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小测卷(四十二) 生态系统的结构与能量流动
1.解析:选A。
玉米生长过程中,通过细胞呼吸消耗的一部分能量并未储存在饲料中,因此导致饲料中玉米的质量不能全部转化为畜禽增长的质量,A错误;投喂饲料时,部分饲料并未被畜禽全部摄入体内,也会导致饲料中玉米的质量不能全部转化为畜禽增长的质量,B正确;由于同化量=摄入量-粪便中的能量,因此畜禽摄入的食物中,有一部分以粪便形式排出体外,导致饲料中玉米的质量不能全部转化为畜禽增长的质量,C正确;畜禽同化的能量有一部分通过呼吸作用散失,使其同化的能量不能全部用于生长、发育和繁殖,导致饲料中玉米的质量不能全部转化为畜禽增长的质量,D正确。
2.解析:选B。
营养级是指处于食物链同一环节上所有生物物种的总和,A错误;通过发现概率可以估算红喉雉鹑在不同植被类型中种群密度的相对大小,发现概率越大,种群密度越大,B正确;变异是不定向的,C错误;红喉雉鹑在不同植被类型中发现概率不同不能体现群落的水平结构,D错误。
3.解析:选A。
根据题干中生物间的食物关系,题述生物形成的食物链有小球藻→水蚤→河虾→鱼甲,小球藻→水蚤→河虾→鱼乙→鱼甲,小球藻→水蚤→鱼乙→鱼甲,小球藻→河虾→鱼甲,小球藻→河虾→鱼乙→鱼甲,共5条,A错误;根据A项分析,该食物网的不同食物链中占据第三营养级的生物有河虾、鱼乙、鱼甲,B正确;鱼甲是最高营养级的生物,会出现重金属富集现象,所以人类活动向环境中排放的铅、镉等重金属会在鱼甲体内富集,C正确;鱼乙可以以河虾为食,同时二者都以水蚤为食,所以二者间的关系是捕食和种间竞争,D正确。
4.解析:选C。
能量流动是从甲(生产者)固定太阳能开始的,流入该生态系统的总能量为175+200+875=1 250(kJ),A正确;从乙到丙的能量传递效率=30/200×100%=15%,B正确;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;食物链的营养关系是长期自然选择的结果,一般不可逆转,因此能量流动是单向的,D正确。
5.解析:选A。
分析题图可知,由丙到庚有2条食物链。经食物链甲或乙→丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5 kJ,则需要丙提供能量0.5÷(10%)3=500(kJ);经食物链甲或乙→丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5 kJ,则需要丙提供能量0.5÷(10%)2=50(kJ),即丙需要提供能量500+50=550(kJ)的能量,A符合题意。
6.解析:选B。
图中种群Ⅱ同化的能量最多,其次是种群Ⅰ,最少的是种群Ⅲ,所以三个种群组成的食物链是Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ,A错误;能量在不同营养级之间以有机物为载体进行流动,B正确;第二营养级到第三营养级的能量传递效率为3.0×106 ÷(15.0×106)×100%=20%,C错误;种群Ⅱ全部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,题中无法获知流向分解者的能量,故呼吸作用消耗的能量和流向分解者的能量为111.0×106 -41.5×106-15.0×106=5.45×107 (kJ),即种群Ⅱ全部生物呼吸消耗的能量少于5.45×107 kJ,D错误。
7.解析:选C。
生态系统的组成成分包括生物成分(生产者、消费者和分解者)和非生物成分(非生物的物质和能量)。分析可知,微塑料应属于生态系统组成成分中的非生物的物质和能量,A正确。由图可知,微塑料能吸附在植物根部,这可能会抑制根系对土壤中水和无机盐的吸收,B正确。据题干信息可知,微塑料会对土壤中多种生物造成毒害。因此,微塑料可能会改变土壤中生物群落的物种丰富度,C错误。我们在日常生活中应该减少塑料的使用,这有利于降低微塑料污染,D正确。
8.解析:选D。
粪蝇能加速粪便的分解,成体可以寄生在昆虫上,因此属于生态系统成分中的分解者和消费者,A正确;由图2可知,白鹡鸰捕食体长适中的粪蝇使其在单位时间获得的能量最多,B正确;长度较长的粪蝇可能因为活动能力较强,导致白鹡鸰捕获消耗的能量较多,因而被捕获的少,C正确;由图中数据可知,白鹡鸰偏好捕食体长适中的粪蝇,因为其单位时间内能为白鹡鸰提供较多的能量,D错误。
9.解析:选D。
海洋生态系统的生物量金字塔是倒置的,A错误;能量金字塔反应的是生产者和消费之间的关系,图1中的Ⅳ为消费者,B错误;能量传递效率是指营养级之间的传递效率,B没有包含该营养级的所有生物,C错误;图2中若猫头鹰的能量来源均等,其增重3 kg至少消耗A为1.5÷(20%)2+1.5÷(20%)3=225(kg),D正确。
10.解析:选C。
a1和a2表示生产者与初级消费者的呼吸量,主要以热能的形式散失,A正确;生产者的同化量为a1+b1+c1+d1,初级消费者的同化量=b1-粪便量,故两个营养级之间的传递效率为(b1-粪便量)/(a1+b1+c1+d1)×100%,B正确;初级消费者的粪便量属于生产者所固定能量中b1的一部分,C错误;由于生态系统能量传递过程中,具有逐级递减的特点,所以一般来说,生产者的生物量通常大于初级消费者的生物量,D正确。
11.解析:选D。
生态系统的结构包括生态系统的组成成分(非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者)和营养结构(食物链和食物网),A正确。该生态系统需要得到系统外的能量补充,以便维持生态系统的正常功能;能量在食物链和食物网中单向流动、逐级递减,B正确。图示中小型鱼、虾类流向食鱼性鱼类的能量传递效率是3.571÷294.8×100%≈1.2%,小型鱼、虾类中的能量流向还包括人类的捕捞活动,因此捕捞导致小型鱼、虾类流向食鱼性鱼类的能量传递效率不符合10%~20%,C正确。浮游动物产生的粪便中的能量属于其上一营养级流向分解者的能量,D错误。
12.解析:选A。
图中的数据为生物量,并非能量,所以无法计算能量传递效率,A错误;图中金字塔中所有的生物构成了食物网,包括生产者和消费者,无分解者,无法构成群落,B正确;同一种生物在不同食物链中的地位可能不同,所以可能出现在不同的层次中,C正确;湖泊中不同生物在长期进化的过程中形成了不同的生态位,D正确。
13.解析:(1)生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者,柏桉藻属于植物,能进行光合作用,生产者通过光合作用将太阳能固定在它们制造的有机物中,将太阳能转化成化学能,从而可以被生物所利用,因此是生态系统的基石。(2)①由图2可知,与无水虱组相比,有水虱的本地藻甲、乙重量增加值比柏桉藻重量增加值要低,甚至本地藻丙重量增加值为负值,说明本地藻丙不但没有增加,反而减少了,故与无水虱组相比,在有水虱的水箱中,柏桉藻重量增加值明显提高,而本地藻的变化则相反。②在有水虱的两组中,大部分水虱附着在柏桉藻上,说明水虱更喜爱柏桉藻,体现了水虱对所栖息的海藻种类具有选择性或偏好性。(3)本实验研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响,实验的自变量为海藻的种类,因变量为水虱的生存率,故实验的对照组应不放海藻,直接放入隆头鱼和水虱,观察统计水虱的生存率。(4)物种成功入侵的原因可大致归为食物、空间资源充足,天敌少,物种之间竞争弱。由于柏桉藻含有一种引起动物不适的化学物质,则隆头鱼对附着在柏桉藻上的水虱捕食少,导致水虱数量增多,又因为水虱更喜欢取食本地藻,导致本地藻的数量减少,从而为柏桉藻获得了种间竞争优势,最终柏桉藻入侵成功。
答案:(1)通过光合作用,将太阳能固定在它们制造的有机物中,将太阳能转化成化学能,从而可以被生物所利用(或将无机物转变为有机物,太阳能转化为化学能) (2)①柏桉藻重量增加值明显提高,而本地藻的变化则相反 ②选择性(或偏好性) (3)隆头鱼和水虱 (4)柏桉藻含有引起动物不适的化学物质,能为水虱提供庇护场所,有利于水虱种群扩大;水虱偏好取食本地藻,有助于柏桉藻获得种间竞争优势
14.解析:(1)群落的季节性是指群落的外貌和结构随阳光、温度、水分等的季节变化而发生规律性的变化。因此该人工林区生物群落的季节性体现在群落的外貌和结构发生了规律性变化,其影响因素主要有阳光、温度、水分等。(2)能量流动具有逐级递减的特点,营养级越高,能量越少,再结合表格可知,由甲、乙和丙构成的食物链可表示为甲→乙→丙。c=3.3×106+2.47×107-4.8×106=2.32×107(kJ·m-2·a-1),由第二营养级到第三营养级的能量传递效率为(2.32×107)/(7.36×108)×100%≈3.15%。能量传递效率=某一营养级同化量/上一营养级同化量×100%,而乙和丙两种生物并不是相应营养级的全部生物,两种生物之间的能量传递效率不一定在10%~20%之间,因此这个数值不在10%~20%范围内也是合理的。(3)已知表中甲营养级生物呼吸消耗的能量占其同化量的20%,即甲营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量占其同化量的80%,因此甲营养级的GP值为2×1011÷80%=2.5×1011(kJ·m-2·a-1)。(4)食物链和食物网是能量流动的渠道,而捕食关系是单向的,能量只能由被捕食者流向捕食者,故能量单向流动;生态系统的能量主要通过光合作用以光能形式输入,以热能形式散失,热能不能再利用,故能量不循环。
答案:(1)外貌和结构 阳光、温度和水分 (2)甲→乙→丙 3.15% 乙和丙两种生物并不是相应营养级的全部生物,两种生物之间的能量传递效率不一定在10%~20%之间 (3)2.5×1011 (4)捕食关系是单向的,能量只能由被捕食者流向捕食者;生态系统的能量主要以光能形式输入,以热能形式散失,热能不能再利用
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小测卷(四十二) 生态系统的结构与能量流动
【选择题】每小题5分
1.在畜禽养殖业中,料肉比是指动物增重1 kg所消耗的饲料质量,比如猪、牛和羊以玉米种子和秸秆做成的饲料为食物,其料肉比为2∶1~3∶1。下列关于饲料中玉米的质量不能全部转化为畜禽增长质量的原因,分析错误的是( )
A.玉米生长过程中,通过细胞呼吸消耗一部分能量
B.投喂饲料时,部分饲料并未被畜禽全部摄入体内
C.畜禽摄入的食物中,有一部分以粪便形式排出体外
D.畜禽生命活动过程中,通过细胞呼吸消耗一部分能量
2.红喉雉鹑白天在森林线附近的空旷地区以植物根、茎为食,它们的羽色和周围环境一致,形成了很好的保护色,性情胆怯怕人,休息时多躲避在灌丛中,晚上在较大的灌木上栖息。研究人员在种群调查中发现其在不同植被类型中的发现概率如图,下列叙述正确的是( )
A.营养级是指食物链中所有的生物,红喉雉鹑是生态系统中的第二个营养级
B.通过发现概率可以估算红喉雉鹑在不同植被类型中种群密度的相对大小
C.红喉雉鹑的生活习性是定向变异和长期自然选择的结果
D.红喉雉鹑在不同植被类型中发现概率不同体现了群落的水平结构
3.研究小组从某湖泊中选取了四种不同的生物,并对其消化道内的食物组成进行了分析。结果为鱼甲消化道内有鱼乙、河虾;河虾消化道内有水蚤、小球藻;鱼乙消化道内有水蚤、河虾;水蚤消化道内有小球藻。下列说法错误的是( )
A.上述生物形成的食物网中共有4条食物链
B.在该食物网的不同食物链中占据第三营养级的生物有河虾、鱼乙、鱼甲
C.人类活动向环境中排放的铅、镉等重金属会在鱼甲体内富集
D.鱼乙与河虾二者间的关系是捕食和种间竞争
4.如图为某生态系统中能量传递示意图(单位:kJ)。下列叙述错误的是( )
A.能量流动是从甲固定太阳能开始的,流入该生态系统的总能量为1 250 kJ
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转,这决定了能量流动的单向性
5.有一食物网如图所示,如果能量传递效率为10%,各条食物链传递到庚的能量相等,则庚增加1 kJ的能量,丙需要提供多少能量( )
A.550 kJ B.500 kJ C.400 kJ D.75 kJ
6.如图是某生态系统一条食物链中的三个种群一年内能量流动统计的部分数据。下列有关叙述正确的是( )
A.三个种群组成的食物链是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ
B.不同营养级之间的能量流动以有机物为载体
C.第二营养级到第三营养级的能量传递效率为14%
D.种群Ⅱ全部生物呼吸消耗的能量为5.45×107 kJ
7.日常生活中的塑料可在自然环境中被分解成直径小于5 mm的颗粒,称为微塑料。微塑料是一种化学性质稳定且较难分解的有机化合物。进入土壤的微塑料会随着自然条件或人类活动而发生迁移,过程如图。已知微塑料可成为致病菌等有害微生物的载体,从而对土壤中多种生物造成毒害。下列叙述错误的是( )
A.微塑料在生态系统的组成成分中属于非生物的物质和能量
B.吸附在植物根部的微塑料可能抑制根系对土壤中水和无机盐的吸收
C.微塑料不会改变土壤中生物群落的物种丰富度
D.生活中应减少塑料的使用,这有利于降低微塑料污染
8.粪蝇在牛粪中生活和繁育,能加速粪便的分解,成体可以寄生在昆虫上。为研究捕食者对猎物的捕食偏好,生态学家观测了白鹡鸰对粪蝇的捕食行为,结果如下图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.粪蝇属于生态系统成分中的分解者和消费者
B.白鹡鸰捕食体长适中的粪蝇使其在单位时间获得的能量最多
C.长度较长的粪蝇可能因为活动能力较强而被白鹡鸰捕获的少
D.白鹡鸰偏好捕食体长较大的粪蝇,因为其能为白鹡鸰提供较多的能量
9.某海洋生态系统的能量金字塔如图1,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级,E1、E2代表能量的形式,某森林生态系统食物网的图解如图2。据图分析能得出的结论正确的是( )
A.图1还可以表示为生态系统的生物量金字塔
B.图1中的Ⅳ为分解者,能够利用各营养级传递来的能量
C.图2中B的同化量与A的同化量的比值,一般为10%~20%
D.图2中若猫头鹰的能量来源均等,其增重3 kg至少消耗A为225 kg
10.如图表示某生态系统中生产者和初级消费者的能量流动示意图(d表示该营养级未被利用的能量)。下列叙述错误的是( )
A.a1和a2表示生产者与初级消费者的呼吸量,主要以热能的形式散失
B.两个营养级间的能量传递效率为(b1-粪便量)/(a1+b1+c1+d1)×100%
C.初级消费者的粪便量属于生产者所固定能量中d1的一部分
D.一般来说,生产者的生物量通常大于初级消费者的生物量
11.长江口生态系统结构复杂,是许多水生生物种群繁殖、育幼和栖息的场所,渔业资源丰富。下图表示长江口生态系统各营养级间的能量流动关系(单位:kJ·km-2·a-1)。下列叙述错误的是( )
A.该生态系统的结构由生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量、食物链、食物网组成
B.该生态系统需要得到系统外的能量补充,能量在食物链中单向流动、逐级递减
C.捕捞导致小型鱼、虾类流向食鱼性鱼类的能量传递效率不符合10%~20%
D.图中浮游动物流向分解者的能量包括遗体残骸和其产生的粪便中的能量
12.下图表示的是某湖泊中的生物量金字塔。下列相关说法错误的是( )
A.第三营养级到第四营养级的能量传递效率约为13.6%
B.金字塔中所有生物无法构成该湖泊的群落
C.一些生物可能出现在不同的层次中
D.湖泊中不同生物的生态位不同,是长期进化的结果
【非选择题】
13.(10分)某水域生活着多种海藻和以藻类为食的一种水虱,以及水虱的天敌隆头鱼。柏桉藻在20世纪末被引入,目前已在该水域广泛分布,数量巨大,表现出明显的优势。为探究柏桉藻成功入侵的原因,研究者进行了系列实验。
(1)在生态系统中,柏桉藻作为生产者的作用是___________________________________。(2分)
(2)用三组水箱模拟该水域的环境。水箱中均放入柏桉藻和甲、乙、丙3种本地藻各0.5 g,用纱网分区(见图1);三组水箱中分别放入0、4、8只水虱。10天后对海藻称重,结果如图2,同时记录水虱的分布。(4分)
①图2结果说明水虱对本地藻有更强的取食作用,作出判断的依据是:与无水虱组相比,在有水虱的水箱中,___________________________________________。
②水虱分布情况记录结果显示,在有水虱的两组中,大部分水虱附着在柏桉藻上,说明水虱对所栖息的海藻种类具有______________。
(3)为研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响,在盛有等量海水的水箱中分别放入相应的实验材料,一段时间后检测,结果如图3(甲、乙、丙为上述本地藻)。该实验的对照组放入的有______________________________。(2分)
(4)研究发现,柏桉藻含有一种引起动物不适的化学物质,若隆头鱼吞食水虱时误吞柏桉藻,会将两者吐出。请综合上述研究结果,阐明柏桉藻成功入侵的原因。________________________________________________________________________。(2分)
14.(15分)科研人员对北方某人工林区生物群落的季节动态进行调查研究,并对该林区一个由甲、乙、丙3个物种组成的食物链进行能量流动分析,结果如下表。表中GP表示生物体同化量,NP表示生物体用于自身生长、发育和繁殖的能量,R表示呼吸消耗的能量(单位:kJ·m-2·a-1)。
物种
未利用
GP
NP
R
人工输入
甲
1×1011
a
2×1011
b
0
乙
2×105
7.36×108
2.5×107
7.11×108
1.7×107
丙
-
c
3.3×106
2.47×107
4.8×106
(1)该人工林区生物群落的季节性体现在群落的__________________发生了规律性变化,其影响因素主要有__________________________等(答出两点即可)。(4分)
(2)据表分析,由甲、乙和丙构成的食物链可表示为____________。由第二营养级到第三营养级的能量传递效率为____________(保留小数点后两位),若这个数值不在10%~20%范围内也是合理的,理由是_________________________________。(6分)
(3)已知表中甲营养级生物呼吸消耗的能量占其同化量的20%,则甲营养级的GP值为______kJ·m-2·a-1。(3分)
(4)在生态系统中,能量单向流动、不循环的原因是__________________________。(2分)
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