能量流动计算小结
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能量流动的计算方法归纳能量流动的计算专题(1)计算某种群数量时,公式为N:[a]=[b]:[c]其中a表示第一次捕获并标记个体数量,b表示第二次捕获数量,c表示在第二次捕获个体中被标记个体的数量。
(2)已知第一营养级(生产者)生物的量,求最高营养级生物的最多量时,食物链按最短、传递效率按20%计算;求最高营养级生物的最少量时,食物链按最长、传递效率按10%计算。
(3)已知最高营养级生物的量,求消耗生产者(第一营养级)的最多量时,食物链按最长、传递效率按10%计算;求消耗生产者(第一营养级)的最少量时,食物链按最短、传递效率按20%计算。
例1((2006上海)下图食物网中的猫头鹰体重每增加20g,至少需要消耗植物( )A(200g B(250gC(500g D(1000g解析:该题有2条食物链~但因计算的是猫头鹰和植物的关系~则可当作“1条”链来看,“至少”提示应按20%的传递效率计算~所以有20g?20%?20%=500g。
答案:C例2(在如图所示的食物网中,假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子,2/5来自于鼠,1/5来自于蛇,那么猫头鹰增加20g体重,最少需要消费植物( )A(600g B(900g C(1600g D(5600g解析:通过食物链,植物?兔子?猫头鹰,~猫头鹰增重20g×2/5=8g~最少需要消费植物的量为8g?20%?20%=200g,通过食物链,植物?鼠?猫头鹰,~猫头鹰增重20g×2/5=8g~最少需要消费植物的量为8g?20%?20%=200g,通过食物链,植物?鼠?蛇?猫头鹰,~猫头鹰增重20g×1/5=4g~最少需要消费植物的量为4g?20%?20%?20%=500g。
所以合计需要消费植物200g+200g+500g=900g。
例3.在如图所示的食物网中,假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子,2/5来自于鼠,1/5来自于蛇,那么猫头鹰增加20克体重,最少需要消耗植物: 植物? ? 兔 ? 猫头鹰鼠?? 蛇?A、600gB、900g C 、1600g D、5600g解题思路:通过食物链(植物?兔子?猫头鹰),猫头鹰增重20g×2/5=8g,最少需要消费植物的量为8g?20%?20%=200g;通过食物链(植物?鼠?猫头鹰),猫头鹰增重20g×2/5=8g,最少需要消费植物的量为8g?20%?20%=200g;通过食物链(植物?鼠?蛇?猫头鹰),猫头鹰增重20g×1/5=4g,最少需要消费植物的量为4g?20%?20%?20%=500g。
能量流动的相关计算归纳一、方法归纳1.能量传递效率下一个营养级的同化量求能量传递效率= ×100%上一个营养级的同化量一般生态系统中能量传递效率大约为10%~20%2.能量传递效率相关“最值”计算解题时,注意题目中是否有“最多”“最少”“至少”等字眼,从而确定使用10%或20%来解题。
(1)食物链为A→B→C→D已知D营养级增加的能量为M,则至少需要A营养级的能量=M÷(20%)3,最多需要A营养级的能量=M÷(10%)3。
已知A营养级的能量为N,则D营养级最多可获得的能量=N×(20%)3,最少可获得的能量= N×(10%)3。
(2)计算生物量变化的“最多”或“最少”时,还应遵循以下原则:①食物链越短,最高营养级获得的能量越多。
②生物间的取食关系越简单,生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。
具体计算方法总结如下:3.按比例求解在食物网中,某一营养级同时从多个营养级的生物中获得能量,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。
也就是:已确定营养级间能量传递效率的,不能按“最值”法计算。
例如,在食物链A→B→C→D中,能量传递效率分别为a%、b%、c%,若A的能量为M,则D获得的能量为M×a%×b%×c%。
二、习题巩固1.某一生态系统中,已知已知鹰增重2kg要吃10kg小鸟,小鸟增重0.25kg要吃2kg昆虫,而昆虫增重100kg要吃1000kg绿色植物。
在此食物链中这只鹰对绿色植物的能量利用百分率为()A.0.05%B.0.5%C.0.25%D.0.025%2.在如图所示的食物网中,假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子,2/5来自于鼠,1/5来自于蛇,那么猫头鹰若增加 20 g体重,最少需要消费植物()A.600 gB.900 gC.1 600 gD.5 600 g3.(2014·肇庆模拟)下图是某生态系统能量流动示意图,有关叙述正确的是()A.发生X1过程的生物是具有叶绿体的生物B.X3过程表示第二营养级摄入有机物中的能量C.初级消费者粪便中的能量通过Z2传递给分解者加以利用D.初级消费者到次级消费者的能量传递效率可用X3/X2表示4.(2014·福州模拟)下图是生态系统的能量流动图解,N1~N6表示能量数值。
一、对能量流动相关计算以及应用1.能量流动的相关计算首先确定食物链,理清营养级上差别。
其次能量传递效率为10%—20%,据题干中“最多”“最少”“至少”等特殊的字眼,确定使用10%或20%。
(1)例如:食物链为A→B→C→D,分情况讨论如下:①.已知A营养级的能量为N,则D营养级获得的最多能量是多少=N×20%×20%×20%即=N×(20%)3;获得的最少能量是多少:=N×10%×10%×10%即=N×(10%)3。
②.已知D营养级的能量为M,则至少需要A营养级的能量是多少:可设至少需要A营养级的能量是A,则有:A×20%×20%×20%=M或者是:=M÷(20)3;设最多需要A营养级的能量是A,则有:A×10%×10%×10%=M 或者是:=M÷(10%)3。
(2)在食物网中分析:如在A→B→C→D中,确定生物变化的“最多”或“最少”时,还应遵循以下原则:①.食物链越短,最高营养级获得的能量越多。
②.生物间的取食关系越简单,生态系统消耗的能量越少;例如:已知D营养级的能量为M,计算至少需要A营养级的能量,应取最短食物链A→D,并以20%的效率进行传递,即A×20%=M或者是A=M÷20%;计算最多需要A营养级的能量时,应取最长的食物链A→B→C→D,并以10%的效率进行传递,即A×10%×10%×10%=M或者是:A=M÷(10%)3。
(3)在食物网中,某一营养级同时从上一营养级的多种生物按一定比例获取能量,则按照单独的食物链进行计算后再合并。
例如:吃草籽鸟禾谷类→虫→食虫鸟→鹰兔若鹰的食物1/3来自食虫鸟,1/3来自吃草子鸟,1/3来自兔,则鹰的能量每增加3千焦,最少消耗禾谷类多少千焦?解析:若鹰体内增加3千焦的能量,鹰的食物1/3来自食虫鸟,1/3来自吃草籽鸟,1/3来自兔,则相关食物链有:禾谷类→虫→食虫鸟→鹰,鹰从禾谷类获得的能量为A×20%×20%×20%=1或者=1÷20%÷20%÷20%=125千焦;禾谷类→吃草籽鸟→鹰,鹰从禾谷类获得的能量为B×20%×20%=1或者=1÷20%÷20%=25千焦;禾谷类→兔→鹰,鹰从禾谷类获得的能量为C×20%×20%=1或者=1÷20%÷20%=25千焦。
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。
生物圈中的能量流动例题和知识点总结在我们生活的这个地球上,生物与环境之间存在着复杂而又精妙的相互关系,其中能量流动是一个至关重要的环节。
接下来,让我们通过一些具体的例题来深入理解生物圈中的能量流动,并对相关的知识点进行总结。
一、能量流动的概念能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
能量在生物之间以有机物的形式传递,其流动特点是单向流动和逐级递减。
二、例题分析例 1:在一个草原生态系统中,生产者固定的太阳能总量为 1000 单位。
初级消费者(食草动物)摄入的能量为 200 单位,同化的能量为150 单位。
那么,初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量是多少?解析:同化量=摄入量粪便量。
初级消费者同化的能量为 150 单位,所以用于生长、发育和繁殖的能量=同化量呼吸消耗量= 150 (150 50)= 50 单位。
例 2:在一个森林生态系统中,存在着这样一条食物链:草→兔→狐。
已知草固定的太阳能为 10000 焦耳,兔同化的能量为 1000 焦耳,那么狐最多能获得多少能量?解析:能量传递效率大约为10% 20%。
在这条食物链中,按照20%的最高传递效率计算,兔同化的 1000 焦耳能量传递给狐时,狐最多能获得 1000 × 20% = 200 焦耳的能量。
三、能量流动的过程1、输入:生产者通过光合作用将太阳能转化为化学能,固定在有机物中,从而使能量流入生态系统。
2、传递:沿着食物链和食物网,能量在生物之间以有机物的形式进行传递。
3、转化:在生态系统中,能量会在不同的生物体内发生转化,如呼吸作用将有机物中的化学能转化为热能散失。
4、散失:通过生物的呼吸作用,大部分能量以热能的形式散失到环境中。
四、能量流动的特点1、单向流动:能量只能从一个营养级流向下一个营养级,而不能反向流动。
这是因为食物链中的捕食关系是不可逆的,而且生物体内的能量转化是单向的。
2、逐级递减:输入到一个营养级的能量,不可能百分之百地流入下一个营养级。
有关能量流动的计算题的解题技巧第25期生态系统的主要功能是进行能量流动和物质循环,生物考试中一般以计算题的形式考查生态系统的能量流动这部分知识。
下面就常见的一些类型进行归类,总结该类题的解题技巧。
一.求能量传递效率下一个营养级的同化量求能量传递效率= ×100%上一个营养级的同化量例1.下表是对某一水生生态系统营养级和能量流动的调查结果,其中A、B、C、D分别表示不同的营养级,E为分解者。
p g为生物同化作用固定能量的总量,Pn为生物体储存的能量(Pg=Pn+R),R为生物呼吸消耗的能量。
请分析回答。
生物P g Pn RA 15.9 2.8 13.1B 870.7 369.4501.3C0.90.30.6D141.061.979.1E211.5 20.1 191.41. 能量流动是从A、B、C、D中的那个营养级开始的?为什么?2. 该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率是多少?3. 从能量输入和输出的角度看,该生态系统的总能量是否增加?为什么?解析:(1)因为B营养级的能量最多,储存的能量和呼吸消耗的能量也最多故B是生产者。
(2)已知E是分解者,按照生态系统中能量逐级递减的特点,食物链为B →D→A→C。
从第三营养级传递到第四营养级的效率为(0.9/15.9)×100﹪=5.7﹪(3)因为在该生态系统中,输入的总能量为生产者固定的总能量870.7,输出的总能量=13.1+501.3+0.6+79.1+191.4=785.5,870.7>785.5。
所以生态系统输入的总能量大于输出的总能量之和。
答案(1)B因为B营养级含能量最多,是生产者。
(2)5.7﹪(3)增加。
因为该生态系统输入的总能量大于输出的总能量之和。
例2 某一生态系统中,已知一只鹰增重2千克要吃10千克小鸟,小鸟增重0.25千克要吃2千克昆虫;而昆虫增重100千克要吃1000千克绿色植物。
在此食物链中鹰对绿色植物的能量利用率为A0.05﹪B0.5﹪C0.25﹪D0.025﹪解析:能量传递效率在各营养级之间不一样,逐步计算。
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。
生态系统的能量流动规律总结一.生态系统的能量流动规律总结:1.能量流动的起点、途径和散失:起点:生产者;途径:食物链(网);散失:通过生物的呼吸作用以热能形式散失2.流经生态系统的总能量:自然生态系统:生产者同化的能量=总初级生产量=流入第营养级的总能量人工生态系统:生产者同化的能量+人工输入有机物中的能量3.每个营养级的能量去向:非最高营养级:①自身呼吸消耗(以热能形式散失)②被下营养级同化③被分解者分解利用④未被利用(转变成该营养级的生物量,不一定都有,最终会被利用)※②+③+④=净(同化)生产量(用于该营养级生长繁殖);最高营养级:①自身呼吸消耗(以热能形式散失)②被分解者分解利用③未被利用4.图示法理解末利用能量流入某一营养级的能量来源和去路图:流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可以从以下两个角度分析:(1)定量不定时(能量的最终去路):自身呼吸消耗;流入下一营养级;被分解者分解利用。
这一定量的能量不管如何传递,最终都以热能形式从生物群落中散失,生产者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。
(2)定量定时:自身呼吸消耗;流入下一营养级;被分解者分解利用;末利用即末被自身呼吸消耗,也末被下一营养级和分解者利用。
如果是以年为单位研究,未被利用的能量将保留到下一年。
5.同化量与呼吸量与摄入量的关系:同化量=摄入量-粪便量=净同化量(用于生长繁殖)+呼吸量※初级消费者的粪便量不属于初级消费者该营养级的能量,属于上一个营养级(生产者)的能量,最终会被分解者分解。
※用于生长繁殖的能量在同化量中的比值,恒温动物要小于变温动物6.能量传递效率与能量利用效率:(1)能量的传递效率=下一营养级同化量/上一营养级同化量×100%这个数值在10%-20%之间(浙科版认为是10%),因为当某一营养级的生物同化能量后,有大部分被细胞呼吸所消耗,热能不能再利用,另外,总有一部分不能被下一营养级利用。
能量流动计算
能量流动计算是一种新兴的计算技术,它可以提供一种统一的方法来处理复杂的系统,从而降低系统的复杂度。
与传统的计算技术,如模拟和优化不同,能量流动计算可以让系统更快地达到稳定状态,从而能更快地获得结果。
能量流动计算的基本原理是将系统的能量作为一种约束,将它们纳入到整个计算过程中。
这样,系统中的每一个部分都能稳定地求解,而无论它们之间发生什么变化,系统也不会受到严重影响。
能量流动计算的应用是非常多的,它可以用于求解复杂的系统,如智能机器人,自动驾驶等。
例如,当有一群自动驾驶汽车行驶在高速公路上时,它们之间会相互作用,彼此之间的动力以及阻力会影响每辆车的行驶状态,而这些反馈将决定车辆在该路段上的行驶路线和汽车之间的距离,这时,就可以用能量流动计算来求解这种复杂的问题,并获得较高的精确度。
此外,能量流动计算还能运用于设计高性能处理器,智能传感器等系统。
具体而言,能量流动计算可以帮助设计师更好地估算电子元件的电路,它可以模拟电子元件的电流和电压,以及电路中的信号性能,进而更准确地估计处理器的性能指标,并最终确定电子元件性能的最佳设计参数。
最后,能量流动计算还能够帮助发现潜在的电池衰减,即当电池在长期使用后,其电池容量会出现逐渐衰减的现象,而能量流动计算可以帮助检测出电池衰减的存在,从而为用户提供及时的提醒和补充。
由上述分析可以看出,能量流动计算是一项重要的新兴技术,它具有强大的应用价值,可以有效提高系统的性能,并节省计算的开销。
因此,如今越来越多的企业开始尝试使用能量流动计算来改进和完善其产品和服务,以获取更高的效率和更高的用户体验。
能量流动效率计算能量流动效率是指能量在系统中传递和转化的效率。
在自然界中,能量从一个物体或系统传递到另一个物体或系统,通过不同的转化方式进行能量的转化。
然而,能量的转化过程往往伴随着能量的损失,而能量流动效率就是衡量能量转化过程中损失的比例。
能量流动效率的计算可以通过比较输入能量和输出能量的比例来进行。
在一个封闭的系统中,输入能量和输出能量之间的差异就是能量的损失。
而能量流动效率等于输出能量除以输入能量,再乘以100%。
能量流动效率的计算可以用以下公式表示:能量流动效率 = (输出能量 / 输入能量) * 100%能量流动效率的计算可以用于各种能量转化过程的评估和优化。
通过对能量流动效率的分析,可以确定能量转化过程中的主要损失来源,进而采取相应的措施来提高能量转化的效率。
在能源领域,能量流动效率的提高是一个重要的研究方向。
例如,在传统的燃煤发电过程中,燃煤的能量转化效率往往只有30%左右,而剩余的70%能量以废热的形式散失在环境中。
这种低能量转化效率不仅浪费了能源资源,还对环境造成了不可忽视的影响。
因此,研究人员致力于提高燃煤发电过程的能量流动效率,通过改进燃烧技术、利用废热等手段来减少能量损失,实现更加高效的能源利用。
类似地,能量流动效率的提高也是可再生能源领域的一个关键问题。
以太阳能为例,太阳能的转化效率往往较低,这限制了太阳能的广泛应用。
目前,研究人员正在努力改进太阳能电池的转化效率,通过改进材料、结构和工艺等手段来提高能量流动效率,以实现太阳能的高效利用。
除了能源领域,能量流动效率的概念也适用于其他领域。
例如,在生物学中,生物体内的能量转化也存在能量损失的问题。
通过研究生物体内能量的流动效率,可以揭示生物体的能量利用策略,从而为生物学研究和生物工程应用提供参考。
能量流动效率是衡量能量转化过程中损失的比例,是评估和优化能量转化效率的重要指标。
通过提高能量流动效率,可以实现能源的高效利用,减少能源浪费,保护环境,促进可持续发展。