常考常错知识点――能量传递分析计算

常考常错知识点――能量传递分析计算岱山中学乐兆芬2012浙江省考试说明中增加了一个条目：生态系统中的生产量和生物量。说明与之相关的内容要求在提高。生态系统中与能量有关的分析与计算是历来备考的重点，但对学生来说却又是个难点，所以常考常错。请看下面三道例题：例1、科学家对生活在某生态系统的一个蜘蛛种群的能量进行定量分析，得出了能量流经这种肉食动物的有关数据如下图所示（能量以种群的质量表示），下列叙述正确的是：（）A．根据图中的数据不能算出猎物种群和蜘蛛间的能量传递效率B．蜘蛛的最低营养级是第二营养级C．图中X代表从食物种群中流入到蜘蛛体内的能量D．如果蜘蛛全部死亡，对该生态系统其他物种不会有影响这道题中有两个主要问题：1．A选项中猎物种群和蜘蛛间的能量传递效率到底能不能计算？如果能，该选择哪些数据进行计算？如果不能，又是因为缺少哪些数据？2．图中X代表的是不是从食物种群中流入到蜘蛛体内的能量？如果不是，那代表的到底是什么？例2、下图为地震毁损的某自然保护区人为干预下恢复过程的能量流动图（单位为kJ/m2·y）。在人为干预下，能量在第二营养级到第三营养级之间传递效率为。这道例题中有一个主要问题：补充输入给植食动物和肉食动物的能量怎么处理？计算时要加进去还是要减掉？例3．如表是有机物从植物传递到植食动物鳞翅目幼虫过程中的能量流动情况，两个营养级之间能量传递效率一般为10%~20%，根据表中的数据不能得出的结论是（）项目被鳞翅目幼虫吃掉的植物鳞翅目幼虫粪便中含有的能量鳞翅目幼虫呼吸消耗的能量用于鳞翅目幼虫生长的能量能量(J)419209.5146.662.85A．鳞翅目幼虫摄入419J的能量至少需要消耗第一营养级固定1047.5J的能量B．食物中的能量只有15%用于幼虫自身的生长C．鳞翅目幼虫从第一营养级获取的能量有一部分以呼吸热的形式散失，因此能量在生态系统中的流动是不可循环的D．某一只最高营养级消费者与一只低营养级消费者相比，能够获得的能量较少这道题中主要问题是：1．A选项中需要应用最大传递效率20%计算，必须先得到第二营养级的同化量，如何处理这些数据得到同化量？2．B选项中食物中的能量是不是包括鳞翅目昆虫粪便中含有的能量？本人认为：要解决这些问题，最主要的是理清以下五个概念：摄入量、同化量、粪便量、总生产量、净生产量，还要理清这些概念之间的三个联系，以及能量传递效率的一个计算公式。五个概念：1．摄入量：是生物吃进去得食物的能量。2．同化量：指的是利用吸收进来的能量转化为自身的能量。某一营养级同化的能量去向一般有两个方面：一是呼吸消耗；二是用于生长发育和繁殖，也就是贮存在构成有机体的有机物中，而这部分能量可能会流入下一个营养级，也可能死亡的遗体、残落物、排泄物被分解者分解掉。3．粪便量：即没有被生物吸收的食物残渣，粪便内的能量是上一营养级同化的。4．总生产量：在单位时间和单位面积内生物制造的有机物质或所固定的能量。在总生产量中，有一部分是被生物呼吸消耗掉了，剩下的用于植物的生长和繁殖的就是净生产量。三个联系：1、流入下一级的能量＝下一级的同化量＝摄入量－粪便量2、总生产量-呼吸消耗量＝净生产量3、同化量＝总生产量（包括呼吸消耗）一个公式：相邻两个营养级能量传递效率＝下一营养级同化量／这一营养级的同化量。例题一分析如下：A选项，猎物种群和蜘蛛间的能量传递效率是用蜘蛛的同化量除以猎物种群的同化量，储存在猎物种群中能量886.4是除去了呼吸消耗后净积累在生物体内的能量，因此不是猎物种群的总生产量即同化量，因此无法得知猎物种群的同化量，所以A选项正确。C选项食物种群群中流入到蜘蛛体内的能量即为蜘蛛同化的能量，应该包括蜘蛛呼吸代谢4.6，所以C错。例题二分析如下：补充给植食动物的能量被该营养级生物同化，进入该营养级，所以应加上，而补充给肉食动物的能量不是上一营养级传递给它的，所以不能计算进去。例题三分析如下：每摄入419J的能量，便有419（摄入量）－209.5（粪便量）＝209.5(J)的能量被同化，按照最大能量传递效率20%计算，鳞翅目幼虫每同化209.5J(即摄入419J)的能量，至少需要消耗第一营养级1047.5J的能量，A正确；粪便中的能量是来自食物的，所以食物中的能量是419J，用于生长的能量是62.85J，即只有15%用于幼虫自身的生长，B正确。