人教版 (2019)选择性必修2第2节 生态系统的能量流动巩固练习

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基础巩固
1.由草、兔、狐组成的食物链中,兔所获得的能量,其去向不包括( B )
A.兔呼吸作用释放的能量
B.由兔的粪便流入分解者体内的能量
C.流入狐体内的能量
D.随狐的粪便流入分解者体内的能量
解析:兔同化的能量去向包括呼吸作用散失,流入下一营养级如狐体内的能量,形成的遗体、残骸和排出物等的能量被分解者利用。兔粪便中储藏的能量是没有被兔消化的草的能量,不属于兔同化的能量。
2.假设某初级消费者摄入的能量为a,其粪便中的能量为b,通过呼吸散失的能量为c,用于自身生长、发育和繁殖的能量为d,则流入次级消费者的能量最多为( B )
A.(a+b)×20%B.(c+d)×20%
C.(a-c)×20%D.(b-d)×20%
解析:初级消费者摄入量=初级消费者同化量+粪便中的能量,初级消费者同化量=呼吸散失的能量+用于自身生长、发育和繁殖的能量,则该生态系统中,初级消费者的同化量是a-b或c+d,相邻两个营养级间的能量传递效率是10%～20%,求流入次级消费者能量的最大值应按20%的能量传递效率计算,因此,流入次级消费者的能量最多为(a-b)×20%或(c+d)×20%。
3.如图为某生态系统的能量流动情况,箭头表示能量的流动方向,单位为kcal/(m2·a)。下列叙述正确的是( D )
A.分解者可利用来自各营养级转移到A中的所有能量
B.该生态系统各营养级间的平均能量传递效率约为18%
C.生产者与各级消费者的能量输出均为三条途径
D.消费者的营养级级别越高,可利用的总能量越少
解析:呼吸所产生的能量不会被分解者利用;图中各营养级之间的能量传递效率分别为1 800÷16 000×100%=11.25%、250÷1 800×
100%≈13.9%、40÷250×100%=16%,平均值约为13.7%;生产者与各级消费者的能量输出途径有呼吸作用散失、流入下一营养级(最高营养级消费者不含此项)、流向分解者。
4.如图是某个农业生态系统的结构模式图,该图中能表示生态系统能量流动的箭头是( C )
A.①②③ B.①③⑤
C.①③④ D.①②③④⑤
解析:图中的农作物中的能量可以传递给鸡、猪、牛和人,鸡、猪、牛中的能量可以传递给人,生态系统中能量流动是沿着食物链和食物网进行的,且能量流动是单向的,因此题图中能表示生态系统能量流动的箭头是①③④。
5.某同学根据某湖泊的能量流动图解,绘制了如图所示的能量金字塔。下列说法正确的是( C )
A.图中Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ构成一条食物链
B.图中未体现出的生态系统的组成成分是非生物的物质和能量
C.由图可知能量流动是逐级递减的
D.该金字塔若表示生物量金字塔,则不会出现倒置情况
解析:图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示的是营养级,每个营养级可包含多种生物,而食物链是单个物种之间的关系;图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示的是生态系统各营养级,未体现出生态系统组成成分中的非生物的物质和能量、分解者;浮游植物和浮游动物的生物量金字塔可能在某一时间呈现上宽下窄的倒置金字塔形。
6.某地通过新建沼气池和植树造林,构建了新型农业生态系统(如图所示)。下列有关叙述中,不正确的是( C )
A.该生态系统中,处于第二营养级的生物有人和家禽、家畜
B.该生态系统中,人的作用非常关键
C.该生态系统的建立,提高了相邻两个营养级之间的能量传递效率
D.若沼渣、沼液中含有有机物,这部分有机物不能直接被农作物吸收
解析:新型农业生态系统可实现能量的多级利用,提高能量利用率,但不能提高能量传递效率;沼渣、沼液中的有机物必须经过分解者分解为无机物后,才能被农作物吸收。
7.由于“赤潮”的影响,一条6 kg重的杂食性海洋鱼死亡,假如该杂食性海洋鱼的食物有1/3来自植物,1/3来自食草鱼类,1/3来自以食草鱼类为食的小型肉食鱼类;那么按能量传递效率20%来计算,该杂食性鱼从出生到死亡共需海洋植物( A )
A.310 kg B.240 kg C.180 kg D.150 kg
解析:题干中存在3条食物链:①海洋植物→杂食性鱼,②海洋植物→食草鱼→杂食性鱼,③海洋植物→食草鱼→小型肉食鱼→杂食性鱼;杂食性鱼的食物1/3来自食物链①,1/3来自食物链②,1/3来自食物链③。该杂食性鱼通过食物链①消耗的海洋植物为2÷20%=10 kg,通过食物链②消耗的海洋植物为2÷20%÷20%=50 kg,通过食物链③消耗的海洋植物为2÷20%÷20%÷20%=250 kg,因此共需海洋植物10+50+250=310 kg。
8.现有两个不同类型的生态系统Ⅰ和Ⅱ,Ⅰ和Ⅱ的生产者含有的总能量相同,据图分析下列相关说法中正确的是( A )
A.Ⅰ中现存的消费者的总能量大于Ⅱ中现存的消费者的总能量
B.Ⅰ、Ⅱ中的消费者的总能量都大于生产者同化的总能量
C.Ⅰ中的各营养级之间的能量传递效率大于Ⅱ中的各营养级之间的能量传递效率
D.Ⅰ中的生产者同化的总能量大于消费者的总能量,但Ⅱ中的则相反
解析:生态系统Ⅰ有三个营养级,生态系统Ⅱ有四个营养级,在生产者含有的总能量相同的前提下,生态系统Ⅰ营养级少、食物链较短,能量流动过程中能量散失少,而生态系统Ⅱ营养级多、食物链较长,能量流动过程中能量散失多,因此生态系统Ⅰ中现存的消费者的总能量大于生态系统Ⅱ中现存的消费者的总能量,但消费者所含总能量均小于生产者所含有的能量,由于图中纵轴代表的是各营养级生物的数量相对值,故无法判断生态系统Ⅰ和Ⅱ的能量传递效率。
9.如图为某生态系统能量流动的过程图解,请据图回答下列问题。
(1)图中的箭头 (填序号)是不应存在的。
(2)流经生态系统的总能量是 ,初级消费者呼吸作用所消耗的能量是 。(填序号)
(3)食草动物排出的粪便中仍含有部分能量,这部分能量被分解者所利用的过程应属于箭头 (填序号)。
(4)图中所指的是 ,E代表的成分是 。
(5)④中的能量大约只有③中能量的 。
(6)生态系统能量流动的特点是 。
解析:(1)从图解可知E为分解者,生产者不能从分解者中获得能量,故箭头不应存在。(2)流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量①,初级消费者自身呼吸消耗的能量为⑤。(3)食草动物的粪便中残留的能量被分解者利用的过程属于,是生产者固定的能量。(4)为生产者呼吸作用消耗的能量,E为分解者。(5)④中的能量约为③的10%～20%。(6)生态系统能量流动的特点为单向流动、逐级递减。
答案:(1) (2)① ⑤ (3) (4)生产者呼吸作用消耗的能量 分解者 (5)10%～20% (6)单向流动、逐级递减
10.如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能量值,单位为百万千焦。已知该生态系统受到的太阳辐射为118 872百万千焦,但其中118 761百万千焦的能量未被利用。请回答下列问题。
(1)流经该生态系统的总能量值是 ,这部分能量是 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到的能量的百分比是 。
(4)由图可知,下个营养级不能得到上个营养级的全部能量,原因:①各营养级生物体内的大量能量被 ;②上个营养级的部分能量 ;③还有少量能量被 利用。
解析:流入生态系统的总能量=所有生产者所固定的太阳能的总量;某一营养级的总能量=呼吸作用释放的能量+流入下一营养级的能量+流向分解者的能量+未被任何生物利用(如燃烧)的能量;能量传递效率=下一营养级同化的能量÷该营养级同化的能量×100%。另外,还要明白能量逐级递减的原因是每一营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量,还有未被利用的能量,并有一部分能量被分解者直接利用。异化作用消耗的能量即呼吸作用消耗的能量,次级消费者消耗的能量占其同化作用所得到能量的百分比为(1.8÷3.0)×
100%=60%。
答案:(1)111 生产者A (2)13.5 20
(3)60% (4)呼吸作用消耗 未被下一个营养级利用 分解者
素养培优
11.下图为生态系统中能量流动部分示意图(字母表示能量),下列叙述正确的是( C )
A.图中b=h+c+d+e+f
B.缩短食物链可以提高能量传递效率
C.“草→兔→狼”这一食物链中,狼粪便中的能量属于d
D.生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%
解析:题图中b=h+c;缩短食物链可以减少能量的损耗,但无法提高能量传递效率;“草→兔→狼”这一食物链中,狼粪便中的能量属于上一个营养级(兔)的同化量中用于生长、发育和繁殖的能量d;生产者与初级消费者之间的能量传递效率为初级消费者同化的能量/生产者固定的能量=c/a×100%。
12.如图为某池塘生态系统中饲养草鱼时的能量流动过程示意图,a～i表示能量值。下列关于该过程的叙述不正确的是( A )
A.流经该生态系统的总能量为a
B.e+f为草鱼的摄入量
C.第一、第二营养级之间的能量传递效率为ha
D.通过投放消化酶可提高第一、第二营养级之间的能量传递效率
解析:流经该生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能加上人工投放饲料中的能量;e+f为第二营养级的摄入量,摄入量-粪便量=同化量;第一营养级的同化量是a,第二营养级从第一营养级所获得的同化量为h,故第一、第二营养级之间的能量传递效率为ha;投放消化酶可提高动物的消化吸收量,从而有助于提高第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率。
13.某自然保护区地震后,植被大面积毁损。如图1为该地区人为干预下恢复过程的能量流动图[单位为103 kJ/(m2·a)],图2为该地区恢复后部分食物网示意图。请回答:
(1)如图1所示,输入该生态系统的能量包括 ,第二营养级到第三营养级的能量传递效率为 (保留一位小数)。
(2)图1中A表示 ,除生产者外其他营养级需要人为补偿能量输入的原因是 。计算可知,肉食性动物需补偿输入的能量至少为 ×103 kJ/(m2·a)。
(3)图2所示食物网中,若鹰增重1 kg,则最多消耗植物 kg,最少消耗植物 kg。
(4)已知该生态系统恢复后,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%,且各营养级流向下一营养级的能量平均分配给各不同的种群(举例:草、树流向下一营养级的能量中50%进入兔种群,50%进入鼠种群)。若该生态系统一段时间内生产者固定的太阳能为1.5×1012 kJ,理论上狐可获得的能量为 kJ,鹰可获得的能量为 kJ。
解析:(1)分析图1可知,第二营养级的同化量=2×103+14×103=
16×103[kJ/(m2·a)],由第二营养级流向第三营养级的能量为16×
103-0.5×103-9×103-4×103=2.5×103[kJ/(m2·a)],两营养级间能量传递效率为(2.5×103)÷(16×103)×100%≈15.6%。
(2)在一定时间段内,除最高营养级外,各营养级能量的去向包括呼吸散失、传递到下一营养级、流向分解者、未被利用四个方面,故A表示呼吸作用。该地地震导致植被受损,生产者固定的太阳能(流入该生态系统的能量)减少,故需要对其他营养级人为补偿能量输入。根据图1中肉食性动物能量去向分析,肉食性动物的能量为2.1×103+5.1×
103+0.25×103+0.05×103=7.5×103[kJ/(m2·a)],其能量来自上一营养级和人为有机物投入,其中,来自上一营养级的能量为2.5×
103 kJ/(m2·a),则需要补偿输入的能量至少为5×103 kJ/(m2·a)。
(3)图2所示食物网中,鹰所处的食物链有草(树)→兔→鹰、草
(树)→鼠→鹰、草(树)→鼠→蛇→鹰,计算鹰增重1 kg消耗植物的最大值时,应选择最长的食物链且能量传递效率按10%进行计算,求得消耗植物最大值为1÷10%÷10%÷10%=1 000(kg);计算鹰增重1 kg消耗植物的最小值时,应选择最短的食物链且能量传递效率按20%进行计算,求得消耗植物最小值为1÷20%÷20%=25(kg)。
(4)该生态系统中,各营养级流向下一营养级的能量平均分配给各不同的种群,从生产者到消费者的能量传递效率为10%,则流向第二营养级(兔和鼠)的能量为1.5×1012×10%=1.5×1011(kJ),则兔、鼠种群获得的能量均为7.5×1010 kJ。从消费者到消费者的能量传递效率为20%,则兔种群流向下一营养级(鹰和狐)的能量为7.5×1010×20%=1.5×
1010(kJ),则鹰和狐因捕食兔获得的能量均为7.5×109 kJ;同理,鼠流向下一营养级(狐、蛇和鹰)的能量为1.5×1010 kJ,则狐、蛇、鹰因捕食鼠获得的能量均为5.0×109 kJ;蛇进一步被鹰捕食,则蛇种群流向鹰的能量为5.0×109×20%=1.0×109(kJ)。最终狐可获得的能量为7.5×109+5.0×109=12.5×109(kJ),鹰可获得的能量为7.5×109+
5.0×109+1.0×109=13.5×109(kJ)。
答案:(1)生产者光合作用固定的太阳能和人为有机物输入的能量 15.6%
(2)细胞呼吸(或呼吸作用) 植被受损,流入该生态系统的能量减少(减轻植被恢复的压力) 5
(3)1 000 25
(4)12.5×109 13.5×109