專題09能量流動的相關(guān)計算

老點梳理

第一步E把握方法精髓,找準(zhǔn)解題切入點

1.食物鏈中能量的“最值”計算

設(shè)食物鏈A-BfC-D,分情況討論(如下表)：

(1)能量傳遞效率未知時(按20%即1/5、10%即1/10計算)

己知問題思路求解

+=丫

至少需要A的量Y由3

由D“逆推”A

(D凈增重M)

用“除法”

最多需要A的量丫(―)3

由A“順推”DD最多增重的量yMi/5)3=y

(A凈增重N)

用“乘法”D至少增重的量YN(I/IO)3=Y

(2)已確定營養(yǎng)級間能量傳遞效率的，不能按“最值”法計算。例如，能量傳遞

效率分別為a%、b%、c%，若A的能量為M,則D獲得的能量為MX〃％Xb%Xc%。

2.在食物網(wǎng)中分析

在解決有關(guān)能量傳遞的計算問題時，需要確定相關(guān)的食物鏈，能量傳遞效率約為

10%?20%,一般從兩個方面考慮：

3.利用“拼圖法”巧解能量流動

(1)輸入第一營養(yǎng)級的能量(1%)即生產(chǎn)者的同化量被分為兩部分：一部分在生產(chǎn)

者的呼吸作用中以熱能的形式散失(4),一部分則用于生產(chǎn)者的生長、發(fā)育和繁

殖。而后一部分能量中包括現(xiàn)存的植物體外、流向分解者的CH流向下一營養(yǎng)

級的Di0

⑵第一營養(yǎng)級向第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率=(Z)I/WI)X100%,第二營養(yǎng)級向第

三營養(yǎng)級的能量傳遞效率=(￡>2/QI)X100%O

I名師支招I

在具體計算時務(wù)必先澄清分流比例求解中應(yīng)“順推(用乘法)”還是“逆推(用除法)”,

動物

植物一

(A)

以、一^人⑺)為例。

①若已知“植物同化量(A)”，并告知其“傳向動物與直接傳向人比例由1：1調(diào)

整為1：2”，求解人最多增重變化(M),計算時宜“順推(用乘法)”

調(diào)整前：A-TT+AZCZ)2=Mi

2I11

調(diào)整后：AQ5+Aq?(m)2=M2

②若已知“人同化量(M)”并告知人的食物來源”素食、肉食由1：1調(diào)整為

2：1”，求解最少需要植物量(4),計算時應(yīng)“逆推(用除法)”

調(diào)整前：―+―j—=4

5W

調(diào)整后：一］二+-7^-=A2

-(-)2

515，

第二步C研析典例，突破方法，舉一反三

【典例11下圖所示的食物網(wǎng)中，若人的體重增加1kg,最少需消耗水藻

kg,最多消耗水源kgo

審題指導(dǎo)能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率是10%?20%。求最少消耗水藻

量時，選最短的食物鏈，即水藻一小魚一人，能量傳遞效率按20%計算，設(shè)最少

消耗水藻為x,則xX20%X20%=lkg,x=25kg；求最多消耗水藻量時，選最

長的食物鏈，即水藻一水蚤一蝦一小魚一大魚一人，能量傳遞效率按1()%干算,

設(shè)最多消耗水藻為y,則yXl()%Xl()%XI()%Xl()%Xl()%=lkg,y=kgo

答案

【典例2］如圖是某人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程中部分環(huán)節(jié)涉及的能量值

(單位為1()3kJ.mZar)。頂位肉食動物從上一營養(yǎng)級獲得的能量為().25,則肉食

動物從上一營養(yǎng)級獲得的能量為;能量從該生態(tài)系統(tǒng)的第二營養(yǎng)級到第

三營養(yǎng)級的傳遞效率約為。第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率約為

審題指導(dǎo)(1)因頂位肉食動物從上一營養(yǎng)級獲得的能量為0.25(10,kJm'?.a'),

流入肉食動物的總能量=0.25+0.05+5.1+2.1=7.5(103kJ.m-2.a「)，又因為有機

物輸入為5(103kJm^-a-1),則肉食動物從上一營養(yǎng)級獲得的能量為7.5-5=

2.5(103kJm-2-a-,)e

(2)該生態(tài)系統(tǒng)的第二營養(yǎng)級(植食動物)的能量=2.5+05+9+4=16(103kJm-

2-a-'),能量從該生態(tài)系統(tǒng)的第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率=

2.5R6X100%F5.6%。

(3)第一營養(yǎng)級流入到第二營養(yǎng)級的能量=16—2=14(103kJ.mi.ar),第一營養(yǎng)

級的能量=14+3+70+23=110(103kJ.mZa-),則第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的

傳遞效率=14R10X100%^12.7%o

答案2.515.6%12.7%

【典例3】⑴若人類獲取植物性食物與動物性食物的比例是1：1,將此食物結(jié)

構(gòu)改為4：1,能量傳遞效率按10%計算，則調(diào)整后可供養(yǎng)的人口是前者的

________倍。

(2)若植物向動物及向人提供的能量比例由1：1調(diào)整為1：4,能量傳遞效率按

10%計算，則調(diào)整后供養(yǎng)的人口是前者的倍。

審題指導(dǎo)

(1)若人類獲取植物性食物與動物性食物的比例是1：1,如下左圖，共需植物性

食物的相對值為55；如果動物性食物與植物性食物的比例是1：4,則共需植物

性食物的相對值是28(如下右圖)。前者對食物的消耗量是后者的1.96倍，這也

就說明后者可供養(yǎng)的人數(shù)是前者的1.96倍。

(2)設(shè)植物能量為M,則調(diào)整前，人所得能量為：MX；X10%+MX；X(10%)2=^

M\\M4IM

+備=堪6調(diào)整后人所得能量為10%+MX|X(10%)2=TT+^=

ZUUZUU2)3ZDDvv

罪,則調(diào)整后：調(diào)整前為煞喘-1.49,即調(diào)整后供養(yǎng)的人口是調(diào)整前的1.49

倍。

答案(1)1.96⑵1.49

第三步。對點強化.思維建模.成就高考

1.若某草原生態(tài)系統(tǒng)只存在下面的食物關(guān)系，嘗試完成問題。

20%20%

植物一?兔—?貓頭鷹

2h/5e

植物陋鼠2貓頭鷹

(3/5)X(2/3)hF

“S20%〃20%A20%3.

植物---??鼠---??蛇---??加頭鷹

(3/5)X(l/3)hg

列方程式得：2h/5X2()%X20%=e,(3/5)X(2/3)hX20%X20%=f,

(3/5)X(1/3)hX20%X20%X20%=g,e+f+g=20g。解得：h弋595(g)。

答案(l)900g(2)595g

2.如圖為一食物網(wǎng)。若要使丙體重增加x,己知其食用的動物性食物(乙)所占比

例為小則至少需要的生產(chǎn)者(甲)的量為)，，那么工與y的關(guān)系可表示為()

A.y=90ox+10xB.y=25izr+5x

C.y=20or+5xD.y=10^+lOx

解析由題干中的“至少”可知，應(yīng)該按最大傳遞效率2()%計算，。表示動物性

食物(乙)所占比例，則1-〃表示直接從生產(chǎn)者(甲)獲得食物所占比例，故有(1一

a)x：2()%+ag2()%；2()%=y,即y=2()如+5x。

答案C

實戰(zhàn)演陳

一、選擇題：

1.某相對封閉的生態(tài)系統(tǒng)中除分解者外共有五個種群(每個種群只占一個營養(yǎng)級)，其能

量調(diào)查如下表所示：

種群甲乙丙T戊

同化量(IO?2)

kJ/m750200.98500

下列對該表數(shù)據(jù)作出的分析，正確的是()

A.該生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)可表示為戊一乙一丙一甲一丁

B.當(dāng)甲與丙無捕食關(guān)系時，每相鄰兩營養(yǎng)級之間能量的傳遞效率都相等

C.該生態(tài)系統(tǒng)中甲的數(shù)量增加以后，會導(dǎo)致丙的數(shù)量減少，乙的數(shù)量增加

D.去除甲和丁后，丙增多乙減少

【答案】B

【解析】由題意可知，每個種群只占一個營養(yǎng)級，則五種生物所構(gòu)成的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)為：

乙

/\茂一?乙一?甲一?丁

戊、甲一*?。蝗艏着c丙無捕食關(guān)系，則食物網(wǎng)為\,則相鄰兩個營養(yǎng)級

▼丙

20+5070.98

之間的能量傳遞效率依次為500X1OO%、^X1OO%、T-X100%,都等于14%；甲捕食乙、

丙，若甲數(shù)量增加，則乙、丙的數(shù)量減少；除去甲和丁后，則乙、丙的數(shù)量先增加、后減少，

最后趨于穩(wěn)定。

2.在能量金字塔中，生產(chǎn)者固定能量時產(chǎn)生了240moi0”若能量傳遞效率為10%?15%

時，次級消費者獲得的能量最多相當(dāng)于多少山。1葡萄糖？（）

A.0.04B.0.4C.0.9D.0.09

【答案】B

【解析】結(jié)合光合作用的相關(guān)知識可知：生產(chǎn)者固定的能量相當(dāng)于2404-6=40mol

葡萄糖；生產(chǎn)者的能量傳遞給次級消費者經(jīng)過了兩次傳遞，按最大的能展傳遞效率15%計算，

次級消費者獲得的能量最多相當(dāng)于4（）X15%X15%=0.9mol葡萄糖。

3.（原創(chuàng)）某生態(tài)系統(tǒng)中存在下列食物網(wǎng)，若A固定的太陽能總量為M,則C獲得的能量

范圍大約是（）

A----------?B---------*C

D----------E----------*F

A.1/100?M?1/10?\\B.1/250?M?1/25?M

C.1/10000?M?1/25?MD,M?1000M

【答案】C

【解析】A的能量是U,求C獲得的最多能量，按最高傳遞效率、最短食物鏈計算,

為1/25-M；求C獲得的最少能量，按最低傳遞效率、最長食物鏈計算，為1/10000?M；

所以C獲得的能量范圍大約是1/10000?M-1/25-Mo

4.下面為能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)第二營養(yǎng)級的示意圖（單位J-cmT-af）,據(jù)圖分析,

有關(guān)說法正確的是（）

A.第二營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量是100J-cm—2?aT

B.該生態(tài)系統(tǒng)第一營養(yǎng)級同化的能量至少為400J-cm-2-a-1

C.能量由第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率是20%

D.該生態(tài)系統(tǒng)第三營養(yǎng)級同化的能量是15J-cm-2-a-'

【答案】B

【解析】a表示第二營養(yǎng)級攝入的能量，其中20J-cm%?a1是第二營養(yǎng)級生物通過

糞便流向分解者的能量，b是第二營養(yǎng)級同化的能量，即50+30=80(J-cm-2-a-1),其

中50J-cnT2?af是通過自身呼吸作用散失的能量，30J-cnT??ar是用于自身生長、發(fā)育

和繁殖的能量，A錯誤；第一營養(yǎng)級同化的能量至少為80?20%=400(J-cmT?a7),B正

確；根據(jù)圖中信息只能推算出第三營養(yǎng)級(次級消費者)的攝入量為15J?cnr2?a-l但不能

得出其同化量，因此無法計算從第二營養(yǎng)皴到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率，C、D錯誤，

5.下表是有機物從植物傳遞到植食性動物鱗翅目幼蟲過程中能量流動的情況，根據(jù)表

中數(shù)據(jù)不能得出的結(jié)論是()

被鱗翅FI幼蟲吃掉鱗翅FI幼蟲糞便含鱗翅FI幼蟲呼吸用于鱗翅目幼蟲

項目

的植物有的能量消耗的能量生長的能量

能量(J)419209.5146.662.9

A.從植物流入鱗翅目幼蟲的能量是419J

B.食物中的能量有約15%用于幼蟲自身的生長

C.鱗翅目幼蟲從第一營養(yǎng)級獲取的能量有一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失，因

此能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動是不可循環(huán)的

0.鱗翅目幼蟲攝入419J的能量，第一營養(yǎng)級至少需同化1047.5J的能量

【答案】A

【解析】從植物流入鱗翅目幼蟲的能量是419—209.5=209.5(J),A項錯誤：食物

中用于幼蟲自身的生長的能量占62.9+419X100%%5%,B項正確；能最流動是不可循環(huán)的，

因為能量有一部分以呼吸作用中熱能的形式散失了，C項正確；鱗翅目幼蟲攝入419J的食

物至少需要第一營養(yǎng)級同化的能量為(419—209.5)?20%=1047.5(J),D項正確。

6.如圖所示的食物網(wǎng)中，戊的食物有1/2來自乙，1/4來自丙，1/4來自丁，且能量從

生產(chǎn)者到消費者的傳遞效率為10%,從消費者到消費者的能量傳遞效率為20機若戊體重增

加20g,需要消耗植物()

A.1125gB.1600gC.2000gD.6500g

【答案】C

【解析】甲為生產(chǎn)者，從甲到戊共有以下食物徒：①甲一乙一戊，戊增加20g,來自

乙20Xl/2=10(g),需要乙104-20%=50(g),需要甲5()+10%=500(g)；②甲一丙一戊，

戊增加20g,來自丙20X：/4=5(g),需要丙5+20%=25(g),需要甲25?10%=250(g)；③

甲f丙f丁一戊，戊增加20g,來自丁20Xl/4=5(g),需要丁5?20%=25(g),需要丙25?20%

=125(g),需要甲1254-10%=1250(g),故共需要甲500+250+1250=2000(g),C項正確。

7.下表是某生態(tài)系統(tǒng)中能量流動情況的調(diào)查結(jié)果，表中甲、乙、丙、丁、戊分別代表

：?2

構(gòu)成該生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的主要種群[表中數(shù)據(jù)單位：X10kJ/(m-a)]o下列說法錯誤的是

()

種群同化固定的能量體內(nèi)儲存的能量呼吸消耗的能量

甲16.744.5412.2

乙7015.854.2

丙930229701

T69.52049.5

戊1.6740.41.274

A.表中的丙為生產(chǎn)者

B.表中的種群構(gòu)成2條食物鏈

C.當(dāng)某種原因?qū)е乱掖罅繙p少時，戊的數(shù)量仍能保持相對穩(wěn)定

D.第一營養(yǎng)級和第二營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率約為18%

【答案】B

【解析】根據(jù)各種群同化量可判斷甲、乙、丙、丁、戊能形成食物網(wǎng)：丙《乙二甲一戊，

、丁一

其中丙為生產(chǎn)者，A、B項正確；當(dāng)乙大量減少時，戊可以通過丙一丁一甲一戊食物鏈獲得

能量進(jìn)而保持?jǐn)?shù)量相對穩(wěn)定，C項正確；乙和丁處于第二營養(yǎng)級，同化的能量是70+69.5

=139.5X102[kJ/(m2*a)],丙處于第一營養(yǎng)級,同化的能量是930X仃燈/世?a),則能量

由第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率是(139.5X102)/(930X102)xi00%=15%,D項錯誤。

8.如圖是某人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程中部分環(huán)節(jié)涉及的能量值[單位為：

10\j/(m2?a)]。下列說法錯誤的是()

A.圖中A代表的生理過程是細(xì)胞呼吸

B.第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率為15.625%

C.該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者固定的總能展是9.GX10'kJ/(m2?a)

I).捕食關(guān)系一般不可逆轉(zhuǎn)，所以能量流動具有單向性

【答案】B

【解析】每一營養(yǎng)級的能量去向包括流向下一營養(yǎng)級、被分解者分解和細(xì)胞呼吸中以

熱能形式散失及用于自身生長、發(fā)育和繁殖四個途徑。因此，圖中A代表的是各種生物的細(xì)

胞呼吸，A正確；肉食性動物從植食性動物獲得且同化的能量=(5.1+2.1+0.25+0.OS-

SIX103=2.5X103[kJ/(in2-a)],植食性動物的同化量=(2.5+4+9+0.5)X103=16X103

[kJ/（mJ-a）],能量傳遞效率=2.5/16X100%=15.625%,B正確;該生態(tài)系統(tǒng)中能量的來源

有兩個，生產(chǎn)者固定的能量和有機物輸入的能量，生產(chǎn)者固定的總能量=9.6X10"

[4/（痛?3]+流入植食性動物的能最，C錯誤；食物鏈?zhǔn)且允澄镪P(guān)系形成的聯(lián)系，捕食關(guān)

系的單向性決定了能量流動的單向性，D正確。

9.圖甲表示某自然保護(hù)區(qū)的能量流動過程[單位：X103kJ/（m2-a）],B、C、D代表

不同類型的生物，每一營養(yǎng)級所同化的能量都被分為以、氏兩部分；圖乙表示某一種野生動

物的數(shù)量變化曲線。下列敘述正確的是（）

A.圖甲中C代表分解者，&表示流入下一營養(yǎng)級的能量

B.為了保證各營養(yǎng)級能量的需求，隨著營養(yǎng)級升高，人為輸入的有機物應(yīng)該增加，圖

中第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率約為16.7%

C.圖乙前段表示地震后該動物數(shù)量驟減，決定其數(shù)量變化的主要因素是出生率和死亡

率

D.為了保護(hù)該物種不至于被滅絕，在。點應(yīng)采取就地保護(hù)措施，為其提供最后的生存

機會

【答案】B

【解析】E】表示用于生長、發(fā)育、繁殖的能量，A項錯誤；第二營養(yǎng)級的同化量為16

+2=18X103[kJ/（m2?a）],第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率為

3/18X100%-16.7%,B項正確；前段表示地震后該動物數(shù)顯驟減，決定其數(shù)量變化的主要

因素是死亡率，C項錯誤；據(jù)圖乙“野外回放”可知，在6點采取了易地保護(hù)，D項錯誤。

10.某生態(tài)系統(tǒng)中存在如圖所示的食物網(wǎng)，如將丙的食物比例由甲：乙=1：1調(diào)整為

2：1,能量傳遞效率按1佻計算，該生態(tài)系統(tǒng)能承載丙的數(shù)量是原來的（）

甲-----?丙

、乙/

A.1.375倍B.1.875倍C.1.273倍D.0.575倍

【答案】A

【解析】由于生產(chǎn)者沒有改變，所以流向該生態(tài)系統(tǒng)的總能量沒有變化，設(shè)丙原來的

能量為a,則需要甲提供的能量為（"2）aXl0X10+（l/2）aX10=55a；改變食物比例后的

丙的能量設(shè)為b,則需要甲提供的能量為（2/3）4X10+：1/3）〃義10X10=40"根據(jù)題意可

得:55a=406,b/a=l.375?

11.在右圖所示的食物網(wǎng)中，已知各營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率為10%,若一種生物攝

食兩種上一營養(yǎng)級的生物時，兩種被攝食的生物量相等，則丁每增加10kg生物量，需消耗

生產(chǎn)者多少千克？（）

A.250B.500C.2500【）.3250

【答案】D

【解析】據(jù)題意，與丁食物來源相關(guān)的食物鏈有三條：戊f庚一丁，戊一甲一丁，戊

一己一甲一丁。丁以甲和庚為食，則按能量傳遞效率為10斷十算：各需甲、庚10kg+l慨+2

=50kg。甲增加50kg,需攝食已和戊共50kg-?10%=500kg,則已、戊各250kg,已增

加250kg則需攝食戊250kg+10%=2500kg,庚增加50kg則需戊50kg4-10%=500kg。

共需戊：500+2500+250=3250kg。

12.如圖是某人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程中部分環(huán)節(jié)涉及的能量值[單位為IO,

kj/(m2-a)],下列說法錯誤的是()

A.圖中A代表的生理過程是呼吸作用

B.第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率約為15.6%

C.該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者固定的總能量是9.6X10,kJ/(m??a)

I).捕食關(guān)系一般不可逆轉(zhuǎn)，所以能量流動具有單向性

【答案】C

【解析】每一營養(yǎng)級的能量去向包括流向下一營養(yǎng)級、被分解者分解和呼吸作用中以

熱能形式散失及未利用的能量四個途徑。因此，圖中A代表的是各種生物的呼吸作用。肉食

性動物從植食性動物獲得的且同化的能量=(5.14-2.1+0.25+0.05-5)X10:l=2.5X103

[kj/(m2-a)]?植食性動物的同化量=(2.5+4+9+65)X1()3=16X10*[kJ/(布?a)],傳

遞效率=2.5/16X100%=15.625%。該生態(tài)系統(tǒng)中能量的來源有兩個，生產(chǎn)者固定的能量和

有機物輸入，生產(chǎn)者固定的總能量=9.6XlOUj/Gif-a1+流入植食性動物的能最。食物鏈

是以食物關(guān)系形成的聯(lián)系，捕食關(guān)系的單向性決定了能量流動的單向性。

二、非選擇題

13.如圖是某人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程中部分環(huán)節(jié)涉及的能量值(單位為10：，kJ-m-

2-a-%頂位肉食動物從上一營養(yǎng)級獲得的能量為0.25,則肉食動物從上一營養(yǎng)級獲得的

能量為;能量從該生態(tài)系統(tǒng)的第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率約為。

第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率約為o

【答案】2.515.6%12.7%

【解析】(1)因頂位肉食動物從上一營養(yǎng)級獲得的能量為0.25(10、kJ-m-2-a-1),

流入肉食動物的息能量=0.25+0.05+5.1+2.l=7.5(103kJ?m2-a3乂因為有機物輸

入為5(IO?kJ*m2*a-1),則肉食動物從上一營養(yǎng)級獲得的能量為7.5—5=2.5(10：'kJ-m

"2-a"')o(2)該生態(tài)系統(tǒng)的第二營養(yǎng)級(植食動物)的能量=2.5+0.5+9+4=16(103

kj-m-^a-1),能量從該生態(tài)系統(tǒng)的第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率=

2.5+16X100%Q15.6%。(3)第一營養(yǎng)級流入到第二營養(yǎng)級的能量=16—2=14(1。34?m

W第一營養(yǎng)級的能量=14+3+70+23=110(10"]?『?8巧,則第一營養(yǎng)級到第

二營養(yǎng)級的傳遞效率=14+110X100%p12.7%。

14.下表是對某水生生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級和能量流動情況的調(diào)查結(jié)果，表中A、B、C、D分別

表示不同的營養(yǎng)級，E為分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的總量，Pn表示生物體貯

存的能量(Pn=Pg-R),R表示生物呼吸消耗的能量。

單位：10,kj/(m"?a)

PgPnR

A15.92.813.1

B870.7369.4501.3

C0.90.30.6

D14161.979.1

E211.520.1191.4

回答下列問題：

(1)能量流動是從A、B、C、D中的哪個營養(yǎng)級開始的。判斷依據(jù)是

(2)該生態(tài)系統(tǒng)中能量從第三營養(yǎng)級傳遞到第四營養(yǎng)級的效率約為。

(3)從能量輸入和輸出角度看，該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是否增加？__________(填“是”或

“否”)，原因是。

【答案】(DBB營養(yǎng)級含能量最多，B為生產(chǎn)者(2)5.7%(3)是該生態(tài)系統(tǒng)

輸入的總能量大于所有生物消耗的能量之和

【解析】首先根據(jù)表格、題干分析可知，B營養(yǎng)級固定的能量最多，故B為生產(chǎn)者，

又因為E為分解者，所以食物鏈為B-D-A-C,再根據(jù)公式②計算從第三營養(yǎng)級到第四營

養(yǎng)級的傳遞效率是0.9/15.9X100%^5.7%。輸入的總能量即為生產(chǎn)者固定的總能量=87().7,

輸出的總能量=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,

因為870.7>785.5,所以生態(tài)系統(tǒng)輸入的總能最大于所有生物消耗的能最之和。

15.如圖是以種植玉米為主的某農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)整個生長季節(jié)能量流動示意圖，數(shù)值單位

為kj/cn?,輸入該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的總能量________(填“小于”“等于”或“大于”)玉米固

定的太陽能總量。己知圖中生產(chǎn)者同化的能量有160kj/cm?未被利用，由此可知,生產(chǎn)者

用于生長、發(fā)育和繁殖的能量有kj/cm2,由初級消費者到次級消費者的能量傳

遞效率為o

【答案】人于46010%

【解析】生態(tài)系統(tǒng)的總能量為生產(chǎn)者固定的太陽能總量，該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者不止有

玉米，還有其他的綠色植物，因此輸入該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的總能量大于玉米所固定的太陽能總

量。已知圖中生產(chǎn)者同化的能量尚有160kj/cm?未被利用，由此可知，生產(chǎn)者用于生長、

發(fā)育和繁殖的能量有160+200+1（）0=46（）k.J/cm\由初級消費者到次級消費者的能量傳遞

效率為20/200X100%=1C吼

16.下圖所示的食物網(wǎng)中，若人的體重增加1kg,最少需消耗水差kg,最多消

耗水藻kg。

【答案】

【解析】能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率是10%?20樂求最少消耗水藻量時，

選最短的食物鏈，即水藻一小魚一人，傳遞效率按20%計算，設(shè)最少消耗水藻為x,則

xX20%X20%=lkg,x=25kg：求最多消耗水藻量時，選最長的食物鏈，即水藻一水蚤一

蝦一小魚一大魚一人，傳遞效率按10%計算，設(shè)最多消耗水藻為y,則

yX10%X10%X10%X10%X10%=1kg,y=kg。

17.圖甲是某生態(tài)農(nóng)業(yè)的結(jié)構(gòu)模式圖，圖乙表示能量流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)某一營養(yǎng)級的變化

示意圖，其中a?g表示能量值。據(jù)圖回答下列問題：

（D圖甲中的是生態(tài)系統(tǒng)的基石，從生態(tài)學(xué)角度分析，人們建立圖示的農(nóng)業(yè)生

態(tài)系統(tǒng)的最大優(yōu)點是________________________________________________________________

（2）一般地說，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較低，若此生態(tài)系統(tǒng)遭到酸雨危害，

首先受到影響的是,從而影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（3）沼氣池中的微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的成分屬于°

（4）若圖乙中A表示某食物網(wǎng)中第二營養(yǎng)級所攝入的全部能量，則3表示

；C表木；

F表示_____________________________________________________________________________

圖乙中的a=（填能量值的符號），

【答案】（1）農(nóng)作物實現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)利用和能量的多級利用，減少環(huán)境污染，提高

農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量（2）抵抗力農(nóng)作物（3）分解者（4）第二營養(yǎng)級（初級消費者）的同化量

用于生長、發(fā)育和繁殖的能量下一營養(yǎng)級攝入的能量b+c或c+d+?；騝+4+g+f

【解析】（1）生產(chǎn)者通過光合作用將太陽能固定在有機物中，從而可以被生物所利用，

因此，生產(chǎn)者是生態(tài)系統(tǒng)的基石，即圖甲中的農(nóng)作物：建立農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的最大優(yōu)點是實現(xiàn)

物質(zhì)的循環(huán)利用和能量的多級利用、減少環(huán)境污染、提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量。（2）生態(tài)系統(tǒng)的生

物種類越多，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，抵抗力穩(wěn)定性越高，恢復(fù)力穩(wěn)定性越低，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生

物種類單一、甘界結(jié)構(gòu)簡單，所以抵抗力穩(wěn)定性低：若比生態(tài)系統(tǒng)遭到酸雨危害，首先受到

影響的是農(nóng)作物。(3)沼氣池中的微牛?物在生態(tài)系統(tǒng)中屬于分解者，其主要作用是分解有機

物，產(chǎn)生沼氣。(4)圖乙中4表示某食物網(wǎng)中第二營養(yǎng)級所攝入的全部能量，則8表示該營

養(yǎng)級(初級消費者)同化的能量，C表示初級消費者用于生長、發(fā)育和繁殖的能量，〃表示呼

吸作用散失的能量，E表示分解者利用的能量，表示下一營養(yǎng)級攝入的能量。該營養(yǎng)級的

攝入量(a)=該營養(yǎng)級的同化量(6)+糞便量(。)；其中力=葉&e=g+f,所以，a=c+d

+e=c+d+g+

18.某草原生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈如圖甲所示，部分能量去向統(tǒng)計數(shù)據(jù)如圖乙所示單位是

kj/(m2-a),回答下列問題：

甲

草食草昆蟲

固定的太陽能攝入量同化量呼吸散失量流入下一營養(yǎng)級

4.8X1046.8X10：'3.6X10，2.0X10，0.9X103

乙

(1)圖甲種間關(guān)系中同時具有捕食和競爭關(guān)系的生物是0

(2)若圖中蜘蛛種群數(shù)量大量減少，則蛇的種群數(shù)量會________。

(3)從長遠(yuǎn)的能量去向來看，據(jù)圖乙推算，食草昆蟲用于生長、發(fā)育、繁殖的能量為

kj/(m2?a),其中被分解者分解利用的能量為kJ/加??a)o

(4)研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動對人類的意義：①幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，

提高能量利用率;②________________________________________________________________。

【答案】(1)蜘蛛和青蛙(2)增加(3)1.6X10，0.7X10：'(4)幫助人們合理調(diào)整

生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?/p>

【解析】(1)據(jù)圖中食物網(wǎng)分析可知，青蛙以蜘蛛為食，同時青蛙與蜘蛛都取食食草

昆蟲，因此二者之間同時具有捕食和競爭關(guān)系。(2)圖中蜘蛛種群數(shù)量大量減少后，會引起

食草昆蟲增加。青蛙的食物來源有蜘蛛與食草昆蟲，由于蜘蛛大量減少，青蛙的食物來源轉(zhuǎn)

為主要以營養(yǎng)級更低的食草昆蟲，其獲得的能量更多，導(dǎo)致其數(shù)量也增加，這樣會使蛇的食

物增多，其數(shù)量也會增多(食草昆蟲的增多，對第一營養(yǎng)級草的數(shù)量影響不大，進(jìn)而對鼠

的影響也不大)。(3)食草昆蟲用于生長、發(fā)育、繁殖的能量=食草昆蟲的同化量一食草昆

蟲呼吸作用散失的能量=3.6X10，-2.oxio=1.6XlOtkj/S??a)],其中被分解者分解利

用的能量=食草昆蟲的同化量一食草昆蟲呼吸作用散失的能量一流入下一營養(yǎng)級的能量=

3.6X10-2.OX103-0.9X103=0.7X103[kj/(m2?a)].(4)研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動對人類

的意義：①幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，提高能最利用率；②幫助人們合理調(diào)整

生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?

19.某種植玉米的農(nóng)場，其收獲的玉米子粒既可作為雞的飼料，也可作為人的糧食，玉

米的秸稈加工成飼料喂牛，生產(chǎn)的牛和雞供人食用，人、牛、雞的糞便經(jīng)過沼氣池發(fā)酥產(chǎn)生

的沼氣作為能源，沼渣、沼液作為種植玉米的肥料P據(jù)此回答(不考慮空間因素)：

(1)請繪制由上述動植物組成的食物網(wǎng)。

(2)牛與雞之間(有、無)競爭關(guān)系，理由是o人

與雞的種間關(guān)系是0

雞

【答案】(1)玉米——