2025年上學期高三生物能量流動計算試題一、核心概念解析（一）能量流動的基本過程生態(tài)系統(tǒng)中能量流動始于生產(chǎn)者固定的太陽能，其傳遞路徑為食物鏈和食物網(wǎng)，最終以熱能形式通過呼吸作用散失。能量流動具有單向流動和逐級遞減的特點，傳遞效率通常為10%~20%。（二）關(guān)鍵術(shù)語辨析攝入量與同化量攝入量=同化量+糞便量，其中糞便量屬于上一營養(yǎng)級的同化量。例如，兔子攝入100kJ草，若糞便量為30kJ，則其同化量為70kJ。同化量的去向同化量=呼吸消耗+用于生長發(fā)育繁殖的能量（包括流向下一營養(yǎng)級、流向分解者和未利用部分）。能量傳遞效率計算公式：下一營養(yǎng)級同化量/上一營養(yǎng)級同化量×100%，需注意僅以同化量為基數(shù)。二、計算方法與技巧（一）食物鏈中的“最值”計算順推法（已知低營養(yǎng)級求高營養(yǎng)級）若求“最多”能量傳遞，按20%效率計算；求“最少”則按10%計算。示例：若生產(chǎn)者固定1000kJ能量，第三營養(yǎng)級最多獲得能量為1000×20%×20%=40kJ，最少獲得1000×10%×10%=10kJ。逆推法（已知高營養(yǎng)級求低營養(yǎng)級）若求“最少”消耗生產(chǎn)者，按20%效率計算；求“最多”則按10%計算。示例：若最高營養(yǎng)級需10kJ能量，最少消耗生產(chǎn)者為10÷20%÷20%=250kJ，最多消耗10÷10%÷10%=1000kJ。（二）食物網(wǎng)中的能量分配當某一營養(yǎng)級同時捕食多種生物時，需根據(jù)能量分配比例計算。例如，若蛇分別從鼠和蛙獲得60%和40%的能量，且鼠和蛙的同化量分別為100kJ和200kJ，則蛇的同化量為100×60%×20%+200×40%×20%=28kJ（假設(shè)傳遞效率為20%）。（三）“拼圖法”解析能量去向通過構(gòu)建能量流動模型（如下表），可直觀分析各環(huán)節(jié)數(shù)值：能量來源數(shù)值（kJ）能量去向數(shù)值（kJ）生產(chǎn)者同化量1000呼吸消耗400流向下一營養(yǎng)級150流向分解者50未利用400三、典型例題解析例題1：基礎(chǔ)概念辨析題目：某草原生態(tài)系統(tǒng)中，兔攝入草的能量為200kJ，糞便量為50kJ，呼吸消耗100kJ，未利用30kJ。下列說法正確的是（）A.兔的同化量為150kJB.兔流向分解者的能量為50kJC.草→兔的能量傳遞效率為30%D.兔用于生長發(fā)育的能量為70kJ解析：同化量=攝入量-糞便量=200-50=150kJ（A正確）；流向分解者的能量=同化量-呼吸消耗-未利用-流向下一營養(yǎng)級，題目未提及流向下一營養(yǎng)級，無法計算（B錯誤）；傳遞效率需以草的同化量為基數(shù)，題目未給出草的同化量（C錯誤）；用于生長發(fā)育的能量=同化量-呼吸消耗=150-100=50kJ（D錯誤）。答案：A例題2：食物鏈能量傳遞計算題目：某生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈為“草→鼠→蛇→鷹”，若草固定的能量為10000kJ，各營養(yǎng)級傳遞效率為10%~20%，則鷹最少和最多獲得的能量分別是（）A.10kJ，40kJB.4kJ，40kJC.10kJ，80kJD.4kJ，80kJ解析：最少能量（按10%傳遞）：10000×10%×10%×10%=10kJ；最多能量（按20%傳遞）：10000×20%×20%×20%=80kJ。答案：C例題3：食物網(wǎng)中能量分配題目：某湖泊生態(tài)系統(tǒng)中，魚甲捕食浮游植物和浮游動物（比例為3:1），魚乙捕食魚甲和浮游動物（比例為1:1）。若浮游植物固定能量為10000kJ，浮游動物同化量為600kJ，能量傳遞效率按20%計算，求魚乙的同化量。解析：魚甲的能量來源：來自浮游植物：10000×20%×(3/4)=1500kJ來自浮游動物：600×20%×(1/4)=30kJ魚甲總同化量=1500+30=1530kJ魚乙的能量來源：來自魚甲：1530×20%×(1/2)=153kJ來自浮游動物：600×20%×(1/2)=60kJ魚乙總同化量=153+60=213kJ例題4：能量流動模型分析題目：某人工林能量流動數(shù)據(jù)如下表（單位：103kJ/(m2·a)），計算生產(chǎn)者到植食性動物的傳遞效率。項目生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物固定太陽能1100--同化量110014020呼吸消耗5507010解析：傳遞效率=植食性動物同化量/生產(chǎn)者同化量×100%=140/1100×100%≈12.7%例題5：綜合應用題題目：某農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，水稻固定能量為5000kJ，害蟲同化量為300kJ，青蛙同化量為50kJ。若殺蟲劑導致害蟲同化量減少100kJ，且青蛙轉(zhuǎn)向捕食蜘蛛（蜘蛛同化量為80kJ，傳遞效率20%），求青蛙最終同化量。解析：殺蟲劑后害蟲同化量=300-100=200kJ，青蛙從害蟲獲得能量=200×20%=40kJ；青蛙從蜘蛛獲得能量=80×20%=16kJ；青蛙總同化量=40+16=56kJ四、易錯點與拓展（一）常見誤區(qū)混淆“攝入量”與“同化量”，如將糞便量計入當前營養(yǎng)級的能量；忽略“未利用”能量，導致同化量去向計算錯誤；食物網(wǎng)中未明確食物鏈比例時，默認按最短食物鏈計算。（二）拓展計算生態(tài)金字塔能量金字塔永遠為正金字塔，而數(shù)量金字塔可能倒置（如樹→昆蟲→鳥）。人工生態(tài)系統(tǒng)如魚塘中，輸入總能量=生產(chǎn)者固定能量+人工投放飼料能量。五、強化訓練題單選題：某生態(tài)系統(tǒng)中，第一營養(yǎng)級同化量為1000kJ，第二營養(yǎng)級糞便量為50kJ，呼吸消耗300kJ，未利用150kJ，則第二營養(yǎng)級流向下一營養(yǎng)級的能量為（）A.500kJB.100kJC.50kJD.無法計算多選題：關(guān)于能量流動，下列說法正確的有（）A.分解者的能量可被生產(chǎn)者再利用B.傳遞效率隨營養(yǎng)級升高而降低C.未利用能量屬于同化量的一部分D.呼吸作用散失的能量不能循環(huán)利用計算題：某濕地生態(tài)系統(tǒng)中，植物同化量為20000kJ，初級消費者中植食性動物和雜食性動物比例為2:1（雜食性動物食物中植物占60%），傳遞效率為10%，求次級消費者最多獲得的能量。（以下為