1、 3.3 生态系统中的能量单向递减流动生态系统中的能量单向递减流动 一一、基础巩固、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,但海洋的净次级生产总量却比陆地净次级生产总量大得多 2.下列关于生态系统中生产量与生物量的叙述,正确的是( ) A.用于植物生长和繁殖的生产量应为净初级生产量减去呼吸消耗量 B.净生产量实际上就是总初级生产量在某一调查时
2、刻前的积累量 C.生物量与生产量的单位相同,均可用 g/m2或 J/m2表示 D.若 GP-R=0,则生物量不变 3.下表是一个野山羊种群按时间顺序每隔两年的生物量变化调查表。下列相关叙述正确的是( ) 时间 t0 t1 t2 t3 生物量/(gm-2) N 2N 4N 4N A.该种群生物量在t1到t2期间的积累量为 2N B.t0到t1期间的呼吸量大于t1到t2期间的呼吸量 C.t2到t3期间该种群的出生率为 0 D.该种群的环境容纳量为 4N 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
3、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 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 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
4、量 C.e中的能量可用于狼的生长和繁殖 D.若狼被大量捕杀,则兔的数量会持续上升 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 8.研究生态系统中能量流动的主要目的是( ) A.掌握能量流动中的传递效应 B.熟悉生态系统的营养结构 C.了解能量流动的方向 D.使能量持续高效地流向对人类有益的方向 9.下图为某生态系统能量流动过程模式图。下列叙述正确的是( ) A.该图中存
5、在的食物链是绿色植物植食动物肉食动物微生物 B.能量在流动过程中随食物链逐级递减 C.微生物呼吸产生的能量可以再次被绿色植物利用 D.生态系统本身即可维持生态系统的正常功能,不需要外来能量的输入 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.ab+d C.a+ 14.在“水藻小鱼大鱼”的食物链中,小鱼不会吃大鱼,但大鱼可以吃小鱼。该食物链的不可逆性,说明在一个生态系统中( ) A.生物量金字
6、塔是正立的 B.能量流动是单向的 C.能量金字塔可以是倒立的 D.能量流动是循环的 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。 二二、能力提升、能力提升 1.下图为某生态系统中能量传递示意图单位:kJ/(m2a)。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
7、态系统的总能量为 1 250 kJ/(m2a) 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 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 g D.5 600 g 3.据右图分析, 下列有关生态系统的说法,正确的是( ) A.若图中 A、B、C 依次表示同一个种群中的老、中、幼年龄段个体数量,则此种群为增长型种群 B
8、.若图中 A、B、C 为某生态系统的三个营养级,则 A、B、C 构成该生态系统的生物群落 C.若 A、B、C 为某生态系统的三个种群,并且构成了食物链 ABC,则 A、B、C 不一定符合能量金字塔 D.若 A、B、C 为某生态系统的三个营养级,则 A 固定的能量可能少于 B、C 生产的能量 4.下图为某生态系统的能量流动示意图单位:kJ/(m2a)。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 5.某同学绘制了如下图所示的能量流动
9、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 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 7.(不定项选择题)下图是某草原生态系统的能量流动图解,N代表能量值。下列有关叙述正确的是( ) A.第一营养级与第二营养级间的能
10、量传递效率为N5/N3100% 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和繁殖的能量 D.适量放牧牛、羊会增大N2与N1的比值 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/(m2a),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
11、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 。 9.下图是某湖泊中能量流动的调查结果单位:kJ/(cm2a)。请据图回答下列问题。 (1)流经该生态系统的总能量主要是指 ,为 kJ/(cm2a)。 (2)能量从第一营养级到第二营养级的传递效率约为 ,这说明了能量流动的特点是 ,也就是说食物链越长, 越多。 (3)D 热能是通过 释放的能量。 (4)能量流动具有单向、不循环的特点,主要原因是生物在代谢中不能利用 。 10.下图为某生态系统能量流动过程图
12、解。请据图回答下列问题。 (1)图中的 (填序号)是不应存在的箭头。 (2)流经该生态系统的总能量是 (填序号),初级消费者呼吸散失的能量是 (填序号)。 (3)植食动物排出的粪便中仍含有部分能量,这部分能量被分解者所利用的过程应属于哪个箭头? (填序号)。 (4)图中生物构成的食物链有 个营养级,属于第三营养级的是 。 (5)图中指的是 。E 代表的成分是 。 (6)生态系统能量流动的特点是 。 参考答案参考答案 一一、基础巩固、基础巩固 1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
13、生产者生产的有机物量。 2答案:D 解析:用于植物生长和繁殖的生产量应为净初级生产量。生物量实际上就是净初级生产量在某一时刻前的积累量,其单位为 g/m2或 J/m2,而生产量的单位为 J/(m2a)或 g/(m2a)。若 GP-R=0,则生物量不变;若 GP-R0,则生物量增加;若 GP-R0,则生物量减少。 3答案:A 4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
14、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
15、稳定,D 项错误。 7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答案:D 9答案:B 解析:题图中存在的食物链是绿色植物植食动物肉食动物,这里的微生物主要是分解者,不参与构成食物链,A 项错误。 能量在流动过程中随食物链逐级递减,B 项正确。 能量在生态系统中是单向流动的,只能由低营养级流向高营养级,不可逆转,也不可循环流动,C 项错误。 一般情况下,任何一个生态系统都需要不断输入能量才能维持生态系统的正常功能,D 项错误。 10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
16、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答案:C 解析: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;为植食动物摄入的能量,为第二营养级的同化量;用于植食动物的生长和繁殖;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,所以之和为植物有机物积累量,之和小于植物有机物积累量。 12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,表示由生产者流向初级消费者的能量。 14答案:B 解析:食物关
17、系不能逆转说明在一个生态系统中能量是单向流动的。 15答案:(1)太阳能 (2)能量流动 5 (3)草 鹰、狐、鸟 二 二二、能力提升、能力提升 1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=1 250 kJ/(m2a),A 项正确。能量从乙到丙的传递效率为(30200)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答案:D 解析:若猫头鹰体重增加
18、 20 g,需要消耗植物 20(4/5)10%10%+20(1/5)10%10%10%=5 600(g)。 3答案:C 解析:若题图中 A、B、C 依次表示同一个种群中的老、中、幼年龄段个体数量,则此种群为衰退型种群,A项错误。生物群落包括该生态系统中的所有生物,A、B、C 只包含了生产者和消费者,缺少分解者,B 项错误。 生态系统中,三个相邻营养级的能量关系符合能量金字塔,但每一营养级中不只有一个种群,故 A、B、C 若为某生态系统的三个种群,并且构成了食物链 ABC,那么 A、B、C 不一定符合能量金字塔,C项正确。若 A、B、C 为某生态系统的三个营养级,则 A 为生产者,B、C 为消费
19、者,生产者固定的能量多于消费者生产的能量,D 项错误。 4答案:B 解析:由题图可知,甲固定的能量为 175+200+875=1 250 kJ/(m2a),乙固定的能量为 200 kJ/(m2a),丙固定的能量为 30 kJ/(m2a),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(2001 250)100%=16%,乙、丙之间的传递效率为(30200)100%=15%,若丙增 加 1 kg,需消耗甲 115%16%42(kg),B 项正确。甲所处营养级的个体数量不一定多于乙所处营养级的个体数量,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
20、越多,丙获得的能量越多,D项错误。 5答案:A 解析:生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+ ),A1为呼吸消耗的能量,B1为未被利用的能量,C1为流向分解者的能量,而D1是流入下一营养级的能量,D1=A2+B2+C2+D2,A 项正确。由生产者到初级消费者的能量传递效率为D1/(A1+B1+C1+D1)100%=D1/W1,B 项错误。 初级消费者同化的能量为D1=A2+B2+C2+D2,C 项错误。W1=A1+B1+C1+D1,D 项错误。 6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为 10%20%,通过人类的活动,可以调节生态系统的能量流
21、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答案:BCD 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/N2100%,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
22、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)110100%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)12100%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答案:
23、(1)生产者固定的太阳能 0.46 (2)13.5% 逐级递减 能量散失 (3)呼吸 (4)呼吸释放出的热能 解析:(1)由题图可知,A 是生产者,生态系统的总能量即生产者固定的太阳能的总量,为 0.46 kJ/(cm2a)。 (2)能量从第一营养级到第二营养级的效率=(0.0620.46)100%13.5%,这说明了能量流动的特点是逐级递减,也就是说食物链越长,能量散失越多。(3)D 热能是通过各营养级生物呼吸而释放出来的能量。(4)呼吸释放的热能不能够再被利用,只能散失掉。 10答案:(1) (2) (3) (4)4 C (5)生产者呼吸消耗的能量 分解者 (6)单向流动、逐级递减 解析:
24、由题图信息可知,应为呼吸散失的热能,B、C、D 是消费者,E 为分解者。 (1)题图中箭头不应存在,因为分解者经呼吸散失的热能不能被生产者利用。(2)流经该生态系统的总能量是生产者通过光合作用固定的太阳能,应为,B 是初级消费者,其自身呼吸散失的热能为。 (3)植食动物排出的粪便中的能量不属于初级消费者的同化量,而应该属于生产者的同化量,是生产者传递给分解者的能量,故这部分能量被分解者利用的过程应属于箭头。(4)题图中食物链从生产者 A 开始,到 D 结束,共 4 个营养级,C 为第三营养级。(5)题图中表示生产者呼吸消耗的能量,E 为分解者。(6)生态系统能量流动的特点为单向流动、逐级递减。