高中生物人教版 (新课标)必修3《稳态与环境》第5章 生态系统及其稳定性综合与测试课后复习题

专题强化练4　能量流动过程分析

及传递效率的计算

一、选择题

1.(★★☆)如图为非洲热带草原某原始部落中的食物网示意图,该部落人的膳食结构为50%植物、30%草食性动物、20%肉食性动物,能量传递效率为10%~20%,则人获取的能量至少占生产者所固定的总能量的(　　)

A.1/235 B.1/200

C.1/30 D.1/100

2.(2020山西运城高二上期末,★★☆)下列关于能量流动的叙述,错误的是(　　)

A.减少农田害虫,就会增加能量在营养级之间的传递效率

B.各营养级呼吸作用散失的能量都不能被其他生物所同化

C.消费者粪便中的能量应属于上一营养级同化的能量

D.“未利用”指的是未被自身呼吸,也未被后一营养级或者分解者利用的能量

3.(★★☆)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

4.(2020湖南郴州高二上期末,★★☆)如图为某一生态系统的能量金字塔,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级,E1、E2代表能量,其中E2为热能。下列叙述正确的是(　　)

A.E2的能量约为E1的10%~20%

B.E1为Ⅰ所固定的太阳能

C.Ⅳ为分解者

D.能量可在Ⅰ~Ⅳ中循环利用

5.(2020湖南郴州高二上期末,★★☆)如图为生态系统中能量流动部分图解,①~③表示该营养级生物同化的能量,下列说法不正确的是(　　)

A.能量流动是逐级递减的

B.①表示流经该生态系统的总能量

C.一般情况下,②为①的10%~20%

D.从能量关系看②>③+④

6.(★★★)下表是一个相对封闭的生态系统中五个种群(存在着营养关系)的能量调查情况,图①~④是根据该表数据作出的一些分析,其中与表中数据不相符合的是(　　)

戊→乙→丙→甲→丁　　　　

①该生态系统的食物链　　②该生态系统的能量

　　　　　　　　　　　　　金字塔示意图

③该生态系统中乙与丙　④该生态系统中除去甲和丁

　可能的关系示意图　　　后,乙与丙可能的关系示意图

A.①③ B.②③ C.②④ D.①④

7.(★★★)图1表示某生态系统的能量金字塔,P表示生产者,Q1表示初级消费者,Q2表示次级消费者。图2表示对图1中的各营养级所含有的能量进行分类剖析(图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量,e、e1、e2表示呼吸消耗的能量)。下列分析不正确的是(　　)

A.b+c+d+e为本年度流入该生态系统的总能量

B.初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中

C.b或d可代表生产者传递给分解者的能量

D.c1表示初级消费者所含能量中被次级消费者所同化的能量

二、非选择题

8.(2020陕西西安高二上期末,★★☆)假设某生态系统的A、B、C、D、E 5个种群组成4个营养级的食物网,一年内输入各种群的能量数值如表所示。请回答下列问题:

(1)A和D的种间关系是　　　　。若D数量增加,一段时间后,　　　　的数量最可能增加。 

(2)E属于生态系统生物组分中的　　　　,一年中流入E的能量去向除了用于呼吸作用和流入下一营养级外,还包括　　　　　　和　　　　　　　　　　。 

(3)生态系统的能量流动的特点是　　　　　　　　　　。第二营养级流向第三营养级的能量传递效率约为　　　　。 

9.(★★★)如图是某草原生态系统能量流动示意图[单位:kJ/(m2·d)],请分析回答:

(1)生态系统的基石是　　　　。 

(2)流经该生态系统的总能量是　　　　kJ/(m2·d),能量在第三营养级与第四营养级之间的传递效率为　　　　%(小数点后保留一位数)。 

(3)植食性动物用于生长发育繁殖等的能量是　　　kJ/(m2·d)。 

(4)从能量流动的角度分析,对草原防虫、灭鼠的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

10.(★★☆)如表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果,表中A、B、C、D分别表示不同的营养级,E为分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的总量,Pn表示生物储存的能量(Pn=Pg-R),R表示生物呼吸消耗的能量[单位:kJ/(m2·d)]。分析回答下列问题:

(1)能量流动是从　　　　(填字母)营养级开始的。理由是　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)写出该能量流动的食物链:　　　　　　,该食物链能否继续延长　　　　(填“能”或“不能”),理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)该生态系统中能量从第三营养级流到第四营养级的传递效率是　　　　(小数点后保留一位数)。 

(4)从能量输入和输出角度看,该生态系统的总能量是否增加　　　　(填“增加”或“不增加”),说明理由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)如果该生态系统受到重金属污染,受害最严重的营养级是　　　　,简述其原因　　　　　　　　。 

11.(★★☆)下面是某一水域生态系统在一年之内的能量流动情况资料[能量单位:kJ/(m2·a)]。据图回答:

(1)流经该生态系统的总能量为　　　　kJ/(m2·a)。 

(2)该系统的能量传递效率在　　　　之间,能量传递效率如此之低,是因为大部分能量　　　　　　　　　　,另有一部分能量流向　　　　。 

(3)按图中的能量传递效率,若食肉动物增重1 kg(有机物干重),则需消耗生产者约　　　　kg(有机物干重)。 

(4)人类对生态系统的能量流动进行调查研究,其意义是　。 

答案全解全析

一、选择题

1.A　能量传递效率为10%~20%。题目问的是人获取的能量至少占生产者固定总能量的多少,所以传递率用10%来计算,假如人摄入的食物是10克,则有5克直接来自植物,3克来自草食性动物,2克来自肉食性动物,所以直接消耗的植物是5÷10%=50(克),对于3克草食性动物需要消耗的植物是3÷10%÷10%=300(克),对于2克肉食性动物需要消耗的植物是2÷10%÷10%÷10%=2 000(克),一共消耗的植物是2 000+300+50=2 350(克),所以就是10÷2 350=1/235。综上所述,A正确。

2.A　减少农田害虫,实质上是生产者传给第二营养级中害虫的能量减少,但相邻两营养级之间10%~20%的传递效率不会变,A错误;各营养级呼吸散失的一般是热能,不能再被其他生物利用,B正确;粪便是未被消化吸收的食物残渣,因此属于上一营养级的同化量,C正确;“未利用”是指未被自身呼吸消耗、未被后一营养级生物利用、未被分解者利用的能量,D正确。

3.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、未利用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。

4.B　能量金字塔由低到高的各层分别代表从第一营养级到高营养级的能量,因此图中的E1可表示输入到群落中的总能量,B正确;E2是从群落中输出的能量,一般为每个营养级生物呼吸散失的热能,E1和E2之间不存在特定的比例关系,A错误;能量金字塔中不包含分解者,C错误;能量不能循环利用,D错误。

5.B　能量流动有单向传递、逐级递减的特点,A正确;由题目信息和图可知,①~③分别表示流入初级消费者、次级消费者、三级消费者的同化量,而流经生态系统的总能量是生产者所固定的能量,本题并未显示,B错误;②/①可表示第二、三营养级间的能量传递效率,一般为10%~20%,C正确;②表示次级消费者的同化量,③、④分别表示次级消费者同化的能量流向下一营养级和分解者的部分,除了这两个去向以外,次级消费者的同化量还有一部分会用于自身的生长发育和繁殖以及呼吸消耗,所以②>③+④,D正确。

6.A　由于五个种群存在营养关系,并且乙与丙占有的能量相差不多,故乙与丙为同一个营养级,根据能量流动逐级递减的特点,故食物链应为,①错误,②正确;由于乙与丙的关系为竞争,而图③中两种生物关系为捕食,③错误;除去甲和丁后,乙与丙的竞争关系可能会造成一种生物被淘汰,④正确。综上所述,A符合题意。

7.B　本年度流入该生态系统的总能量是生产者通过光合作用固定的全部太阳能,即b+c+d+e,A正确;c指的是初级消费者同化的能量,初级消费者产生的粪便中所含的能量,包含在生产者流入分解者体内的能量中,B错误;e表示呼吸作用消耗的能量,b或d可代表生产者传递给分解者的能量,C正确;c1为流入次级消费者的能量,即被次级消费者同化的能量,D正确。

二、非选择题

8.答案　(1)捕食　B　(2)生产者　流向分解者　未被利用的能量　(3)单向流动、逐级递减　15.79%

解析　(1)根据能量流动逐级递减及能量传递效率为10%~20%可知,表格中五个种群组成的4个营养级的食物网为

因此A和D的种间关系是捕食,若D的数量增加,一段时间后,则A、C因大量被捕食而减少,最终B因其天敌减少而数量增加。(2)由食物网的关系图可知,E为第一营养级,是生产者。一年中(有限时间)流入生产者的能量除呼吸消耗、流入下一营养级以外,还有流向分解者及未被利用的能量。(3)生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减的特点,根据表中数据可知,第二、三营养级间的能量传递效率为(1.5+2.1)÷22.8×100%≈15.79%。

9.答案　(1)生产者　(2)129　3.3　(3)12　(4)调整能量流动的关系,使能量流向对人类最有益的部分

解析　(1)生态系统的基石是生产者。(2)流经生态系统的总能量等于生产者固定的太阳能总量和补偿输入的能量,即(23+70+3+14)+(2+5+12)=129 kJ/(m2·d)。第三营养级同化的能量是5+2.5=7.5 kJ/(m2·d),传给第四营养级的能量是0.25 kJ/(m2·d),能量在第三营养级到第四营养级之间的传递效率为0.25÷7.5×100%≈3.3%。(3)同化量=用于生长、发育、繁殖的能量+呼吸散失的能量。故植食性动物用于生长、发育、繁殖的能量是同化量-呼吸散失的能量=(14+2)-4=12 kJ/(m2·d)。(4)从能量流动的角度分析,对草原防虫、灭鼠的目的是调整能量流动的关系,使能量流向对人类最有益的部分。

10.答案　(1)B　营养级含能量最多的是生产者　(2)B→D→A→C　不能　因为C营养级的能量已经很少,不足以养活下一个营养级　(3)5.7%　(4)增加　该生态系统输入的总能量大于所有生物消耗能量之和[或Pg(生产者的)>R(所有生物的呼吸消耗)]　(5)C　生物的富集作用

解析　(1)分析题表中数据可知,因为B营养级含有的能量最多,储存的能量和呼吸消耗的能量也最多,故B是生产者,是生态系统能量流动的起点。(2)分解者不出现在食物链中,能量随食物链流动时逐级递减,所以食物链为B→D→A→C;由于C营养级的能量已经很少,不足以养活下一个营养级,故该食物链不能继续延长。(3)能量从第三营养级流到第四营养级的传递效率是0.9÷15.9×100%≈5.7%。(4)因为在该生态系统中,输入的总能量为生产者固定的总能量Pg(生产者)=870.7 kJ/(m2·d),输出的总能量为所有生物消耗的能量之和=13.1+501.3+0.6+79.1+191.4=785.5 kJ/(m2·d),870.7>785.5,所以该生态系统输入的总能量大于所有生物消耗能量之和。(5)如果该生态系统受到重金属污染,由于C的营养级最高,重金属积累的浓度最大,受害最严重的是最高营养级C。

11.答案　(1)20 810　(2)5.5%~16.2%　被各营养级自身呼吸作用消耗掉　分解者　(3)54.1　(4)帮助人们合理地调整能量流动关系,使能量流向对人类最有益的部分

解析　生产者固定的太阳能是流经生态系统的总能量,能量的传递效率是相邻营养级同化量的百分比,但由于各营养级的呼吸消耗和分解者的分解作用,使能量传递效率一般在10%~20%之间,但也可能低于10%。第一营养级与第二营养级之间能量传递效率约为3 368÷20 810×100%≈16.2%,第二营养级与第三营养级之间能量传递效率约为383÷3 368×100%≈11.4%,第三营养级与第四营养级之间能量传率效率约为21÷383×100%≈5.5%。食肉动物增重1 kg,则需消耗的生产者为≈54.1 (kg)。人类研究能量流动的目的是更有效地利用能量。