2019-2020学年高中生物 能量传递效率的计算 新人教版必修3
能量传递效率计算公式
能量传递效率计算公式
1. 基本公式。
- 能量传递效率 = （下一营养级同化量/上一营养级同化量）×100%。
- 例如：在一个简单的食物链中，草→兔→狐。
如果兔同化的能量为100 kJ，草同化的能量为500 kJ，那么从草到兔的能量传递效率 =（100/500）×100% = 20%。
2. 相关概念解释。
- 同化量：指某一营养级从外环境中得到的全部化学能。
它表现为这一营养级的呼吸消耗量、这一营养级流向下个营养级的能量、这一营养级流向分解者的能量以及未被利用的能量之和。
对于生产者（主要是绿色植物）来说，同化量就是通过光合作用固定的太阳能总量。
对于消费者来说，同化量 = 摄入量 - 粪便量。
例如，一只羊吃了10 kg草，产生了2 kg粪便，那么羊的同化量就是10 - 2 = 8 kg（这里假设能量可以用质量来简单类比表示）。
- 在计算能量传递效率时，必须准确确定上一营养级和下一营养级的同化量。
如果在一个复杂的食物网中，要明确所研究的特定食物链上的营养级关系。
比如在一个包含草、昆虫、蛙、蛇、鹰的食物网中，如果要计算昆虫到蛙的能量传递效率，就只考虑昆虫和蛙在这条食物链中的同化量关系，而不能混入其他食物链中的能量流动情况。
生物人教版高中必修3 稳态与环境生态系统中能量流动的计算
生态系统中能量流动的计算生态系统中能量流动的计算是高中生物计算题中的一个类型，在多年的教学当中，我总结出以下解题规律，以求共享。
一．预备性知识要想作出正确解答，我认为以下知识必须掌握，它包括：1．流经生态系统的总能量等于生产者通过光合作用固定的太阳能。
2．生态系统中能量的流动从生产者开始，以营养级为单位，顺着食物链进行。
3．能量流动的特点⎩⎨⎧逐级递减单向4．100%⨯=上一营养级的同化量下一营养级的同化量能量的传递效率（相邻两个营养级），为10---20%。
5．根据题目要求画出食物链和食物网二．根据题目要求确定能量的传递效率(10—20%)关于能量的传递效率，有很多题目会直接告诉，这样题目的难度会适当降低，如果没有直接说出，可以遵循以下规律去确定。
⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧20%—10%—10%—20%—10%—20%—消耗生产者最少消耗生产者最多最高营养级获得最少能量获得最多能量最高营养级最少传递能量最多传递能量生产者⑶⑵⑴三．确定各营养级能量的分配比例在具体计算中，会遇到这样的问题（如图1所示）：⑴a 为生产者，它通过①、②、③三条途径分别为b 、d 、e提供能量，那么a 到底为b 、d 、e 各提供多少能量？⑵e 为最高营养级，它通过②、④、⑤三条途径分别从a 、c 、d 三处获得能量，那么e 到底从a 、c 、d 各获得多少能量？以上两个问题，在具体计算过程中，除非题目中特别说明，否则绝对不能按比例平均分配能量。
所以在计算过程中，必须确定两个比例，即：⎩⎨⎧中获得能量的比例某一生物从不同食物链供能量的比例某一生物给不同生物提②① 在计算过程中，只要确定了能量的传递效率和营养级能量的分配比例，计算就变得简单多了。
请看以下例题：例1．在草→食草昆虫→蜘蛛→蟾蜍→蛇→猫头鹰这条食物链，若流经此食物链的总能量为100%，则按最高传递效率计算，蟾蜍和猫头鹰所得能量分别为_______和_______。
生物人教版高中必修3 稳态与环境例析生态系统中能量流动转换率的计算
例析生态系统中能量流动转换率的计算能量流动的知识，是高中生物教材中为数不多的几个“应用级”知识点之一，且能量总是寓于物质之中，所以计算干物质量的量值也就是计算能量的量值。
因此关于这方面的题目也较多和有一定的难度，特别是关于能量流动的计算问题。
要做好生态系统中能量流动的转换率的计算题，首先要理解食物链、食物网和同一营养级的关系，其次要理解生态系统中能量流动的过程和规律。
而常见的题型可分为以下几种：1、关于自然生态系统中某一食物链中能量流动的计算⑴根据能量流动效率直接计算 生态系统的总能量=第一营养级（生产者）通过光合作用固定的太阳能的总量 ①②某一营养级得到的能量 = 第一营养级的能量 × (转换率)某一营养级数-1 ③第M 营养级得到的能量 = 第N 营养级的能量 × (转换率)M-N④某一营养级得到的能量 上一营养级的总能量 ×100% 两个营养级之间能量流动的转换率 =例1：假定某生态系统中有绿色植物，蛙、蛇、鹰、昆虫和食虫鸟等生物，此生态系统的总能量为24000千焦，如营养级之间能量转化效率为15%，第三营养级和第四营养级所利用的能量分别是（）。
例2：某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W1和W2，当下列哪种情况发生时，最有可能使生态平衡遭到破坏（）。
A. B. C. D.⑵根据隐含的能量流动数量关系进行计算例3：某生态系统中已知鹰增重2kg要吃10kg小鸟，小鸟增重0.25kg要吃2kg昆虫，而昆虫增重100kg要吃掉1000kg 绿色植物，若各营养级摄入的食物，除消耗于呼吸作用等耗能过程外，其余都转化为能量。
那么，鹰对绿色植物能量的利用率是多少？（）A. 0.05%B. 0.5%C. 0.25%D. 0.025%⑶根据理论的传递效率和食物链进行有关“最值”问题的计算：解答此题的关键有两点，一是要掌握能量传递效率为10％～20％，二是要注意“至少”和“最多”这两个关键词。
人教课标版高中生物必修3第5章《生态系统的能量流动》基本技能
第2节 生态系统的能量流动1．能量流动的过程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。
（1）能量的输入 ①源头：太阳能或氧化无机物产生的化学能。
②相关生理过程：光合作用或化能合成作用。
③能量形式转换：光能或氧化无机物产生的化学能→有机物中的化学能。
④输入总量：生产者固定的能量总量。
（2）能量的传递①传递范围：在生态系统的各生物群落之间。
②传递途径：食物链和食物网。
③传递形式：有机物中的化学能。
（3）能量的散失①形式：热能。
②过程：③特殊途径：动植物遗体形成的煤炭、石油等――→燃烧热能（4）能量流动过程可概括为：【例1】 生态系统的能量流动是指（ ）A ．太阳能被绿色植物固定的过程B ．系统内生物体能量代谢的过程C ．生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程D ．能量从生物体进入环境的过程解析：生态系统的能量流动是指能量的输入、传递、转换和散失的过程，其伴随着物质循环的进行而进行。
二者的关系是：物质是能量的载体，能量流动推动物质循环。
选项A 、B 、D 均属能量流动中的一个环节，不能代表整个系统的能量流动，只有C 项能反映能量流动的过程。
答案：C2．各个营养级能量的来源、去向分析（1）第一营养级（生产者）的能量流动过程①总量：生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的，该生态系统中全部生产者通过光合作用所固定的太阳能的总量是流经生态系统的总能量。
②能量去向：a ．一部分被自身的生命活动消耗了，即被呼吸作用分解了；b ．储存在生产者体内的能量，一部分被初级消费者摄食同化流入第二营养级；c ．没被初级消费者利用的枯枝落叶和初级消费者摄食未同化而排出的粪便中的这一部分能量被分解者释放出来。
（2）第二营养级（初级消费者）的能量流动过程流入第二营养级的能量将发生如下图所示的变化。
① 能量总量：初级消费者同化的总能量。
释疑点同化量同化量＝摄入量－粪便量，其中同化量也可称为该营养级的固定量，是指真正流经该营养级的总能量。
高中生物人教版必修三学案：第5章 微专题突破 (四)能量流动的相关计算 Word版含答案
(四)能量流动的相关计算[核心精要]在解决有关能量流动的计算时，首先要确定相关的食物链，然后注意题目中的“最多”、“最少”、“至多”、“至少”等词语，从而确定是使用10%或20%来解决相关问题。
(1)设食物链为A→B→C→D，分情况讨论：实现问题思路求解计算过程D营养级净增重(M) 至少需要A营养级的量(X) X×20%×20%×20%＝M 最多需要A营养级的量(X) X×10%×10%×10%＝MA营养级的需要量(N) D营养级最多增重的量(X) N×20%×20%×20%＝X D营养级至少增重的量(X) N×10%×10%×10%＝X提醒“最多”“至少”与“10%”“20%”的对应关系设在食物链A→B→C→D中，各营养级间的传递效率分别为a%、b%、c%，若现有A营养级生物的总质量为M，能使D营养级生物增重多少？列式计算：M·a%·b%·c%＝X此时不再涉及“最多”“至少”的问题。
(3)在食物网中分析时，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，具体规律总结如下：①知低营养级求高营养级⎩⎨⎧获能量最多⎩⎨⎧选最短食物链按×20%计算获能量最少⎩⎨⎧选最长食物链按×10%计算②知高营养级求低营养级⎩⎨⎧需最多能量⎩⎨⎧选最长食物链按÷10%计算需最少能量⎩⎨⎧选最短食物链按÷20%计算(4)如果是在食物网中，同一生物同时从上一营养级多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量不等，则按照各自单独的食物链进行计算后合并。
[对点训练]1．根据图示的食物网，若黄雀的全部同化量来自两种动物，蝉和螳螂各占一半，则当绿色植物增加G千克时，黄雀增加体重最多是()A．G/75千克B．3G/125千克C．6G/125千克D．G/550千克A[根据生态系统能量流动的最高传递效率20%，设黄雀增加体重X千克，则根据题意可列出计算式：(5×X/2＋5×5×X/2)×5＝G，X＝G/75千克。
高中生物必修三 5.2 生态系统的能量 流动典例及相关计算
相关典例及计算
基础知识背诵
1.能量流动指生态系统中能量的输入 、传递 、转化 和 散失。 2.生态系统能量的源头是太阳能；起点是生产者 固定太阳能；流入生态系统的总能量 是生产者固定的太阳能总量；能量的输入方式主要是通过光合作用、化能合成作用， 但是如鱼塘生态系统还可以通过外界有机物的输入。 3.能量传递指的是能量在生物群落内以含碳有机物的形式传递。传递途径是食物链和 食物网。 4.能量转化指的是光能、化学能和热能的转化。散失主要通过呼吸作用以热能的形式 散失。 5.某一营养级的摄入量=同化量 + 粪便量 。注意某生物的粪便量 不属于 该营养级的 同化量，而属于上一 营养级的同化量。某一营养级流向分解者的能量包括该营养级 遗 体中的能量和下一营养级的粪便量。 6.相邻营养级的能量传递效率=该营养级流向下一营养级 的能量/ 该营养级的同化量。 一般为 10%-20% 。在稻田中，防治害虫可提高能量利用率，而不是 能量传递效率 。
典例2：
2.如图表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值。
若图中A表示某食物网中第二营养级所摄入的全部能量，则下列说法不正确的是( B )
A．图中B表示同化的能量 B．图中C表示流入下一营养级的能量 C．图中D表示通过呼吸作用散失的能量 D．图中a值与c＋d＋e的值相同
典例3：能量流动过程及传递效率理解
猫头鹰
牧草
鼠
蛇
如果牧草固定了1000焦耳的能量, 则猫头鹰最少能获得
__4_0___焦耳能量, 最多能获得___1___焦耳能量。
方法技巧2—已知较高营养级从各食物链中获得的比例，在特定传递效率 时的计算。
规律：对于食物网中能量流动的计算，先应根据题意写出相应的食物网， 根据特定的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别计算，再将各 条食物链中的值相加即可。
人教版高中生物必修三能量流动计算的几种题型(共15张PPT)名师公开课市级获奖课件
1.如图为某生态系统能量流动示意图〔单位：J/（cm2·a）〕 以下分析不正确的是
细胞呼吸
175 太 阳 光 875 200 甲
58 30 乙 112
8 丙 17
……
丁
A.甲的数值是1250 J/（cm2·a） B.乙到丙的传递效率为15% C.每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用 D.乙的个体数目一定比甲少
3.右图表示某生态系统பைடு நூலகம்，四种生物所同 化的有机物的量占该生态系统有机物总量 的比例，则这四种生物之间的食物关系最 可能的是( A )
二、能量传递中的极值计算
1、 这是一类关于能量计算的含有“最多” 或“至少”等字眼的问题。
2．常见题型
（ 1 ）已知前面营养级的值，求后面营养级获 得的至多或至少值。 （ 2 ）已知后面营养级的增值，求至多或至少 需要前面营养级的值。
1kg
10kg 160kg 25kg 5kg 25kg
4kg
1kg
125kg
5kg
10．如右图所示某生态系统的食物网，请回答：若该生态系统的能 量流动效率平均为10%，同一营养级的每种生物获得的能量是均等 7 的，第一营养级的同化能量为 2 10 KJ ,则鹰最终获得的能量是 ________。
三、能量沿多条食物链传递的计算
8.如果一个人食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型 肉食动物，1/4来自羊肉，假如传递效率为10%，那么 该人每增加1kg体重，约消耗植物 （ D ）
A．10kg
B．28kg C．100kg
D．280kg
【解析】解答本题时，首先应画出食物网，然后依 据食物网找其中的食物链和题干信息来解答。 （1× 1/2 ） ” ①通过“植物→人 消耗植物的量为：0.5÷10%＝5kg； ②通过“植物→植食动物→小型肉食动物→人” 消耗植物的量为：0.25÷10%÷10%÷10%＝250kg ③通过“植物→羊→人” 消耗植物的量为：0.25÷10%÷10%＝25kg 故要消耗植物的总量为5＋250＋25＝280kg
能量传递效率的计算
能量传递效率的计算：
（1）能量传递效率＝上一个营养级的同化量÷下一个营养级的同化量×100%
（2）同化量＝摄入量－粪尿量
例：在“草→昆虫→食虫鸟→鹰”这条食物链中，鹰每增加1千克的有机物体重，问草至少从土壤中吸收水分多少千克？（设草吸收的水只有1%参与光合作用）
A.125
B.75
C.7500
D.12500
答案：正确选项是C
先计算鹰每增加1千克的有机物体重需要多少千克的草的有机物体重。
这可以按“食物链中每一营养级之间的传递效率是10%～20%。
题目中问的是至少，所以传递效率应该取20%。
鹰每增加1千克的有机物体重，那么食虫鸟的有机物重量是1/20%=5（千克）。
那么当食虫鸟有机物重量是5千克时，昆虫有机物重量应该是5/20%=25(千克）。
当昆虫的有机物重量是25千克时，草的有机物重量应该是25/20%=125(千克）”来计算。
再按光合作用的反应式来换算成草光合作用所需水的质量，再计算吸水的量。
草光合作用时需要的水量为CO2+H2O=（CH2O)+O2，计算得出需要水的质量为75千克，再除以1%换算成小草从土壤中的吸水量为7500千克。
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2019-2020学年高中生物能量传递效率的计算新人教版必修3 典例在线
某草原上长期生活着野兔、狐和狼,形成一个相对平衡的生态系统,经测定,各种生物所含能量如表所示[能量单位:kJ·（km2·a）-1]。
则该生态系统的食物链（网）可表示为
A．草兔狐狼
B．草兔狼狐
C．草
D．草
【参考答案】C
狐都以兔为食,且二者之间不存在捕食关系,因此C项符合题意。
【名师点睛】如果题目中给出了各种生物的能量值,首先要按照相邻两营养级之间的能量传递效率为10%~20%,确定各生物的营养级;其次还要注意同一营养级的两种生物之间能量差值大不大,两者能量之和是否是前一营养级的10%~20%,若能量差值较大,说明这两种生物之间应该既是捕食关系又是竞争关系。
学霸推荐
1．某同学绘制了如图所示的能量流动图解（其中W1为生产者固定的太阳能），下列叙述中不正确的是
A．生产者固定的总能量可表示为（A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2）
B．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1
C．流入初级消费者的能量为（A2+B2+C2）
D．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减的
2．如图为某生态系统能量流动示意图［单位：J/（cm2·a）］，以下分析不正确的是
A．甲的数值是1250 J/（cm2·a）
B．乙到丙的能量传递效率为15%
C．每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用
D．乙的个体数目一定比甲少
3．如图为某生态系统的能量流动图解，图中数字为能量数值，单位为kcal/（m2•a）。
据图分析下列叙述不正确的是
A．流经该生态系统的总能量值为20 810kcal/（m2•a）
B．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为11.3%
C．该生态系统能量的输出都是通过各营养级的细胞呼吸实现的
D．据能量输入和输出分析，该生态系统的群落还没有演替到相对稳定的阶段
答案
1．【答案】C
【解析】生产者固定的总能量为W1，可用A1+B1+C1+D1表示，其中D1＝A2+B2+C2+D2，所以W1=A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2,A正确；第一营养级固定的能量为W1，第二营养级固定的能量为D1，能量传递效率为D1/W1，B正确；流入初级消费者的能量为A2+B2+C2+D2，即D1，C错误；由题图可知，能量流动的特点是单向流动、逐级递减的，D正确。
2．【答案】D
【解析】A项正确：甲的数值是175+200+875=1250 J/（cm2·a）；B项正确：乙到丙的能量传递效率为30/200=15%；C项正确：从数据可以看出，每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被分解者利用；D项错误：乙的能量是甲的10%~20%，但个体数目不一定比甲少。
3．【答案】C。