生态系统中能量流动的计算方法
能量生物计算公式
能量生物计算公式能量是生物体维持生命活动所必需的重要物质，它来源于食物的摄入和新陈代谢过程中的化学反应。
能量的计算对于生物学研究和生态系统的分析具有重要意义。
在生物学中，能量的计算可以通过能量生物计算公式来实现，下面我们将介绍一些常见的能量生物计算公式及其应用。
1. 基本能量生物计算公式。
在生物学中，能量的计算通常使用以下基本能量生物计算公式：能量 = 质量×速度^2。
这个公式描述了动物在运动过程中所消耗的能量与其质量和速度的关系。
通过这个公式，我们可以计算出动物在运动过程中所消耗的能量，从而了解其能量需求和生活习性。
2. 生物体内能量转化公式。
生物体内能量的转化是一个复杂的过程，通常可以通过以下公式来描述：能量转化率 = 能量输出 / 能量输入。
这个公式可以帮助我们了解生物体内能量转化的效率，从而指导我们在生物工程和生物能源利用方面的研究和应用。
3. 生态系统能量流动公式。
生态系统中的能量流动是生态学研究的重要内容，通常可以通过以下公式来描述：能量流动 = 能量输入能量损失。
这个公式可以帮助我们了解生态系统中能量的流动情况，从而指导我们进行生态系统的保护和恢复工作。
4. 营养物质能量计算公式。
营养物质中的能量含量是我们了解食物营养价值的重要指标，通常可以通过以下公式来计算：能量含量 = 蛋白质× 4 + 脂肪× 9 + 碳水化合物× 4。
这个公式可以帮助我们了解不同食物中能量的含量，从而指导我们合理膳食和饮食健康。
5. 生物体能量平衡公式。
生物体能量平衡是维持生命活动的重要基础，通常可以通过以下公式来描述：能量摄入 = 能量消耗。
这个公式可以帮助我们了解生物体内能量平衡的情况，从而指导我们合理饮食和生活方式。
以上是一些常见的能量生物计算公式及其应用，通过这些公式我们可以更好地了解生物体内能量的转化和流动情况，从而指导我们进行生物学研究和生态系统的管理和保护工作。
生态系统的能量流动(第2课时) 高二生物 (人教版2019选择性必修2)
五、生态金字塔
（2）生物量金字塔
用表示能量金字塔中的方法表示各营养级的生物量（每个营养级所容纳的有 机物的总干重），即为生物量金字塔。
演 练 7.在如图所示的食物网，如将A流向B和C的比例由B∶C＝1:1调整为
1:2，能量传递效率按10%计算，C获得的能量是原来的_1_._2_7___倍。
设现有A能量为150，当A流向B和C的能量为 1:1时，C获得的能量为： 75×10%×10%+75×10%=8.25
当A流向B和C的能量为 1:2时，C获得的能量为： 50×10%×10%+100×10%=10.5
例如: 秸秆用作饲料喂牲畜，可获得肉、 蛋、奶等；用牲畜的粪便生产沼气，沼 气池中的沼渣还可以 作为肥料还田。实现 了对能量的多级利用， 从而大大提高能量的 利用率。
能量利用率≠能量传递效率
用秸秆作饲料
粪便制作沼气
沼渣肥田
六、研究能量流动的实践意义
3. 研究生态系统的能量流动，还可以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。
特点
自然生态系统一定 为正金字塔
单位时间内，每一营养级 生物的有机物的总干重
每一营养级生物 个体的数目
一般为正金字塔,有时 会出现倒金字塔形
一般为正金字塔,有时 会出现倒金字塔形
象征意义 能量在流动过程中 总是逐级递减
一般生物量(现存生物有 机物的总干重)随食物链 中营养级的升高而减少
一般生物个体数目在 食物链中随营养级升 高而减少
生态系统的能量流动和物质循环.
食物链中每 一营养级生 物所含能量 的多少
每一营养级 生物个体的 数目
每一营养级 生物的总生 物量
(1)能量金字塔不会出现倒置现象。数量金字 塔在前一营养级的生物个体很大，而后一营 养级的生物个体很小时，会出现倒置现象。 如树林中，树、昆虫和食虫鸟个体数比例关系可形成如右 图所示的数量金字塔。
(2)在人工生态系统中因能量可人为补充，可能会使能量金字 塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生产者的能量未必比消费 者(鱼)多。天然生态系统则必须当能量状况表现为金字塔形 状时，方可维持生态系统的正常运转，从而维持生态系统 的稳定性。
养的人数将会
(增多、不变、减少)，理由
是
。
[课堂笔记] (1)玉米、鸡、牛、人之间的食物关系见答案。 (2)因人与鸡均食用玉米子粒，而牛食用玉米秸秆，且人还食 用鸡和牛，故人与鸡的种间关系为竞争和捕食，人与牛的种 间关系为捕食，而牛与鸡之间无竞争关系。 (3)该农场生态系统中的生产者为玉米，生产者(玉米)固定的 太阳能为流经生态系统的总能量。 (4)食物链越长，能量沿食物链流动时损耗越多，高营养级获 得的能量也就越少。改变用途的1/3玉米中的能量流入人体内 所经过的食物链延长，故人获得的总能量将减少。
[例1] (2009·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)：
(1)请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网：
②由于能量流动是逐级递减的，能量流经每一营养 级时均有损耗，故食物链营养级环节越多，能量 损耗越大，欲减少能量损耗应缩短食物链。
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。
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。
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。
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）。
生态系统的能量流动
生态系统的能量流动一、生态系统能量流动的概念和过程1．能量流动的概念生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2．能量流动的过程地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳能。
(1)能量流经第一营养级的过程①能量输入：生产者通过光合作用把太阳能转化为化学能，固定在它们所制造的有机物中。
②能量去向(2)能量流经第二营养级的过程①初级消费者摄入量＝初级消费者同化量＋初级消费者粪便量。
②初级消费者同化能量＝呼吸作用散失的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量。
③生长、发育和繁殖的能量＝通过遗体残骸被分解者利用的能量＋被下一营养级摄入的能量。
(3)能量流动图解易错提示：初级消费者粪便中的能量属于箭头①，而不属于箭头②，如兔子吃草，兔子的粪便相当于草的遗体残骸，应该属于草流向分解者的能量。
同理，次级消费者粪便中的能量属于箭头②，而不属于箭头③。
(4)能量流动过程总结3种能量流动过程图比较图1：每一环节能量去向有2个，图中出现粪便量，由于同化量＝摄入量－粪便量，所以A为摄入量，B为同化量；由图可知B同化量总体有2个去向，即D为呼吸散失，C为用于生长、发育和繁殖；C用于生长、发育和繁殖量有2个去向，即E为流入分解者的能量，F为下一营养级摄入量。
图2：每一营养级能量去向有3个(除最高营养级)即：一个营养级同化的能量(A)＝自身呼吸消耗(E)＋流入下一营养级(被下一营养级同化B)＋被分解者分解利用。
图3：每一营养级能量去向有4个(研究某一时间段)(除最高营养级)即：一个营养级同化的能量(A)＝自身呼吸消耗(D)＋流入下一营养级(被下一营养级同化B)＋被分解者分解利用＋未被利用。
“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。
重点中的重点各营养级同化量来源和去向注意：最高营养级的能量去路缺少下一营养级同化。
二、能量流动的特点1．能量流动的特点及原因分析 特点 原因分析单向流动 ①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。
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
第三章 第2节 生态系统的能量流动
你听说过“一山不容二虎”这个谚语吗?请你从能量流动的角度解释这个谚语中 的道理。生态系统的能量流动一般具有什么特点?
生态系统能量流动的过程 活动1 认识生态系统能量流动的过程 依据下面的能量流动过程示意图思考回答下列问题。
1.生态系统能量流动的起点,流入生态系统的总能量,能量流动的途径(渠道)分别 是什么? 【提示】从生产者固定太阳能开始;生产者固定的太阳能总量;食物链和食物网。
2022
人教版 选择性必修2
第三章 生态系统及其稳定性 第2节 生态系统的能量流动
1.通过探究学习认识生态系统能量流动的过程,明确研究能量流动的意义,逐步完 善物质与能量观。
2.通过探究学习能量流动的特点,掌握定量分析法等科学分析方法,提升科学探究 素养。
3.通过探究学习掌握生态系统能量流动的规律,利用相关知识分析和解决实际问 题。
2.关于草原生态系统能量流动的叙述,错误的是(D )。 A.能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程 B.分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量 C.生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量 D.生产者固定的能量除用于自身呼吸外,其余均流入下一营养级
3.珠江三角洲某一桑基鱼塘使用蚕粪作饲料来喂鱼。假设蚕同化的能量为105 kJ, 从能量流动角度分析,鱼从蚕同化的能量中获得的能量为(A )。
2.能量的传递、转化和散失:输入某一营养级的能量,一部分在② 呼吸作用 中以 热能的形式散失了;另一部分用于该营养级生物的③ 生长、发育和繁殖 等的生 命活动,其中一部分随着残枝败叶或遗体残骸的形式被④ 分解者 分解;另一部 分则被下一营养级摄入体内,这样能量就流入了⑤ 下一营养级 。
三、能量流动的特点 生态系统中能量流动是⑥ 单向 的;能量在流动的过程中逐级⑦ 递减 ,能 量在相邻两个营养级间的传递效率是⑧ 10%~20% 。生态系统中的能量流动一般 不超过⑨ 5 个营养级。
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。
生态系统中能量传递效率计算
答案：1.96
பைடு நூலகம்
第十二页，共14页。
谢谢(xiè xie)各位的聆 听
第十三页，共14页。
第七页，共14页。
3．有一食物网如下图所示。如果能量传递效率为 10% ，各条食物
链传递到庚的能量相等，则庚增加 1 kJ 的能量，丙最少含多
少能量
()
A．550 kJ
B．500 kJ
解C．析4：00设kJ丙的能量为 x，D经．丙10→0 丁kJ→己→庚传递到庚的能量 为 0.5 kJ，则需要丙 0.5÷(10%)3＝500(kJ)，经丙→戊→庚传 递到庚的能量为 0.5 kJ，则需要丙 0.5÷(10%)2＝50(kJ)，即丙 最少含 500＋50＝550(kJ)的能量。
(xūyào)) 能量最少
选最短食物链按×20%计 算
选最长食物链按×10%计 算(jìsuàn)
选最长食物链按÷10% 计算
选最短食物链按÷20%计 算(jìsuàn)
第四页，共14页。
1．下图是某草原生态系统中部分营养结构。请据图回答：
(1)若草固定的总能量为 6.8×109 kJ，食草昆虫和鼠同化的总 能量是 1.3×108 kJ，则人最多能获得的能量________kJ。
第八页，共14页。
4．右图为一食物网。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
第六页，共14页。
生物能量流动计算公式
生物能量流动计算公式生物能量流动引言生物能量流动是生态系统中重要的生命过程之一。
它描述了能量在生态系统中的传递和转化，从光合作用到食物链的形成，再到生态金字塔的建立。
在这篇文章中，将介绍生物能量流动的基本概念以及相关的计算公式，并通过实际例子进行解释说明。
光合作用能量转化光合作用是生物能量流动的起点，它将太阳能转化为化学能，被称为初级生产者。
光合作用的总方程式如下：6CO2 + 6H2O + 光能 -> C6H12O6 + 6O2其中，CO2为二氧化碳，H2O为水，C6H12O6为葡萄糖。
这是一个化学方程式，描述了光合作用中光能转化为化学能的过程。
氮循环中的能量转化氮循环是生态系统中的另一个重要过程，涉及到氮的转化和各种生物体之间的相互作用。
在氮循环中，氮通过不同的形式在生态系统中流动。
一个常见的氮循环计算公式是氨化作用（Ammonification）：有机氮化合物 + H2O -> NH3 + 酸这个公式描述了有机氮化合物在分解过程中转化为氨，进一步提供给其他生物体使用。
食物链中的能量传递通过食物链，能量在生态系统中从一个物种传递到另一个物种。
下面是一个简单的食物链示例：植物 -> 草食动物 -> 肉食动物在这个食物链中，植物是初级生产者，通过光合作用转化太阳能为化学能。
接下来，草食动物通过消费植物获取能量，成为中间消费者。
最后，肉食动物通过捕食草食动物获取能量。
食物链中能量传递的计算公式是：能量转化效率 = （能量转给下一级消费者的能量 / 已被消费者捕食体内的能量）× 100%这个公式可以用来评估食物链中能量的转化效率。
生态金字塔的建立生态金字塔是描述每个营养层级能量关系的图形显示。
它可以显示能量在生态系统中从一个层级到另一个层级的流动。
以下是一个生态金字塔示例：植物层级:- 能量A草食动物层级:- 能量B肉食动物层级:- 能量C在生态金字塔中，每层级上的数字表示该层级中的能量量。
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
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)。
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）。
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.下图食物网中，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：
1
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（右图），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。
四、巩固练习
1.某人捕得一条重2 kg的杂食海鱼，若此鱼的食物有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，则该鱼至少需要海洋植物 kg 。
2.在浮游植物→浮游动物→鱼这条食物链中，如果鱼要增加1000 kg，那么，至少需要浮游动物和浮游植物分别是（）
A.10000 kg和50000 kg
B.5000 kg和25000 kg
C.50000 kg和50000 kg
D.10000 kg和10000 kg
3.某个生态系统中，生产者和次级消费者的总能量分别是E1和E3，在下列几种情况中，可能导致生态平衡被破坏的是
A. E1＞100E3
B. E1＜100E3
C. E1＜25E3
D. E1＞25E3
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，最多消耗植物克。
2
5.下图所示的食物网中，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。
3。