。
生态系统中的能量单向逐级递减流动
能减量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递
1.能量流动的特点
特点：单向流动、逐级递减。
单向流动的原因：前一营养级 生物被后一个营养级生物捕食， 捕食关系一般是不能逆向的； 各个营养级细胞呼吸释放的是 热能，它不能被生产者重新用 于光合作用。
逐级递减的原因：能量流经各个营养级时，会有一部分能量被该营养级生物 细胞呼吸以热能散失，总有一部分能量以遗体残骸被分解者利用，还有一部 分留存在生态系统未被利用。
一般情况下，陆生生态系统各营养级之 间大约只有10%的能量能够传递到下一 个营养级，而在海洋生态系统中会大于 10%，但能量的递减规律是不变的。
人类将生态系统中的能量流动规律应用于农业生产
能量流动规律应用于农业生产 1.有利于帮助人类合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高 效地流向对人类有益的方向。
海洋的净初级生产总量 < 陆地净初级生产总量 海洋的净次级生产总量 > 陆地净次级生产总量
原因：在海洋生态系统中,植食动物利用藻类的效 率大大高于陆地动物利用植物的效率。
核心归纳
列表比较初级生产量和次级生产量
项目 能量来源 生产生物
二者关系
初级生产量
次级生产量
太阳能
现成有机物
生产者
消费者、分解者
①次级生产量直接或间接来自初级生产量；
(2)总次级生产量和净次级生产量 总次级生产量=净次级生产量+呼吸消耗量(R)
=次级生产者的同化量 生长、发育和繁殖
热能
次级生产量的去路
1.总次级生产量如何获得的？ 消化后吸收
总次级生产量、同化量、呼吸量 、 净次级生产量、摄入量、尿粪量 这个几个词之间的关系？
2.不同生态系统净次级生产量的比较：
生态系统能量流动计算汇总
２ ０ 住３
授 业＞ ＞ 课 程 实施
生态 系统 能量流动计算 汇总
方 可 云
（ 江 苏省 南 京 市程 桥 高级 中 学 江 苏 南京 ２ １ ０ ０ ０ ０ ）
【 摘要 】生 态系统能量流动在每年 高考 的考试 大纲中要 求非常高， 在２ ０ １ ０ 年和 ２ ０ １ １ 年 高考 中的等级要 求是 Ｃ级 ， 能量流动的
例 １ 在如 图所示食物 网中 ， 若狼增加 １ Ｋ ｇ体重 ， 从上一 营 养级得 到的能量各 占 ５ ０ ％， 从理论上推算 ， 最多需消耗草的重量
计算是其考试的一个重要 方面 ， 在 多年教 学 中， 我总结 了一些解题 方法。
【 关键词 】生态系统 能量 流动 计算 【 中图分类号 】Ｇ ６ ３ ３ ． ９ １ 【 文献标识码 】Ａ
一
【 文章编号 】１ ６ ７ ４ — ４ ７ ７ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ５ ８ — ０ １
【 解析】 本题 中， Ｃ获得 能量 的途径有二条 ： 从 Ａ直接获得 和
【 ４ 】 根据 特定 的能量流动要求计 算 例 ４有一食物 网如下图所示 ，
设 Ｅ种 群 干 物 质 量 为 ５ ． ８ ×１ ０ ９ ｋ Ｊ ．
长食物 链， 最低传递效率计算 。 【 ２ 】 根据规定的能量流动效率和规定的食 物链计算 （ １ ） 已知高营养级能量（ 生物量 ） ， 求低营养级能量（ 生物量 ） 。
田 一 田 一 田
厂］
从 Ａ经 Ｂ传递 间接获得 ， 已知 Ｃ从 Ａ直接获得 的比例为 ｘ ， 则直 ①要求最多需第一 营养级 多少时 ， 按最长食 物链 ， 最低传 递 接获 得 的能 量 为 ａ ｘ ， 需 要 消 耗 Ａ 的 能量 为 １ ０ ａ ｘ ， 间接 获 得 的 比例 效率计算 ； ② 要求 至少 消耗第 一营养级 多少时 ， 按最短食 物链 ， 为（ １ 一Ｘ ） ， 则 间接 获得 的能量 为（ １ 一Ｘ ） ａ ， 需要 消耗 Ａ的能量 为 最 高传 递效率计算 。 （ ２ ） 若一食物网中 ， 已知第一营养级重量为 Ｍ， ①要求高营养级最 多获得 多少 能量 时 ， 应按最 短食物链 ， 最 高传递 效率计算 ； ②要求高营养级最少获得多少能量时 ， 应按最
【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
生态系统的能量流动计算题
生态系统的能量流动计算题生态系统的能量流动是指在生物群落中，能量从一个生物到另一个生物的传递过程。
能量通过食物链或食物网的形式在生物之间流动。
下面是一个关于生态系统能量流动的计算题的解答。
假设我们有一个简化的生态系统，包括植物、草食动物和肉食动物。
我们假设植物的总生物量为1000克，草食动物的总生物量为100克，肉食动物的总生物量为10克。
首先，我们需要计算植物的初级生产力（Primary Productivity）。
初级生产力是指植物通过光合作用转化太阳能为化学能的速率。
假设这个生态系统的初级生产力为1000千卡/平方米/年。
接下来，我们可以计算草食动物的消费率。
消费率是指草食动物每年摄食植物的能量。
假设这个生态系统的草食动物的消费率为10%。
那么草食动物每年摄食的能量为100千卡/平方米/年。
然后，我们可以计算肉食动物的消费率。
消费率是指肉食动物每年摄食草食动物的能量。
假设这个生态系统的肉食动物的消费率为10%。
那么肉食动物每年摄食的能量为10千卡/平方米/年。
最后，我们可以计算能量在生态系统中的流动。
根据能量流动的原则，能量在食物链中逐级转移。
假设植物的能量转移效率为10%，草食动物的能量转移效率为10%，肉食动物的能量转移效率为10%。
那么在这个生态系统中，能量的流动如下：植物的初级生产力为1000千卡/平方米/年，其中有10%的能量被摄食给草食动物，即100千卡/平方米/年。
草食动物摄食了100千卡/平方米/年的能量，其中有10%的能量被摄食给肉食动物，即10千卡/平方米/年。
肉食动物摄食了10千卡/平方米/年的能量。
综上所述，这个生态系统中能量的流动是从植物到草食动物，再到肉食动物，能量逐级转移，并且在每个级别都有能量损失。
这个计算题只是一个简化的模型，实际的生态系统中能量流动会更加复杂，但是这个例子可以帮助我们理解生态系统中能量流动的基本原理。
3.2生态系统的能量流动
y+5=5.1+2.1+0.25+0.05
x
y
y=2.5 x+2=0.5+2.5+4+9
x=14
2.5/16*100%=15.6%
流经该生态系统的总能量为： 3+14+70+23+2+5
3.如图为生态系统中能量流动图解部分示意图（字母表示能
量的多少），下列选项中正确的是（ ）
c
呼吸作用
用于生长 发育和繁殖
B.食物网中的计算：
A
BC
DEF
思考：如上食物网中，①A为1千克，则C最多约为多少？C最少约为多少？
0.04千克
0.0001千克
正推解题思路：最少按最长食物链、最小效率（10%）算 最多按最短食物链、最大效率（20%）算
② 若C增加1千克，则A最少需要消耗多少千克？最多又为多少？
25千克
10000千克
消费者 —来自上一个营养级的同化量（+人工投放有机物中的能量
5.归纳各营养级能量的去路有哪些？
5.去路：
呼吸作用消耗 被下一营养级的生物所利用（最高营养级除外）
被分解者所利用 未被利用（定时分析）
三、能量流动的特点
[思考]流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？ 不能 【思考.讨论】的数据，完成表格，分析赛达伯格胡的能量流动，总结能量流动的特点。
初级消费 者摄入
初级消费 者同化
用于生长、 发育和繁殖
粪便 （粪便属于上一营养级的同化量）遗体残骸 分解者利用
次级消费 者摄入
（3）中间营养级的能量去向：①③呼流入吸下作用一营散养失级；②;④分未解被者利利用用（；定时分析）
5.2生态系统的能量流动
能量的传递效率的计算方法
A．80g C．800g
B．900g D． D．600g
传递效率=某一营养级的同化量/ 传递效率=某一营养级的同化量/上一营养级的同化量
“至少需要”、“最多利用”——20%，选最短食物链 至少需要” 最多利用”——20%， 20% “最大消耗”、“最少利用”——10%，选最长食物链 最大消耗” 最少利用”——10%， 10%
能量流动相关概念
1.能量以有机物为载体 1.能量以有机物为载体 2.同化量=摄入量— 2.同化量=摄入量—粪便量 同化量 3.能量流动的途径是食物链和食物网 3.能量流动的途径是食物链和食物网 4.能量最终归宿——热能 4.能量最终归宿——热能 能量最终归宿—— 5.同化量——流入量——输入量 5.同化量——流入量——输入量 同化量——流入量——
体内，获得更多的毛、 体内，获得更多的毛、肉、 奶等畜产品。 皮、奶等畜产品。 合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最 人类最有益 2、合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益 的部分
下列有关生态系统能量流动的叙述中， 4.下列有关生态系统能量流动的叙述中，正确 的是( 的是( ) C 一种蜣螂专以大象粪为食， A ． 一种蜣螂专以大象粪为食 ， 则该种蜣螂最 多能获取大象所同化能量的20% 多能获取大象所同化能量的20% 20 当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时， B ． 当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时 ， 能量就从第一营养级流入第二营养级 生产者通过光合作用合成有机物， C ． 生产者通过光合作用合成有机物 ， 能量就 从非生物环境流入生物群落 D．生态系统的能量是伴随物质而循环利用的
1.在浮游植物→小鱼→海豹→ 1.在浮游植物→小鱼→海豹→虎鲸这条食物链 若虎鲸增加1kg体重，最多消耗 1kg体重 消耗浮游植物 中，若虎鲸增加1kg体重，最多消耗浮游植物 D 效率低 的量为（ ） 的量为（ B． C． D． A．1kg B．10kg C．125kg D．1000kg 2.如图食物网中，假如鹰的食物有2/5来自兔， 2.如图食物网中，假如鹰的食物有2/5来自兔， 2/5来自兔 2/5来自鼠 1/5来自蛇 那么，鹰若要增加20g 来自鼠， 来自蛇， 2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么，鹰若要增加20g 体重，最少需要消耗的植物为 需要消耗的植物为（ ） 体重，最少需要消耗的植物为（ B
人教版高中生物必修三学案：第5章 微专题突破 (四)能量流动的相关计算 含答案
(四)能量流动的相关计算[核心精要]在解决有关能量流动的计算时，首先要确定相关的食物链，然后注意题目中的“最多”、“最少”、“至多”、“至少”等词语，从而确定是使用10%或20%来解决相关问题。
(1)设食物链为A→B→C→D，分情况讨论：实现问题思路求解计算过程D营养级净增重(M) 至少需要A营养级的量(X) X×20%×20%×20%＝M 最多需要A营养级的量(X) X×10%×10%×10%＝MA营养级的需要量(N) D营养级最多增重的量(X) N×20%×20%×20%＝X D营养级至少增重的量(X) N×10%×10%×10%＝X提醒“最多”“至少”与“10%”“20%”的对应关系设在食物链A→B→C→D中，各营养级间的传递效率分别为a%、b%、c%，若现有A营养级生物的总质量为M，能使D营养级生物增重多少？列式计算：M·a%·b%·c%＝X此时不再涉及“最多”“至少”的问题。
(3)在食物网中分析时，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，具体规律总结如下：①知低营养级求高营养级⎩⎪⎨⎪⎧获能量最多⎩⎪⎨⎪⎧选最短食物链按×20%计算获能量最少⎩⎪⎨⎪⎧选最长食物链按×10%计算②知高营养级求低营养级⎩⎪⎨⎪⎧需最多能量⎩⎪⎨⎪⎧选最长食物链按÷10%计算需最少能量⎩⎪⎨⎪⎧选最短食物链按÷20%计算(4)如果是在食物网中，同一生物同时从上一营养级多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量不等，则按照各自单独的食物链进行计算后合并。
[对点训练]1．根据图示的食物网，若黄雀的全部同化量来自两种动物，蝉和螳螂各占一半，则当绿色植物增加G千克时，黄雀增加体重最多是( )A．G/75千克B．3G/125千克C．6G/125千克D．G/550千克A[根据生态系统能量流动的最高传递效率20%，设黄雀增加体重X千克，则根据题意可列出计算式：(5×X/2＋5×5×X/2)×5＝G，X＝G/75千克。
高中生物必修三 生态系统功能(能量流动)读书笔记
第五章生态系统专题第二节生态系统的功能（能量流动）生态系统的功能——能量流动、物质循环、信息传递一、能量流动——生态系统中能量的输入、传递、转化、散失（1）起点：生产者固定的太阳能生产者固定的能量主要是光合作用利用的光能，也包括化能合成作用利用的化学能（2）自然生态系统总能量：生产者所固定的太阳能人工生态系统总能量：生产者所固定的太阳能+人工喂食的饲料(有机物)（3）能量流动过程：①输入一个营养级的能量：该营养级同化的能量,不是摄入②摄入=同化+粪便，同化=储存 +呼吸③某营养级“粪便”中能量应属其上一营养级的同化量或上一营养级被分解者分解的能量的一部分，如兔粪便中的能量不属于兔的同化量，而是草同化量的一部分或草被分解者分解的能量的一部分。
④未被利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。
（4）能量流动的特点及原因能量传递效率=后一个营养级的同化量/前一个营养级的同化量，一般为10％～20％。
A单向流动∵①捕食关系不可逆转，是自然选择的结果②散失的热能不能被再利用B逐级递减∵①各营养级均有呼吸作用散失；②各营养级均有部分能量未被下一营养级利用；③各营养级均有部分能量流向分解者一条食物链一般只有4--5个营养级∵能量流动逐级递减（项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状每一阶含义各个营养级所含能量的多少各个营养级生物数量的多少各个营养级生物量（有机物）的多少特点正金字塔一般正金字塔一般正金字塔分析各个营养级都有呼吸作用散失能量，还有一部分被分解者利用，而流入下一营养级的能量仅占该营养级同化量的10%~20%成千上万只昆虫生活在一株大树上时，该数量金字塔的塔形也会发生变化：浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量：摄入=同化=粪便储存：用于生长发育和繁殖=散失：以呼吸作用的方式，热能的形式流向下一营养级流向分解者（6）研究能量流动意义①使能量得到最有效的利用（对能量的多级利用，提高了能量的利用率）桑基鱼塘：桑叶喂蚕，蚕沙（蚕粪）养鱼，鱼塘泥肥桑农作物秸秆：做饲料喂牲畜、牲畜粪便发酵产沼气、沼渣做肥料能量传递效率≠能量利用率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
——能量流动的相关计算
一、能量流动中的最值计算
技法必备
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%，则：
(1)在食物链中
(2)在食物网中
正推：知低营养级求高营养级 获能量最多 获能量最少 需能量最多 需能量最少
选最短食物链，按×20%计算
选最长食物链，按×10%计算
呼吸作用中以热能的形式散失了(A1)，一部分则用于生产者的生长、
发育和繁殖(B1＋C1＋D1)。而后一部分能量中，包括现存的植物
体中的能量(B1)、流向分解者的能量(C1)、流向下一营养级的能量 (D1)。如下图所示：
流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。将 图中第三营养级同化的总能量 D2“拼回”第二营养级，则A2＋ B2 ＋ C2 ＋ D2 刚好等于 D1 ，即第二营养级同化的总能量；再将
(1)请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网。 无 (2)牛与鸡之间________( 有、无)竞争关系，理 它们所需食物资源不同(牛食玉米秸秆，鸡吃玉米子粒) 由是____________________________ 捕食与竞争 ，人与牛的种 。人与鸡的种间关系是____________ 捕食 间关系是____________ 。
25 ________ kg ， 最 多 消 耗 水 藻 100 000 kg。 ________
答案 解析
能量在相邻两个营养级间的传递效率是 10% ～ 20% 。求最少消耗 水藻时，选最短的食物链，如水藻 →小鱼→ 人，传递效率按 20%
计算，设最少消耗水藻为x，则x×20%×20%＝1 kg，x＝25 kg；
逆推：知高营养级求低营养级 选最长食物链，按÷10%计算
选最短食物链，按÷20%计算
题型突破
1.( 原创 ) 某生态系统中存在下列食物网，若 A 固定的太
阳能总量为M，则C获得的能量范围大约是多少
A.1/100·M～1/10· M
B.1/250· M～1/25· M C.1/10 000· M～1/25· M D.M～1 000 M
1/2a×10×10＋1/2a×10；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 2/3b×10 ＋ 1/3b×10×10 ，根据题意
可得： 1/2a×10×10 ＋ 1/2a×10 ＝ 2/3b×10 ＋ 1/3b×10×10 ， b/a＝1.375。
三、能量流动中的综合应用
技法必备 利用“拼图法”解决能量的流动 输入第一营养级的能量(W1)，被分为两部分：一部分在生产者的
量；初级消费者产生的粪便中所含的能量属
于生产者同化的能量，应包含在b或d中。
7.(2009年高考全国卷Ⅰ)某种植玉米的农场，其收 获的玉米子粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食，玉米 的秸秆则加工成饲料喂牛，生产的牛和鸡供人食用。人、 牛、鸡的粪便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼 渣、沼液作为种植玉米的肥料。据此回答(不考虑空间 因素)：
A.b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量
B.c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量
答案
C.b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量
D.初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中
由图可知， c 、 c1 分别是生产者流入初级消费 者、初级消费者流入次级消费者的能量，即 初级消费者、次级消费者同化的能量；b＋c＋ d＋e为生产者固定的能量，即本年度流入该生 态系统的总能量； b 和 d(b1 和 d1 、 b2 和 d2) 之一 可代表粪便、遗体残骸等传递给分解者的能
答案
解析
A的能量是M, C获得最多能量，按最短食物链，最高传递效率计
算是1/25·M；C获得最少能量，按最长食物链，最低传递效率计
算是1/10 000· M；所以C获得的能量范围大约是1/10 000· M～ 1/25· M。
2. 下图所示的食物网中，若人的
体 重 增 加 1 kg ， 最 少 消 耗 水 藻
玉米 (3)流经该农场生态系统的总能量来自________ 所固 太阳能 ，无机环境中的碳以________ CO2 形式进入该 定的________ 人工群落。 (4)假设该农场将生产玉米的1/3作为饲料养鸡，2/3 供人食用，生产出的鸡供人食用。现调整为2/3的玉米养 鸡，1/3供人食用，生产出的鸡仍供人食用。理论上，该 减少 农场供养的人数将会________( 增多、不变、减少)，理由 是______________________________________________ 改变用途的1/3玉米被鸡食用后，在鸡这一环节散失了一部 _______________________ 。 分能量，导致人获得的总能量减少
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%。
2.如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养
级多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确 定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。
题型突破
3.如图所示的食物网中，戊的食物有1/2来自于乙，1/4 来自于丙， 1/4 来自于丁，且能量从生产者到消费者的 传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为 20%。若戊体重增加20 g，需要消耗植物 A.1 125 g B.1 600 g C.2 000 g D.6 500 g
答案 解析
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/W1
C.流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2) D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
6.如图甲表示某生态系统的能量锥 体图，P为生产者，Q1为初级消费 者，Q2为次级消费者。现对 图中各营养级所含有的能量 进行分类剖析，其中不正确的是 (注：图乙中 a、a1、a2 表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量)
答案 解析
4.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的
A.1.375倍 B.1.875倍
答案
解析
C.1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
求最多消耗水藻时，选最长的食物链，如水藻→水蚤→虾→小鱼
→ 大鱼 → 人，传 递 效率按 10% 计算， 设最多消耗水藻为 y ，则
y×10%×10%×10%×10%×10%＝1 kg，y＝100 000 kg。
二、能量流动中的定值计算 技法必备
1.已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”
法计算，而需按具体数值计数。例如，在食物链
D1“拼回”第一营养级，则A1＋B1＋C1＋D1刚好等于生产者固
定的总能量W1。可见，在一个生态系统中，所有生物的总能量 都来自W1 ，所有生物总能量之和都小于 W1( 呼吸作用消耗的缘 故)。
题型突破
5. 某同学绘制了如图所示的能量流动图解 ( 其中W1 为生产者固定
的太阳能)，下列叙述中不正确的是