高中生物浙科版 (2019)选择性必修2 生物与环境第三节 生态系统中的能量单向递减流动随堂练习题

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基础巩固
1.下列关于生态系统中生产量的叙述,错误的是( )
A.生态系统中生产者的生产量包括初级生产量和次级生产量
B.初级生产量高的生态系统,次级生产量未必高
C.海洋生态系统中植食动物利用藻类的效率比陆地动物利用植物的效率高得多
D.海洋的年净初级生产总量只有陆地的年净初级生产总量的一半
答案:A
解析:生态系统中的初级生产量是指绿色植物通过光合作用所固定的能量或所合成的有机物质,次级生产量是生态系统中的异养生物第二次有机物的生产量,并非生产者生产的有机物量。
2.下列关于生态系统能量流动的叙述,正确的是( )
A.生产者固定的总能量一定多于消费者和分解者同化的总能量
B.消费者粪便被分解者分解表明该营养级的能量流向了分解者
C.能量传递效率指相邻两个营养级间的传递效率,而非生物个体
D.生态农业增加了农田生态系统中的食物链,提高了能量传递效率
答案:C
解析:人工鱼塘或城市生态系统,生产者固定的总能量往往要比消费者和分解者同化的总能量少。消费者的粪便被分解者分解,实质上是上一营养级同化的能量流向了分解者。能量的传递效率是以“营养级”为研究对象的,而不是个体。生态农业的特点是丰富了农田生态系统的食物链,使物质和能量得到多级利用,提高了整体的能量利用率。
3.下列关于生态系统中生产量和生物量的叙述,正确的是( )
A.由于植食动物利用食物的效率有差异,海洋的净次级生产总量大于陆地的净次级生产总量
B.植食动物的摄入量与粪便量的差值为该动物的净次级生产量
C.群落演替过程中净初级生产量和生物量都是先增加后稳定不变
D.地球各地的净初级生产量的差异是由光照和温度导致的
答案:A
解析:在海洋生态系统中,由于藻类个体小,含纤维素少,可被植食动物整个吞食和消化等,植食动物利用藻类的效率远高于陆地动物利用植物的效率,因此,虽然海洋的年净初级生产总量低于陆地,但海洋的净次级生产总量却远高于陆地,A项正确。植食动物的摄入量与粪便量的差值为该动物的总次级生产量,B项错误。群落演替过程中生物量先增加后稳定,但并非稳定不变,还会有波动;初级生产量随群落的演替逐渐增加,当群落演替到顶极时,呼吸消耗量也达到最大值,净初级生产量反而最小,C项错误。地球各地不同生态系统的净初级生产量主要受温度与年降雨量影响,D项错误。
4.下列有关能量流动过程的叙述,错误的是( )
A.进入生物群落的总能量与进入生态系统的总光能相等
B.能量流动的渠道是食物链(食物网)
C.某营养级的主要能量去向是呼吸消耗
D.每个营养级总有一部分能量流向分解者
答案:A
解析:进入生物群落的总能量是生产者固定的总能量,小于进入生态系统的总光能。
5.某草原生态系统中的甲、乙、丙、丁4种生物形成了如右图所示的能量金字塔。若有外来生物戊入侵,戊会与丙竞争食物,但不会被丁所捕食。下列有关说法错误的是( )
A.甲可能为绿色植物,甲固定的能量大于乙、丙、丁同化的能量之和
B.甲、乙、丙、丁构成该生态系统的生物群落
C.戊入侵后,丁生物的种群数量很可能会逐渐减少
D.戊在生态系统中处于第三营养级
答案:B
解析:处于能量金字塔最底层的是生产者,所以甲可能为绿色植物,生产者甲固定的能量大于乙、丙、丁同化的能量之和。能量金字塔中有生产者和消费者,没有分解者,而生物群落应该包含该生态系统中的所有生物,可见甲、乙、丙、丁不能构成该生态系统的生物群落。戊入侵后,与丙(丁的食物)竞争食物,所以丙的数量会减少,又由于戊不会被丁所捕食,所以丁生物的种群数量很可能会因食物减少而逐渐减少。戊与丙竞争食物,所以在生态系统中戊处于第三营养级。
6.某草原上的一条食物链为草→兔→狼,已知图中的a代表狼摄入的能量,则下列相关叙述错误的是( )
A.生态系统中的能量初始来源不只是太阳能
B.b代表狼粪便中的能量,c代表狼同化的能量
C.e中的能量可用于狼的生长、发育和繁殖
D.若狼被大量捕杀,则兔的数量会持续上升
答案:D
解析:生态系统中的能量初始来源不只是太阳能,还有化能合成细菌固定的化学能,A项正确。b代表狼粪便中的能量,c代表狼同化的能量,B项正确。e中的能量可用于狼的生长、发育和繁殖,C项正确。在“草→兔→狼”这条食物链中,若狼被大量捕杀,则兔因为天敌的减少而增加,当达到一定数量后,兔又会因食物、种内竞争等因素而减少,所以兔的数量先增加后减少,最后趋于稳定,D项错误。
7.运用生态系统能量流动规律分析,下列各项不利于能量流向对人类有益的方向的是( )
A.在森林中,使能量多储存在木材里
B.在草原牧场,使能量多流向牛和羊
C.能量流经初级消费者→次级消费者→三级消费者(人的食物)
D.在养鱼池,让有机肥料以腐屑形式被鱼类或饵料动物直接摄食
答案:C
解析:C项中,食物链的延长增大了能量的损耗,不利于能量流向对人类有益的方向。
8.下列关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用的叙述,错误的是( )
A.除虫、除草可以让农田生态系统中的能量流向对人类最有益的部分
B.农田生态系统中的间种套作可充分利用空间和资源,增大流入该生态系统的总能量
C.根据草场能量流动的特点,可以合理确定草场的载畜量
D.沼渣、沼液作为肥料还田,能使能量循环利用
答案:D
解析:除虫、除草合理地调整了生态系统中的能量流动关系,使能量尽可能多地流向对人类有益的部分,A项正确。农田生态系统中的间种套作,可充分利用空间和资源,增大流入该生态系统的总能量,从而获得更大的收益,B项正确。根据草场能量单向流动、逐级递减的特点,可以合理确定草场的载畜量,从而保持畜产品的持续高产,C项正确。沼渣、沼液作为肥料还田,能提高能量的利用率,但不能使能量循环利用,D项错误。
9.下图是某人工池塘中的能量流动示意图,其中a、b、c表示生物同化的能量, d、e、f表示用于生物生长和繁殖的能量,g、h、i表示呼吸消耗的能量。下列分析正确的是( )
A.第三营养级与第二营养级之间的能量传递效率为c/b×100%
B.流经该生态系统的总能量可表示为g+b+j,即初级生产量
C.初级消费者同化的能量除图示流向外,还存在部分暂未利用的能量
D.生态系统营养级越多,则流向人类的能量就越少
答案:C
解析:第三营养级与第二营养级之间的能量传递效率=c÷(b+m)×100%,A项错误。流经该生态系统的总能量可表示为a+m,a为生产者固定的能量,为初级生产量,B项错误。初级消费者同化的能量为b+m,流向途径有呼吸消耗(h)、流向分解者(k)、流向下一营养级(c),还存在部分暂未利用的能量,C项正确。生态系统营养级越多,流向人类的能量不一定就越少,如人吃水稻,人为第二营养级,与生态系统中营养级的多少无关,D项错误。
10.一个经济效益很好的人工鱼塘有生产者(浮游植物)、初级消费者(植食鱼类)、次级消费者(肉食鱼类)、分解者(微生物)。其中生产者固定的全部能量为a,流入初级消费者、次级消费者、分解者的能量依次为b、c、d。下列表述正确的是( )
A.a=b+d
B.a>b+d
C.aD.a=b+c+d
答案:B
解析:生态系统中的能量流动从生产者固定太阳能开始。能量流动的特点为单向流动、逐级递减。所以,流入初级消费者、次级消费者、分解者的能量之和(b+c+d)小于生产者固定的全部能量(a)。
11.下图表示植物光合作用积累的有机物被植食动物利用的过程。下列有关叙述正确的是( )
A.①中包含植物的呼吸消耗量
B.②为第二营养级的同化量
C.④用于植食动物的生长、发育和繁殖
D.⑤⑥⑦之和为植物有机物积累量
答案:C
解析:①是植物光合作用积累的有机物中可利用的能量,所以不含植物的呼吸消耗量;②为植食动物摄入的能量,③为第二营养级的同化量;④用于植食动物的生长、发育和繁殖;流经该食物链的总能量=生产者固定的太阳能总量=植物光合作用积累的有机物中的能量+植物呼吸消耗的能量,所以①⑤之和为植物有机物积累量,⑤⑥⑦之和小于植物有机物积累量。
12.下图表示某陆地生态系统中生产者能量的来源和去路。下列说法错误的是( )
A.流经该生态系统的总能量为a
B.b表示以热能形式散失的能量
C.c表示用于自身生长和繁殖的能量
D.若d为下一营养级同化的能量,则d的量约是c的10%
答案:D
解析:若d为下一营养级同化的能量,则d的量约是a的10%。
13.下图为某生态系统中的部分能量流动示意图,①②③④各代表一定的能量值。下列叙述错误的是( )
A.生态系统中能量流动具有单向性,主要是因为食物链中生物之间吃与被吃的关系不可逆转
B.一般情况下,在陆地生态系统中,能量在相邻两个营养级之间的传递效率约是10%
C.①表示流经此生态系统的总能量
D.从能量关系看,②>③+④
答案:C
解析:流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能,①表示由生产者流向初级消费者的能量。
14.下面为能量流经某生态系统第二营养级的示意图[单位:J/(cm2·a)],据图分析,下列有关说法正确的是( )
A.该生态系统第一营养级同化的能量约为800 J/(cm2·a)
B.第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100 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.该生态系统第三营养级同化的能量是15 J/(cm2·a)
答案:A
解析: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表示呼吸作用中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大约为800J/(cm2·a);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;次级消费者摄入的能量并不等同于第三营养级同化的能量。
15.某草原生态系统中生活着草、昆虫、兔、鸟、鼠、鹰和狐等生物,这些生物构成的食物网如下图所示。请回答下列问题。
(1)该生态系统中生物所需的能量最终来源于 。
(2)食物链是生态系统中 和物质循环的通道,该食物网中有 条捕食食物链。
(3)从生态系统的组成成分来看,图中属于生产者的是 ,属于次级消费者的有 ;从生态系统的营养结构来看,昆虫属于第 营养级。
答案:(1)太阳能
(2)能量流动 5
(3)草 鹰、狐、鸟 二
能力提升
1.下图为某生态系统中能量传递示意图[单位:kJ/(m2·a)]。下列叙述错误的是( )
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1 250 kJ/(m2·a)
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
答案:C
解析:能量流动从生产者固定的太阳能开始,流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能=175+200+875=1250kJ/(m2·a),A项正确。能量从乙到丙的传递效率为(30÷200)×100%=15%,B项正确。将乙和丙的粪便作为有机肥还田,为植物的生长提供了无机盐等物质,但不能提高能量传递效率,C项错误。食物链的营养关系都是高营养级捕食低营养级,是不可逆的,这决定了能量流动的单向性,D项正确。
2.在下图所示的食物网中,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,猫头鹰体重若增加20 g,需要消耗植物(能量传递效率为10%)( )
A.600 g B.900 g
C.1 600 gD.5 600 g
答案:D
解析:若猫头鹰体重增加20g,需要消耗植物20×(4/5)÷10%÷10%+20×(1/5)÷10%÷10%÷10%=5600(g)。
3.图A表示某些生态系统的能量金字塔,P为生产者,Q1为初级消费者,Q2为次级消费者。图B是将图A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(假设它不被下一营养级所利用),e、e1、e2表示呼吸消耗量。下列说法错误的是( )
A
B
A.b+c+d+e为本年度流入该生态系统的总能量
B.c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的量
C.b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量
D.初级消费者产生的粪便中所含的能量是包含在c中的
答案:D
解析:由图B可知,b+c+d+e代表的是生产者固定的太阳能,是本年度流入该生态系统的总能量,A项正确。c代表初级消费者的同化量,a1表示上一年留下来的能量,e1表示呼吸消耗量,b1和d1表示未利用和被分解者利用的能量,c1表示次级消费者同化的量,B项正确。b+c+d+e为生产者固定的能量,c表示初级消费者同化的量,已知e是植物呼吸作用消耗的能量,那么b和d中的一个表示植物被分解者利用的能量,一个表示未被利用的能量,C项正确。初级消费者粪便中的能量不属于该营养级的同化量,不在c中,应该属于生产者流向分解者的部分,在b或d中,D项错误。
4.下图为某生态系统的能量流动示意图[单位:kJ/(m2·a)]。下列说法正确的是( )
A.图中甲所固定的能量是乙、丙的能量之和
B.若丙增加1 kg,则需要消耗甲约42 kg
C.甲所处营养级的个体数量一定多于乙所处营养级的个体数量
D.乙的数量越多,丙获得的能量越少
答案:B
解析:由题图可知,甲固定的能量为175+200+875=1250kJ/(m2·a),乙固定的能量为200kJ/(m2·a),丙固定的能量为30kJ/(m2·a),故甲所固定的能量大于乙、丙的能量之和,A项错误。由题图可知,甲、乙之间的传递效率为(200÷1250)×100%=16%,乙、丙之间的传递效率为(30÷200)×100%=15%,若丙增加1kg,需消耗乙1÷15%≈6.67(kg),继而需消耗甲6.67÷16%≈42(kg),B项正确。甲营养级的个体数量不一定多于乙营养级的个体数量,数量金字塔有时有倒置现象,C项错误。一定范围内,乙的数量越多,丙获得的能量越多,D项错误。
5.下列关于生态系统能量流动的叙述,正确的是( )
A.营养级数量越多,相邻营养级之间的能量传递效率就越低
B.呼吸消耗量在同化量中所占比例越少,生物量增加就越多
C.生产者的净初级生产量越大,各级消费者的体型就越大
D.营养级所处的位置越高,该营养级所具有的总能量就越多
答案:B
解析:相邻营养级之间的能量传递效率一般与后一营养级生物的消化吸收特点有关,与营养级数量的多少无关。生物量是净生产量在某一调查时刻前的积累量,净生产量=同化量-呼吸消耗量,因此呼吸消耗量在同化量中所占比例越少,生物量增加就越多。消费者的体型与生产者的净初级生产量大小无明显关系。营养级所处的位置越高,该营养级所具有的总能量就越少。
6.下图为新型农业生态系统示意图。下列叙述正确的是( )
A.该生态系统实现了能量的良性循环
B.该生态系统提高了各营养级之间的能量传递效率
C.建立该系统的目的是提高生态系统的能量利用率
D.该生态系统中,属于第二营养级的生物有家畜和蚯蚓
答案:C
解析:生态系统中的能量是不能被循环利用的。生态系统各营养级之间的能量传递效率约为10%,通过人类的活动,可以调节生态系统的能量流动关系,使能量流向对人类有益的方向,提高生态系统的能量利用率,但不能提高生态系统各营养级之间的能量传递效率。蚯蚓在生态系统中属于分解者。
7.下图是某草原生态系统的能量流动图解,N代表能量值。下列有关叙述错误的是( )
A.第一营养级与第二营养级间的能量传递效率为N5/N3×100%
B.牛、羊粪便中的能量属于草同化的能量的一部分
C.牛、羊同化的能量N5等于牛、羊呼吸散失的能量加上用于自身生长、发育和繁殖的能量
D.适量放牧牛、羊会增大N2与N1的比值
答案:A
解析:能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为第二营养级同化量与第一营养级同化量的比值,即N5/N2×100%,A项错误。牛、羊粪便中的能量属于草同化的能量的一部分,B项正确。同化量=呼吸量+自身生长、发育和繁殖的能量,C项正确。适量放牧,会减少因叶片相互遮挡以及种内竞争而造成的部分牧草死亡等现象,有利于草的生长,因此能增大其对光能的利用率,增大N2与N1的比值,D项正确。
8.下图表示某鱼塘生态系统中能量的流动情况,其中括号内的数字为相应营养级同化的能量[单位:J/(m2·a)],其中初级消费者同化的能量有1/8来自有机饲料,次级消费者同化的能量有2/3来自有机饲料。请回答下列相关问题。
(1)该鱼塘生态系统的结构包括生态系统的组成成分和 ;流经该鱼塘生态系统的总能量包括 。
(2)该鱼塘生态系统中,第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为 %,第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率为 %。(保留小数点后一位)
(3)该鱼塘生态系统中,初级消费者同化的能量,除了流向次级消费者外,其他最终去路有 。
(4)图示信息可反映出生态系统能量流动的特点是 。
答案:(1)食物链和食物网(或营养结构) 生产者固定的太阳能和有机饲料中的化学能 (2)9.5 9.7 (3)流向分解者和呼吸消耗 (4)单向流动、逐级递减
解析:(1)生态系统的结构包括生态系统的组成成分以及食物链和食物网(或营养结构);流经该鱼塘生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和有机饲料中的化学能。(2)该鱼塘生态系统中,第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为12×(1-1/8)÷110×100%≈9.5%,第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率为3.5×(1-2/3)÷12×100%≈9.7%。(3)该鱼塘生态系统中,初级消费者同化的能量,除了流向次级消费者外,其他最终去路有流向分解者和呼吸消耗。(4)能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
9.下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“×106kJ/(m2·a)”。已知该生态系统受到的太阳辐射为118 872×106kJ/(m2·a),但其中有118 761×106kJ/(m2·a)的能量未被利用。请回答下列问题。
(1)请将该生态系统的总能量值填写在图中的方框内,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比例是 。
答案:(1)111.0 生产者(或A) (2)13.5 20 (3)60%
解析:(1)流经该生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能,即118872-118761=111[×106kJ/(m2·a)]。(2)能量的传递效率等于某一营养级所同化的能量与上一营养级同化的能量的比值,第一营养级A到第二营养级B的传递效率为(15.0÷111.0)×100%≈13.5%, 第二营养级B到第三营养级C的传递效率为(3.0÷15.0)×100%=20%。(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能量的比例是(1.8÷3.0)×100%=60%。