生物选择性必修2第2节 生态系统的能量流动习题

3.2 生态系统的能量流动

教材自主导读

1.生态系统中能量的_________、_________、________和_________的过程，称为生态系统的能量流动。（P54）

2.几乎所有的生态系统所需要的能量都来自______________________。（P55）

3.摄入量、同化量、粪便量的关系：___________________________________________。

4.每一营养级同化的能量去向（两个去向）＝　______________________＋___________。

除最高营养级外，其余每一营养级同化的能量的去向（三个去向）＝ _________________________________。

除最高营养级外，其余每一营养级同化的能量的去向（四个去向）＝_________________________________。

5.能量流动的特点①___________原因：___________________________________________________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

②___________原因： _____________________________________________

__________________________________________________________________。

6.“未利用”是指未被__________________，也未被_________和_________利用的能量。（P56图示）

7.能量在相邻营养级间的传递效率＝　_________×100% , 大约为_________。

8.根据热力学第二定律，在封闭系统中，随着时间的推移，无序性将增加。生命系统是开放系统，可以通过获取_________来维持系统的有序性。（P95“学科交叉”）

9.如果将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫作_________金字塔。如果用同样的方法表示各个营养级生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重）之间的关系，就形成_________金字塔。如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量金字塔。它们统称为_________金字塔。（P57）

10.研究生态系统的能量流动的意义：

①_________________________________________________________

___________________________________________________________。

例：桑基鱼塘、沼气池。②帮助人们合理地调整生态系统中的__________________关系，使能量持续高效地流向_________的部分。例：合理放牧、锄草、捉虫。（P58）

答案：1.输入　传递　转化　散失　2.太阳　3.摄入量＝同化量＋粪便量　4.在呼吸作用中以热能形式散失　用于生长、发育和繁殖等生命活动　呼吸作用＋流入下一营养级＋流向分解者　呼吸作用＋流入下一营养级＋流向分解者＋未利用　5.①单向流动　捕食关系不可逆转、散失的热能无法被利用 　②逐级递减　每一营养级的同化量都有一部分在呼吸作用中以热能散失，一部分被分解者分解利用和一部分未利用　6.自身呼吸作用消耗　后一个营养级　分解者　7.上一营养级同化量/下一营养级同化量　10%～20%　8.能量　9.能量　生物量　生态

10.帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用　能量流动　对人类最有益

基础巩固

1. 下列关于生态系统能量流动的叙述，不正确的是（）

A. 生产者固定的能量是光能或化学能
B. 自然生态中，生物数量金字塔存在倒置情形，能量金字塔则不存在
C. 与传统鱼塘相比，桑基鱼塘可显著提高不同营养级之间的能量传递效率
D. 在农田中除草、捉虫可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分

1.【答案】C

【解析】A.在生态系统中，生产者固定的能量是光能（光合作用）或化学能（化能合成作用），A正确；
B.生物数量金字塔可能是倒置的，比如一棵树上可能会有很多昆虫，由于能量流动的特点是单向流动，逐级递减，则能量金字塔却不可能是倒置的，B正确；
C.与传统鱼塘相比，桑基鱼塘可显著提高能量的利用率，但不能提高不同营养级之间的能量传递效率，C错误；
D.在农田中除草、捉虫可调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，D正确。

2.下图所示食物网中，猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，则猫头鹰的体重若增加20 g，至少需要消耗植物的重量为(　　)

A．600 g    B．900 g

C．1 600 g    D．5 600 g

2.解析：选B。已知高营养级求至少需要消耗低营养级的能量时需按照最大传递效率进行计算，即20×(2/5)÷20%÷20%＋20×(2/5)÷20%÷20%＋20×(1/5)÷20%÷20%÷20%＝900 g。

3．某同学绘制了下图所示的能量流动图解，下列叙述正确的是(　　)

A．生产者固定的总能量可表示为A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2

B．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋D2

C．初级消费者摄入的能量为A2＋B2＋C2

D．W1＝D1＋D2

3.解析：选A。生产者固定的总能量(W1)是流经该生态系统的总能量，W1＝A1＋B1＋C1＋D1，又因为D1＝A2＋B2＋C2＋D2，所以W1＝A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2，A正确；初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋C2＋D2，B错误；初级消费者摄入的能量应大于其同化量，即大于A2＋B2＋C2＋D2，C错误；按最大能量传递效率20%计算，图中的D1＝W1×20%，D2＝D1×20%＝W1×4%，所以D1＋D2＝W1×24%，故W1＞D1＋D2，D错误。

4.下列关于生态系统能量流动和物质循环的叙述，错误的是

A. 生态系统的能量流动和物质循环主要通过食物链和食物网完成
B. 任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充
C. 研究生态系统的能量流动可以帮助人们合理调整能量流动关系
D. 分解者分解动植物遗体产生的物质和能量可以被植物再利用

4.【答案】D

5.草→兔子→狐狸→狼为某草原上的一条食物链，下列关于该食物链的说法中正确的是( )

A. 该食物链中狐狸是初级消费者、第三营养级
B. 兔子产生的粪便不属于兔子的同化量，而是草的固定量
C. 根据能量金字塔可知，处于塔尖的狼，其个体体内的能量少于兔子个体体内的能量
D. 狐狸捕食一只兔子，则该兔子体内的能量全部流向狐狸

5.【答案】B

【解析】

A.该食物链中狐狸是次级消费者、第三营养级，A错误；
B.兔子产生的粪便不属于兔子的同化量，而是草的固定量，B正确；
C.狼属于顶级消费者，如果从营养级来说兔子处于第二营养级中的能量要大于第四营养级狼体内的能量，而此选项中，从个体来说，狼体内的能量要大于兔体内的能量，C错误；
D.狐狸捕食兔子，则兔子体内能量只有一部分流向狐狸，因为同化量═摄入量-粪便量，D错误。 

6.如图表示某一生态系统的能量金字塔，其Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是（           ）

A. Ⅰ和Ⅳ是是生态系统的生产者和分解者
B. 该图所示的食物网中只有 1 条食物链：Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ
C. E1表示的能量主要是通过光合作用所摄入的能量
D. 能量可在食物链中循环利用

6.【答案】C

【解析】

A.据题意和图示分析可知：实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者，而Ⅳ是消费者，A错误；
B.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，都可能有多种生物，所以该图所示的食物网可能有多条食物链，B错误；
C.Ⅰ是生产者，主要是绿色植物，所以E1表示主要通过光合作用所摄入的能量，C正确；
D.能量可在食物链中是逐级递减的而不是循环利用，D错误。

7．下图中若黄雀的全部同化量来自两种动物——食草昆虫和螳螂，且它们各占一半，则当绿色植物增加G千克时，黄雀体重增加的千克数最多是(　　)

A．G/125    B．G/100

C．G/75    D．G/50

7.解析：选C。假设黄雀增加体重最多(能量传递效率为20%)为x，由题意可知，黄雀的全部同化量来自两种动物，食草昆虫和螳螂各占一半，所以黄雀要吃食草昆虫x÷2÷20%＝2.5x，同理黄雀要吃螳螂也是2.5x，而螳螂增重2.5x需要消耗食草昆虫2.5x÷20%＝12.5x，加起来相当于黄雀吃了食草昆虫15x，则相当于吃绿色植物15x÷20%＝75x。已知绿色植物增加G千克，所以75x＝G，x＝G/75，C正确。

8．下图表示能量流经某生态系统中第二营养级示意图[单位：J/(cm2·a)]，据图分析，下列有关说法正确的是(　　)

A．该生态系统中第一营养级同化的能量至少应为300 J/(cm2·a)　

B．该生态系统中第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是30 J/(cm2·a)

C．能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20%

D．该生态系统中第三营养级同化的能量应是15 J/(cm2·a)

8.解析：选B。题图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图，其中A表示该营养级摄入的能量，B表示该营养级同化的能量，C表示该营养级用于生长、发育和繁殖的能量，D表示呼吸作用以热能的形式散失的能量，E表示分解者利用的能量。第二营养级同化的能量为100(摄入量)－20(粪便中的能量)＝80 J/(cm2·a)，根据能量传递效率倒推出第一营养级同化的能量至少为80÷20%＝400 J/(cm2·a)，A错误；该生态系统第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量为30 J/(cm2·a)，B正确；题图仅表示能量流经第二营养级的过程，并不能得出第三营养级的同化量，因此无法计算由第二营养级到第三营养级的能量传递效率，C错误；次级消费者摄入量并不等同于第三营养级同化的能量，D错误。

9.生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”，如图表示松毛虫摄入能量的流动方向，下列叙述正确的是( )

A. 该食物链中的生物在数量上呈正金字塔模型
B. 松毛虫和杜鹃之间的能量传递效率可用E/A×100%表示
C. 由松毛虫流入分解者的能量可用C＋D＋F表示
D. 若迁走全部杜鹃，松毛虫的种群数量将呈“J”型增长

【答案】B

【解析】A.该食物链中的生物在能量上呈正金字塔形，而数量上松毛虫的数量多于马尾松，不呈现正金字塔形，A错误；
B.松毛虫和杜鹃之间的能量传递效率=，松毛虫的同化量是A，杜鹃的同化量是E，能量传递效率可用 E/A×100%表示，B正确；
C.由松毛虫流入分解者的能量可用D＋F表示，C表示松毛虫粪便量，属于马尾松的能量，C错误；
D.若迁走全部杜鹃，但由于资源和空间是有限的，松毛虫的种群数量增长将呈现“S”型曲线，D错误。

10.有关生态系统能量流动说法正确的是（     ）

A. 一种蜣螂专以大象粪为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20％
B. 农民在农田中锄草，灭虫的主要目的的之一是合理调整生态系统中能量流动的关系，使能量更多流向对人类有益的部分
C. 一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%~20%的能量流入到狼的体内
D. 某人同时养鼠和水貂，用鼠喂水貂，再用剥去皮的水貂喂鼠，这样就可以实现能量的循环使用

10.【答案】B

【解析】

A.一种蜣螂专以大象粪为食，大象粪所含的能量不属于大象所同化的能量，A错误；
B.在农田中锄草，灭虫的主要目的的之一是合理调整生态系统中能量流动的关系，使能量更多流向对人类有益的部分，B正确；
C.一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中大部分能量流入到狼的体内，10%~20%是相邻两个营养级之间的传递效率，C错误；
D.生态系统的能量流动是单向流动的，不能循环使用​，D错误。

11.如图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是（　　）

A. 能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1250kJ
B. 从乙到丙的能量传递效率为15%
C. 将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率
D. 食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性

11.【答案】C

【解析】

A.能量流动是从甲（生产者）固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为175+200+875=1250kJ，A正确；
B.乙的同化量为200kJ，丙的同化量为30kJ，因此从乙到丙的能量传递效率=×100%=15%，B正确；
C.将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，C错误；
D.食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性，D正确。

12．(2022·江苏扬州高二检测)若牛的摄入量为100%，其中粪便量是38%，呼吸量是52%，则牛的同化量是(　　)

A．18%    B．48%

C．62%    D．82%

12.解析：选C。牛的同化量＝摄入量－粪便量，即100%－38%＝62%。

13．(2022·福建三明月考)下列有关生态系统能量流动的叙述，不正确的是(　　)

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包括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包括光合作用固定光能、细胞呼吸分解有机物合成ATP等

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

13.解析：选A。生态系统中的能量输入指生产者的光合作用，而并非特指绿色植物的光合作用，A错误；在生态系统中，不同生物之间可通过捕食关系进行能量的传递，B正确；生态系统中的能量转化包括在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中的化学能等，C正确；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。

14．(2022·江西南昌高二检测)下图为生态系统中能量流动的部分示意图，①②③④⑤各代表一定的能量值。下列叙述正确的是(　　)

A．在人工饲养的高密度鱼塘中⑤肯定大于①

B．④中包含了次级消费者粪便中的能量

C．在食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同

D．②>③＋④

14.答案：D

15．(2022·广东中山高二期末)下图表示桑基鱼塘生态系统局部能量流动，图中字母代表相应的能量。下列有关叙述不正确的是(　　)

A．图中A表示照射到桑树上的太阳能

B．图中B表示桑树呼吸作用散失的能量

C．图中C可表示桑树用于生长、发育、繁殖的能量

D．如果C1表示蚕传递给分解者的能量，则B1表示未被利用的能量

15.解析：选A。图示为桑基鱼塘农业生态系统局部的能量流动，其中A为总光合作用量，是植物固定太阳能的总量，A错误；图中B表示桑树呼吸作用散失的能量，B正确；图中C(净光合作用量)＝A(总光合作用量)－B，C可表示桑树用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量，C正确；如果C1表示蚕传递给分解者的能量，则B1表示未被利用的能量，D正确。

16．(2022·山东济南高二检测)研究者对某水域浮游生物群落进行调查，绘制出如下能量金字塔。下列有关说法正确的是(　　)

A．该群落共有4个营养级，各营养级之间的生物是捕食关系

B．该群落中各营养级之间的能量传递效率为10%～20%

C．调查该群落中浮游生物的数量一般采用抽样检测法

D．该水域受到酱油厂的污染后，生产者的数量最先增加

16.解析：选C。该群落只有生产者、初级消费者、次级消费者3个营养级，分解者不在捕食食物链中，不占有营养级，A错误；根据题图中的数据计算，第一、二营养级之间的能量传递效率为142÷8 690×100%≈1.63%，第二、三营养级之间的能量传递效率为12÷142×100%≈8.45%，B错误；该群落中浮游生物的体型较小，一般采用抽样检测法调查其数量，C正确；该水域受到酱油厂废水的污染后，水体被污染，生产者的数量可能会明显地减少，D错误。

17．对某小型湖泊生态系统的能量流动情况调查结果如下表所示[表中甲、乙、丙、丁为不同营养级，GP为同化量，R为呼吸消耗量，单位为×102 kJ/(m2·a)]：

请分析表格并回答下列问题：

(1)表格中X的含义是____________________________________。该生态系统初级消费者到次级消费者的能量传递效率是________。上一营养级的能量不能100%流入下一营养级，原因在于____________________________________

__________________________________________________。

(2)流经该生态系统的总能量是____________________________

kJ/(m2·a)。分析表格可知，该生态系统有机物的总量呈现________趋势。

17.解析：(1)每个营养级的同化量＝用于生长、发育和繁殖的能量＋呼吸消耗量，表格中GP＝X＋R，所以X为用于生长、发育和繁殖的能量；通过分析可以推知，乙为生产者，丁是初级消费者，甲是次级消费者，丙是三级消费者，那么该生态系统初级消费者到次级消费者的能量传递效率为(12.6×102)÷(105.0×102)×100%＝12%；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，因为一部分能量通过本营养级生物的呼吸作用以热能的形式散失，还有一部分能量流向分解者。(2)流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，也就是生产者的同化量为838.2×102 kJ/(m2·a)，整个生态系统的呼吸消耗量为(9.7＋672.2＋0.5＋66.2＋160.7)×102＝909.3×102 kJ/(m2·a)，呼吸消耗量大于流入该生态系统的总能量，所以该生态系统的有机物的总量呈现减少趋势。

答案：(1)用于生长、发育和繁殖的能量　12%　一部分能量通过本营养级生物的呼吸作用以热能的形式散失，还有一部分能量流向分解者

(2)838.2×102　减少

18．工业废水的排入，使水质逐渐恶化。经过治理后，河水又恢复了清澈。图1表示该河流的能量金字塔(甲、乙、丙为3种鱼，丁为1种水鸟，甲不摄食藻类，箭头指示能量流动方向)，图2表示部分能量流动关系(图中数字表示同化的能量)。请回答下列问题：

(1)图1所示食物网中，遗漏了一条能量流动途径，该条途径是____________。

(2)图1所示食物网中，次级消费者是________，丁与丙的种间关系是________________。

(3)根据图1分析，除了图2中已经标出的能量去向之外，乙的能量去向还有__________________________________________________。

(4)结合图2分析，图1所示食物网中第一营养级到第二营养级能量的传递效率________(填“大于”“小于”或“等于”)7.6%。

18.解析：(1)根据题意可知，图1中遗漏的能量流动途径是水草→甲→丁。(2)次级消费者属于第三营养级，故图1所示食物网中的次级消费者为丙和丁；丁可以捕食丙，而丁和丙又均可捕食乙，故丁与丙之间的种间关系是捕食和种间竞争。(3)乙在图1所示食物网的食物链中不是最高营养级，所以乙的能量有三个去向：流向下一个营养级(包括丁和丙)、流向分解者、自身呼吸作用以热能形式散失。(4)因为乙同化的能量为1 900 kJ/(m2·a)，生产者同化的能量为25 000 kJ/(m2·a)，1 900/25 000×100%＝7.6%，而第二营养级除了乙还有甲，所以第一营养级到第二营养级能量的传递效率大于7.6%。

答案：(1)水草→甲→丁　(2)丙和丁 　捕食和种间竞争　(3)传递给丙、自身呼吸作用以热能形式散失

(4)大于