高中高二生物必修3第5章生态系统及其稳定性单元练习题 2.docx

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高中高二生物必修3第5章生态系统及其稳定性单元练习题2

第2节生态系统的能量流动

思维拓展

1．能量的传递效率为10%～20%的含义是指一个营养级的总能量大约只有10%～20%传到下一营养级。

如果按20%这一最高效率计算，若第一营养级的总能量为100%，第二营养级所获得的能量为20%，第三营养级所获得的能量为20%×20%＝4%……，第n营养级所获得的能量是第一营养级能量的

（若按传递效率10%计算，公式为

），由此可知生态系统中的能量传递一般不超过4～5个营养级。

2．确定食物链中的营养关系。

据能量传递效率20%计算，相邻两个营养级的能量差值也在5倍左右，若能量差值远比五倍小，则应位于同一营养级。

3．提高能量利用率的措施不能提高能量传递效率。

4．极值计算：

（1）设食物链A→B→C→D，分情况讨论

现实

问题

思路求解

D营养级

净增重M

至少需要A营养级多少

N×（20%）3＝M

最多需要A营养级多少

N×（10%）3＝M

A营养级

净增重N

D营养级最多增重多少

N×（20%）3＝M

D营养级至少增重多少

N×（10%）3＝M

（2）在某一食物网中，一个消费者往往同时占有多条食物链，当该消费者增加了某一值时，若要计算最少消耗生产者多少时，应选最短的食物链和最大传递效率20%进行计算，这样消费者获得的能量最多；若要计算最多消耗生产者多少时，应选最长的食物链和最小传递效率10%进行计算，这样消费者获得的能量最少。

方法技巧　利用“拼图法”解决能量流动中的难题

输入第一营养级的能量（W1），被分为两部分：

一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了（A1），一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖（B1＋C1＋D1）。

而后一部分能量中，包括现存的植物体B1流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。

参考图示，很容易理解以下问题：

（1）流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。

将图中第三营养级同化的总能量D2“拼回”第二营养级，则刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则刚好等于生产者固定的总能量W1。

可见，在一个草原生态系统中，草原上所有生物的总能量都来自W1，所有生物总能量之和都小于W1（呼吸作用消耗的缘故）。

（2）能量传递效率不会是100%。

从上图可以看出，从第一营养级向第二营养级能量的传递效应等于D1/W1，因此不会达到100%，一般情况下，能量传递效率为10%～20%。

（3）在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食

物链，理清生物与生物在营养级上的差值。

二．每一营养级能量来源

与去路的分析

（1）动物同化的能量＝，即。

例如蜣螂利用大象的粪便获得能量，就不能说蜣螂获得了大象的能量。

（2）流入一个营养级的能量是指。

能量的来源与去路：

即一个营养级所同化的能量＝。

三．流动模型——生态金字塔的类型、含义比较

能量金字塔

数量金字塔

生物量金字塔

形状

特点

象征含义

每一阶含义

特殊形状

无

树―→昆虫―→鸟

极少

对应训练

1.　如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、残骸中的能量被分解者利用而未传递下去

2．如图表示一般生态系统的结构模式图，在不考虑物质的输入和输出情况下，下列说法不正确的是（多选）（　　）

A．能量主要是以太阳能的形式输入生态系统

B．组分1、2、3分别代表生产者、分解者和消费者

C．在一个幼苗茁壮成长的农田生态系统中能量的输出量和输入量相等

D．如果组分1是生产者，那么组分1代表的是绿色植物

3.下图为生态系统中食物链所反映的能量流动情况，图中箭头表示能量流动的方向，单位为kcal/（m2·a）。

下列说法错误的是（　　）

A．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

B．辐射的太阳能中仅有1%左右的能量被生产者利用

C．每一营养级的能量大部分用于呼吸和被分解者利用

D．此生态系统中的分解者可利用图中A的所有能量

4.如图为某一生态系统的能量金字塔，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。

下列叙述正确的是（　　）

A．Ⅰ是初级消费者

B．Ⅳ为分解者

C．E1为太阳能，E2为热能

D．能量可在食物链中循环利用

5.在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有

来自于兔子，

来自于鼠，

来自于蛇，那么猫头鹰若增加20g体重，最少需要消费植物（　　）。

A．600gB．900gC．1600gD．5600g

6．下图表示A、B两个特殊生态系统的能量金字塔。

有关解释正确的是（　　）

①一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多

②能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减

③若A和B中玉米的数量相同，A若能养活10000人，则

B可能只能养活1000人

④若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则A中的人比B中的人体内污染物浓度低

A．①③④B．①②③

C．①②③④D．③④

限时训练

题组一　能量流动过程和特点

1．以下关于生态系统的能量流动的叙述中，哪一项是不正确的（　　）

A．能量流动是单向的、不循环的

B．食物链越短，终级消费者获得的能量越多

C．初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少

D．营养级越多，散失的能量越多

2.下图为生态系统中能量流动图解的部分示意图，①②③④⑤各代表一定的能量值，下列各项中正确的是（　　）。

A．第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为

×100%

B．图中④包含了次级消费者粪便中的能量

C．在人工饲养的高密度鱼塘中初级消费者获得的总能量往往大于⑤

D．食物链中的各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同

3．下列有关生态系统能量流动的叙述中，错误的是（　　）

A．当狼捕食兔子并转化为自身的有机物时，能量就从第一营养级流入第二营养级

B．当狼吃掉一只兔子时，狼不可能获得兔子的全部能量

C．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

D．生态系统的能量流动是单向的，逐级递减的

4．某自然生态系统中有一条食物链：

甲→乙→丙→丁，测得这四种生物所含的有机物总量分别为a、b、c、d（单位：

kg/年）。

下列叙述中正确的是（　　）

A．丙种群个体所含有机物的平均值一定大于丁种群

B．甲从无机环境中获得的能量等于a所含的能量

C．若能量在相邻的两个营养级间的传递效率是20%，则b＋c＋d＝0.2a

D．甲的同化作用类型为自养型

5．（2011·马鞍山模拟）如图表示某湖泊生态系统的营养结构，a～e代表各营养级的生物，下列叙述不正确的是（　　）

A．共有三条食物链

B．各营养级中，能量最多的是c，生物个体数量最多的是a

C．若水体受有机磷农药轻微污染，则受害最严重的是a

D．若c所含能量为5.8×109kJ，d含1.3×108kJ，则a至少约含4.5×107kJ

题组二　生态金字塔和研究能量流动的意义

6．在社会主义新农村建设中，四川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）。

下列有关叙述正确的是（多选）（　　）

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．该生态系统中，人的作用非常关键，植物是主要成分

C．该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传递效率

D．沼气池的建造和植树造林，提高了该生态系统的稳定性

7．如图是某个农业生态系统的结构模式图，该图中表示生态系统能量流动的箭头是（　　）

A．①③B．②③⑤

C．①③④D．②⑤

8．我国北方的一些地区每年都会发生一定程度的蝗灾，当地政府和农牧民常用喷洒农药的方法来杀灭蝗虫。

2000年发生蝗灾时，新疆某地邀请来一批养鸭户，把几十万只鸭子放养到虫害严重的草原上，收到很好的效果。

下列有关叙述中错误的是（　　）

A．利用农药灭虫，农药对蝗虫起选择作用，生存下来的蝗虫都是抗药能力较强的

B．利用鸭子消灭蝗虫，根本目的是调整生态系统能量流动关系，使能量更多地流向鸭子

C．利用鸭子消灭蝗虫，从生态的成分看，鸭子是次级消费者，鸭子与草原上的牛、羊的关系是种间互助

D．利用鸭子消灭蝗虫不仅可以获得较好的经济效益，而且还能减轻污染、保护其他生物

9下图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔，有关解释正确的是（　　）。

A．一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多

B．能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减

C．若甲和乙中玉米的数量相同，能量传递效率为10%，且甲能养活10000人，则乙能养活500人

D．若土壤中含相同浓度的DDT，则甲中的人比乙中的人体内DDT低

题组三　综合题

10．下图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。

图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值的多少。

请据图作答：

（1）图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为__________、________。

通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ，主要原因是________________________________。

（2）图乙中，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示____________，C表示________________。

若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是________（用图中所给字母的表达式表示）。

（3）由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是

______________________________________________________________________

__。

（4）若图甲营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，构成食物关系如右图。

其中，甲能量中比例为X的部分直接提供给丙，则要使丙能量增加AkJ，至少需要消耗甲的能量为________kJ（用所给字母的表达式表示。

）

高考真题体验

1.（2012安徽）30II．（8分）某弃耕地的主要食物链由植物田鼠鼬构成。

生态学家对此食物链能量流动进行了研究，结果如下表，单位是J/（hm2·a）。

植物

田鼠

鼬

固定的太阳能

摄入量

同化量

呼吸量

摄入量

同化量

呼吸量

2.451011

1.05109

7.50108

7.15108

2.44107

2.25107

2.18107

（1）能量从田鼠传递到鼬的效率是。

（2）在研究能量流动时，可通过标重捕法调查田鼠种群密度。

在1hm2范围内，第一次捕获标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只。

该种群密度是只/hm2。

若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果。

（3）田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%—5%用于，其余在呼吸作用中以热能形式散失。

（4）鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。

可见，信息能够，维持生态系统的稳定。

2.（2012海南）

下图为某生态系统的能量流动简图，下列叙述错误的是

A.甲是生产者，乙是消费者

B.该生态系统是一个开放的系统

C.能量通过光合作用固定并进入系统，可以热能形式输出v

D.甲、乙和分解者所贮存的能量之和是输入该生态系统的总能量

3.（2011全国

）回答下列与生态学有关的问题：

（2）某相对稳定的水域生态系统中主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群，各种群生物体内某重金属的含量如下表。

已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。

假设在这5个种群构成的食物网中，消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。

种群

甲

乙

丙

丁

戊

重金属含量（μg/Kg鲜重）

0.0037

0.035

0.34

据表中数据绘出该生态系统的食物网。

（2011安徽）大熊猫和华南虎都是我国的珍稀保护动物，它们体型相近，曾经同城分布，一度都有较大的种群数量。

由于栖息地破坏导致它们的数量锐减，目前野生大熊猫仅有1600只左右，而华南虎在野外已基本绝迹。

从生态系统能量流动的特点分析，大熊猫比华南虎有一定生存优势的原是。

根据能量流动逐级递减特点，由于华南虎是肉食性，而大熊猫是植食性动物，营养级低，所以生存优势强。

5.（2011山东）6月5日是世界环境日，今年我国的世界环境日主题是“共建生态文明、共享绿色未来”。

草原是绿色生态环境的组部分。

某草原生态系统的食物网如图所示。

如果图中草能提供10000KJ的能量，营养级间的能量传递效率为10% ～ 20%，那么鹰占据的营养级能够得到的最低和最高能量值分别是___________KJ和___________KJ。

若去除蛇，且狐的数量不变，则草原容纳鹰的数量会__________。

若外来生物入侵该区，则会导致草原的__________锐减或丧失。

6.（2010山东）以下表示动物利用食物的过程：

“

正确的分析是

A．恒温动物的④/③值一般高于变温动物

B．哺乳动物的③/①值一般为10%-20%

C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值

D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物

7.．（2011·天津理综，9）放牧强度可影响人工草地的物质循环和能量流动。

图1是亚热带某人工草地在不同放牧强度下牧草净光合产量（净光合产量＝光合作用合成量－呼吸作用消耗量）的变化图，G0为不放牧，G1～G3为放牧强度逐渐增强。

据图回答：

（1）5～10月份的最适放牧强度是________（从G0～G3中选填），________月份可被初级消费者利用的总能量最多。

（2）与放牧草地相比，8月份不放牧草地净光合产量明显偏低的原因有________（多选）。

A．过多枝叶对下层植物有遮光作用

B．植株衰老组织较多

C．缺少动物粪尿的施肥作用

D．草地生态系统的物质循环加快

（3）据图1分析，为使牧草净光合产量维持在最高水平，4～10月份需要采取的放牧措施是________________________________________________________________________

_____________

___________________________________________________________。

（4）牧草的光合作用强度可用单位时间和面积的____________来表示。

（5）在牧草上喷洒32P标记的磷肥，检测32P在初级和次级消费者中的放射强度，结果见图2，其中A消费者处于第________营养级。

（6）在生态系统的生物成分中，生产者体内的32P除被消费者利用外，还有部分进入________。

8．（2010·江苏，11）有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动，以支援粮食短缺地区的灾民。

运用生态学知识对此的合理解释是（　　）。

A．多吃肉食会增加心血管病的发病率

B．直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量

C．多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多

D．节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平

9．（2009·全国卷Ⅰ，34）某种植玉米的农场，其收获的玉米子粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食，玉米的秸秆则加工成饲料喂牛，生产的牛和

鸡供人食用，人、牛、鸡的粪便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼渣、沼液作为种植玉米的肥料。

据此回答下列问题（不考虑空间因素）。

（1）请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网：

（2）牛与鸡之间________（有、无）竞争关系，理由是__________________。

人与鸡的种间关系是________，人与牛的种间关系是________。

（3）流经该农场生态系统的总能量来自________所固定的________，无机环境中的碳以________形式进入该人工群落。

（4）假设该农场将生产玉米的

作为饲料养鸡，

供人食用，生产出的鸡供人食用。

现调整为

的玉米养鸡，

供人食用，生产出的鸡仍供人食用。

理论上，该农场供养的人数将________（增多、不变、减少），理由是________________________________。

10．（2011·海南单科，21）关于生态系统的叙述，正确的是（　　）。

A．生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的

B．生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然是有利的

C．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大

D．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越小

11．（2010·全国Ⅰ，5）右图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是（　　）。

A．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量

B．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者

C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用

D．多途径利用农作物可提高该生态系统的能量利用效率

学案44生态系统的能量流动

答案与解析

基础自查

一．生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。

二、能量流动的过程

细胞呼吸　细胞呼吸　初级消费者　次级消费者　三级消费者　细胞呼吸　有机物　细胞呼吸　热能

1．起点：

生产者固定太阳能开始。

2．总量：

生产者固定的太阳能总量。

3．流动渠道：

食物链和食物网。

4．特点：

（1）能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级。

（2）①每个营养级生物都因呼吸作用而散失部分热能。

②每个营养级生物总有一部分不能被下一营养级利用。

③传递效率为10%～20%（形象地用能量金字塔表示）。

三、能量流动研究意义

1．帮助人们科学规划，设计人工生态系统，使能量得到最有效利用，实现能量的多级利用　。

2．帮助人们合理地调整生态系统中能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。

课堂深化探究

分析能量流动过程图（以初级消费者为例），完成下列问题

（1）大方框代表一个生态系统。

（2）大粗箭头表示流经一个生态系统的总能量，即本生态系统中全部生产者所固定的太阳能总量。

（3）能量流动的方向（以箭头表示）单向流动。

（4）箭头由粗到细表示流入下一个营养级的能量逐级递减　。

（5）方块面积越来越小表示随营养级别的增加，贮存在生物体内的能量越来越少

（6）分解者体内的能量及呼吸产生的能量以热能的形式散失到系统外，成为不能再利用的能量。

（7）能量流动特点：

单向流动、逐级递减。

（8）能量传递效率：

10%～20%。

计算式为：

相邻两营养级之间的传递效率＝下一个营养级同化量/上一个营养级同化量×100%。

2．对能量流动的理解

“能量流动”是生态系统的基本功能之一，能量是维持生态系统存在和发展的动力。

起点

生产者

源头

光能

能量输入