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生物能量流动计算
以下是对生物能量流动计算的简要概述，仅供参考：
在解决生物能量流动的计算问题时，需要遵循一定的原则和步骤。
首先，要确定相关的食物链，理清生物在营养级上的差别。
其次，进行具体的能量流动计算时，需要“顺推”（由生产者“植物”往下推）与“逆推”（由高营养级往低营养级推）的计算，前者用“乘法”，后者用“除法”。
能量传递效率的计算公式是：能量传递效率＝下一营养级的同化量÷上一营养级的同化量×100%。
在解决有关能量传
递的计算问题时，还需要注意题目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊字眼，从而确定使用10%还是20%来解题。
此外，还要区别能量传递效率和能量利用率的不同。
能量流动模型一、能量流动模型的构建1.定量不定时模型构建2.定量定时模型构建备注：与模型构建相关的公式①公式一：摄食量 = 同化量 + 尿粪量②公式二：同化量=净生产量+呼吸量③公式三：净生产量=被下一个营养级利用的+未被下一个营养级利用的+遗体残骸被分解者利用的。
二、能量流动模型解读本模型概述的是某营养级与下一营养级的能量流动关系，因“粪尿量”应属于上一营养级同化的能量，故不予考虑。
3.1定量不定时模型分析流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内去路可有三条：①流入下一营养级的；②被分解者利用的；③自身呼吸消耗的。
当然，这一定量的能量无论如何传递，最终都以热能形式从生物群落中散失，所以生产者只有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。
3.2定量定时模型分析流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：①流入下一营养级的；②被分解者利用的；③自身呼吸消耗的；④未被下一个营养级利用的，即“未利用”。
如果是以年为单位研究，“未利用”的能量将保留到下一年。
说明：只有在定量定时分析时才有“未被利用的能量”一项，如果是定量不定时分析，就没有“未被利用的能量”一项，因为在某一段时间内“未被利用的能量”在以后的时间里终究是会被下一营养级和分解者利用的。
三、能量流动模型的应用例1 试通过模型对教材赛达伯格湖的能量流动图解分析解析：比较“赛达伯格湖的能量流动图解”和“生态系统的能量流动图解”可知，在“赛湖图解”中，美国生态学家林德曼对赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，得出的数据中有部分能量在食物链中是“未利用”的。
本模型可以用定量定时模型作一分析：以绿色植物一年的生长为例，用于自身生长繁殖的那部分能量，如果被下一营养级捕食，则传递给下一营养级。
它的残枝落叶中的能量，被分解者利用，但是在这一年的时间内它并没有死亡，它长高长大了，积累了有机物，这部分有机物就是未被利用的。
补上一课6 能量流动分流模型解读及相关计算[专项集训]1．(2014·安徽合肥二模，6)下图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图[单位J/(cm2·a)]，据图分析，有关说法正确的是( )A．该生态系统第一营养级同化的能量至少为400B．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．该生态系统第三营养级同化的能量是15解析图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图，其中A表示该营养级摄入的能量，B表示该营养级同化的能量，C表示该营养级用于生长、发育和繁殖的能量，D表示呼吸作用中以热能的形式散失的能量，E表示分解者利用的能量，B错误；第二营养级同化的能量为100(摄入量)－20(粪便中的能量)＝80，根据能量传递效率倒推出第一营养级同化的能量至少为400，A正确；题图仅表示能量流经第二营养级的过程，并不能得出第三营养级的同化量，因此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；选项D将次级消费者摄入的能量等同于第三营养级同化的能量，D错误。
答案 A2．某生态系统中有A、B、C、D四种生物，构成食物链A→B→C，D为分解者，如图是该生态系统中能量流入B处发生的一系列变化示意图，下列说法错误的是( )A．图中的甲表示B的同化量，乙表示B用于生长、发育和繁殖的能量B．参与丁过程的都是异养型生物，包括细菌、真菌等C．当生态系统处于相对稳定状态时，B的种群数量一般处于K/2D．图中D的能量不全部来自B生物解析当生态系统处于相对稳定状态时，B种群数量达到环境容纳的最大值，一般处于K值，C错误。
答案 C3．如图为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，下列选项中正确的是( )A．图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋iB．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%C．“草→兔→狼”这一关系链中，狼粪便中的能量属于dD．缩短食物链可以提高能量传递效率解析首先，生产者固定的能量应该是流经生态系统的总能量，摄入量＝同化量＋粪便中的能量，因此c为同化量，h为粪便中的能量，同化量＝呼吸作用中以热能形式散失的能量＋用于生长、发育、繁殖的能量，因此d是初级消费者用于自身生长、发育、繁殖的能量，f是呼吸作用中以热能形式散失的能量，i是流入分解者的能量，e是下一营养级摄入的能量，所以b＝h＋c＝f＋d＋h＝f＋e＋g，A错误。
生物能量流动计算技巧1.能量金字塔分析：能量金字塔是一种描述生物种群能量流动的图表。
在能量金字塔中，能量从底层（生产者）逐渐向上层（消费者）转移，每一层的生物种群能量都比上一层低。
通过分析能量金字塔的结构，我们可以了解到能量在不同层级之间的流动情况和能量的转化效率。
2.生态效率计算：生态效率指的是生态系统能量的转换效率，即能量在转化过程中被利用的比例。
生态效率可以通过计算单位时间内以其他形式消耗能量的生物种群数量与单位时间内净初级生产者的数量的比值得到。
生态效率的计算可以帮助我们了解生态系统中营养物质的有效利用程度和能量流动的效率。
3.氮循环计算：氮是生物体内重要的元素之一，氮循环是将氮从大气中转化为有机物，再通过生物体间的转化和分解循环利用的过程。
在氮循环计算中，通常可以使用氮稳定同位素技术来跟踪氮在生物体间的转化和循环过程，以更准确地估计氮的转化率和循环速率。
4.生态食物网分析：生态食物网是描述生态系统中生物种群之间相互依赖和相互关系的网状结构。
在生态食物网分析中，通常使用稳定同位素技术来追踪营养物质在食物链中的流动。
通过分析生态食物网的结构和稳定同位素比值，可以揭示生态系统中不同生物种群之间的能量流动路径和食物链的稳定性。
5.光合作用效率计算：光合作用是生物体利用光能将无机物转化为有机物的过程。
光合作用的效率可以通过计算光合作用产生的光合产物与光合作用消耗的光能之间的比值来得到。
光合作用效率的计算可以帮助我们了解植物利用光能的效率和生态系统中光合作用对能量流动的影响。
总之，生物能量流动计算技巧可以帮助我们更好地理解营养物质的转化和利用过程，揭示生态系统中能量流动的规律。
通过应用这些技巧，我们可以更准确地研究和分析生态系统的结构和功能，为保护和管理生物多样性和生态系统健康提供科学支持。
高考常考，重点强化，思维建模，跨越障碍，全取高考拉分题热点1能量流动分流模型解读1.能量流经不同营养级示意图2.构建能量流动模型(表示方法)方法一：说明：两个去向：同化量(b)＝呼吸作用消耗量(d)＋用于生长发育和繁殖的能量(e)；摄入量(a)＝同化量(b)＋粪便量(c)方法二：说明：三个去向：同化量＝呼吸作用消耗量＋分解者分解量＋下一营养级的同化量方法三：说明：四个去向：同化量＝自身呼吸作用消耗量(A)＋未利用(B)＋分解者的分解量(C)＋下一营养级的同化量(D)【典例】如图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值。
请回答下列有关问题。
(1)流经该生态系统的总能量为(用N1～N6中的字母表示)。
(2)由初级消费者传递给蜣螂的能量为。
(3)图中N3表示________________________________________________________。
(4)能量由生产者传递给初级消费者的传递效率为。
(用N1～N6中的字母表示)。
(5)生态系统具有自我调节能力的基础是。
若要提高生态系统的抵抗力稳定性，一般可采取的措施为______________________________________________。
审题指导答案(1)N2(2)0(3)生产者用于生长、发育和繁殖的能量(4)N5/N2×100% (5)负反馈调节增加各营养级的生物种类1.(2019·辽宁东北育才学校模拟)如图是某池塘生态系统中能量流经贝类的示意图，下列分析错误的是()A.D代表细胞呼吸，一部分能量在细胞呼吸中以热能形式散失B.B是贝类用于自身生长、发育和繁殖所需的能量C.贝类摄入的能量就是流入这个生态系统的总能量D.生态系统的能量流动离不开物质循环和信息传递解析D代表细胞呼吸，一部分能量在细胞呼吸中以热能形式散失，A正确；A 是贝类的同化量，其中一部分通过呼吸作用散失，一部分用于生长、发育和繁殖等生命活动，B正确；生态系统中的能量流动从生产者固定能量开始，通常，生产者固定的总能量是流入生态系统的总能量，C错误；能量流动和物质循环是同时进行的，二者彼此依存，不可分割，生命活动的正常进行离不开信息传递，D 正确。
答案 C2.(2018·江苏南通考前模拟)下图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程的能量流动。
下列有关叙述中正确的是()A.①②③④之和是流入该生态系统的总能量B.③和④分别属于草和兔同化量的一部分C.图中②与①的比值代表“草→兔”的能量传递效率D.该生态系统中狐的营养级别最高，获得的能量最多解析流入该生态系统的总能量是生产者固定太阳能的总量，A错误；③和④分别属于草和兔同化量的一部分，B正确；图中②与①的比值代表“兔→狐”的能量传递效率，C错误；该生态系统中狐的营养级别最高，获能最少，D错误。
答案 B热点2能量流动的相关计算1.能量流动传递效率的计算(1)生态系统的总能量＝生产者固定的全部太阳能＝第一营养级的同化量。
(2)能量传递效率＝某一个营养级的同化量上一个营养级的同化量×100%。
特别注意：必须是两个营养级的同化量之比。
2.能量流动的最值计算（1）知低营养级求高营养级⎩⎨⎧获得能量最多⎩⎨⎧选最短食物链按×20%计算获得能量最少⎩⎨⎧选最长食物链按×10%计算（2）知高营养级求低营养级⎩⎪⎨⎪⎧需最少能量⎩⎨⎧选最短食物链按÷20%计算需最多能量⎩⎨⎧选最长食物链按÷10%计算【典例】(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，将此食物结构改为4∶1，能量流动效率按10%计算，则调整后可供养的人口是前者的倍。
(2)若植物向动物及向人提供的能量比例由1∶1调整为1∶4，能量流动效率按10%计算，则调整后供养的人口是前者的倍。
审题指导解析(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，如下左图，共需植物性食物的相对值为55；如果动物性食物与植物性食物的比例是1∶4，则共需植物性食物的相对值是28(如下右图)。
前者对食物的消耗量是后者的1.96倍，这也就说明后者可供养的人数是前者的1.96倍。
(2)设植物能量为M，则调整前，人所得能量为：M×12×10%＋M×12×(10%)2＝M20＋M 200＝11M 200，调整后人所得能量为M ×45×10%＋M ×15×(10%)2＝2M 25＋M 500＝41M 500，则调整后∶调整前为41M 500/11M 200≈1.49，即调整后供养的人口是调整前的1.49倍。
答案 (1)1.96 (2)1.491.(2018·北京通州期末)图甲为某池塘生态系统中4种生物的食物网(其中A 和B 为植物种群)，图乙为D 种群中不同体长的个体食性相对值，下列说法错误的是( )A.C 和D 之间的种间关系是竞争和捕食B.若体长为6.5 cm 的D 种群增重1 kg ，至少需要消耗第一营养级生物10 kgC.若向池塘中投放大量体长为1.4 cm 的D 种群，一段时间内A 、B 数量会增加D.池塘中的植物能实现水体净化，体现了生物多样性的直接价值解析 D 以C 为食，则C 和D 之间具有捕食关系，同时C 和D 均可以A 和B 为食，二者具有竞争关系，A 正确；体长6.5 cm 的D 种群，植食性比例为75%，肉食性比例为25%，增重1 kg ，0.75 kg 从植物性食物获得，0.25 kg 从动物性食物获得，至少需要消耗第一营养级生物为0.75 kg÷20%＋0.25 kg÷20%÷20%＝10 kg ，B 正确；体长为1.4 cm 的D 种群肉食性比例为100%，向池塘中投放大量体长为1.4 cm 的D 种群，将大量捕食C ，一段时间内A 、B 数量增加，C 正确；池塘中的植物能实现水体净化，体现了生物多样性的间接价值，D 错误。
答案 D2.(2018·山东省实验中学期中)图甲为草原生态系统部分营养结构示意图，图乙为碳循环局部示意图，表格表示该草原生态系统中甲、乙、丙(三者构成一条食物链)各种群对能量的同化、利用、传递等的部分数量关系。
(净同化量＝同化量－呼吸消耗量)生物类型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甲() (？) 65.5 3.0 15.0 41.5 乙14.0 5.0 () 0.5 2.0 2.5 丙 2.0 () 微量(不计) 无() (1)图甲中鹰和蛇的关系为。
若鹰体内有机物增加15 g，假设鹰从各条食物链中获得的能量是均等的，至少需要消耗植物g。
(2)图乙中表示生态系统基石的是，能构成群落的是。
若因环境污染造成生产者锐减，则对F、D数量的影响是。
碳在生物群落内以的形式进行流动。
(3)表格“？”处数值为。
初级消费者同化的能量大部分被消耗掉，只有大约%(保留到小数点后一位)的能量能够流到下一个营养级。
解析图甲中鹰和蛇均可以捕食鼠，鹰又可以捕食蛇，鹰和蛇的种间关系是竞争和捕食；图乙表示生态系统的碳循环，其中A是二氧化碳库，E是生产者，B、D、F是消费者，C是分解者；表中甲代表生产者，乙是初级消费者，丙是次级消费者。
(1)鹰以蛇为食，二者有共同食物鼠，因此鹰和蛇的关系为竞争和捕食。
关于鹰有3条食物链；①植物→兔→鹰；②植物→鼠→鹰；③植物→鼠→蛇→鹰。
鹰体内有机物增加15 g，每条食物链提供给鹰5 g，按照最高能量传递效率20%计算，①食物链需要植物＝5 g÷20%÷20%＝125 g，②食物链需要植物＝5 g÷20%÷20%＝125 g，③食物链需要植物＝5 g÷20%÷20%÷20%＝625 g，共至少需要消耗植物875 g。
(2)A为无机环境，E为生产者，B、D、F为各级消费者，C 为分解者，故B、C、D、E、F构成生物群落，E生产者是生态系统的基石。
生产者锐减，F、D得到的能量下降，种群数量下降。
碳元素在生物群落内部以含碳有机物形式流动。
(3)甲为生产者，同化量为65.5＋3.0＋15.0＋41.5＝125，净同化量＝同化量－呼吸消耗量＝125－65.5＝59.5；初级消费者到次级消费者能量传递效率为(2.0÷14.0)×100%≈14.3%。
答案(1)竞争和捕食875(2)E B、C、D、E、F减少(降低)含碳有机物(3)59.514.3亮剑高考22生态系统的功能(时间：15分钟)[规律方法]1.巧辨碳循环模式图解读：先找双向箭头，双向箭头两侧分别是大气中CO2库和生产者，有多个箭头指进去的是大气中CO2库(C)。
2.弄清能量流动的去向解读：①摄入量－粪便量＝同化量；②某一营养级的能量去路一般有3个，自身呼吸作用消耗(a)、流入下一营养级(b)、被分解者分解利用(c)；③若定时分析，某一营养级的能量去路有4个，即还有未被利用的能量(d)。
[方法体验]1.(2019·黑龙江实验中学开学考)如图是生态系统部分碳循环示意图。
对其分析错误的是()A.生产者是图中的AB.图中C能促进生态系统的物质循环和能量流动C.碳在B、C、D、E、F之间，流动的形式是有机物D.若完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2解析图中A为大气中的CO2库，E为生产者，A错误；C为分解者，能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，归还到无机环境，供植物利用，因此能促进生态系统的物质循环和能量流动，B正确；B为三级消费者，D为次级消费者，F为初级消费者，碳在B、C、D、E、F之间即在生物群落内部流动的形式是有机物，C正确；化石燃料燃烧产生CO2，也是碳循环的途径之一，需补充之才能完整表示碳循环，D正确。
答案 A2.(2019·黑龙江哈尔滨六中期末)物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能。
下列说法错误的是()A.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的B.初级消费者同化的能量中，未利用的能量保证了生态系统的稳定性C.研究能量流动可以实现能量的多级利用，提高能量利用率D.信息传递可以发生在生态系统各种成分之间，而且都是双向的解析碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，A正确；生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力，与能量应用无关，B错误；研究能量流动可以实现能量的多级利用，提高能量利用率，C 正确；信息传递可以发生在生态系统各种成分之间，而且都是双向的，D正确。
答案 B3.(2019·安徽黄山八校联考)如图为某鱼塘中能量流动图解部分示意图，①②③④⑤各代表一定的能量值，下列各项中错误的是()A.在人工饲养的高密度鱼塘中，生产者同化量往往小于消费者的同化量B.图中④包含了三级消费者粪便中的能量C.在食物链中各个营养级能量输入的方式和形式是完全相同的D.第三营养级到第四营养级的能量传递效率为③÷②×100%解析在人工鱼塘中，人们可通过投放饲料等措施来饲养更多的鱼类，人工饲养的高密度鱼塘中消费者的同化量往往大于生产者的同化量，A正确；粪便中的能量属于上个营养级流向分解者的，则④应包含三级消费者粪便中的能量，B正确；生产者通过光合作用获得能量，其他营养级生物通过捕食获得能量，且最高营养级的生物没有能量进入下一个营养级，C错误；能量传递效率利用相关营养级的同化量计算，第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为③÷②×100%，D正确。
