能量流動的計算問題,是一種重要的題型,也是考試中經(jīng)常遇到的題型,掌握計算方法對于迅速解答題目,下面就對常遇到的題型解題方法進行歸納。
1. 根據(jù)能量流動效率直接計算
例1.某生態(tài)系統(tǒng)中初級消費者和次級消費者的總能量分別是W1和W2,當下列哪種情況發(fā)生時,最有可能使生態(tài)平衡遭到破壞()
A. W1>10W2 B. W1>5W2 C. W1<10W2 D. W1<5W2
解析:生態(tài)系統(tǒng)的能量流動效率為10%~20%,即一般情況下上一營養(yǎng)級傳遞給下一營養(yǎng)級的能量不超過自身同化量的20%,如,則說明初級消費者和次級消費者之間的能量流動效率已經(jīng)高于20%,初級消費者、食物鏈和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性都受到了破壞,影響了生物的可持續(xù)性發(fā)展,因而最有可能使生態(tài)平衡遭到破壞。
答案:D
2. 根據(jù)隱含的能量流動數(shù)量關系進行計算
例2.在某生態(tài)系統(tǒng)中,已知1只2kg的鷹要吃10kg的小鳥,0.25kg的小鳥要吃2kg的昆蟲,而100kg的昆蟲要吃1000kg的綠色植物。若各營養(yǎng)級生物所攝入的食物全轉化成能量的話,那么,這只鷹轉化綠色植物的百分比應為( )
A. 0.05% B. 0.5% C. 0.25% D. 0.025%
解析:該題中能量流動效率不僅用重量表示,而且其數(shù)值在各營養(yǎng)級之間都不一樣,但以植物為基準,在食物鏈的基礎上可推出它們間的數(shù)量轉化關系:
植物 → 昆蟲 → 小鳥 → 鷹
1000kg 100kg 12.5kg 2.5kg
這樣,鷹轉化綠色植物的百分比即為2.5/1000,也就是0.25%。
答案:C
3. 根據(jù)規(guī)定的能量流動效率計算
例3.在如右圖所示的食物網(wǎng)中,已知各營養(yǎng)級之間的能量轉化效率為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10千克生物量,需消耗生產(chǎn)者多少千克?( )
A.250 。拢担埃啊 。茫玻担埃啊 。模常玻担
解析 據(jù)題意,與丁食物來源相關的食物鏈有三條:戊→庚→丁,戊→甲→丁,戊→己→甲→丁。丁以甲和庚為食,則按能量傳遞效率10%計算:各需甲、庚10kg÷10%÷2=50kg。甲要增長50kg需攝食己和戊共50kg÷10%=500kg,則己、戊各250kg,己要增長250kg則需攝食戊250kg÷10%=2500kg,庚要增長50kg則需戊50kg÷10%=500kg。共需戊:500+2500+250=3250kg。
答案:D
4. 根據(jù)變化的能量流動效率計算
例4.已知在如右圖所示的食物網(wǎng)中,C生物同化的總能量為a,其中A生物直接供給C生物的比例為x,則按最低的能量傳遞效率計算,需要A生物的總能量(y)與x的函數(shù)關系式為。ā。
A. y=10a-9ax 。拢 y=100a-90ax
C. y=10a-90ax D. y=100a-9ax。
解析 本題中,C獲得能量的途徑有二條:從A直接獲得和從A經(jīng)B傳遞間接獲得,已知C從A直接獲得的比例為x,則直接獲得的能量為ax,需要消耗A的能量為10ax,間接獲得的比例為(1-x),則間接獲得的能量為(1-x)a,需要消耗A的能量為100(1-x)a,那么消耗A的總能量為10ax+100(1-x)a=100a-90ax,亦即y與x的函數(shù)關系式為:y=100a-90ax。
答案:B
5. 根據(jù)特定的能量流動要求計算
例5.有一食物網(wǎng)如右圖所示,設E種群干物質量為5.8×109kJ,B種群干物質量為1.3×108kJ,則A種群干物質量的值至少是()
A. 4.5×105kJ 。拢 4.5×107kJ 。茫担浮107kJ 。模保场107kJ
解析 本題首先要搞清楚:由于能量寓于物質之中,所以計算干物質量的值也就是計算能量的量值;其次,由于E種群的干物質的最終去向有B和A,所以要使A種群所得干物質的量最少,只有在E種群以最低的傳遞效率傳給B(這時E種群剩余干物質最少),E剩余部分再以最低的傳遞效率傳給A時才可能發(fā)生。B種群干物質量為1.3×108kJ,從理論上講,至多消耗E種群干物質為1.3×108kJ/10%=1.3×109kJ,由于A與E相隔一個營養(yǎng)級,因而A種群干物質量的值至少為(5.8-1.3)×109kJ×10%×10%=4.5×107kJ。
跟蹤練習
1. 有5個營養(yǎng)級的一條食物鏈,若第五營養(yǎng)級的生物體重增加1kg,理論上至少要消耗第一營養(yǎng)級的生物( )
A. 25kg B. 125kg C. 625kg D. 3125kg
2. 在能量金字塔中,若生產(chǎn)者在固定能量時產(chǎn)生240molO2,在能量傳遞效率為10~15%時,三級消費者可以獲得的最大能量相當于 mol葡萄糖( )
A.0.04 B. 0.4 C. 0.9 D.0.09
3.某人捕得一條重2 kg的雜食海魚,若此魚的食物有1/2來自植物,1/4來自草食魚類,1/4來自以草食魚類為食的小型肉食魚類,則該魚至少需要海洋植物多少 kg?( 。
A.20 B.50 C.80 D.125
答案:1.C 2.C 3.C
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