Источник задач ниже. Биология: для поступающих в ВУЗы/ Р.Г. Заяц (и др) – Ростов н/Д, Феникс, 2018
Определение потерь энергии в экосистеме
Источник: ВПР 11 класс. Образцы по каталогу заданий.
Задания 2.3. Вид / Экосистемы. Пищевые зависимости
https://bio11-vpr.sdamgia.ru/test?theme=37
1. Правило гласит: «Не более 10% энергии поступает от каждого предыдущего трофического уровня к последующему». Рассчитайте величину энергии (в кДж), которая переходит на уровень криля при чистой годовой первичной продукции экосистемы, составляющей 5000 кДж. Поясните свои расчёты.
Изучите фрагмент экосистемы океана, представленный на рисунке, и выполните задания.
Пояснение.
Величина энергии 500 кДж.
В любой из пищевых цепей криль находится на уровне консумента I порядка, значит, к нему приходит 0,1 (10%) от первичной годовой продукции.
2. Правило гласит: «Не более 10% энергии поступает от каждого предыдущего трофического уровня к последующему». Рассчитайте величину энергии (в кДж), которая переходит на уровень лягушки при чистой годовой первичной продукции экосистемы, составляющей 200 000 кДж. Поясните свои расчёты.
Изучите фрагмент экосистемы леса, представленный на рисунке, и выполните задания.
Пояснение.
Величина энергии 2000 кДж. В любой из пищевых цепей лягушка находится на уровне консумента II порядка, значит, к ней приходит 0,01 (1%) от первичной годовой продукции.
3. «Правило 10%»: при переходе с одного трофического уровня на другой 90% энергии рассеивается. Используя «Правило 10%», рассчитайте массу пшеницы (в кг), которую спасет, поедая вредителя - полёвку, одна сова массой 150 г.
|
|
|
Пояснение.
Количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, примерно в 10 раз больше, чем масса растительноядных животных, и каждый последующий пищевой уровень также имеет массу, в 10 раз меньшую. Это правило известно как правило Линдемана, или правило 10 процентов.
При расчете массы и энергии снизу вверх - убираем по одному нулю при переходе на каждый уровень, а если движемся сверху вниз – добавляем по одному нулю.
Составим трофическую цепь, начиная от продуцентов: пшеница → полёвка→ сова
Зная, что масса совы составляет 150 г, а это число должно быть в 10 раз меньше массы предыдущего звена трофической цепи, легко найдём массу предыдущего звена 150*10=1500 и следующее звено (пшеница) 1500 г*10=15000 г = 15 кг
Ответ: 15
4. Какое количество энергии перейдет от продуцентов к консументам второго порядка, если чистая первичная продуктивность экосистемы составляет 150 000 кДЖ/м2 в год? Ответ обоснуйте
(если это задание добавят в задания 3, в ответ необходимо внести только последние результаты, без единицы измерения!)
Пояснение.
|
|
|
1) Эффективность перенса энергии в пищевых цепях от одного звена к другому составляет в среднем 10%
2) От продуцентов на уровень консументов 1 порядка перейдет 15000*0,1=15000 кДЖ/м2 в год
3) От консументов 1 порядка на уровень второго порядка перейдет 1500*0,1= 1500 кДЖ/м2 в год
5. Подсчитайте, какую массу растений (в кг) сохранит пара синиц при выкармливании 5 птенцов массой по 3 г каждый. Если, согласно правилу экологической пирамиды для нарастания 1 г массы консументов 2 порядка необходимо 10 г консументов 1 порядка.
Пояснение.
Цепь питания: растения → гусеницы → птенцы. Согласно правилу экологической пирамиды: 5 птенцов, имеющие массу 15 г съедят 150 г гусениц. Эти гусеницы съели бы 1500 г или 1,5 кг растений. Значит, пара синиц, выкармливая своих птенцов, сохранит 1,5 кг растений.
О т в е т : 1,5.
6. Подсчитайте, какую массу растений (в г) сохранит от гусениц пара скворцов при выкармливании 2 птенцов до массы от 1,5 до 3 г каждый. Если, согласно правилу экологической пирамиды для нарастания 1 г массы консументов 2 порядка необходимо 10 г консументов 1 порядка.
Пояснение.
Цепь питания: растения → гусеницы → птенцы.
Птенцы набрали вес от 1,5 г до 3 г каждый, т. е. прирост 1,5 г · 2=3 г
|
|
|
Согласно правилу экологической пирамиды: чтобы выросли 2 птенца, необходимо 3 · 10= 30 г гусениц. Эти гусеницы съели бы 30 · 10=300 г растений. Значит, пара скворцов, выкармливая своих птенцов, сохранит 300 г растений.
Ответ: 300
7. Правило гласит: «не более 10 % энергии поступает от каждого предыдущего трофического уровня к последующему». Используя это правило, рассчитайте величину энергии, которая переходит на уровень консументов I порядка при чистой годовой первичной продукции экосистемы 200 кДж.
Пояснение.
Скорость, с которой продуценты экосистемы фиксируют солнечную энергию в химических связях синтезируемого органического вещества, определяет продуктивность сообществ. Органическую массу, создаваемую растениями за единицу времени, называют первичной продукцией сообщества.
Валовая первичная продукция — количество вещества, создаваемого растениями за единицу времени при данной скорости фотосинтеза. Часть этой продукции идет на поддержание жизнедеятельности самих растений (траты на дыхание).
Оставшаяся часть созданной органической массы характеризует чистую первичную продукцию, которая представляет собой величину прироста растений. Чистая первичная продукция — энергетический резерв для консументов и редуцентов. Перерабатываясь в цепях питания, она идет на пополнение массы гетеротрофных организмов. Прирост за единицу времени массы консументов - вторичная продукция сообщества. Вторичную продукцию вычисляют отдельно для каждого трофического уровня, так как прирост массы на каждом из них происходит за счет энергии, поступающей с предыдущего.
|
|
|
Решение.
Собственно, цепь питания: продуценты → консументы I порядка
Продуценты — чистой годовой первичной продукции экосистемы = 200 кДж
Консументы I порядка — 200:10= 20 кДж
О т в е т : 20
Источник задач ниже. Биология: для поступающих в ВУЗы/ Р.Г. Заяц (и др) – Ростов н/Д, Феникс, 2018
8. В средних широтах приток солнечной энергии за год составляет примерно 4* 1010 кДж/ га. На одном гектаре луга за год вырастает 10000 кг трав. В каждом грамме производимых веществ содержится около 20 кДж. Сколько процентов, падающей энергии использует луг?
Решение.
Один гектар луга производит за год 10 000 кг, или 107 г трав. Так как в 1 г трав содержится около 20 кДж энергии, то всего будет запасено 107* 20 кДж = 2*108 кДж.
Приток солнечной энергии за год в умеренных широтах составляет примерно 4 * 1010 кДж - это 100%, а 2 * 108 - х%.
Составляем пропорцию:
Х= 2*108*100/ 4*1010 = 2*1010/4*1010= ½, т.е. 0,5 %
Ответ: луг использует около 0,5% падающей энергии Солнца.
9. Единственным источником энергии на небольшом острове является солнечный свет, суммарная годовая энергия которого составляет 3*108 кДж. КПД фотосинтеза составляет 1,5%. Сообщество включает четыре трофических уровня. Определите, какое количество паразитов (эхинококков) может прокормиться у хищников данного сообщества, если масса одного эхинококка составляет 1 г, а на 1 кг их массы приходится 5*104 кДж энергии. (Трансформация энергии происходит согласно правилу Линдемана.)
Решение.
Цепь питания острова состоит из 4 трофических уровней:
растения (продуценты) → травоядные животные (консументы первого порядка) → хищники (консументы второго порядка) → паразиты (консументы третьего порядка).
На 1 кг массы паразитов приходится 5*104 кДж энергии, а на 1 г - в 1000 раз меньше, т. е. 50 кДж. Суммарная годовая энергия света составляет 3*108 кДж, а КПД фотосинтеза - 1,5%.
Запишем пропорцию, чтобы определить количество энергии, заключенной в растениях острова:
3*108 кДж - 100%, а х кДж - 1,5%;
оно будет равно 4,5*106 кДж.
При переходе на следующий трофический уровень (консументов первого порядка) теряется 90% энергии, т. е. ее будет в 10 раз меньше - 4,5*105 кДж.
В теле консументов второго порядка будет запасаться только 10% энергии консументов первого порядка - 4,5*104 кДж, а у их паразитов еще в 10 раз меньше - 4,5*103 кДж.
На одного цепня эхинококка приходится 50 кДж энергии, а всего им достается 4500 кДж энергии, следовательно у хищников данного сообщества сможет прокормиться 90 эхинококков (4500 : 50).
Ответ: у хищников данного сообщества может прокормиться 90 паразитов.
10. Рассчитайте количество консументов второго порядка в лесу, где энергия всех продуцентов составляет 10 000 кДж. Известно, что одна особь искомых консументов весит 500 г, а в 1 кг ее массы запасается 1000 Дж энергии.
Ответ: 200
11. Экологическая пирамида состоит из следующих уровней: растения (листья) → слизень → лягушка → уж → горностай. Какая масса листьев должно быть съедена, чтобы каждый из находящейся в лесу пары горностаев увеличил свою массу с 1 кг до 4 кг?
Ответ: 60 т
12. Самка мыши полевки родила 5 мышат, масса каждого равна 3 г. За месяц вскармливания мышата достигли массы по 13 г каждый. Определите, какую массу зерна должна употребить мышь, чтобы выкормить свое потомство.
Ответ: 5 кг
13. Типичная детритная пищевая цепь питания леса состоит из следующих уровней: листовой опад → дождевой червь → черный дрозд → ястреб. Насколько увеличится масса тела ястреба, если в эту цепь питания вовлечено 10 000 кг листового опада?
Ответ: 10 кг
14. Масса всех продуцентов на острове составляет 500 т. Один килограмм их массы содержит 1000 ккал энергии. Определите, какое максимальное количество хищников первого порядка может прокормиться в данной экосистеме, если средняя их масса 5 кг, а в 100 г их тела содержится 500 ккал энергии.
Ответ: 200 особей
15. Известно, что в 1 кг массы тела дятлов (консументы второго порядка) содержится около 4000 ккал энергии. Какое максимальное количество дятлов со средней массой тела 100 г может прокормиться в лесу, на поверхность которого падает 4*107 ккал солнечной энергии, а КПД фотосинтеза в лесу составляет 1%?
Ответ: 10 особей
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 1719; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!