1、1专题 13 能量流动的相关计算解答食物网中能量流动的相关计算题时，注意以下两种情况即可：（1）知高营养级求低营养级时，求“最多”值选最长食物链按 10%计算，求“最少”值选最短食物链按 20%计算。（2）知低营养级求高营养级时，求“最多”值选最短食物链按 20%计算；求“最少”值选最长食物链按 10%计算。另外，要注意某一生物“从不同食物链中获得能量的比例”或某一生物“给不同生物提供能量的比例” ，然后按照各个单独的食物链分别计算后合并。1下图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加 1 kg，至少消耗 AA100 kg B44.5 kgC25 kg D15 kg【答案】C2下图是一个食
2、物网，假如鹰的食物有 2/5 来自兔，2/5 来自鼠，1/5 来自蛇，那么鹰若要增加 20 克体重，至少需要消耗植物A900 克 B500 克C200 克 D600 克【答案】A【解析】当能量传递效率为最大值即 20%时，消耗的植物量最少。鹰经兔途径消耗的植物量为20(2/5)20%20%200(g)；鹰经鼠途径消耗的植物量为 20(2/5)20%20%200(g)；鹰经蛇、鼠途径消耗的植物量为 20(1/5)20%20%20%500(g)，共计消耗植物量为200200500900(g)。23有一食物网如图所示，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
3、量，丙最少含多少能量A550 kJ B500 kJC400 kJ D100 kJ【答案】A【解析】根据题意知，经丙丁己庚传递到庚的能量为 0.5 kJ，则需要丙 0.5(10%)3500(kJ)；经丙戊庚传递到庚的能量为 0.5 kJ，则需要丙 0.5(10%)250(kJ)，即丙最少含50050550(kJ)的能量。4某生态系统中存在如图所示的食物网，若将 C 的食物比例由 AB11 调整为 21，能量传递效率按10%计算，则该生态系统能承载 C 的数量是原来的A1.875 倍 B1.375 倍C1.273 倍 D0.575 倍【答案】B5假设某初级消费者摄入的能量为 a，其粪便中的能量为
4、b，通过呼吸消耗的能量为 c，用于生长、发育和繁殖的能量为 d，则流入次级消费者的能量最多为A( a b)20%B( c d)20%C( a c)20%D( b d)20%【答案】B【解析】粪便是初级消费者未能消化吸收的部分，初级消费者的同化量摄入量粪便量，即同化量3为( a b)，其中一部分被自身呼吸消耗掉，其余部分用于自身生长、发育和繁殖，所以初级消费者的同化量呼吸消耗量生长、发育和繁殖的能量，即 a b c d。按能量的最高传递效率 20%计算，流入次级消费者的能量最多应为( a b)20%或( c d)20%。正确答案为 B。6如图甲表示某生态系统的能量锥体图，P 为生产者，Q 1为初
5、级消费者，Q 2为次级消费者。现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是(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)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【答案】D7下表是某营养级昆虫摄食植物或能量流动的情况，下列说法不正确的是A呼吸作用有能量散失使能量传递效率不能达到 100%B昆虫同化的能量中约有 40%用于其生长发育和繁殖C昆虫的后一个营养级能够获得的能量最多为 2
6、4 kJD昆虫的前一个营养级同化的能量至少有 1 500 kJ【答案】C【解析】传递效率不能达到 100%的原因主要是呼吸作用散失了一部分能量，A 正确；昆虫的同化量为520-220=300（kJ），生长发育和繁殖的能量所占比例为 120300100%=40%，B 正确；昆虫的后一个营养级获得的能量最多是 30020%=60（kJ），C 错误；昆虫的前一个营养级的能量最小值是430020%=1 500（kJ），D 正确。8下图是某草原生态系统的能量流动模型。a、b、c 表示流入各营养级生物的能量，d、e、f 表示用于各营养级生物生长、发育、繁殖的能量，j、k、l 表示流入分解者的能量。下列分析
7、正确的是A生态系统的结构包括非生物的物质和能量、生产者、消费者与分解者B狼同化的能量可表示为 c=f+i+lC若一段时间内草所固定的太阳能总量为 1106kJ，那么图中最高营养级所获得的能量为 c/a106kJD食物链中处在最高营养级的生物是分解者【答案】C【解析】生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构，组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者与分解者，A 错误；狼同化的能量可表示为 c，小于 f+i+l，B 错误；若一段时间内草所固定的太阳能总量为 1106kJ，那么图中最高营养级生物所获得的能量为1106b/ac/b=c/a106kJ，C 正确；食物链中只有生产者和消费者，没
8、有分解者，D 错误。9如图为某生态系统能量流动示意图单位：J/（cm 2a)，以下分析不正确的是A甲的数值是 1 250 J/（cm 2a)B乙的个体数目一定比甲少C乙到丙的能量传递效率为 15%D每一营养级的能量大部分用于细胞呼吸和被丁利用【答案】B【解析】分析题图：图示为某生态系统能量流动示意图，其中甲是生产者，其固定的太阳能是流入该生态系统的总能量，即 175+200+875=1250J/（cm 2a），A 正确；乙的个体数目不一定比甲少，如一棵树上有多个害虫，B 错误；乙同化的总能量为 200J/（cm 2a），丙同化的总能量为 30J/（cm 2a），因此乙到丙的能量传递效率为 30
9、200100%=15%，C 正确；据图分析可知，每个营养极流向下一营养级5的能量较少，而大部分的能量用于细胞呼吸和被丁利用，D 正确。10如图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图单位 J/(cm2a)，据图分析，有关说法正确的是A该生态系统第二营养级同化的能量是 80B第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是 100C能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是 20%D该生态系统第一营养级同化的能量至少为 500【答案】A【解析】图中的 A 是第二营养级的能量来源，其中有 20 被分解者利用，所以被第二营养级所同化的能量是 80，A 正确；第二营养级同化的能量是 80，其中有 50 通过呼吸作用
10、以热能的形式散失，所以用于生长、发育和繁殖的能量是 30，B 错误；图中只有第三营养级的摄入量，无法得知第三营养级的同化量，所以无法计算由第二营养级到第三营养级的能量传递效率，C 错误；第二营养级同化的能量为 80，根据能量传递效率可知，第一营养级同化的能量至少为 80/20%400，D 错误。11如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值单位为：10 3kJ/(m2y)。下列说法错误的是A图中 A 代表的生理过程是呼吸作用B第二营养级到第三营养级的能量传递效率为 15625%C该生态系统中生产者固定的总能量是 9610 4kJ/(m2y)D捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具
11、有单向性【答案】C【解析】每一营养级的能量去向包括流向下一营养级、被分解者分解和呼吸作用中以热能形式散失三个途径。因此，图中 A 代表的是各种生物的呼吸作用，A 正确；肉食性动物从植食性动物获得的且同6化的能量512102500552510 3kJ/(m2y)，植食性动物的同化量2549051610 3kJ/(m2y)，能量传递效率25/16100%15625%，B 正确；该生态系统中能量的来源有两个，生产者固定的能量和有机物输入，生产者固定的总能量9610 4kJ/(m2y)流入植食性动物的能量，C 错误；食物链是以食物关系形成的联系，捕食关系的单向性决定了能量流动的单向性，D 正确。12某
12、人对某一湖泊进行了生态系统营养级和能量流动情况的调查，下表是调查结果。表中的、分別表示不同的营养级，为分解者。GP 表示生物同化作用所固定的能量，NP 表示生物体储存的能量（NP =GPR），R 表示生物呼吸消耗的能量。下列叙述中不正确的是GP NP R 15.91 2.81 13.10 871.27 369.69 501.58 0.88 0.34 0.54 141.20 62.07 79.13 211.85 19.26 192.59A生态系统能量流动的渠道可能是B能量在第三营养级和第四营养级间的传递效率约为 5.5%C若本生态系统维持现在的能量输入、输出水平，则有机物的总量会增多D营养级 G
13、P 的去向中，未被利用的能量有一部分残留在该营养级的粪便中【答案】D13如图为某生态系统的食物网，表中是 B、A、E 种群的能量（单位：J/hm 2 a） ，下列针对图表的分析中错误的是7B A E固定的太阳能 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量2.451011 8.9108 5.5108 5.15108 7.44107 7.25107 7.18107A种群 A 粪便中的能量为 3.4108J/hm2aB种群 E 用于生长、发育和繁殖的能量为 7105J/hm2 aC若种群 D 的数量大量减少，则种群 E 的数量也会减少D依图表信息不能计算出能量从种群 A 到种群 E 的传递效率【
14、答案】C14如图所示是某草原生态系统中部分营养结构。请据图回答下列问题：（1）若草固定的总能量为 6810 9kJ，食草昆虫和鼠同化的总能量是 1310 8kJ，则人最多能获得能量是_kJ。（2）若蛇捕食鼠的比例由 1/4 调整到 3/4，从理论上分析，改变取食比例后蛇体重增加 1kg，人能比原来多增重_kg(能量传递效率按 20%计算)。【答案】 （1）2.4610 8 （1）2【解析】 （1）求“最多”获得能量时按 20%计算。草固定的太阳能最多有 6810 920%kJ 传递到初级消费者，故羊最多可获得(6810 920%1310 8)kJ 能量，最多传递到人的能量为(6810 920%
15、1310 8)20%24610 8(kJ)。 （2）蛇捕食鼠的比例调整之前，蛇体重增加1kg 需要消耗草(1/4)20%20%(3/4)20%20%20%100(kg)，调整比例之后蛇体重增加 1kg8需要消耗草(3/4)20%20%(1/4)20%20%20%50(kg)，即可节省草 1005050(kg)，可使人多增重 5020%20%2(kg)。15某地出现了较为严重的自然灾害，导致此区域的自然保护区生态环境被破坏，如图为被毁的自然保护区在人为干预下恢复过程中的能量流动图(单位：10 3 kJm2 a1 )。请分析并回答下列问题：（1）由图中数据可知，生产者固定的能量值为_，肉食动物需补
16、偿输入的能量值为_。由图可知，营养级_(填“较高”或“较低”)的生物在这场灾害中受到的影响较大。（2）在人为干预下，能量在第二营养级到第三营养级、第三营养级到第四营养级之间的传递效率分别为_、_。（3）由图可知：用于植食动物自身的生长、发育、繁殖等的能量值是_。【答案】（1）1.110 5 kJm2 a1 510 3 kJm2 a1 较高（2）15.6% 3.33%（3）1.210 4 kJm2 a1【解析】（1）由图中数据可知，生产者固定的能量包括：自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能；流向下一营养级；残体、粪便等被分解者分解；未被利用的，所以为(2370143)103 kJm 2a1
17、11010 3 kJm2 a1 1.110 5 kJm2 a1 ；据图分析，流入到肉食动物的能量植食动物的能量热能未利用分解者(142490.5)10 32.510 3，肉食动物同化的能量顶位肉食动物热能未利用分解者(0.252.15.10.05)10 37.510 3，来源于植食动物的能量为 2.5103，则补偿输入为 5103 kJm2 a1 ，由图可知，营养级越高，补偿输入的能量越多，所以营养级较高的生物在这场灾害中受到的影响较大。（2）图中食物链中第二营养级同化的能量是 14103 kJm2 a1 ，加上补偿的能量 2103 kJm2 a1 ，第二营养级的总能量是 16103 kJm2
18、 a1 ，第三营养级从第二营养级同化的能量是 2.5103 kJm2 a1 ，所以能量在第二营养级到第三营养级之间的传递效率为 2.516100%15.6%。能量在第三营养级到第四营养级之间的传递效率为第四营养级从第三营养级同化的能量 0.25103 9kJm2 a1 第三营养级总的同化量 7.5103100%0.257.5100%3.33%。（3）第二营养级的总能量是 16103 kJm2 a1 ，用于呼吸消耗的能量为 4103 kJm2 a1 ，则用于植食动物自身的生长、发育、繁殖等的能量值是同化能量呼吸消耗1610 3 kJm2 a1 410 3 kJm2 a1 1210 3 kJm2
19、a1 1.210 4 kJm2 a1 。16图甲是某草原生态系统中碳循环模式图，图中 A、B、C、D 表示生态系统的成分，图乙为其中部分营养结构。请据图回答下列问题：（1）图甲中过程表示_，图乙中的生物对应图甲中哪些成分？_(用字母表示)。（2）图甲过程中碳的传递形式分别是_、_。（3）乙图中的蛇由于某种原因数量下降，蟾蜍的数量先增多后减少，最后趋于稳定，这属于_调节，说明生态系统具有_能力。（4）若草固定的总能量为 6.8109 kJ，食草昆虫和鼠同化的总能量是 1.3108 kJ，则人最多能获得能量_kJ。（5）若蛇取食鼠的比例由 1/4 调整到 3/4，从理论上分析，改变取食比例后蛇体重
20、增加 1 kg，人能比原来多增重_kg(能量传递效率按 20%计算)。【答案】（1）光合作用和化能合成作用 D、B（2）含碳有机物 CO 2（3）负反馈(反馈) 自我调节 （4）2.4610 8 （5）21017科学家对一个以槭树、山毛榉和桦树为主要树种的温带森林生态系统的能量流动进行了定量分析，结果如图。请回答问题。（1）调查槭树这些树种的种群密度常采用的方法是_，而调查活动能力强的动物的种群密度常采用的方法是_。槭树、山毛榉和桦树等树种之间的关系是_。（2）这个温带森林中，每年每平方米大约有 6.28105 J/（cm 2.a）的有机残屑来不及被各种分解者所分解，推测影响分解者分解效率的主
21、要环境因素是_。（3）该生态系统的能量输入_（填“大于” “等于”或“小于” ）输出。这个森林生态系统中，能量由生产者流到初级消费者的传递效率约为_%（保留小数点后 2 位） 。据图中的能量值分析，生态系统的各种成分中，_的呼吸作用是能量流动的主要渠道。（4）太阳能的不断输入是推动该系统_、_、_功能实现的基础。（5）少量动物的迁入和迁出，不会使森林中的生物种类和数量发生明显变化，这说明生态系统具有一定的_能力。【答案】 （1）样方法 标志重捕法 竞争（2）温度（3）大于 0.85 分解者 （4）物质循环 能量流动 信息传递 11（5）自我调节【解析】 （1）调查槭树等植物的种群密度常采用样方
22、法。调查活动能力强的动物的种群密度常采用标志重捕法。槭树、山毛榉和桦树等树种之间因争夺阳光等资源而存在竞争关系。 （2）在该温带森林中，每年每平方米大约有 6.28105 J/（cm 2a）的有机残屑来不及被各种分解者所分解，说明分解者的分解能力是有限的，影响分解者分解效率的主要环境因素是温度。(3)输入该生态系统的总能量为2.31107J/（cm 2.a） ，由于有 5.01106J/（cm 2.a）的能量用于植物的生长、发育和繁殖，因此该生态系统的能量输入大于输出。已知生产者固定的太阳能总量为 2.31107J/（cm 2.a） ，输入到初级消费者的能量为 3.271051.3110 51
23、.9610 5 J/（cm 2.a） ，所以传递效率约为（1.9610 5）（2.3110 7）0.85%。据图中的能量值分析，分解者的呼吸作用是能量流动的主要渠道。 （4）流经该生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能，太阳能的不断输入是推动该系统物质循环、能量流动、信息传递这三大功能实现的基础。 （5）因为生态系统具有一定的自我调节能力，所以少量动物的迁入和迁出、出生或死亡都不会使森林中的生物种类和数量发生明显变化。18据调查云南某镇有总量 5 000 余吨的重毒化工废料铬渣由于非法丢放，铬渣中的废水被直接排放到南盘江中，水中的铬会通过食物链最终危害到人类健康，使人中毒身亡。请回答下列问题
24、：（1）水体中的铬使人中毒身亡，说明生态系统的_能力是有限的。（2）南盘江附近的某池塘中生长着浮游植物、浮游动物、虾、水草、鲫鱼、草鱼、乌鱼（肉食性鱼类）等水生动植物，雨季来临时，南盘江中的水会流到该池塘中，经检测池塘中的铬等重金属严重超标。该池塘中的所有生物构成_。在池塘中，各个生物种群分别占据了不同的空间，体现了群落的_结构。该池塘中，体内重金属含量最高的生物是_。（3）下表为某科学家对南盘江附近某生态系统进行调查绘制的相关图表，请回答下列问题。种群 同化量净同化量呼吸消耗传递给分解者传递给下一营养级未被利用的能量草 65.5 3.0 15.0 41.5羊 14.0 5 0.5 2 2.5
25、人 2 0.6 1.4 微量(不计) 无调查农田中鼠的种群数量，应采用_法。如表是某科学家对该生态系统的食物链“草羊人”进行调查后绘制了食物链中三个营养12级对能量的同化、利用、传递等数量关系。已知该生态系统受到的太阳辐射为 150 000 百万千焦，但大部分能量不能被生产者固定，根据表中数据计算能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为_。若羊的粪便被迅速分解，则粪便中的能量属于表中的_（填表中数值）百万千焦的一部分。【答案】 （1）自我调节（2）生物群落 水平结构和垂直 乌鱼（3）标志重捕 11.2% 3【解析】 （1）水体中的铬使人中毒身亡，说明生态系统的自我调节能力是有限的。 （2）该池
26、塘中的所有生物构成生物群落；在池塘中，各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构，体现了群落的水平结构和垂直结构；根据生物富集作用原理可知，该池塘中，体内重金属含量最高的生物是营养级最高的生物，即乌鱼。 （3）鼠的活动能力强，活动范围大，所以调查农田中鼠的种群数量，应采用标志重捕法。生产者草同化的能量有 4 条去路：生产者自身呼吸消耗、传递给分解者、传递给下一营养级、未被利用。所以第一营养级生产者同化的能量为 65.53.015.041.5125百万千焦。第二营养级羊同化的能量是 14.0 百万千焦，则能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为第二营养级同化的能量第一营养级同化的能量100%14.0125100%11.2%；羊的粪便中的能量属于生产者同化的能量中传递给分解者的部分，所以羊粪便中的能量属于表中的 3.0 百万千焦的一部分。
