2020生物人教版必修3训练：第5章第2节　生态系统的能量流动

2020生物人教版必修3训练：第5章第2节　生态系统的能量流动

第 2 节 生态系统的能量流动 1．下列有关生态系统能量流动的叙述中，不正确的是( ) A．一只狼吃了一只羊，就获得了羊的大部分物质和能量 B．食物链越短，可供最高营养级消费的能量越多 C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从非生物环境流入生物群落 D．一种蜣螂专以象粪为食，则该种蜣螂最多能获得大象所同化能量的 20% 答案 D 解析 一只狼吃了一只羊，以个体为单位来衡量，就获得了羊的大部分物质 和能量，A 正确；能量在沿着食物链流动的过程中是逐级递减的，因此食物链越 短，散失的能量越少，可供最高营养级消费的能量就越多，B 正确；绿色植物(生 产者)通过光合作用，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并释 放出氧气，从而使能量和碳元素进入了生物群落，C 正确；由于大象粪便中的能量 不属于大象同化的能量，而是上一营养级的能量，所以一种专以象粪为食的蜣螂， 不能从大象同化的能量中获取能量，D 错误。 2．如图表示某农田生态系统一年中 CO2 的释放和消耗状况，其中各数字序号 表达的含义分别为：①生产者呼吸释放量；②分解者呼吸释放量；③消费者呼吸 释放量；④生产者光合作用消耗总量。有关叙述正确的是( ) A．流经该农田生态系统的总能量可用④表示 B．②的量越小，说明该农田生态系统施用的有机肥料越多 C．消费者同化作用的大小可用③表示 D．该农田生态系统一年中 CO2 的释放量与消耗量相等 答案 A 解析 ④是生产者通过光合作用固定的二氧化碳量，也就是流经该生态系统 的总能量，A 正确；分解者能分解生产者和消费者的排泄物及遗体残骸，因此② 的量越小，说明该生态系统施用的有机肥料越少，B 错误；消费者的同化量一部分 用于自身生长、发育和繁殖，一部分通过呼吸作用以热能的形式散失，因此该生 态系统中消费者同化量的多少不能用③表示，C 错误；农田生态系统一年中 CO2 的释放量应小于其消耗量，D 错误。 3．下列有关生态系统能量流动的描述正确的是( ) A．生态系统中的能量输入特指绿色植物的光合作用 B．生态系统中的能量传递特指不同生物通过捕食关系传递能量 C．生态系统中的能量转化是指细胞呼吸分解有机物合成 ATP 及释放热量 D．生态系统中的能量最终以呼吸作用产生热能的形式散失出去 答案 D 解析 生态系统中的能量输入包括植物和光合细菌的光合作用和化能合成细 菌的化能合成作用，A 错误；在生态系统中，不同生物之间可通过捕食、寄生等 关系进行能量的传递，B 错误；能量转化包括光合作用中将光能转化为化学能，细 胞呼吸中将有机物中的化学能转化为 ATP 中的活跃化学能及热能，C 错误；生态 系统中的能量最终以呼吸作用产生热能的形式散失出去，D 正确。 4．如图为生态系统中能量流动的部分过程。下列叙述不正确的是( ) A．①中的能量来自生产者的同化作用 B．分解者利用的能量一定比 a 小 C．b 为初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量 D．应在 a 处加上细胞呼吸散失的热能箭头 答案 B 解析 ①代表初级消费者粪便中的能量，初级消费者粪便为生产者的遗体， 其中的能量来自生产者的同化作用，A 正确；a 代表初级消费者同化的能量，生产 者、消费者的遗体等均由分解者分解，分解者利用的能量不一定比 a 小，B 错误； 初级消费者同化的能量除去呼吸作用散失的能量，剩余的 b 为初级消费者用于生 长、发育和繁殖的能量，C、D 正确。 5．如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为 103 kJ/(m2·a)]。下列说法错误的是( ) A．图中 A 代表的生理过程是呼吸作用 B．第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为 12.727% C．该生态系统中生产者固定的总能量是 9.6×104 kJ/(m2·a) D．捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性 答案 C 解析 图中 A 代表的生理过程是呼吸作用，有机物中的化学能转化成热能和 ATP 中的化学能，A 正确；肉食性动物从植食性动物同化的能量为 0.05＋0.25＋2.1 ＋5.1－5＝2.5，植食性动物同化的能量为(0.05＋0.25＋2.1＋5.1－5)＋4＋9＋0.5＝ 16，因为外界有机物输入的能量为 2，故植食性动物从生产者同化的能量为 16－2 ＝ 14 ， 所 以 由 生 产 者 到 植 食 性 动 物 的 能 量 传 递 效 率 为 14÷(3 ＋ 14 ＋ 70 ＋ 23)×100%≈12.727%，B 正确；生态系统中生产者固定的总能量是(70＋23＋3＋ 14)×103＝1.1×105 kJ/(m2·a)，C 错误；能量流动的渠道是食物链和食物网，而捕 食关系一般不可逆转，所以能量单向流动，D 正确。 6．如图为某鱼塘中能量流动图解部分示意图，①②③④⑤各代表一定的能量 值，下列各项中正确的是( ) A．在人工饲养的高密度鱼塘中⑤一定大于① B．图中④包含了次级消费者粪便中的能量 C．在食物链中各个营养级能量输入的方式和形式是完全相同的 D．第三营养级到第四营养级的能量传递效率为③ ② ×100% 答案 D 解析 在人工鱼塘中，人们可通过投放饲料等措施来饲养更多的鱼类，人工 饲养的高密度鱼塘中初级消费者获得的总能量往往大于⑤，A 错误；粪便中的能 量属于上个营养级流向分解者的，则④应包含三级消费者粪便中的能量，B 错误； 生产者通过光合作用获得能量，其他营养级生物通过捕食获得能量，且最高营养 级的生物没有能量进入下一个营养级，C 错误；能量传递效率用相关营养级的同化 量计算，第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为③ ② ×100%，D 正确。 7．有人发起：“多吃素食、少吃肉食”的运动，以支援粮食短缺地区的灾民。 运用生态学知识对此的合理解释是( ) A．多吃肉食会增加心血管病的发病率 B．直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量 C．多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多 D．节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平 答案 C 解析 A 是从人体物质代谢的角度来描述的，A 错误；直接以低营养级的生 物为食，由于能量传递经过的营养级少，损失的能量少，可利用的能量应该较多， B 错误；C 从生态系统中能量流动的角度合理解释题干中的观点，C 正确；D 是从 营养的角度而非从生态学的角度进行解释，D 错误。 8．生态学中常以金字塔形象地说明营养级与能量、生物个体数量、生物量之 间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。生态金字塔有能量金字塔、数量金 字塔、生物量金字塔三种类型。下列有关叙述正确的是( ) A．该金字塔可表示树林中树(①)、害虫(②)和食虫鸟(③)之间的个体数量关系 B．如果表示能量金字塔，则能量的流动方向只能依次是③→②→① C．该金字塔可表示浮游植物(①)和浮游动物(②)的生物量之间的关系 D．在城市生态系统中该金字塔中的①表示生产者 答案 C 解析 营养级越高，含有的能量越少，但数量可以出现倒金字塔，树林中害 虫的个体数量最多，不符合该金字塔，A 错误；如果表示能量金字塔，则能量的 流动方向只能是①→②→③，B 错误；生物量金字塔中，营养级越低，含有的生物 量越多，浮游植物处于第一营养级，含有的生物量最多，浮游动物处于第二营养 级，生物量比第一营养级少，特殊情况下二者可倒置，C 正确；城市生态系统是特 殊的人工生态系统，生产者数量少，流经城市生态系统的总能量大于该生态系统 中所有生产者固定的太阳能总量，D 错误。 9．某草原生态系统一条食物链甲→乙→丙中，各种群对能量的同化、利用、 传递等的部分数量关系如下表(单位：百万千焦)。已知该草原生态系统受到的太阳 辐射为 150000 百万千焦，但其中 149875 百万千焦的能量未被生产者固定。下列 有关计算不正确的是( ) A．流经该生态系统的总能量为 125 百万千焦 B．甲净生产量为 59.5 百万千焦 C．乙呼吸消耗的能量为 19 百万千焦 D．能量从乙到丙的传递效率为 14.3% 答案 C 解析 该草原生态系统受到的太阳辐射为 150000 百万千焦，其中 149875 百 万千焦的能量未被生产者固定，被生产者固定的能量为 125 百万千焦，因此流经 该生态系统的总能量为 125 百万千焦，A 正确；甲的净同化量＝甲的同化量－呼 吸量＝125－65.5＝59.5 百万千焦，B 正确；乙呼吸消耗的能量＝乙的同化量－净 同化量＝14.0－5＝9 百万千焦，C 错误；能量从乙传递到丙的效率＝丙的同化量÷ 乙的同化量×100%＝2÷14×100%＝14.3%，D 正确。 10．下图为桑基鱼塘农业生态系统局部的能量流动，图中字母代表相应能量。 请据图回答以下问题： (1)流经图中生态系统的总能量为________(填字母)，图中的 C 和 B1＋C1＋D1 可分别表示桑树和蚕用于________________________的能量。 (2)蚕同化的能量 D＝________________(用字母表示数学关系)，一般情况下 D/A 的值________(填“大于”“小于”或“等于”)20%。将蚕沙(粪便)投入鱼塘 供给鱼食用，蚕沙中所含的能量属于第________营养级所同化的能量。 (3)蚕粪是优良的鱼类饲料，适量的投入可以给鱼提供食物，从而提高鱼的产 量。蚕粪中的碳元素只能以________的形式流向鱼。 (4)桑基鱼塘农业生态系统使物质循环利用，提高了能量________。 答案 (1)A'生长、发育和繁殖'(2)A1＋B1＋C1＋D1'小于'一'(3)有机物'(4)利用率 解析 (1)流经题图中生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，应是 A； 桑树呼吸作用所散失的能量可用 B 表示，图中的 C 表示净光合作用，是桑树用于 生长、发育和繁殖的能量，B1＋C1＋D1 属于蚕用于生长、发育和繁殖的能量。 (2)蚕同化的能量 D 一部分通过蚕的呼吸作用散失，一部分用于生长、发育和 繁殖等生命活动，即 D＝A1＋B1＋C1＋D1。由于相邻两营养级之间的能量传递效 率为 10%～20%，所以正常情况下相邻两营养级之间的能量传递效率小于 20%。 蚕的粪便中的能量不属于蚕同化的能量，而是蚕的上一营养级即第一营养级所同 化的能量。 (3)碳在无机环境和生物群落之间是以二氧化碳形式进行循环的；碳在生物群 落中是以含碳有机物形式存在并传递的，所以蚕粪中的碳元素只能以含碳有机物 的形式流向鱼。 (4)桑基鱼塘农业生态系统使物质循环利用，提高了能量利用率。 11．下图为生态系统能量流动示意图，请回答以下问题(N1～N6 代表能量值)。 (1)流经该生态系统的总能量应该是图中的________。 (2)图中第一和第二营养级之间的能量传递效率为________。 (3)蜣螂 N6 所利用的能量是直接来自生产者还是初级消费者所同化的？ ________；请说明理由__________________________________________。 (4)生态系统能量流动的特点是单向流动和逐级递减，请据图分析能量流动逐 级递减的原因有哪些？____________________________(至少答出两点)。 答案 (1)N2 (2)N5/N2×100% (3)生产者 蜣螂 N6 所利用的能量是初级消 费者粪便中的，并未被初级消费者同化，本质上应该是生产者同化的能量 (4)呼 吸消耗、被分解者分解、未被利用 解析 (1)输入该生态系统的能量是生产者所固定的太阳能即生产者同化的太 阳能，分析图形知应是 N2。 (2)营养级之间的能量传递效率是同化量之比，分析图形可知第一营养级同化 能量是 N2，第二营养级同化能量是 N5，所以传递效率是 N5/N2×100%。 (3)蜣螂 N6 所利用的能量是直接来自生产者而不是初级消费者，因为蜣螂 N6 所利用的能量是初级消费者粪便中的，并未被初级消费者同化，本质上应该是生 产者同化的能量。 (4)能量流动是随着营养级进行的，而长期的自然选择形成的食物关系是不能 逆转的，在每一营养级总有一部分能量被呼吸消耗，被分解者分解，未被利用， 这些是不能传递给下一个营养级的，所以能量就会单向流动、逐级递减。 信息迁移 12．(2018·全国卷Ⅱ)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有 捕食和驱赶作用。这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或 生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题： (1)当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级 有 可 能 增 加 ， 生 态 系 统 中 食 物 链 的 营 养 级 数 量 一 般 不 会 太 多 ， 原 因 是 ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ____。 (2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得 甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势 地位丧失。假定该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上 述 “ 恐 惧 生 态 学 ” 知 识 推 测 ， 甲 的 数 量 优 势 地 位 丧 失 的 可 能 原 因 是 ____________________________________________________(答出一点即可)。 (3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对 农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生这一结果的可能原 因有__________________________________________________________(答出两点 即可)。 答案 (1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到 下一营养级的能量较少 (2)甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该 生态系统的数量比乙多 (3)大型肉食性动物捕食野猪；野猪因恐惧减少了采食；野猪因恐惧而部分迁 出该地区 解析 (1)生产者固定的太阳能总量是流入一个生态系统的总能量。能量在沿 着食物链和食物网流动的过程中，各个营养级的生物都会通过自身的呼吸作用而 消耗一部分能量(以热能的形式散失)，也有一部分随着残枝败叶或遗体残骸等被分 解者分解释放出来而不能输入到下一营养级，即生产者固定的能量在沿食物链流 动的过程中大部分损失了，传递到下一营养级的能量较少，因此食物链中的营养 级数量一般不会太多。 (2)依题意可知：顶级肉食性动物的引入，使得甲、乙两种植食性动物间的竞 争结果发生了反转(甲的数量优势地位丧失)，而该反转不是由于顶级肉食性动物的 直接捕食造成的，进而推知，甲的数量优势地位丧失的可能原因是顶级肉食性动 物对甲、乙的驱赶作用而引起的甲、乙的“恐惧”程度不同，甲对顶级肉食性动 物的“恐惧”程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲迷离该生态系统的数量比乙 多。 (3)某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农 作物的破坏程度，由题意中“恐惧生态学”的知识可推知，其可能的原因：一是 该种大型肉食性动物对野猪的直接捕食而导致野猪的个体数减少，二是野猪因 “恐惧”减少了采食，还可能是野猪部分迁出，雨导致个体数减少。