1、课时分层作业 三十四 生态系统的能量流动和物质循环(30分钟100分)一、选择题(共8小题，每小题5分，共40分)1.下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述，正确的是()A.作为肥料的粪便中的能量可以流向植物，从而实现对能量的多级利用B.一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中有10%20%的能量流入狼体内C.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的D.食物链中，生物所处的营养级越高，其数量一定越少【解析】选C。使用粪便作肥料，因为粪便中含有无机盐和有机物，粪便中的有机物被分解者分解产生的无机物及粪便中的无机盐可被植物吸收利用，从而实现对物质的循环利用，该过程中植物并没有获得粪便
2、中的能量，A项错误；一只狼捕食了一只兔子，这只兔子不能代表一个营养级的所有生物，这只狼也不能代表下一营养级的所有生物，所以二者的能量传递效率不满足10%20%，B项错误；碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，C项正确；一般情况下，食物链中，生物所处的营养级越高，其数量越少，但也有特殊情况，如虫吃树叶，但虫的数量多于树，D项错误。2.(2018哈尔滨模拟)如图为桑基鱼塘农业生态系统的能量流动图解，据图分析，错误的是()A.图中用于桑树生长发育、繁殖的能量是CB.图中未利用的能量是指蚕粪便中的能量C.能量传递效率可以用(E+F+G+H)/A表示D.桑树的总光合作用可以用B+C
3、表示【解析】选B。B表示桑树的呼吸作用消耗的能量，C表示用于桑树生长、发育和繁殖的能量，F表示未利用的能量，G表示流向分解者的能量，H表示流向下一营养级的能量。桑树的总光合作用是B+C，能量传递效率可以用(E+F+G+H)/A表示。未利用的能量是指既没有流向分解者，也没有流向下一营养级和用于呼吸作用的能量。【加固训练】某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是()A.生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1C.流入初级消费者的能量可表示为(A2+B2+C2)D.图解
4、表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减【解析】选C。生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+D1)，A1表示呼吸作用消耗的能量，B1表示未被利用的能量，C1表示流向分解者的能量，而D1=A2+B2+C2+D2，是流入下一营养级的能量，A正确。由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/(A1+B1+C1+D1)=D1/W1，B正确。流入初级消费者的能量为D1=(A2+B2+C2+D2)，C错误。图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，单向流动表示沿着食物链向高营养级传递，而不能倒过来流动。逐级递减表示前一营养级所同化的能量只有10%20%能够流到下一营养级，D正确。3.如图为碳循环
5、的部分示意图，下列说法正确的是()A.碳循环是指CO2在生物圈的循环过程B.伴随A过程的进行，能量输入生物群落中C.B过程只代表生物的呼吸作用D.能完成该循环的生物一定含有叶绿体和线粒体【解析】选B。碳循环是指碳元素在生物圈的循环，A错误；图中A过程为光合作用或化能合成作用，伴随A过程的进行，能量输入生物群落中，B正确；B过程包括动植物的呼吸作用、分解者的分解作用和化石燃料的燃烧等，C错误；原核生物无叶绿体和线粒体，也可完成该循环，D错误。4.(2018芜湖模拟)如图为草原生态系统的能量流动图解模型，A、B、C分别表示流入各营养级生物的能量，D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育、繁殖的
6、能量，G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列说法中正确的是()导学号14120448A.图中A=D，B=E，C=FB.K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量C.食物链中能量最少的是分解者所处的营养级D.第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是E/D【解析】选B。题图中AD，BE，CF，A项错误；狼的粪便中的能量属于兔子同化能量的一部分，K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量，B项正确；食物链中能量最少的是狼所处的营养级，C项错误；第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是B/A，D项错误。5.图为现代版“桑基鱼塘”农业生态系统的能量流动和物质循环模
7、式图，据图分析正确的是()A.“桑”不属于能量流动过程B.模式图中不应有“池塘”的箭头C.图中可产生CO2的生物包括生产者、消费者D.该生态农业促进了能量流动和物质循环【解析】选D。“桑”代表该生态系统能量的输入，属于能量流动过程，A错误；该池塘水体中还有其他的生产者，模式图中应有“池塘”的箭头，B错误；生产者、消费者、分解者均可产生CO2，C错误；该生态农业促进了物质循环和能量流动，提高了能量的利用率，D正确。6.深海热泉生态系统中存在硫细菌，该细菌能利用氧化硫化物释放的能量将二氧化碳合成有机物。生活中热泉附近的生物直接或间接地以硫细菌为食。下列相关叙述正确的是()A.硫细菌是生产者，处于食
8、物链最高营养级B.直接或间接以硫细菌为食的生物都属于分解者C.能量能随着硫元素的循环而被生态系统循环利用D.该生态系统具有物质循环、能量流动和信息传递的功能【解析】选D。生产者处于食物链最低的营养级，A错误；直接或间接以硫细菌为食的生物属于消费者，B错误；能量不能被生态系统循环利用，C错误；生态系统具有物质循环、能量流动和信息传递的功能，D正确。7.(2016天津高考)在丝瓜地生态系统中，丝瓜、昆虫甲、昆虫乙存在捕食关系。如图为某年度调查甲、乙两种昆虫种群数量变化的结果。下列叙述正确的是导学号14120449()A.该丝瓜地的碳循环在丝瓜、昆虫与无机环境之间完成B.依据随机取样原则统计成虫数量
9、可计算出昆虫种群密度C.乙与甲的数量比值代表两种昆虫间的能量传递效率D.乙数量的增加会减少甲种群对丝瓜的摄食量【解题指南】解答本题的关键有三点：(1)理解生态系统的物质循环的含义及能量传递效率的计算方法。(2)明确种群的概念与统计种群密度的方法。(3)掌握捕食关系中捕食者与被捕食者的判断方法。【解析】选D。本题主要考查种群的特征、生态系统的结构和功能。A项，在生态系统中，碳元素在生物群落与无机环境之间进行循环，丝瓜地中的丝瓜和昆虫不能代表该生态系统的生物群落，故错误。B项，种群密度是指种群在单位面积或单位体积中的个体数量，包括该种群的全部个体，而不只是成年个体，需要统计昆虫的所有个体数量，故错
10、误。C项，能量传递效率是指相邻两个营养级同化量的比值，而不是相邻两个营养级个体数量的比值，故错误。D项，丝瓜为绿色植物，属于生产者，依据“先增加先减少的为被捕食者，后增加后减少的为捕食者”，可以判定昆虫甲为昆虫乙的食物，相关食物链为丝瓜甲乙，乙种群数量的增加会导致甲种群数量减少，甲种群对丝瓜的摄食量也会减少，故正确。【易错提醒】(1)生态系统的物质循环发生在生物群落与无机环境之间，不要忽视分解者的作用。(2)种群是指一定自然区域内所有同种生物个体的总和，不要认为只有成年个体。(3)能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，不要认为是相邻两个营养级之间个体数量的比值。8.在某水生生态系统中
11、，分布有水鸟、藻类、芦苇等动植物，某些水鸟具有秋季迁徙的习性。下列叙述错误的是()A.该水生生态系统的物种数量随季节而发生变化B.减少芦苇和藻类后，输入该水生生态系统的能量维持不变C.藻类和芦苇等生产者固定的能量是流经该生态系统的总能量D.该水生生态系统动植物残体被微生物分解后可产生含氮化合物【解析】选B。本题主要考查生态系统中能量沿食物链和食物网流动的相关知识。A项中，该水生生态系统某些水鸟具有秋季迁徙的习性，直接影响物种的数量，故A项正确。B项中，芦苇和藻类为该生态系统的生产者，减少芦苇和藻类后，输入该水生生态系统的能量减少，故B项错。C项中，藻类和芦苇等生产者固定的能量就是流经该生态系统
12、的总能量，故C项正确。D项中，该水生生态系统中动植物残体含有蛋白质、核酸等含氮成分，被微生物分解后可产生含氮化合物，故D项正确。二、非选择题(共2小题，共30分)9.(14分)(2018宜春模拟)卷叶螟和褐飞虱是南方水稻田中的两种主要害虫，狼蛛是这两种害虫的天敌。回答下列问题：(1)稻田中，卷叶螟和褐飞虱所处的营养级_(填“相同”或“不相同”)，它们之间的种间关系是_。若卷叶螟种群数量减少，短时间内会导致褐飞虱种群数量下降，原因是_。(2)流入卷叶螟的总能量远小于水稻固定的总能量，是因为水稻固定的总能量除流向卷叶螟外，还有流向分解者和未被利用，以及_、_。(3)在生态系统中，氮元素可在_与无机
13、环境之间不断循环，但还需要往稻田中不断地施加氮肥，原因是_。【解析】(1)稻田中，卷叶螟和褐飞虱所处的营养级相同，都是稻田的害虫，种间关系是竞争。若卷叶螟种群数量减少，短时间内会导致褐飞虱种群数量下降，原因是狼蛛会大量捕食褐飞虱。(2)流入卷叶螟的总能量远小于水稻固定的总能量，是因为水稻固定的总能量除流向卷叶螟外，还有流向分解者和未被利用，以及自身呼吸作用散失、流向褐飞虱的能量，能量流动的特点是单向流动、逐级递减。(3)在生态系统中，氮元素可在生物群落与无机环境之间不断循环，但还需要往稻田中不断地施加氮肥，原因是稻田中农产品不断地输出使一部分氮元素不能返回稻田。答案：(1)相同竞争狼蛛会大量捕
14、食褐飞虱(2)自身呼吸作用散失流向褐飞虱(3)生物群落稻田中农产品不断地输出使一部分氮元素不能返回稻田10.(16分)(2018大连模拟)如图为某生态系统中能量流经初级消费者的示意图，括号中的数值表示能量，据图回答下列问题。导学号14120450(1)该生态系统中，初级消费者属于第_营养级，图中所含成分不能组成完整的食物链，原因是_。(2)A表示初级消费者的_，B表示初级消费者_。A中的能量除了B外，还有一部分用于_。(3)从图中可以看出，初级消费者的能量不能百分百地流入次级消费者体内，这体现了能量流动具有_的特点，除此之外，能量流动还具有_的特点。【解析】本题考查生态系统的能量流动。解答本题
15、的关键是明确消费者能量的摄入量，同化量，用于生长、发育、繁殖的能量，流向分解者的能量之间的关系。(1)初级消费者属于第二营养级，图中所含成分包括消费者和分解者，完整的食物链必须包含生产者和消费者，据图不能确定次级消费者是否为最高营养级。(2)初级消费者的摄入量减去其粪便中所含能量即为A，表示初级消费者的同化量，B表示初级消费者用于自身生长、发育、繁殖的能量。A中的能量除了B外，还有一部分在呼吸作用中散失。(3)初级消费者的能量不能百分百地流入次级消费者体内，这体现了能量流动具有逐级递减的特点，除此之外，能量流动还具有单向流动的特点。答案：(1)二缺少生产者，且不能确定次级消费者是否为最高营养级
16、(2)同化量用于生长、发育、繁殖的能量自身呼吸(3)逐级递减单向流动(单向性)1.(5分)如图表示在一个生态系统中，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()导学号14120451A.之和为输入该生态系统的全部能量B.植食动物粪便中的能量包含在中C.之和为流向分解者的能量D.占的百分比为能量传递效率【解析】选B。输入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，一部分用于生产者呼吸消耗，一部分储存在生产者体内的有机物中；植食动物粪便中的能量属于植物同化量的一部分，并未被植食动物同化；表示植食动物呼吸消耗的能量，并没有流向分解者；能量传递效率为相邻两营养级间同化量的比值，植
17、物同化量未知。2.(5分)如图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。下列叙述正确的是导学号14120452()A.X和Y代表的生物可分别为乳酸菌和酵母菌B.甲图的a和b将含碳有机物分解为CO2C.大气中的CO2在甲图的c、d处合成有机物D.该生态系统的物质和能量都能循环利用【解析】选B。题图所示，X、Y分别代表绿色植物和腐生细菌，A错误；含碳有机物分解为CO2的场所是细胞质基质和线粒体，即a和b，B正确；植物细胞中将CO2和H2O合成有机物的场所是叶绿体，而对CO2的利用是在叶绿体基质，即c处，C错误；生态系统中的物质可循环利用，但能量流动是单向的，D错误。3.(10
18、分)(2018江西联考)如图表示某湖泊生态系统的能量流动(单位：kJm-2a-1)。请回答下列问题：(1)分析图中数据可知，植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量占其同化量的_，能量由第一营养级向第二营养级传递的效率是_。(精确到小数点后两位)(2)该湖泊中的鱼类生活在不同的水层，从生物进化的角度分析，鱼类的分层现象是长期_的结果。(3)长期富营养化会导致部分沉水植物死亡，使生态系统的_稳定性降低，原因是_。(4)一般情况下，生态系统的食物链不会很长，从能量流动的角度分析，其原因是_。【解析】(1)植食性动物的同化量为30 244-13 563-14 290=2 391(kJm-2a-1)，
19、用于自身生长、发育和繁殖的能量为2 391-1 467=924(kJm-2a-1)，占其同化量的比例为924/2 39138.64%，能量由第一营养级向第二营养级传递的效率是2 391/30 2447.91%。(2)从生物进化的角度分析，鱼类的分层现象是长期自然选择(共同进化)的结果，减轻了不同鱼类之间的竞争压力，使空间资源得到充分利用。(3)部分沉水植物死亡，使生态系统的营养结构变得简单，自我调节能力降低，使生态系统的抵抗力稳定性降低。(4)能量沿食物链流动的过程中是逐级递减的，营养级越高的生物，获得的能量越少。答案：(1)38.64%7.91%(2)自然选择(共同进化)(3)抵抗力营养结构
20、变简单，自我调节能力降低(4)能量沿食物链流动的过程中是逐级递减的4.(10分)研究发现，每升天然水中含0.01 mg汞或者 0.1 mg 的杀虫剂，就会对人体造成危害。某研究小组开展了某湖泊中环境问题的研究，他们首先选取了该湖泊中5种不同的生物A、B、C、D、E，并对其进行消化道内食物组成的分析；然后又请当地湖泊研究所的专家对这5种生物体内2种污染物的含量进行了测定，结果如表所示。分析回答：导学号14120453生物种类消化道内食物组成千克体重污染物含量(mg)汞某种杀虫剂A鱼(甲)鱼(乙)7896B河蚌水蚤，小球藻2557C小球藻/35D鱼(乙)水蚤1031E水蚤小球藻515(1)画出表中
21、生物可能形成的食物链(网)。河蚌(B)和水蚤(E)的关系是_。(2)若C中的能量不变，将B的食物比例由CE=11调整为21，能量传递效率按10%计算，则该生态系统传递给B的能量是原来的_倍。(3)分析上表，你认为这一湖泊面临的主要环境问题是什么？_。针对这一问题，你将提出怎样的保护措施或改善建议？_。(4)如图为该湖泊生态系统参与碳循环的示意图，甲、乙、丙、丁代表生态系统的4种成分，代表的生理过程主要是_，丙在该生态系统中所属的成分为_。【解析】(1)先确定小球藻为生产者，再根据消化道中的食物组成确定消费者的类型(初级，次级)，最后写出具体的食物链(网)。(2)B的食物比例为CE=11时，设B
22、中的能量为x，则需要C的能量为(1/2)x10%+(1/2)x10%10%=55x；B的食物比例为CE=21时，设B中的能量为y，则需要C的能量为(2/3)y10%+(1/3)y10%10%=40y；据题意C中的能量不变，则55x=40y，y/x=1.375。(3)根据表格所示，污染物为重金属离子(汞)和杀虫剂。可以从源头上、污染后的处理方法等方面考虑。答案合理即可。(4)据图可知，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者，丁为非生物成分(大气中的CO2库)。过程主要为生产者的光合作用，过程为生产者的呼吸作用，过程为分解者的呼吸作用，过程为消费者的呼吸作用。答案：(1)捕食和竞争(2)1.375(3
23、)重金属离子(汞)和杀虫剂污染防止重金属离子、杀虫剂等有害物质进入水体(其他合理答案也可)(4)光合作用分解者【加固训练】(2018眉山模拟)如图为某草原生态系统的碳循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成部分，A、B、C、D是丙中具有捕食关系的四种生物，其有机物量所占比例如图所示。下表为该生态系统能量流动数据统计表(不考虑未利用的能量)。请回答下列有关问题：生物类群第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级分解者从上一营养级固定的能量(kJ)140.016.10.9221.7呼吸消耗的能量(kJ)501.279.113.20.5192.6(1)图中A生物的下一营养级生物为_(填字母)。过
24、程中碳的传递形式是_。(2)据表分析A与下一营养级的能量传递效率为_(保留小数点后一位)。由绿色植物流入分解者的能量除包含遗体、残枝落叶中的能量外，还包含_中的能量。(3)此草原正向森林演替。在演替过程中，_(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)利用阳光的能力提高，固定的CO2量_整个生物群落排出的CO2量。与草原生态系统相比，森林生态系统的_稳定性更强，原因是_。(4)用样方法调查该草原植物类群丰富度时，样方的大小一般为1 m1 m。若调查的是森林植物类群丰富度，样方面积应当_。【解析】(1)图中B、C有机物量所占比例大致相同，应同处于A的下一营养级；图中甲、乙、丙、丁分别代表大气中的二氧化碳、生
25、产者、消费者、分解者，在生物群落中碳元素以含碳有机物的形式传递。(2)A处于第二营养级，与下一营养级的能量传递效率为16.1140.0100%=11.5%。植食性动物(A)的粪便中的能量属于由绿色植物流入分解者的能量。(3)草原向森林演替过程中，群落的垂直结构变得复杂，植物表现为明显的垂直分布，生产者(乙)利用阳光的能力提高，固定的CO2量大于整个生物群落排出的CO2量。与草原生态系统相比，森林生态系统的物种数目多，营养结构更复杂，抵抗力稳定性更强。(4)由于森林植物类群多为乔木、灌木，单株体积较大，用样方法进行植物类群丰富度调查时，样方面积应适当扩大答案：(1)B、C(含碳)有机物(2)11.5%植食性动物(A)的粪便(只答“粪便”不对)(3)乙大于抵抗力森林生态系统的物种数目多，营养结构更复杂，自我调节能力更强(4)适当扩大- 11 -