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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巩固练习
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这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修2第2节 生态系统的能量流动巩固练习，共8页。试卷主要包含了选择题，第三等内容，欢迎下载使用。
1．在生态系统的能量流动中，能量形式的转变顺序是( )
A．光能→化学能→热能 B．热能→光能→化学能
C．化学能→光能→热能 D．光能→热能→化学能
解析：选A 绿色植物通过光合作用把光能转化为有机物中的化学能，生物群落中的化学能最终以热能的形式散失。
2．下列有关生态系统能量流动的叙述，错误的是( )
A．通过物质多级利用可以提高能量的利用率
B．处于稳定状态的生态系统能量输入与输出相对稳定
C．太阳能只有通过生产者才能输入流动渠道
D．通过兔子的粪便流入分解者体内的能量属于兔子通过同化作用获得的能量的一部分
解析：选D 通过物质多级利用可以提高能量的利用率，A正确；处于稳态时的生态系统能量输入与输出相对稳定，保持动态平衡，B正确；能量流动的起点是从生产者固定太阳能开始，太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统，C正确；兔子粪便中的能量不属于兔子同化的能量，属于上一营养级同化的能量，D错误。
3．在由“草→鼠→狐”组成的一条食物链中，鼠经同化作用所获得的能量，其去向不包括( )
A．通过鼠呼吸作用释放的能量
B．通过鼠的粪便流入分解者体内
C．通过狐的粪便流入分解者体内
D．流入狐体内并被同化的能量
解析：选B 鼠处于第二营养级，其同化的能量一部分通过呼吸作用以热能的形式散失；其余的用于生长、发育和繁殖等生命活动，其中一部分以遗体残骸的形式被分解者利用，一部分被狐摄入，被狐摄入的能量中一部分以粪便的形式被分解者利用，剩下的被狐所同化；由于鼠的同化量等于摄入的能量减去粪便中的能量，因此鼠的粪便中的能量属于草的同化量。
4．我国清代思想家、文学家龚自珍在《己亥杂诗》中有一句诗曰：“落红不是无情物，化作春泥更护花。”从生物学的角度来理解这句话，相关叙述正确的是( )
A．“落红”指的是落花，落地后其中的有机物可以再次被植物吸收
B．“落红”入地后需要分解者的分解作用才能化为“春泥”，重新作为植物生长的营养
C．从生物学的角度看，这句诗体现了自然界能量流动的单向性
D．“落红”中有机物中的能量可以被植物重新利用
解析：选B 落花落地后，其中的有机物被分解者分解为无机物，这些化为“春泥”的无机物可被植物吸收重新利用，由此体现了生态系统的物质循环；落花中的有机物可以被分解者分解，其中的能量主要以热能的形式散失，不能被植物重新利用。故选B。
5．清除田间杂草和鱼塘中肉食性的黑鱼，用生态学观点分析，其目的是( )
A．保持生物群落的单一性
B．使物质和能量尽快地流动
C．保持生态平衡
D．调整能量在生态系统中的流动方向
解析：选D 清除田间杂草和鱼塘中肉食性的黑鱼，让能量更多地流向农作物和鱼塘中所养殖的鱼类，即使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
6.如图是生态系统中某两个营养级(甲、乙)的能量流动示意图，其中a～e表示能量值。下列相关叙述错误的是( )
A．乙可能是次级消费者，属于第三营养级
B．乙粪便中食物残渣的能量包含在d中
C．乙用于生长、发育及繁殖的能量可表示为a－b
D．甲、乙两营养级之间的能量传递效率可以表示为a/(a＋c＋e)
解析：选B 分析题图可知，甲中的能量可以流向乙，说明乙捕食甲，则乙可能是次级消费者，属于第三营养级，A正确；乙粪便中食物残渣的能量包含在c中，B错误；乙用于生长、发育及繁殖的能量＝乙同化的能量－乙呼吸作用散失的能量，可表示为a－b，C正确；甲、乙两营养级之间的能量传递效率＝乙同化的能量/甲同化的能量，可以表示为a/(a＋c＋e)，D正确。
7．如图所示为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④⑤⑥⑦各代表一定的能量值，下列叙述正确的是( )
A．从能量关系看，②＝③＋④
B．农业生态系统中能量是可以循环利用的
C．次级消费者粪便中的能量去路包括在⑥途径中
D．生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级
解析：选C 图中①②③分别表示第二、第三、第四营养级的同化量，④⑤⑥⑦表示分解者利用的能量。各营养级生物同化量＝呼吸量＋下一营养级的同化量＋分解量，故②>③＋④；热能不能被生物同化利用，故能量单向流动而不能循环利用；次级消费者以初级消费者为食，其粪便中含有未被利用的“初级消费者”的能量，粪便排出后将被分解者分解利用；生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级以及分解者。
8．下表是能量流经某种植食性动物时的情况，下列说法正确的是( )
A．流向第三营养级生物的能量最多为40 kJ
B．该植食性动物同化的能量中有25%以热能的形式散失掉
C．生产者固定的能量传递给该植食性动物过程中的能量传递效率约为37.7%
D．X表示的能量大小不能确定
解析：选A 根据“摄食量＝粪便量＋同化量”这个公式可求出该动物种群的同化量＝530－330＝200(kJ)，故流向第三营养级的能量最多为200×20%＝40(kJ)；根据“同化量＝呼吸消耗量＋用于生长发育繁殖的能量”这个公式可知，呼吸消耗量＝200－80＝120(kJ)，呼吸消耗量占同化量的120/200×100%＝60%，呼吸作用产生的能量大约有40%储存在ATP中，大约有60%以热能的形式散失，故同化的能量中约有60%×60%＝36%以热能的形式散失掉；从表格信息无法知道生产者的同化量，所以不能计算生产者到该动物的能量传递效率；由B项分析可知，X＝120(kJ)。
9．如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔，则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是( )
A．前者为金字塔形，后者为倒金字塔形
B．前者为倒金字塔形，后者为金字塔形
C．前者为金字塔形，后者为金字塔形
D．前者为倒金字塔形，后者为倒金字塔形
解析：选A 如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔，则可能出现正金字塔形，也可能出现倒金字塔形。只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊)，则牧草的数量比羊多，绘制的数量金字塔为正金字塔形；森林生态系统(假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)中，一棵树上可以有很多昆虫，因此，昆虫的数目比乔木的数量多，绘制的数量金字塔为倒金字塔形。故选A。
10．某生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”，下图表示松毛虫摄入能量的流动方向，图中字母代表能量值，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形
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”形增长
解析：选B 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，数量上可呈倒金字塔模型，A错误；据题图分析可知，松毛虫的同化量是a，杜鹃的同化量是e，松毛虫与杜鹃之间的能量传递效率可用e/a×100%表示，B正确；由松毛虫流入分解者的能量为d＋f，c表示松毛虫粪便中的能量，属于上一营养级流入分解者的能量，C错误；若迁走全部杜鹃，在有限的资源和空间条件下，松毛虫的种群数量将呈“S”形增长，D错误。
11．如图是某生态系统中组成食物链的三个种群(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)一年内能量流动统计的部分数据(图中数值单位是万 kJ)。下列有关叙述错误的是( )
A．三个种群组成的食物链是Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ
B．种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗量约为69.50万 kJ
C．不同营养级之间能量以有机物的形式流动
D．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为20%
解析：选B 由题图中同化的能量的数据分析得出，三个种群组成的食物链是Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ；种群Ⅱ生物同化的能量有四个去向：呼吸消耗、流向分解者、流入下一营养级和未利用，呼吸作用消耗的能量少于69.50万 kJ；能量在营养级之间以有机物的形式流动；第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为3.0÷15.0×100%＝20%。
12.如图是某同学绘制的生态系统能量金字塔，其中a～d代表能量值。下列相关叙述正确的是( )
A．图中所示的各种生物成分组成一条食物链
B．次级消费者、三级消费者分别属于第二、第三营养级
C．能量c可代表生产者呼吸释放的热能及流向分解者的能量
D．在生态系统中，b的值不可能超过d的10倍
解析：选C 图中各营养级的生物不是一种，所以图示的各种生物可以构成多条食物链；次级消费者、三级消费者分别属于第三、第四营养级；图中c表示呼吸作用散失的能量及流向分解者的能量；生态系统中，b的值可能会超过d的10倍。
二、非选择题
13．某自然保护区地震后，据不完全统计，植被毁损达到30%以上。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。请回答下列问题。
(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值至少为________×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)题图1中，流入该生态系统的能量包括生产者光合作用固定的太阳能和人为有机物输入的能量。分析题图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约为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消耗、传递到下一营养级、流向分解者、未被利用四个部分，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补偿能量输入。根据题图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输入，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值至少为5×103 kJ/(m2·a)。(3)题图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，求得最多消耗植物1÷10%÷10%÷10%＝1 000(kg)；计算鹰增重1 kg消耗植物重量的最小值时，应选择最短的食物链且能量传递效率按20%进行计算，求得最少消耗植物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)，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)，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、鹰)的能量为1.5×1010 kJ，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)，鹰最终可获得的能量为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
14．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、E分别表示不同的营养级，F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；R表示生物呼吸消耗的能量；能量单位为102 kg·m－2·a－1。请分析回答下列问题。
(1)流入该生态系统的总能量为______kg·m－2·a－1。
(2)写出该生态系统中的食物链(或食物网)：__________________________。
(3)据表中数据推出Pg、Pn和R之间的关系是Pn＝________________。
(4)第三营养级到第四营养级的能量传递效率是______。
(5)能量流动的特点是______________________________________________。
(6)如果D作为该湖泊中的经济鱼类，生产上既要获得最大捕捞量，又不破坏其种群稳定，通常将捕捞量控制在D的环境容纳量一半的水平上，原因是此时种群的________________最大。
解析：(1)流入该生态系统的总能量为生产者B固定的全部太阳能，即870.7×102 kg·m－2·a－1。(2)(5)食物网中只有生产者和消费者，能量流动的特点是单向流动、逐级递减，相邻两个营养级之间的能量传递效率是10%～20%。从Pg表示生物同化作用固定能量的总量分析可知，A、B、C、D、E构成了两条食物链，分别是B→D→A→C、B→E→A→C，故该生态系统中的食物网见答案。(3)由于Pg表示生物同化作用固定能量的总量，Pn表示生物贮存的能量，R表示生物呼吸消耗的能量，因此Pg＝Pn＋R，即Pn＝Pg－R。(4)第三营养级到第四营养级的能量传递效率是1.9÷15.9×100%≈11.9%。(6)在种群的“S”形增长曲线中，种群数量为环境容纳量一半时，种群的增长速率最大，最有利于种群的增长，所以在某湖泊生态系统中的经济鱼类的捕捞上，通常将捕捞量控制在环境容纳量一半的水平上。
答案：(1)870.7×102 (2)BDACE
(3)Pg－R (4)11.9% (5)单向流动，逐级递减 (6)增长速率
15．如图1为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图2为能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量。请据图回答问题。
(1)图1中，m1、m2表示的能量形式分别为________、________。位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ，主要原因是___________________________________。
(2)图2中，若a表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则b表示____________________，e表示________________________。若图1中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是____________(用图中所给字母的表达式表示)。
(3)若图1中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，它们构成的食物关系如图3。其中，甲能量中比例为x的部分直接提供给丙，要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量为________kJ(用含所给字母的表达式表示)。
解析：(1)图中m1表示植物利用的太阳能，m2为各级生物呼吸作用散失的热能；由于能量流动逐级耗损，故流入营养级Ⅳ的能量很少，位于该营养级的个体数量一般也较少。(2)依据“摄入量－粪便量＝同化量，同化量－呼吸消耗量＝用于生长、发育和繁殖的量”公式可得，b表示营养级Ⅱ同化的能量，e表示营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量。营养级Ⅱ同化的能量为b，营养级Ⅰ固定的能量为y，营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是b/y×100%。(3)设至少需要消耗甲的能量为m kJ，按传递效率20%计算，则m(1－x)×20%×20%＋mx×20%＝A，即m＝25A/(1＋4x)。
答案：(1)太阳能(或同化固定的能量) 热能(或呼吸作用散失的热量) 营养级越高，可利用的能量越少 (2)营养级Ⅱ同化的能量 营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 b/y×100% (3)25A/(1＋4x)
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/eq \a\vs4\al(kJ)
530
330
X
80
营养级
A
B
C
D
E
F
Pg
15.9
870.7
1.9
89.2
94.7
211.5
Pn
2.8
369.4
0.8
33.9
33.0
20.1
R
13.1
501.3
1.1
55.3
61.7
191.4
1．在生态系统的能量流动中，能量形式的转变顺序是( )
A．光能→化学能→热能 B．热能→光能→化学能
C．化学能→光能→热能 D．光能→热能→化学能
解析：选A 绿色植物通过光合作用把光能转化为有机物中的化学能，生物群落中的化学能最终以热能的形式散失。
2．下列有关生态系统能量流动的叙述，错误的是( )
A．通过物质多级利用可以提高能量的利用率
B．处于稳定状态的生态系统能量输入与输出相对稳定
C．太阳能只有通过生产者才能输入流动渠道
D．通过兔子的粪便流入分解者体内的能量属于兔子通过同化作用获得的能量的一部分
解析：选D 通过物质多级利用可以提高能量的利用率，A正确；处于稳态时的生态系统能量输入与输出相对稳定，保持动态平衡，B正确；能量流动的起点是从生产者固定太阳能开始，太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统，C正确；兔子粪便中的能量不属于兔子同化的能量，属于上一营养级同化的能量，D错误。
3．在由“草→鼠→狐”组成的一条食物链中，鼠经同化作用所获得的能量，其去向不包括( )
A．通过鼠呼吸作用释放的能量
B．通过鼠的粪便流入分解者体内
C．通过狐的粪便流入分解者体内
D．流入狐体内并被同化的能量
解析：选B 鼠处于第二营养级，其同化的能量一部分通过呼吸作用以热能的形式散失；其余的用于生长、发育和繁殖等生命活动，其中一部分以遗体残骸的形式被分解者利用，一部分被狐摄入，被狐摄入的能量中一部分以粪便的形式被分解者利用，剩下的被狐所同化；由于鼠的同化量等于摄入的能量减去粪便中的能量，因此鼠的粪便中的能量属于草的同化量。
4．我国清代思想家、文学家龚自珍在《己亥杂诗》中有一句诗曰：“落红不是无情物，化作春泥更护花。”从生物学的角度来理解这句话，相关叙述正确的是( )
A．“落红”指的是落花，落地后其中的有机物可以再次被植物吸收
B．“落红”入地后需要分解者的分解作用才能化为“春泥”，重新作为植物生长的营养
C．从生物学的角度看，这句诗体现了自然界能量流动的单向性
D．“落红”中有机物中的能量可以被植物重新利用
解析：选B 落花落地后，其中的有机物被分解者分解为无机物，这些化为“春泥”的无机物可被植物吸收重新利用，由此体现了生态系统的物质循环；落花中的有机物可以被分解者分解，其中的能量主要以热能的形式散失，不能被植物重新利用。故选B。
5．清除田间杂草和鱼塘中肉食性的黑鱼，用生态学观点分析，其目的是( )
A．保持生物群落的单一性
B．使物质和能量尽快地流动
C．保持生态平衡
D．调整能量在生态系统中的流动方向
解析：选D 清除田间杂草和鱼塘中肉食性的黑鱼，让能量更多地流向农作物和鱼塘中所养殖的鱼类，即使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
6.如图是生态系统中某两个营养级(甲、乙)的能量流动示意图，其中a～e表示能量值。下列相关叙述错误的是( )
A．乙可能是次级消费者，属于第三营养级
B．乙粪便中食物残渣的能量包含在d中
C．乙用于生长、发育及繁殖的能量可表示为a－b
D．甲、乙两营养级之间的能量传递效率可以表示为a/(a＋c＋e)
解析：选B 分析题图可知，甲中的能量可以流向乙，说明乙捕食甲，则乙可能是次级消费者，属于第三营养级，A正确；乙粪便中食物残渣的能量包含在c中，B错误；乙用于生长、发育及繁殖的能量＝乙同化的能量－乙呼吸作用散失的能量，可表示为a－b，C正确；甲、乙两营养级之间的能量传递效率＝乙同化的能量/甲同化的能量，可以表示为a/(a＋c＋e)，D正确。
7．如图所示为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④⑤⑥⑦各代表一定的能量值，下列叙述正确的是( )
A．从能量关系看，②＝③＋④
B．农业生态系统中能量是可以循环利用的
C．次级消费者粪便中的能量去路包括在⑥途径中
D．生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级
解析：选C 图中①②③分别表示第二、第三、第四营养级的同化量，④⑤⑥⑦表示分解者利用的能量。各营养级生物同化量＝呼吸量＋下一营养级的同化量＋分解量，故②>③＋④；热能不能被生物同化利用，故能量单向流动而不能循环利用；次级消费者以初级消费者为食，其粪便中含有未被利用的“初级消费者”的能量，粪便排出后将被分解者分解利用；生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级以及分解者。
8．下表是能量流经某种植食性动物时的情况，下列说法正确的是( )
A．流向第三营养级生物的能量最多为40 kJ
B．该植食性动物同化的能量中有25%以热能的形式散失掉
C．生产者固定的能量传递给该植食性动物过程中的能量传递效率约为37.7%
D．X表示的能量大小不能确定
解析：选A 根据“摄食量＝粪便量＋同化量”这个公式可求出该动物种群的同化量＝530－330＝200(kJ)，故流向第三营养级的能量最多为200×20%＝40(kJ)；根据“同化量＝呼吸消耗量＋用于生长发育繁殖的能量”这个公式可知，呼吸消耗量＝200－80＝120(kJ)，呼吸消耗量占同化量的120/200×100%＝60%，呼吸作用产生的能量大约有40%储存在ATP中，大约有60%以热能的形式散失，故同化的能量中约有60%×60%＝36%以热能的形式散失掉；从表格信息无法知道生产者的同化量，所以不能计算生产者到该动物的能量传递效率；由B项分析可知，X＝120(kJ)。
9．如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔，则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是( )
A．前者为金字塔形，后者为倒金字塔形
B．前者为倒金字塔形，后者为金字塔形
C．前者为金字塔形，后者为金字塔形
D．前者为倒金字塔形，后者为倒金字塔形
解析：选A 如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔，则可能出现正金字塔形，也可能出现倒金字塔形。只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊)，则牧草的数量比羊多，绘制的数量金字塔为正金字塔形；森林生态系统(假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)中，一棵树上可以有很多昆虫，因此，昆虫的数目比乔木的数量多，绘制的数量金字塔为倒金字塔形。故选A。
10．某生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”，下图表示松毛虫摄入能量的流动方向，图中字母代表能量值，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形
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”形增长
解析：选B 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，数量上可呈倒金字塔模型，A错误；据题图分析可知，松毛虫的同化量是a，杜鹃的同化量是e，松毛虫与杜鹃之间的能量传递效率可用e/a×100%表示，B正确；由松毛虫流入分解者的能量为d＋f，c表示松毛虫粪便中的能量，属于上一营养级流入分解者的能量，C错误；若迁走全部杜鹃，在有限的资源和空间条件下，松毛虫的种群数量将呈“S”形增长，D错误。
11．如图是某生态系统中组成食物链的三个种群(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)一年内能量流动统计的部分数据(图中数值单位是万 kJ)。下列有关叙述错误的是( )
A．三个种群组成的食物链是Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ
B．种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗量约为69.50万 kJ
C．不同营养级之间能量以有机物的形式流动
D．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为20%
解析：选B 由题图中同化的能量的数据分析得出，三个种群组成的食物链是Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ；种群Ⅱ生物同化的能量有四个去向：呼吸消耗、流向分解者、流入下一营养级和未利用，呼吸作用消耗的能量少于69.50万 kJ；能量在营养级之间以有机物的形式流动；第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为3.0÷15.0×100%＝20%。
12.如图是某同学绘制的生态系统能量金字塔，其中a～d代表能量值。下列相关叙述正确的是( )
A．图中所示的各种生物成分组成一条食物链
B．次级消费者、三级消费者分别属于第二、第三营养级
C．能量c可代表生产者呼吸释放的热能及流向分解者的能量
D．在生态系统中，b的值不可能超过d的10倍
解析：选C 图中各营养级的生物不是一种，所以图示的各种生物可以构成多条食物链；次级消费者、三级消费者分别属于第三、第四营养级；图中c表示呼吸作用散失的能量及流向分解者的能量；生态系统中，b的值可能会超过d的10倍。
二、非选择题
13．某自然保护区地震后，据不完全统计，植被毁损达到30%以上。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。请回答下列问题。
(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值至少为________×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)题图1中，流入该生态系统的能量包括生产者光合作用固定的太阳能和人为有机物输入的能量。分析题图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约为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消耗、传递到下一营养级、流向分解者、未被利用四个部分，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补偿能量输入。根据题图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输入，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值至少为5×103 kJ/(m2·a)。(3)题图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，求得最多消耗植物1÷10%÷10%÷10%＝1 000(kg)；计算鹰增重1 kg消耗植物重量的最小值时，应选择最短的食物链且能量传递效率按20%进行计算，求得最少消耗植物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)，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)，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、鹰)的能量为1.5×1010 kJ，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)，鹰最终可获得的能量为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
14．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、E分别表示不同的营养级，F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；R表示生物呼吸消耗的能量；能量单位为102 kg·m－2·a－1。请分析回答下列问题。
(1)流入该生态系统的总能量为______kg·m－2·a－1。
(2)写出该生态系统中的食物链(或食物网)：__________________________。
(3)据表中数据推出Pg、Pn和R之间的关系是Pn＝________________。
(4)第三营养级到第四营养级的能量传递效率是______。
(5)能量流动的特点是______________________________________________。
(6)如果D作为该湖泊中的经济鱼类，生产上既要获得最大捕捞量，又不破坏其种群稳定，通常将捕捞量控制在D的环境容纳量一半的水平上，原因是此时种群的________________最大。
解析：(1)流入该生态系统的总能量为生产者B固定的全部太阳能，即870.7×102 kg·m－2·a－1。(2)(5)食物网中只有生产者和消费者，能量流动的特点是单向流动、逐级递减，相邻两个营养级之间的能量传递效率是10%～20%。从Pg表示生物同化作用固定能量的总量分析可知，A、B、C、D、E构成了两条食物链，分别是B→D→A→C、B→E→A→C，故该生态系统中的食物网见答案。(3)由于Pg表示生物同化作用固定能量的总量，Pn表示生物贮存的能量，R表示生物呼吸消耗的能量，因此Pg＝Pn＋R，即Pn＝Pg－R。(4)第三营养级到第四营养级的能量传递效率是1.9÷15.9×100%≈11.9%。(6)在种群的“S”形增长曲线中，种群数量为环境容纳量一半时，种群的增长速率最大，最有利于种群的增长，所以在某湖泊生态系统中的经济鱼类的捕捞上，通常将捕捞量控制在环境容纳量一半的水平上。
答案：(1)870.7×102 (2)BDACE
(3)Pg－R (4)11.9% (5)单向流动，逐级递减 (6)增长速率
15．如图1为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图2为能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量。请据图回答问题。
(1)图1中，m1、m2表示的能量形式分别为________、________。位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ，主要原因是___________________________________。
(2)图2中，若a表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则b表示____________________，e表示________________________。若图1中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是____________(用图中所给字母的表达式表示)。
(3)若图1中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，它们构成的食物关系如图3。其中，甲能量中比例为x的部分直接提供给丙，要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量为________kJ(用含所给字母的表达式表示)。
解析：(1)图中m1表示植物利用的太阳能，m2为各级生物呼吸作用散失的热能；由于能量流动逐级耗损，故流入营养级Ⅳ的能量很少，位于该营养级的个体数量一般也较少。(2)依据“摄入量－粪便量＝同化量，同化量－呼吸消耗量＝用于生长、发育和繁殖的量”公式可得，b表示营养级Ⅱ同化的能量，e表示营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量。营养级Ⅱ同化的能量为b，营养级Ⅰ固定的能量为y，营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是b/y×100%。(3)设至少需要消耗甲的能量为m kJ，按传递效率20%计算，则m(1－x)×20%×20%＋mx×20%＝A，即m＝25A/(1＋4x)。
答案：(1)太阳能(或同化固定的能量) 热能(或呼吸作用散失的热量) 营养级越高，可利用的能量越少 (2)营养级Ⅱ同化的能量 营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 b/y×100% (3)25A/(1＋4x)
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/eq \a\vs4\al(kJ)
530
330
X
80
营养级
A
B
C
D
E
F
Pg
15.9
870.7
1.9
89.2
94.7
211.5
Pn
2.8
369.4
0.8
33.9
33.0
20.1
R
13.1
501.3
1.1
55.3
61.7
191.4
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