高中生物人教版 (2019)选择性必修2第2节 生态系统的能量流动教学设计

专题强化练2　能量流动图解分析和能量传递效率的计算

1.(2020黑龙江鹤岗一中期末改编,)如图所示能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能),下列叙述中错误的是(　　)

A.流入初级消费者的能量为(A2+B2+C2+D2)

B.图解表明能量流动特点是单向流动、逐级递减

C.生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)

D.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为[D1/(A1+B1+C1)]×100%

2.(2020福建师大附中高二上期末,)如图表示初级消费者能量流动的部分过程,括号中的字母表示能量,初级消费者呼吸散失的能量为b,下列说法正确的是(　　)

A.应在A、B处加上标有细胞呼吸的箭头

B.将粪便作为有机肥还田,可以提高能量的传递效率

C.次级消费者摄入的能量为n-a-b

D.B表示初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量

3.(2019云南曲靖一中高二期末改编,)下图为能量流动示意图,其中a1是流入第一营养级的总能量,相关说法正确的是(　　)

A.第一营养级传递给分解者的总能量是a4+a7

B.能量散失a3可以再被生物同化利用

C.a1、a2、a3、a6中的能量都以稳定化学能的形式存在

D.第一营养级和第二营养级之间能量传递效率是a6/a2

4.(2020北京师大附中高二上期末,)如图为生态系统中食物链所反映出的能量流动情况,图中箭头表示能量移动的方向,单位为kcal/(m2·a)。下列说法错误的是(　　)

A.此生态系统中的分解者可以利用图中A的所有能量

B.辐射的太阳能中仅有1%左右的能量被生产者固定

C.每一营养级的能量大部分用于呼吸和被分解者利用

D.由图可以看出能量流动具有逐级递减的规律

5.(2020山东潍坊一中高三一模改编,)科学家曾对一条由植物、田鼠和鼬三个营养级组成的食物链进行了能量流动分析,得到下表相关数据。其中,NP(净同化量)=GP(总同化量)-R(呼吸量)。下列叙述中错误的是(　　)

A.R中的能量主要以热能的形式散失

B.表格中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表鼬、田鼠和植物

C.鼬呼吸消耗的能量占总同化量的比例比田鼠高

D.从植物到田鼠的能量传递效率为(6×103)/(4.95×107)×100%

6.(2020湖南长沙长郡中学高二上期末,)下图是生态系统的部分能量流动图解[单位:J/(cm2·a)]。以下叙述错误的是(　　)

A.初级消费者同化的能量为7.5×108 J/(cm2·a)

B.初级消费者到次级消费者的能量传递效率为14%

C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为1.1×108  J/(cm2·a)

D.A的能量还有一部分以遗体残骸的形式流入分解者

7.(2020辽宁盘锦辽河油田二中高二上期末,)在如图所示的食物网中,假如猫头鹰的食物有2/5来自兔,2/5来自鼠,1/5来自蛇,那么猫头鹰若增加10 g体重,最多需要消耗植物(　　)

A.600 g B.900 g 

C.2 800 g D.5 600 g

8.(2019广东省实验中学高二期中,)如图为生态系统食物网简图,若E生物种群的总能量为7.1×109 kJ,B生物种群的总能量为2.3×108 kJ。从理论上计算,A储存的总能量最少为(　　)

A.7.1×108 kJ B.4.8×107 kJ

C.5.95×107 kJ D.2.3×107 kJ

9.()某棉田生态系统中以棉花为主要农作物,其中以棉花为食的害虫只有棉铃虫和棉蚜两种,而棉铃虫和棉蚜共同的天敌是瓢虫,蜘蛛可以捕食瓢虫。下表为该生态系统中棉铃虫、棉蚜和瓢虫的能量研究结果[单位:kJ/(m2·a)]。据此分析,下列叙述错误的是(　　)

A.引入瓢虫治理害虫的这种方式所利用的种间关系为捕食

B.表中的数据X、Y的值分别为1.65×109和1.45×109

C.能量在第二营养级到第三营养级之间的传递效率约为10.54%

D.棉蚜和棉铃虫粪便中的能量属于生产者通过光合作用固定的能量

10.(2020天津静海一中高二调研,)某小型天然湖泊原有少量鱼类,后改造为人工鱼塘,投饵养殖植食性鱼类和肉食性鱼类,两类鱼均无滤食浮游生物的能力。养殖前后生态调查的数据见表,请回答下列问题。

(1)2013年流经该生态系统的能量包括　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)改为人工鱼塘后,从结构上分析,改变了该生态系统中　　　　　　的复杂程度。 

(3)从种间关系的角度分析,水生高等植物明显减少的直接原因是　　　　　　　、　　　　　　　。 

(4)如图甲表示某生态系统的能量金字塔示意图,P为生产者,Q1为初级消费者,Q2为次级消费者,图乙是对图甲中的各营养级所含有的能量进行分类剖析,图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量,e、e1、e2表示呼吸消耗量。

①每年流入这个生态系统的总能量是　　　　　　　　　(用乙图中的英文字母表示)。 

②乙图中的b1和d1表示　。 

③若P和Q1同化的能量分别为480 J/(cm2·a)和72 J/(cm2·a),生物体内储存的能量分别为200 J/(cm2·a)和24 J/(cm2·a)。那么,能量从P传递到Q1的效率为　　　　　。 

专题强化练2　能量流动图解分析和能量

传递效率的计算

1.D　流入初级消费者的能量为D1=A2+B2+C2+D2,A正确;图示能量流动方向为低营养级→高营养级,且高营养级同化量较少,体现了能量流动的单向流动、逐级递减的特点,B正确;生产者固定的总能量可表示为W1或(A1+B1+C1+D1)或(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2),C正确;第一营养级同化量为(A1+B1+C1+D1),由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为[D1/(A1+B1+C1+D1)]×100%,D错误。

2.D　图中A表示初级消费者同化的能量,B表示初级消费者用于自身生长、发育和繁殖的能量,D正确;初级消费者同化的能量一部分用于呼吸作用,一部分用于自身生长、发育和繁殖,应在A处添加标有呼吸作用的箭头,A错误;能量传递效率指能量沿食物链(网)传递时的效率,为10%~20%,粪便作为有机肥还田,粪便中的能量流入分解者,提高了能量利用率,未提高能量传递效率,B错误;初级消费者同化的能量为n-a,其呼吸消耗的能量为b,n-a-b为初级消费者用于自身生长、发育和繁殖的能量,C错误。

3.A　图中的a7是第二营养级粪便中的能量,该能量并没有被第二营养级同化,仍然属于生产者(第一营养级)流向分解者的能量,因此第一营养级传递给分解者的能量是a4+a7,A正确;能量散失a3以热能的形式散失,这部分能量不能再被生物同化利用,B、C错误;从题图中可看出,a1是流入第一营养级的总能量(即第一营养级同化的能量),而第二营养级同化的能量为a6,因此第一营养级和第二营养级间的能量传递效率为a6/a1×100%,D错误。

4.A　A包括各营养级呼吸消耗的能量,该部分能量不能被分解者利用,A错误;辐射的太阳能为1 500 000 kcal/(m2·a),生产者固定的能量为15 000 kcal/(m2·a),生产者固定的能量占辐射的太阳能的比例为15 000÷1 500 000×100%=1%,B正确;A中的能量包括各营养级呼吸消耗及流向分解者的能量,从图示数据可看出,每一营养级的能量大部分用于呼吸和被分解者利用,C正确;图示表明从生产者到初级消费者、次级消费者、三级消费者的能量逐渐减少,D正确。

5.D　通过题干信息可知,R表示呼吸量,故R中的能量主要以热能的形式散失,A正确;能量沿食物链逐级递减,分析题表中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的总同化量大小,可推出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表鼬、田鼠和植物,B正确;鼬呼吸消耗的能量占总同化量的比例为(5.43×103)/(5.56×103)≈0.977,田鼠呼吸消耗的能量占总同化量的比例为(1.70×105)/(1.76×105)≈0.966,因此鼬呼吸消耗的能量占总同化量的比例比田鼠高,C正确;能量从植物到田鼠的传递效率为(1.76×105)/(5.83×107)×100%≈0.3%,D错误。

6.C　初级消费者的同化量=摄入量-粪便量=1.05×109-3×108=7.5×108[J/(cm2·a)],A正确;次级消费者的同化量=12.4×107-1.9×107=10.5×107[J/(cm2·a)],则初级消费者到次级消费者的能量传递效率为[(10.5×107)/(7.5×108)]×100%=14%,B正确;初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量=同化量-呼吸消耗量=7.5×108-5.15×108=2.35×108[J/(cm2·a)],C错误;初级消费者的同化量(A)一部分用于呼吸作用、一部分传递到下一营养级、一部分流向分解者,D正确。

7.C　猫头鹰获取食物的比例为兔∶鼠∶蛇=2∶2∶1时,猫头鹰增重10 g,则2/5增重来源于取食兔、2/5增重来源于取食鼠、1/5增重来源于取食蛇。要计算消耗植物的最大值,能量传递效率按10%进行计算,则取食兔增重10×=4(g),需直接消耗兔4÷10%=40(g),兔增重40 g,需消耗植物40÷10%=400(g)。同理,取食鼠增重10×=4(g),需消耗植物4÷10%÷10%=400(g);取食蛇增重10×=2(g),需消耗植物2÷10%÷10%÷10%=2 000(g)。3条食物链共需要消耗植物400+400+2 000=2 800(g)。

8.B　由图可知,D为生产者,要使A获得的能量最少,则应用最低能量传递效率10%进行计算。E种群总能量已知,其传递到下一营养级的能量一部分流向B,一部分流向C间接流向A,要使E间接传递到A的能量最少,应确保:①E在传给B时用去的能量最多,②E的总能量减去传给B的能量后再传给C时传递效率最低,③C在传给A时传递效率最低,结果才能使A获得的能量最少。所以据此计算得A储存的总能量最少为(7.1×109-2.3×108÷10%)×10%×10%=4.8×107(kJ)。

9.B　引入瓢虫治理害虫的这种方式所利用的种间关系为捕食,A正确;由表中的数据可知,棉铃虫和棉蚜各自的同化量减去自身呼吸量、未被利用的能量及流入分解者的能量可得到流入瓢虫的能量(即同化量)X=1.65×109,但不知道瓢虫流入蜘蛛的能量,所以无法得知瓢虫的呼吸量,B错误;能量在第二营养级到第三营养级之间的传递效率为X(即1.65×109)除以棉铃虫和棉蚜同化量之和(即7.50×109+8.15×109),约为10.54%,C正确;棉蚜和棉铃虫粪便中的能量属于生产者通过光合作用固定的能量,D正确。

10.答案　(1)饵料中的能量、生产者固定的太阳能　(2)营养结构(食物链、食物网)　(3)捕食者(植食性鱼类)增多　竞争者(浮游藻类)大量繁殖　(4)①b+c+d+e　②未被Q1利用的能量和流向分解者的能量　③15%

解析　(1)某小型天然湖泊改造为人工鱼塘后,投饵养殖植食性鱼类和肉食性鱼类,故流入该人工鱼塘的能量既包括生产者固定的太阳能,也包括人工投放的饵料中的能量。(2)对比表格中2010年与2013年物种数,改为人工鱼塘后,物种丰富度减小,营养结构变简单。(3)植食性鱼类和肉食性鱼类无滤食浮游生物的能力,即植食性鱼类将捕食水生高等植物,捕食者增多导致水生高等植物减少;与此同时,水生高等植物的竞争者(浮游藻类)在竞争中逐渐显现优势,大量繁殖,导致水生高等植物减少。(4)①能量通过生产者的光合作用流入生态系统,根据题意,图乙中P为生产者,且a表示上一年留下来的能量,则每年流入这个生态系统的总能量是图乙中的b+c+d+e。②观察题图可知,c1表示传递到下一营养级的能量,b1、d1代表的能量未传递到下一营养级,应表示未利用的能量、流向分解者的能量。③从P传递到Q1的能量传递效率==72/480×100%=15%。