内容正文:
[知识点一] 能量流动的过程
1.下图为某食物网部分营养级能量去向示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.次级消费者都处于第三营养级
B.分解者可能是某些动物或细菌
C.a=b+g
D.b=①+②+③+f
解析:D [初级消费者以生产者为食,次级消费者以初级消费者为食,因此次级消费者都处于第三营养级,A正确;分解者将动植物的遗体残骸分解为无机物,分解者主要包括大部分的细菌和真菌,其次还有腐生型动物,如蚯蚓等,B正确;识图分析可知,a表示初级消费者摄入的能量,摄入量等于该营养级的同化量b和该营养级粪便中的能量,粪便中的能量被分解者分解,即图中的g,故a=b+g,C正确;识图分析可知,b表示初级消费者同化的能量,其去向包括以呼吸热的形式散失和用于自身的生长、发育和繁殖的,即图中的①和c,而用于自身的生长、发育和繁殖的这部分能量(c)的去向包括:被下一营养级摄入和死亡后被分解者分解,即图中的d、h,以此类推d=e+i=②+f+i,故b=②+f+i+h+①,D错误。]
2.下图表示在某生态系统中,能量流经第二营养级的示意图。对该图分析不合理的是( )
A.能量流动是伴随着物质利用而进行的
B.图中甲为初级消费者同化的能量,即第二营养级所含有的能量
C.该图不够完善,缺少甲中因呼吸以热能散失的能量
D.乙比甲的能量少的原因是甲的遗体、残骸中能量被分解者利用而未传递下去
解析:D [在生态系统的能量流动过程中,物质是能量流动的载体,能量是物质循环的动力,能量流动是伴随着物质利用而进行的,A正确;因为该图表示的是能量流经第二营养级示意图,所以甲为初级消费者同化的能量,即第二营养级含有的能量,B正确;该图不够完善,没有标出甲中因呼吸作用散失的能量,C正确;乙比甲的能量少的原因是:呼吸作用消耗了很多的能量,D错误。]
3.下图是某同学构建的初级消费者能量流动的部分过程示意图,字母表示能量,已知初级消费者呼吸散失的能量为b。下列叙述错误的是( )
A.初级消费者呼吸散失的能量b属于能量A的一部分
B.能量B表示初级消费者生长、发育和繁殖的能量
C.初级消费者同化的能量可表示为n-a
D.次级消费者摄入的能量可表示为n-a-b
解析:D [初级消费者呼吸散失的能量b属于能量A的一部分,A正确;能量B表示初级消费者生长、发育和繁殖的能量,B正确;初级消费者同化的能量可表示为n-a,C正确;次级消费者摄入的能量为n-a-b-分解者利用,D错误。]
4.如图表示生态系统中各营养级能量的类型和去向(d表示该营养级未被利用的能量)。下列有关叙述中不正确的是( )
生态系统中各营养级的能量类型和去向示意图
A.图中a1、a2可分别表示生产者与消费者的呼吸作用散失的能量,但所占比例与实际不符
B.生态系统中能量传递效率为(a2+b2+c2+d2)/(a1+b1+c1+d1)×100%
C.消费者从生产者获得的能量数值可用b1表示,且此部分能量存在于有机物中
D.在食物链中,各营养级获得能量的方式及能量的用途相同
解析:D [生产者固定的太阳能大部分被呼吸作用消耗,图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量,但所占比例不符,A正确;a2+b2+c2+d2是消费者的同化量,a1+b1+c1+d1是生产者的同化量,生态系统中能量传递效率为(a2+b2+c2+d2)/(a1+b1+c1+d1)×100%,B正确;消费者从生产者获得的能量数值(a2+b2+c2+d2)可用b1表示,且此部分能量存在于有机物中,C正确;在食物链中,各营养级获得能量的方式及能量的用途不完全相同,如生产者是通过光合作用和化能合成作用利用光能或化学能将无机物转变为储存能量的有机物,而消费者是通过捕食获得储存能量的有机物而得到能量,D错误。]
5.假设某种蓝细菌(A)是某湖泊中唯一的生产者,其密度极大,使湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问题:
(1)该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出2 点即可)。
(2)画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。
(3)假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物(C)后,C种群能够迅速壮大,则C和B的种间关系是 ________ 。
解析:(1)A是蓝细菌,是该湖泊唯一的生产者,所以其种群密度极大的原因可能有该水域污染,水体富营养化,造成蓝细菌爆发和缺少其他生产者竞争。
(2)该生态系统存在唯一一条食物链A→B,所以能量流动关系如图:
(3)C和B都以A为食,所以二者是种间竞争关系。
答案:(1)水体富营养化,没有其他生产者的竞争
(2)
(3)种间竞争
[知识点二] 能量流动的特点及其研究的意义
6.人们常用能量金字塔来说明生态系统中哪两者之间的关系( )
A.能量与个体大小
B.能量与营养级
C.能量与个体数量
D.能量与生物代谢类型
解析:B [将单位时间内各营养级所得到的能量数值,由低到高绘制成图,可形成一个金字塔图形,叫做能量金字塔。根据定义可知,能量金字塔表示的是能量与营养级间的关系。]
7.根据生态学原理,要使能量流经食物链的总耗量最少,人们应采取下列哪一种食物结构( )
A.以谷类和植物蛋白为主
B.以淡水养殖的鱼虾为主
C.以禽类、蛋类为主
D.以猪肉等家畜肉类为主
解析:A [生态系统中的能量流动一般是从生产者固定太阳能开始的,即从第一营养级开始,逐级沿食物链向后传递,在传递过程中单向流动、逐级递减。按绿色植物→植食性动物→肉食性动物顺序流动,所以要使能量流经食物链的总消耗量最小,就应以绿色植物→人的食物结构。]
8.某同学绘制了如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.由生产者到初级消费者的能量传递效率为D2/W1
C.初级消费者摄入的能量为(A2+B2+C2)
D.W1=D1+D2
解析:A [生产者固定的总能量即用于自身呼吸作用消耗的A1、用于自身生长发育繁殖的能量B1+C1+D1其中C1表示流向分解者,D1表示流向下一营养级,其D1又等于A2+B2+C2+D2,则生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2),所以A正确;由生产者到初级消费者的能量传递效率为D1/W1,所以B错误;初级消费者摄入的能量等于其产生的粪便的量和其同化的量,D1=A2+B2+C2+D2所以C错误;W1=D1+A1+B1+C1,所以D错误。]
9.如图为某湖泊生态系统的生物关系(a~d表示能量数值),下列各项叙述错误的是( )
A.流经该湖泊生态系统的总能量为a
B.图中d包含第二营养级所排粪便中的能量
C.生产者流向初级消费者的能量传递效率为b/a×100%
D.某有毒物质污染湖泊,次级消费者体内积累的有毒物质往往比生产者多
解析:B [流经该湖泊生态系统的总能量是生产者即第一营养级所固定的太阳能总量,其数值为a,A 项正确;图中d表示第二营养级的遗体、残骸中的能量被分解者所利用,第二营养级所排粪便中的能量属于a能量中的一部分,因此不在d所包含的范围内,B项错误;生产者流向初级消费者的能量传递效率=第二营养级的同化量/第一营养级生物所固定的太阳能总量×100%=b/a×100%,C项正确;导致湖泊污染的某有毒物质会通过食物链的各个营养级在生物体内富集,因此次级消费者体内积累的有毒物质往往比生产者多,D项正确。]
1.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大大提高能量的利用率
B.处于稳定的生态系统能量输入与输出相对稳定
C.兔子给分解者的能量包括自身粪便中的能量
D.太阳能只有通过生产者才能输入流动渠道
解析:C [通过对能量的多级利用,大大提高了能量利用率,A正确;生态系统处于稳定时,能量的输入与输出相对稳定,处于动态平衡,B正确;兔子自身粪便中的能量不是兔子的同化量,是上一营养级的同化量,C错误;生态系统的能量主要来源于太阳能,光能自养型生物通过光合作用将光能转化为化学能才能在生态系统中传递,D正确。]
2.在生态系统中,消费者的同化量是指( )
A.消费者摄入食物中的所有能量
B.被消费者消化、吸收的所有有机物中所含有的能量
C.消费者用于生长、发育和繁殖的所有能量
D.消费者通过呼吸作用散失的所有能量
解析:B [消费者摄入食物中的所有能量,并没有都被消费者吸收和利用,还有一部分以粪便的形式排出体外,A错误;被消费者消化、吸收的所有有机物中所含有的能量都被同化到体内,属于消费者同化到体内的能量,B正确;消费者用于生长、发育和繁殖的所有能量属于消费者同化到体内能量的一部分,C错误;消费者通过呼吸作用散失的所有能量属于消费者同化到体内能量的一部分,D错误。]
3.下列有关生态系统能量流动的叙述,不正确的是( )
A.能量沿食物链、食物网流动时逐级递减
B.每个营养级总有部分能量流向分解者
C.生产者的光合作用使能量从无机环境流入群落
D.每个营养级的大部分能量被下一个营养级同化
解析:D [能量沿食物链、食物网流动时逐级递减,A正确;每个营养级总有部分能量流向分解者,B正确;生产者通过光合作用合成有机物,能量就从非生物环境流入生物群落,C正确; 在生态系统中下一个营养级不能得到上一个营养级的全部能量,因为部分能量被分解者利用、各营养级生物体内的部分能量被自身呼吸作用消耗、上一个营养级的部分能量未被下一个营养级利用,营养级之间的传递效率只有10%~20%,D错误。]
4.下表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况,下列有关叙述错误的是( )
项目
摄食量
粪便量
呼吸作用
散失量
能量
[J/(hm2·a)]
1.05×1010
3.50×109
4.55×109
A.田鼠同化的能量中有35%用于其生长发育和繁殖
B.田鼠粪便量属于其同化能量中流向分解者能量的一部分
C.以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为1.4×109 J/(hm2·a)
D.田鼠的上一营养级同化的能量至少为3.5×1010J/(hm2·a)
解析:B [田鼠的同化量=摄食量-粪便量=1.05×1010 J/(hm2·a)-3.50×109 J/(hm2·a)=7.0×109 J/(hm2·a),用于生长发育和繁殖的能量=同化量-呼吸作用散失的能量=7.0×109 J/(hm2·a)-4.55×109 J/(hm2·a)=2.45×109 J/(hm2·a),用于生长发育和繁殖的能量/同化量×100%=2.45×109 J/(hm2·a)÷7.0×109 J/(hm2·a)×100%=35%,A正确;田鼠粪便中的能量属于其上一营养级生物(即生产者)同化能量中流入分解者能量的一部分,B错误;以田鼠为食的天敌最多获得的能量=7.0×109 J/(hm2·a)×20%=1.4×109 J/(hm2·a),C正确;田鼠的上一营养级同化的能量至少为7.0×109 J/(hm2·a)]÷20%=3.5×1010 J/(hm2·a),D正确。]
5.某人工养殖的池塘内有甲、乙、丙三个优势物种。已知甲和乙的种间关系为种间竞争和捕食,丙属于第一营养级。下列相关叙述错误的是( )
A.若乙捕食甲,且甲和乙均捕食丙,则乙应属于第二、第三营养级
B.该池塘生态系统中的生产者除了丙外,还可能有硝化细菌
C.流经该人工池塘生态系统的总能量是丙等生产者固定的太阳能总量
D.若甲是该生态系统内的顶级消费者,则甲同化的能量不会流向其他消费者
解析:C [若乙捕食甲,且甲和乙均捕食丙,丙属于第一营养级,则乙应属于第二、第三营养级,A正确;该生态系统中的生产者除了丙外,还可能有硝化细菌进行化能合成作用,B正确;流经该池塘生态系统的总能量是丙等生产者固定的太阳能总量及人工输入的有机物中的化学能,C错误;若甲是该生态系统内的顶级消费者,则其同化的能量一部分以热能形式散失,其余流向分解者,D正确。]
6.在社会主义新农村建设中,云南某地通过新建沼气池和植树造林,构建了新型农业生态系统(如图所示)。下列有关叙述中,不正确的是( )
A.该生态系统中,处于第二营养级的生物有人和家禽、家畜
B.该生态系统的建立,提高了各营养级间的能量传递效率
C.该生态系统中,人的作用非常关键,植物是主要成分
D.沼气池的建造,提高了该生态系统能量的利用率
解析:B [该生态系统中,人和家禽、家畜以农作物为食,处于第二营养级,A项正确;该生态系统的建立,提高了能量利用率,但不能提高各营养级间的能量传递效率,B项错误;该生态系统中,人的作用非常关键,植物(生产者)是主要成分,C项正确;沼气池的建造,提高了该生态系统能量的利用率,D项正确。]
7.在一定时间内,某生态系统中全部生产者固定的能量值为a,全部消费者所获得的能量值为b,全部分解者所获得的能量值为c,则a、b、c之间的关系为( )
A.c=a> b B.a=b+c
C.a<b+c D.a>b+c
解析:D [根据能量流动的过程和特点可知,某自然生态系统中全部生产者固定的能量值为a,全部消费者所利用的能量值为b,全部分解者所利用的能量总值为c,由于被生产者呼吸作用消耗的能量和储存在生产者体内的能量等也来自于a,所以a>b+c,D正确。]
8.多营养层次综合水产养殖法(IMTA)是一种全新的养殖方式。例如在加拿大的芬迪湾,人们用网笼养殖鲑鱼,鲑鱼的排泄物顺水而下,为贝类和海带提供养料。下列与之相关的说法中错误的是( )
A.海带是该生态系统组成成分中的生产者
B.IMTA的实施提高了能量的传递效率,使人类获得了更多的产品
C.鲑鱼排泄物中所含的能量,不属于鲑鱼传递给下一营养级的能量
D.IMTA有利于该生态系统的物质循环再生
解析:B [根据题意分析可知,贝类分解鲑鱼的排泄物,属于分解者,分解后产生的无机盐被海带利用,海带属于生产者,A正确;IMTA的实施提高了能量的利用率,但不能提高能量的传递效率,B错误;鲑鱼排泄物中所含的能量,被分解者利用,因此不属于鲑鱼传递给下一营养级的能量,C正确;根据题意分析可知,IMTA有利于该生态系统的物质循环再生,D正确。]
9.杜鹃又叫布谷鸟,一般栖于森林上层,是捕捉松毛虫的能手。如图是杜鹃丰富的某人工林的能量流动图解,N1~N8表示能量数值,据图回答下列问题:
(1)森林中的杜鹃以松毛虫为食,所以人们又称它是“森林卫士”,据此判断杜鹃属于第 ________ 营养级,所谓营养级是指________________________________________________。
(2)N6 ________ (填“是”或“不是”)由初级消费者流向蜣螂的能量,其中初级消费者用于自身生长、发育和繁殖的能量为 ________ (用图中字母表示)。能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为 ________ (用图中字母表示)。
(3)②③④过程实现的意义为___________________________________。
解析:(1)处于食物链某一环节上的所有生物的总和(生物位于食物链上的某一位置)称为一个营养级;森林中的杜鹃以松毛虫为食,可构成的食物链为植物(松树)→松毛虫→杜鹃,故杜鹃属于第三营养级。
(2)N6是蜣螂从初级消费者粪便中获得的能量,不属于初级消费者同化的能量;N5有两个去向,其中之一是用于初级消费者的生长、发育和繁殖,初级消费者的同化量为N5,其中一部分通过呼吸—热能散失,故初级消费者用于自身生长、发育和繁殖的能量为N5—N8;能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率=N5/N2×100%;
(3)②③④过程通过设计人工生态系统,可使能量得到最有效的利用(实现能量的多级利用,提高能量的利用率)。
答案:(1)三 处于食物链某一环节上的所有生物的总和(生物位于食物链上的某一位置) (2)不是 N5—N8 (N5/N2)×100% (3)设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用(实现能量的多级利用,提高能量的利用率)
能量传递效率的计算
(不定项)如图是能量流经某生态系统第二营养级的示意图[单位:J/(cm2·a)],其中 A 表示该营养级能量的摄入量,据图分析,有关说法正确的是( )
A.该生态系统第一营养级同化的能量至少为400 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不能计算
D.该生态系统第三营养级同化的能量是15 J/(cm2·a)
解析:AC [据图分析可知,第二营养级的摄入量A是100 J/(cm2·a),其中20 J/(cm2·a)以粪便的形式流向分解者,所以第二营养级的同化量是B,即80 J/(cm2·a)。能量在两个营养级之间的传递效率是10%~20%,故第一营养级同化的能量至少为400 J/(cm2·a),A正确;第二营养级的同化量中有50 J/(cm2·a)用于呼吸散失,剩下的30 J/(cm2·a)用于自身生长、发育和繁殖,B错误;图中的15 J/(cm2·a)是第三营养级的摄入量,因为不知道第三营养级的同化量,所以不能计算出第二和第三营养级之间的能量传递效率,C正确,D错误。]
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