2022届高考生物一轮复习专题训练71　突破生态系统能量流动的相关计算　（解析版）

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难点突破练71　突破生态系统能量流动的相关计算1．如图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1 kg，至少需消耗a约(　　)A．100 kg   B．44.5 kgC．25 kg   D．15 kg答案　C解析　图中有3条食物链，即a→b→猫头鹰、a→c→b→猫头鹰、a→c→d→猫头鹰。当食物链最短，能量传递效率为20%时，所需能量最少，即猫头鹰体重每增加1 kg至少消耗的a为1÷20%÷20%＝25 (kg)，C项正确。2．(2019·辽宁沈阳联考)下面为能量流经某生态系统第二营养级的示意图(单位J·cm－2·a－1)，据图分析，下列有关说法正确的是(　　)A．第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100 J·cm－2·a－1B．该生态系统第一营养级同化的能量至少为400 J·cm－2·a－1C．能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20%D．该生态系统第三营养级同化的能量是15 J·cm－2·a－1答案　B解析　a表示第二营养级摄入的能量，其中20 J·cm－2·a－1是第二营养级生物通过粪便流向分解者的能量，b是第二营养级同化的能量，即50＋30＝80 (J·cm－2·a－1)，其中50 J·cm－2·a－1是通过自身呼吸作用散失的能量，30 J·cm－2·a－1是用于自身生长、发育和繁殖的能量，A错误；第一营养级同化的能量至少为80÷20%＝400(J·cm－2·a－1)，B正确；根据图中信息只能推算出第三营养级(次级消费者)的摄入量为15 J·cm－2·a－1，但不能得出其同化量，因此无法计算从第二营养级到第三营养级的能量传递效率，C、D错误。3．(2021·成都市第二十中学校高三月考)弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究，结果如下表，单位是J/(hm2·a)。下列说法错误的是(　　)植物田鼠鼬固定的太阳能摄入量同化量呼吸量摄入量同化量呼吸量2.45×10111.05×1097.50×1087.15×1082.44×1072.25×1072.18×107A.能量从田鼠传递到鼬的效率是3%B．流经这个生态系统的总能量是2.45×1011J/(hm2·a)C．第一次捕获并标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只，则田鼠的种群密度是80只D．田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%～5%用于自身的生长、发育和繁殖答案　C解析　能量从田鼠传递到鼬的效率＝鼬的同化量/田鼠的同化量×100%＝ (2.25×107)÷(7.50×108)＝3%，A正确；流经该生态系统的总能量是植物光合作用固定的太阳能，即2.45×1011J/(hm2·a)，B正确；第一次捕获并标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只，该田鼠种群数量约是80只，C错误；田鼠和鼬同化的能量中只有3%～5%用于自身的生长、发育和繁殖，D正确。4．如图所示的食物网中，戊的食物有1/2来自乙，1/4来自丙，1/4来自丁，且能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若戊体重增加20 g，需要消耗植物(　　)A．1 125 g   B．1 600 gC．2 000 g   D．6 500 g答案　C解析　甲为生产者，从甲到戊共有以下食物链：①甲→乙→戊，戊增加20 g，来自乙20×1/2＝10(g)，需要乙10÷20%＝50(g)，需要甲50÷10%＝500(g)；②甲→丙→戊，戊增加20 g，来自丙20×1/4＝5(g)，需要丙5÷20%＝25(g)，需要甲25÷10%＝250(g)；③甲→丙→丁→戊，戊增加20 g，来自丁20×1/4＝5(g)，需要丁5÷20%＝25(g)，需要丙25÷20%＝125(g)，需要甲125÷10%＝1 250(g)，故共需要甲500＋250＋1 250＝2 000 (g)，C项正确。5．(2020·营口模拟)若某一经济鱼类的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，一条长到4 kg的鱼最多需消耗植物(　　)A．1 120 kg   B．6 440 kgC．2 240 kg   D．1 220 kg答案　A解析　依题意可知，有三条食物链，分别是植物→经济鱼、植物→草食鱼→经济鱼、植物→草食鱼→肉食鱼→经济鱼。当能量传递效率为10%时，消耗的植物最多，故该鱼长到4 kg需消耗植物最多为：(4×1/2÷10%)＋(4×1/4÷10%÷10%)＋(4×1/4÷10%÷10%÷10%)＝1 120 (kg)。6．(2021·甘肃定西一中高三期中)下表是能量流经绵羊种群时的情况，下列说法正确的是(　　)项目摄食量粪便量呼吸消耗量用于生长发育和繁殖的能量能量(J/cm2·a)560360X110 A.X表示的能量大小不能确定B．一般情况下，流向第三营养级生物的能量最多为40 J/cm2 ·aC．绵羊同化的能量中有20%通过呼吸作用散失掉D．生产者固定的能量传递给绵羊的能量传递效率为45%答案　B解析　同化量＝摄入量－粪便量＝560－360＝200 [J/(cm2·a)]，同化量有两个去向，即同化量＝呼吸消耗量＋生物用于生长、发育和繁殖的能量，即200＝X＋110，因此，X表示的能量为90 J/(cm2·a)，A错误；流经植食性动物(第二营养级)的能量为200 J/(cm2·a)，按最高的能量传递效率20%来计算，则流向第三营养级的能量最多为200×20%＝40 [J/(cm2·a)]，B正确；该植食性动物同化的能量通过呼吸作用散失的百分比是90/200×100%＝45%，C错误；从表格中不能看出生产者同化的能量，所以不能确定生产者和绵羊之间的传递效率，D错误。7．(2021·北京海淀区高三月考)下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值，单位是J·m－2·a－1)。下列叙述正确的是(　　)A．该食物网中最高营养级为第四营养级B．该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%C．太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1 357 J·m－2·a－1D．该食物网中的能量在不同营养级之间循环流动答案　B解析　该食物网中最高营养级是鲈鱼，为第五营养级，A错误；该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为(3 780＋4 200)÷31 920×100%＝25%，B正确；太阳鱼同化的能量去向有：呼吸作用消耗、流入下一营养级和被分解者分解利用，由图可知，只知道同化量和流入下一营养级的能量，不能得出呼吸作用消耗的能量，C错误；能量流动的特点是单向流动，逐级递减，不能循环利用，D错误。8．(2021·山东滨州一中高三期中)生态学家研究了某草原生态系统的能量流动情况，其局部能量流动情况如图所示，字母代表能量。下列分析正确的是(　　)A．能量D1的最终去向是流向下一营养级和分解者B．生产者用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量是C1＋D1＋E1C．第一、二营养级间的能量传递效率为×100%D．应尽可能多的增加草原牲畜的放牧量以提高能量传递效率答案　B解析　能量D1的最终去向是流向分解者，A错误；生产者用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量是同化量减去呼吸消耗，即C1＋D1＋E1，B正确；第一、二营养级间的能量传递效率为第二营养级的同化量/第一营养级的同化量＝×100%，C错误；能量传递效率不能提高，只能提高能量的利用率，D错误。9．在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有来自兔子，来自鼠，来自蛇，若猫头鹰体重增加20 g，需要消耗植物(能量传递效率为10%)(　　)A．600 g   B．900 gC．1 600 g   D．5 600 g答案　D解析　由题图可知，若猫头鹰体重增加20 g，则需要消耗植物：20×÷10%÷10%＋20×÷10%÷10%＋20×÷10%÷10%÷10%＝5 600(g)。10．图甲表示某自然保护区的能量流动过程[单位：×103kJ/(m2·a)]，A、B、C、D代表不同类型的生物，每一营养级所同化的能量都被分为E1、E2两部分；图乙表示某一种野生动物的数量变化曲线。下列叙述正确的是(　　)A．图甲中C代表分解者，E1表示流入下一营养级的能量B．为了保证各营养级能量的需求，随着营养级升高，人为输入的有机物应该增加，图中第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为16.7%C．图乙ab段表示地震后该动物数量骤减，决定其数量变化的主要因素是出生率和死亡率D．为了保护该物种不至于被灭绝，在b点应采取就地保护措施，为其提供最后的生存机会答案　B解析　E1表示用于生长、发育和繁殖的能量，A项错误；第二营养级的同化量为16＋2＝18×103[kJ/(m2·a)]，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为3/18×100%≈16.7%，B项正确；ab段表示地震后该动物数量骤减，决定其数量变化的主要因素是死亡率，C项错误；据图乙“野外回放”可知，在b点采取了易地保护，D项错误。11．(2021·江西景德镇一中高三月考)下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的，单位为百万千焦。请回答：(1)请将流经该生态系统的总能量填写在图中的方框内。这部分能量是________________通过同化作用所固定的太阳能。(2)能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为___________%，从第二营养级到第三营养级的传递效率为________%。(3)次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得能量的百分比是________。(4)由图可知，下一营养级不能得到上一营养级的全部能量，原因有：①各营养级生物体内的大量能量被__________________________；②上一营养级的部分能量________________________；③还有少量能量被________利用。答案　(1)111　生态系统内全部生产者　(2)13.5　20(3)60%　(4)呼吸作用消耗　未被下一营养级利用　分解者　解析　(1)图中A为生产者，流经该生态系统的总能量是全部生产者固定的太阳能，根据生产者的能量输出可计算流经该生态系统的总能量为3.0＋15.0＋41.5＋51.5＝111(百万千焦)。(2)能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为15.0/111×100%≈13.5%，从第二营养级到第三营养级的传递效率为3.0/15.0×100%＝20%。(3)次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得能量的1.8/3.0×100%＝60%。(4)每一营养级同化的能量，一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，一部分流向分解者，还有一部分暂时未被利用，因此下一营养级不能得到上一营养级的全部能量。12．(2019·贵州凯里一中高三模拟)某草原生态系统中的食物链如图甲所示，部分能量去向统计数据如图乙所示，单位是kJ/(m2·a)，回答下列问题：甲草食草昆虫固定的太阳能摄入量同化量呼吸散失量流入下一营养级4.8×1046.8×1033.6×1032.0×1030.9×103乙 (1)图甲种间关系中同时具有捕食和竞争关系的生物是____________。(2)若图中蜘蛛种群数量大量减少，则蛇的种群数量会________。(3)从长远的能量去向来看，据图乙推算，食草昆虫用于生长、发育和繁殖的能量为________kJ/(m2·a)，其中被分解者分解利用的能量为________kJ/(m2·a)。(4)研究生态系统能量流动对人类的意义：帮助人们科学规划、设计人工生态系统，提高能量利用率；________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)蜘蛛和青蛙　(2)增加　(3)1.6×103　0.7×103　(4)帮助人们合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分解析　(1)据图中食物网分析可知，青蛙以蜘蛛为食，同时青蛙与蜘蛛都取食食草昆虫，因此二者之间同时具有捕食和竞争关系。(2)图中蜘蛛种群数量大量减少后，会引起食草昆虫增加。青蛙的食物来源有蜘蛛与食草昆虫，由于蜘蛛大量减少，青蛙的食物来源转为主要以营养级更低的食草昆虫，其获得的能量更多，导致其数量也增加，这样会使蛇的食物增多，蛇的数量也会增多(食草昆虫的增多，对第一营养级草的数量影响不大，进而对鼠的影响也不大)。(3)食草昆虫用于生长、发育和繁殖的能量＝食草昆虫的同化量－食草昆虫呼吸作用散失的能量＝3.6×103－2.0×103＝1.6×103[kJ/(m2·a)]，其中被分解者分解利用的能量＝食草昆虫的同化量－食草昆虫呼吸作用散失的能量－流入下一营养级的能量＝3.6×103－2.0×103－0.9×103＝0.7×103 [kJ/(m2·a)]。