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【摘 要】能量流动是高考的热点，其中的计算题却是让学生比较头疼的问题。本文通过对关于能量流动的计算类题型的规律解析，提高学生的解题能力，从而掌握应试技巧。
【关键词】巧解 能量流动 计算
题型一：未知能量的具体传递效率，求某营养级能量的最值
例1.在“藻类 → 甲虫 → 虾 → 小鱼 → 大鱼”这条食物链中：
（1）若有藻类植物G克，大鱼最多能增重多少克？
（2）若小魚要增重N克，最少需要甲虫多少克？
【思路点拨】能量沿食物链传递过程中，相邻两个营养级之间的传递效率为10%～20%。当食物链中低营养级生物有物质G克时，传递到某一高营养级，生物可获得的最多量可用（20%）nG(即1/5nG)来计算；而获得的最少量可用（10%）nG（即1/10nG）来计算。（n为食物链中相应营养级总数减1或为箭头数。）
（1）从藻类到大鱼共有5个营养级，则大鱼最多能增重（1/54）G。
（2）从甲虫到小鱼共有3个营养级，现要小鱼增重N克，至少需要甲虫的量，采用逆推法，即52N克。
【答案】（1）（1/625）G克 （2）25N克
【方法提炼】未知具体传递效率，且为一条食物链时，可按10%～20%的传递效率计算。设食物链为A→ B→ C→ D，分情况讨论如下表：
题型二：已知营养级间的具体传递效率，求某营养级的能量
例2.下图为某生态系统中能量传递示意图，请回答：
(1)输入此生态系统的总能量是____________kJ。
（１）输入此生态系统的总能量是__________kj。
（２）从A到B，从B到C的能量传递效率分别为 和__________。
（３）欲使C增加3kg，需A__________克。
【思路点拨】流经生态系统的总能量应该是该生态系统的生产者所固定的太阳能总量，题中A是生产者，其固定的总能量为：175kJ+200kJ+875kJ=1250kJ。这部分能量的流向有三：一是生产者本身呼吸作用消耗；二是流向分解者；三是被下一个营养级所同化。能量沿食物链的传递效率10%~20%是一个平均值，在不同的食物链和在同一条食物链的不同营养级之间的具体传递效率不一定相同，要用具体的数值来具体的计算。
本题中能量从A传到B的传递效率为： 200/（175+200+875）×100% = 16%，从B传到C的传递效率为：30/200×100% = 15%。在计算C增加3kg需要消耗A的量时应按实际的传递效率计算，即：3kg÷15%÷16% = 125kg。
【答案】（1）1250 （2）16% 15% （3）125
【方法提炼】（1）相邻两个营养级之间的能量传递效率为：本营养级所同化的能量/上一营养级所同化的能量×100%；(2)具体问题要具体分析，不能一味认为传递效率为10%～20%。
题型三： 已知各营养级供能比例，求某营养级的能量
例3.若一个人的食物二分之一来自植物，四分之一来自小型肉食动物，四分之一来自牛羊肉，则人增重1kg时最多消耗植物___________kg。
【思路点拨】先根据题目要求画出食物网（如右图），其次据题目要求“最多消耗植物”，故按照最低传递效率10%计算，人的增重从不同途径获得能量的比例也已明确告诉。则解题图解如下：
【答案】280克
【方法提炼】解答此类题目时，首先要根据题干要求画出食物网图；第二要搞清各条食物链的具体供能比例，并将各比例分别落实到每条食物链上；第三要确定传递效率是10%还是20%，仍然要考虑“至多”与“至少”的问题；第四必要时采用逆推法更简捷。
题型四：未知各营养级供能比例，求某营养级获能的最值
例4. 下图食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻_________kg；最多消耗水藻__________kg。
【思路点拨】此题没有告诉低营养级生物向高营养级生物能量传递的固定分配量，所以解题方法与上题稍有不同。求最少消耗水藻时，就要选最短的食物链，即水藻→小鱼→人，传递效率按最大20%计算，设最少消耗为X，则X×20%×20%＝1，所以X＝1÷20%÷20%＝25kg；求最多消耗时，就要选择最长的食物链，水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递效率按最小10%计算，设最多消耗Y，则Y×10%×10%×10%×10%×10%＝1，所以Y＝1÷10%÷10%÷10%÷10%÷10%＝100000kg。
【答案】25；100000
【方法提炼】在食物链中，已知高营养级生物的增重，求低营养级生物的物质重量时，应该用除法计算（又称食量放大法）。在不知能量传递效率时，要求某营养级的最值，更要弄清楚具体的食物链。如高营养级生物要增重N g，至少需要低营养级生物的物质重量应按最大传递率来计算，即N÷（20%）n＝5nN；而最多需要低营养级生物的物质重量应按最小传递率来计算，即N÷（10%）n＝10nN。
题型五：能量流动与生态系统的稳定性
例5：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，最有可能使生态系统的稳定性遭到破坏？（ ）
A.W1>10W2 B.W1>5W2 C.W1<10W2 D. W1<5W2
【思路点拨】一般情况下，生态系统的能量在两个相邻营养级之间传递效率大约是10%-20%。小于或等于20%则不会导致其稳定性的破坏，而大于20%则有可能引起某些营养级生物量的大起大落或生态环境的改变，导致生态系统抵抗力稳定性被破坏。纵观本题的四个选项，A选项反映的能量传递效率小于10%，B选项反映的能量传递效率小于20%，C选项反映的能量传递效率大于10%（但不一定大于20%），只有D选项反映的能量传递效率大于20%。
【答案】 D
【方法提炼】能量流动效率能直接反映生态系统的稳定性，能量在传递过程中，若超过一定的限度，则容易引起种群的生长、繁殖或再生等的障碍，从而导致生态系统稳定性被破坏，故在研究生态系统的稳定性时必须时刻关注能量流动效率。
总之，在理解基本概念的基础上，弄清特定的题设条件，画出相关食物链（网），确定能量的传递效率和营养级能量的分配比例，才是解决有关能量流动的计算问题的有效途径。
（江苏海州高级中学；222023）
【关键词】巧解 能量流动 计算
题型一：未知能量的具体传递效率，求某营养级能量的最值
例1.在“藻类 → 甲虫 → 虾 → 小鱼 → 大鱼”这条食物链中：
（1）若有藻类植物G克，大鱼最多能增重多少克？
（2）若小魚要增重N克，最少需要甲虫多少克？
【思路点拨】能量沿食物链传递过程中，相邻两个营养级之间的传递效率为10%～20%。当食物链中低营养级生物有物质G克时，传递到某一高营养级，生物可获得的最多量可用（20%）nG(即1/5nG)来计算；而获得的最少量可用（10%）nG（即1/10nG）来计算。（n为食物链中相应营养级总数减1或为箭头数。）
（1）从藻类到大鱼共有5个营养级，则大鱼最多能增重（1/54）G。
（2）从甲虫到小鱼共有3个营养级，现要小鱼增重N克，至少需要甲虫的量，采用逆推法，即52N克。
【答案】（1）（1/625）G克 （2）25N克
【方法提炼】未知具体传递效率，且为一条食物链时，可按10%～20%的传递效率计算。设食物链为A→ B→ C→ D，分情况讨论如下表：
题型二：已知营养级间的具体传递效率，求某营养级的能量
例2.下图为某生态系统中能量传递示意图，请回答：
(1)输入此生态系统的总能量是____________kJ。
（１）输入此生态系统的总能量是__________kj。
（２）从A到B，从B到C的能量传递效率分别为 和__________。
（３）欲使C增加3kg，需A__________克。
【思路点拨】流经生态系统的总能量应该是该生态系统的生产者所固定的太阳能总量，题中A是生产者，其固定的总能量为：175kJ+200kJ+875kJ=1250kJ。这部分能量的流向有三：一是生产者本身呼吸作用消耗；二是流向分解者；三是被下一个营养级所同化。能量沿食物链的传递效率10%~20%是一个平均值，在不同的食物链和在同一条食物链的不同营养级之间的具体传递效率不一定相同，要用具体的数值来具体的计算。
本题中能量从A传到B的传递效率为： 200/（175+200+875）×100% = 16%，从B传到C的传递效率为：30/200×100% = 15%。在计算C增加3kg需要消耗A的量时应按实际的传递效率计算，即：3kg÷15%÷16% = 125kg。
【答案】（1）1250 （2）16% 15% （3）125
【方法提炼】（1）相邻两个营养级之间的能量传递效率为：本营养级所同化的能量/上一营养级所同化的能量×100%；(2)具体问题要具体分析，不能一味认为传递效率为10%～20%。
题型三： 已知各营养级供能比例，求某营养级的能量
例3.若一个人的食物二分之一来自植物，四分之一来自小型肉食动物，四分之一来自牛羊肉，则人增重1kg时最多消耗植物___________kg。
【思路点拨】先根据题目要求画出食物网（如右图），其次据题目要求“最多消耗植物”，故按照最低传递效率10%计算，人的增重从不同途径获得能量的比例也已明确告诉。则解题图解如下：
【答案】280克
【方法提炼】解答此类题目时，首先要根据题干要求画出食物网图；第二要搞清各条食物链的具体供能比例，并将各比例分别落实到每条食物链上；第三要确定传递效率是10%还是20%，仍然要考虑“至多”与“至少”的问题；第四必要时采用逆推法更简捷。
题型四：未知各营养级供能比例，求某营养级获能的最值
例4. 下图食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻_________kg；最多消耗水藻__________kg。
【思路点拨】此题没有告诉低营养级生物向高营养级生物能量传递的固定分配量，所以解题方法与上题稍有不同。求最少消耗水藻时，就要选最短的食物链，即水藻→小鱼→人，传递效率按最大20%计算，设最少消耗为X，则X×20%×20%＝1，所以X＝1÷20%÷20%＝25kg；求最多消耗时，就要选择最长的食物链，水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递效率按最小10%计算，设最多消耗Y，则Y×10%×10%×10%×10%×10%＝1，所以Y＝1÷10%÷10%÷10%÷10%÷10%＝100000kg。
【答案】25；100000
【方法提炼】在食物链中，已知高营养级生物的增重，求低营养级生物的物质重量时，应该用除法计算（又称食量放大法）。在不知能量传递效率时，要求某营养级的最值，更要弄清楚具体的食物链。如高营养级生物要增重N g，至少需要低营养级生物的物质重量应按最大传递率来计算，即N÷（20%）n＝5nN；而最多需要低营养级生物的物质重量应按最小传递率来计算，即N÷（10%）n＝10nN。
题型五：能量流动与生态系统的稳定性
例5：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，最有可能使生态系统的稳定性遭到破坏？（ ）
A.W1>10W2 B.W1>5W2 C.W1<10W2 D. W1<5W2
【思路点拨】一般情况下，生态系统的能量在两个相邻营养级之间传递效率大约是10%-20%。小于或等于20%则不会导致其稳定性的破坏，而大于20%则有可能引起某些营养级生物量的大起大落或生态环境的改变，导致生态系统抵抗力稳定性被破坏。纵观本题的四个选项，A选项反映的能量传递效率小于10%，B选项反映的能量传递效率小于20%，C选项反映的能量传递效率大于10%（但不一定大于20%），只有D选项反映的能量传递效率大于20%。
【答案】 D
【方法提炼】能量流动效率能直接反映生态系统的稳定性，能量在传递过程中，若超过一定的限度，则容易引起种群的生长、繁殖或再生等的障碍，从而导致生态系统稳定性被破坏，故在研究生态系统的稳定性时必须时刻关注能量流动效率。
总之，在理解基本概念的基础上，弄清特定的题设条件，画出相关食物链（网），确定能量的传递效率和营养级能量的分配比例，才是解决有关能量流动的计算问题的有效途径。
（江苏海州高级中学；222023）