高考生物 233 生态系统的功能能量流动和物质循环专讲专练含详解新人教版必修3.docx

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高考生物233生态系统的功能能量流动和物质循环专讲专练含详解新人教版必修3

课后限时练三十三生态系统的功能——能量流动和物质循环

1．（2012·浙江调研）某农户在其庭院中种植了谷类、蔬菜和牧草，栽培了蘑菇，养殖了家畜和家禽，还建有一沼气池，这些构成了一个人工生态系统。

下列关于该庭院生态系统的叙述，正确的是（　　）

A．分解者的代谢产物都可作为生产者的肥料

B．生产者的代谢产物都可作为劳动者的食物

C．劳动者的有机排出物可作为分解者的原料

D．分解者及其代谢产物不能作为消费者的饲料

解析　分解者指营腐生生活的细菌、真菌等，其代谢产物并非都可作为生产者的肥料，故A错误；生产者的代谢产物并非都可作为劳动者的食物，如人吃蔬菜、水果时并不是把所有的都吃了，故B错误；劳动者的有机排出物可作为分解者的原料，分解者及其代谢产物有的可以作为消费者的饲料，故C正确、D错误。

答案　C

2．（2012·郑州质量预测）下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是（　　）

A．兔子吃了1千克的草，则这1千克草中的能量就流入了兔子体内

B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%～20%的能量流入狼的体内

C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落

D．生态系统的能量是伴随着物质循环

而被循环利用的

解析　兔子吃的草中的能量一部分被兔子同化，一部分残留在粪便中，故A错误；能量传递效率中的10%～20%指的是营养级与营养级之间的传递效率，并非个体与个体之间的，故B错误；生产者通过光合作用合成有机物来固定太阳能，而太阳能来自无机环境，故C正确；生态系统中的能量是单向流动的，最终都会以热能的形式散失，故D错误。

答案　C

3．（2012·西城区期末）日本福岛地震后，核电站中的一些放射性物质（如131I）泄漏。

地震后一段时间内，在我国一些沿海城市的空气或蔬菜中检测到了131I。

下列解释中最合理的是（　　）

A．131I通过水和大气循环被带到其他区域

B．131I通过海洋生物捕食被带

到其他区域

C．131I通过食物链富集在高营养级生物体内

D．131I插入蔬菜细胞的DNA中造成基因突变

解析　131I具有放射性，可通过水和大气循环从日本到达我国一些沿海城市的空气或蔬菜中。

答案　A

4．如图为某生态系统中碳循环示意图，以下说法不正确的是（　　）

A．图中甲、丙、丁表示该生态系统的三大功能类群

B．从捕食关系分析，能量最少的是图中丙所处的营养级

C．甲→丁的能量传递效率约为10%～20%

D．甲→乙和乙→甲过程中碳的流动形式相同，但对应的生理反应不同

解析　图中甲是生产者，丙是分解者，丁是消费者，乙是大气中的CO2库，三大功能类群指的是生产者、消费者、分解者，故A正确；分解者丙不参与构成食物链，故B错误；甲为第一营养级，丁为第二营养级，能量由第一营养级到第二营养级的传递效率约为10%～20%，故C正确；甲→乙和乙→甲过程中碳的流动形式均为CO2，但在甲→乙的过程中生理反应为呼吸作用，而在乙→甲的过程中，生理反应主要为光合作用，故D正确。

答案　B

5．（2012·合肥二模）下图为某人工松林18年间能量流动情况的调查统计（单位略），有关说法正确的是（　　）

A．“能量Q”是指生产者固定的太阳能总量

B．无需人工能量投入该松林就可维持其稳定性

C．18年间该松林中分解者获取总能量是285×1010

D．动物的存在加快了人工松林的物质循环

解析　图中“能量Q”是生产者用于自身生长发育和繁殖的能量，A错误；从图中信息可知，从生产者到动物的能量传递效率极低，要维持该生态系统的稳定应人工补充能量，B错误；分解者获得的能量中还有动物流向其的能量，C错误；生态系统中消费者的存在能加快物质的循环，D正确。

答案　D

6．如图为生态系统中食物链所反映出的能量流动情况，图中箭头符号为能量的流动方向，单位为kcal/（m3·年）。

下列说法正确的是（　　）

①在入射的太阳能中，生产者只利用了其中的1%左右

②分解者可利用来自各营养级转移到A中的所有能量

③消费者营养

级别越高，可利用的总能量越多

④当人们把生产者当作食物时，比起其他营养级，可获得更多的能量

A．①②　　　　　　　　　B．①④

C．②④D．③④

解析　在入射的太阳能中，生产者利用的能量为

×100%≈1%，故①正确。

转移到A中的所有能量中，各营养级生物呼吸消耗的部分不能再被分解者利用，另外也可能有一部分形成化石燃料等而未被分解者利用，故②错误。

能量流动是逐级递减的，消费者营养级别越高，可利用的总能量越少，故③也错误。

当人们把生产者当作食物时，食物链缩短，能量散失减少，可比其他途径获得更多的能量，故④正确。

答案　B

7．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

解析　生态系统的能量金字塔是由生产者和各级消费者构成的，不包括分解者，生产者位于金字塔的底层，所以A、B错。

能量在食物链中流动是不循环的，不能循环利用，D错。

E2为生产者和各级消费者呼吸作用释放出的热能，E1为太阳能。

答案　C

8．（2012·佛山模拟）假设如图所示食物网中水稻固定的太阳能为N，能量传递效率为10%，则人类获得的能量（　　）

A．等于10－2NB．少于10－2N

C．少于10－1ND．多于10－1N

解析　由题干可获取的主要信息有：

①该食物网中生产者（水稻）固定的总能量为N；②在该食物网中相邻营养级能量传递效率为10%。

解答本题可先分析该食物网中共含哪几条食物链，再根据能量传递效率取“极值”计算。

由题中食物网可找出三条食物链：

①水稻→人；②水稻→奶牛→人；③水稻→鸭子→人。

若只有水稻→人一条食物链，则人获得能量最多为10－1N，但由图可知，水稻的总能量N还要传给鸭子和奶牛。

人、鸭子、奶牛共得到水稻能量的10－1N，人只能得到鸭子和奶牛能量的10%，故要少于10－1N。

答案　C

9．2008全球粮食危机使很多国家人民生活陷入困境，从生态原理出发，改变国民的饮食结构在一定程度上可缓解食物问题。

假如某国家的国民食物中三分之一来自植物，三分之二来自植食动物，改为三分之一来自植食动物，三分之二来自植物，那么现在最多还可以多养活多少人口（按能量的最高传递率计算）（　　）

A．82%B．57%

C．47%D．35%

解析　设该国家人口需要的总能量为A，则在前一种饮食结构下共消费粮食为

×5A＋

×5×5A＝18

A，后一饮食结构为

×5A＋

×5×5A＝11

A，可以得到多养活的人口为

×100%＝57%。

答案　B

10．如图是生态系统中碳循环示意图，“→”表示碳的流动方向。

下列说法正确的是（　　）

A．图中A是生产者，B、D、E是消费者，C是分解者

B．该生态系统的结构包括A、B、C、D、非生物的物质和能量

C．该生态系统中食物网可表示为：

A→D→E→B

D．E每增加1kg的体重，至少需要25kg的A

解析　图中A是生产者，D、E是消费者，B是分解者，C是大气中的CO2库。

生态系统的结构包括生态系统的成分、食物链和食物网。

此图中的食物链为A→D→E，E要增加1kg的体重，至少需要1÷0.2÷0.2＝25kg的A。

答案　D

11．（2012·惠州二调）如图为生态系统中能量流动图解部分示意图（字母表示能量的多少），下列选项中正确的是（　　）

A．图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i

B．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为

×100%

C．“草→兔→狼”这一关系中，狼粪便的能量属

于d

D．缩短食物链可以提高能量传递效率

解析　本题考查生态系统中能量流动的规律，意在考查考生的识图能力、理解能力和综合分析能力。

初级消费者的摄入量b＝粪便量h＋同化量c，A项错误；B项中，生产者与初级消费者之间的能量传递效率应是初级消费者的同化量c除以生产者固定的太阳能a，再乘以百分之百，即

×100%；C项中兔是第二营养级，狼是第三营养级，狼粪便中所含的能量应是上一营养级的能量；D项中，缩短食物链可以使能量更多地被利用，但不能提高传递效率。

答案　C

12．如图为某森林生态系统的部分能量流动图解（箭头表示能量流动的方向），则下列选项中，能使该森林生态系统中物种C获得能量最多的是（　　）

A．E增多、D增多、A减少

B．D减少、B减少、A减少

C．E减少、D减少、A减少

D．A减少、D增多、E减少

解析　该食物网如图：

，D增多使系统总能量增多，而A减少导致最终流向C的能量增加；E减少使能量更多地流向C。

所以A减少、D增多、E减少时，物种C获得能量最多。

答案　D

13．（2012·大连期末）在某草原生态系统能量流动过程中，假设羊摄入体内的能量为n，羊粪便中的能量为36%n，呼吸作用散失的能量为48%n，则（　　）

A．羊同化的能量为64%n

B．贮藏在羊体内的能量为52%n

C．由羊流向分解者的能量为16%n

D．由羊流向下一营养级的能量为64%n

解析　在能量流动过程中，摄入量＝同化量＋未同化量（粪便中含有的能量），因此该题中羊的同化量为n－36%n＝64%n。

由于条件不足，无法计算羊的贮存量、流向分解者的能量及流向下一营养级的能量。

答案　A

14．下表选项中，甲、乙、丙三者关系能用如图表示的是（　　）

解析　若图代表内环境成分的关系，血浆与组织液之间可相互渗透，组织液进入毛细淋巴血管里形成淋巴，淋巴不能进入组织液，淋巴最终汇入血浆。

若图代表的是能量流动，则生产者的能量可以流向消费者，生产者和消费者的能量都可流向分解者，但分解者的能量不能流向生产者。

若图代表的是甲状腺激素分泌的分级调节

，则甲是下丘脑，乙是垂体，丙是甲状腺。

答案　A

15．如图是生态系统中部分成分及彼此间的关系，根据图示回答下列关于生态系统的问题：

（1）图中由于缺少________和________，故不能构成生态系统。

（2）图中食物网中仙人掌属于生态系统的_________（成分），鹰和蛇的种间关系是______________________。

（3）该食物网中碳元素以________的形式流动，动力是

________

__________________________。

（4）若该图是食物网内能量流动的图解，①～⑥表示相关过程的能量流动，则流入该食物网中的总能量是___________________，⑥/②的值表示____________________________________。

解析　生态系统包括非生物的物质和能量、生产者、消费者及分解者。

仙人掌和矮灌木是生产者。

鹰捕食蛇，同时鹰和蛇又都捕食金花鼠和老鼠，故二者的种间关系为捕食和竞争关系。

食物网、食物链中碳元素以有机物的形式流动，动力是能量流动。

仙人掌和矮灌木通过光合作用固定的太阳能是进入该食物网中的总能量。

⑥是老鼠从蚂蚁中同化的能量，②是蚂蚁从矮灌木中同化的能量，故⑥/②的值是老鼠和蚂蚁之间的能量传递效率。

答案　

（1）非生物的物质和能量　分解者

（2）生产者　捕食和竞争

（3）有机物　能量流动

（4）仙人掌和矮灌木通过光合作用固定的太阳能　蚂蚁→老鼠的能量传递效率

16．（2012·湖南十二校联考）如图①为北极冻原生态系统中部分生物构成的食物网。

图②虚线方框内表示一个生态系统，箭头表示该生态系统能量流动的方向。

请据图回答问题。

（1）图①中雪兔和狼之间有明显的种间关系是________。

（2）假如北极狐的食物1/2来自雷鸟，1/8来自植物，且该系统能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%，如果北极狐种群增加的能量为80kJ，若不考虑其他变化的影响，则对植物增加消耗的能量是________kJ。

（3）图②中C代表生态系统中的成分是________。

（4）下表表示图②生态系统的能量流动情况。

分析上表可知，流入该生态系统的总能量为________（×106J），从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为________。

解析　从图中可以看出雪兔和狼之间只有一个箭头联系，二者没有共同的食物来源，因此二者明显的种间关系是捕食；北极狐的能量有三个来源，雷鸟提供1/2，植物提供1/8，还有雪兔提供3/8，若北极狐增加能量80k

J，则植物增加的能量为：

80×1/2÷20%÷10%＋80×1/8÷10%＋80×3/8÷20%÷10%＝3600kJ；从图②中可以看出C为分解者，A为生产者，B、D分别为初级消费者和次级消费者；流入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，即900×106J，第二营养级传递到第三营养级的传递效率为18÷100×100%＝18%。

答案　

（1）捕食

（2）3600

（3）分解者

（4）900　18%

教师备用资源

1.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

解析　本题考查生态系统能量流动的知识，意在考查考生对新情境的分析与所学知识的应用能力。

解答本题的关键是抓住题干中“运用生态学知识对此的合理解释”中的“生态学”这一关键词。

A项是从人体物质代谢的角度来描述的，故A错误；直接以低营养级的生物为食，由于能量传递经过的营养级少，损失的能量少，可利用的能量应该较多，故B错误；C项是从生态系统中能量流动的角度合理解释题干中的观点，故C正确；D项是从营养的角度而非生态学的角度进行解释，故D错误。

答案　C

2．如果一个人的食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，假如传递效率为10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物（　　）

A．10千克　　　　　　B．28千克

C．100千克D．280千克

解析　考查生态系统中的能量流动情况及计算。

根据题意我们可以写出三条食物链：

①植物→人，在此食物链中人要增重0.5千克，消耗0.5÷0.1＝5千克植物；②植物→羊→人，在此食物链中，人要增重0.25千克，消耗0.25÷0.1÷0.1＝25千克植物；③植物→植食动物→小型肉食动物→人，在此食物链中，人要增重0.25千克，消耗0.25÷0.1÷0.1÷0.1＝250千克植物。

所以人要增

重1千克，共消耗植物280千克。

答案　D

3．如图曲线表示某生态系统中三个不同种群的生长繁衍情况。

已知种群C是自养生物，下列说法不正确的是（　　）

A．该生态系统简单食物链可表示为C→B→A

B．种群B在第5→7年时间内个体数下降是由于A的增加和C的减少所致

C．B和A的存在能加快该生态系统的物质循环

D．一定自然区域内，A、B、C三个种群中全部的生物构成生物群落

解析　该生态系统的食物链为C→B→A；在5→7年，B的食物减少，天敌增加，故B减少；消费者能促进物质循环；在一定地域中，包括A、B、C在内的所有生物构成群落。

答案　D

4．（2012·江苏苏北四市二调）如图表示某农田生态系统一年中CO2的释放和消耗状况，其中各数字序号表达的含义分别为：

①生产者呼吸释放量；

②分解者呼吸释放量；③消费者呼吸释放量；④生产者光合作用消耗总量。

有关叙述正确的是（　　）

A．流经该农田生态系统的总能量可用④表示

B．②的量越小，

说明该农田生态系统施用的有机肥料越多

C．消费者同化作用的大小可用③表示

D．该农田生态系统一年中CO2的释放量与消耗量相等

解析　流经该农田生态系统的总能量是生产者光合作用固定的能量，对应CO2的消耗总量，A正确。

施用的有机肥料越多，分解者呼吸释放CO2量越多。

③是消费者呼吸释放量，占同化作用的一部分。

农田生态系统一年中有有机物的积累，光合作用固定的CO2多于呼吸作用释放的CO2量。

答案　A

5．（2012·陕西高新区一中模拟）如图是能量流动的图解，对此图解的理解错误的是（　　）

A．图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量的多少

B．该图中C所获得的能量为B的10%～20%

C．该图中的A表示流经该生态系统的总能量

D．图中A具有的能量等于B、C、D的能量之和

解析　生态系统能量流动过程中。

能量流动是单向的、逐级递减的，能量传递效率为10%～20%图中A为生产者，其固定的太阳能是流经该生态系统的总能量，A具有的能量大于B、C、D的能量之和。

答案　D

6．如图为生态系统中碳循环过程，其中甲、乙、丙、丁构成系统的生物群落

，箭头表示物质循环方向。

下列相关叙述错误的是（　　）

A．图中①过程可以表示绿色植物的光合作用

B．缺少类群甲则生态系统的物质循环不能正常进行

C．类群丙的无氧呼吸是产生大气中气体X的途径之一

D．增加图中各营养级生物的种类可提高该生态系统的抵抗力稳定性

解析　本题考查生态系统的碳循环。

由图可知，气体X为二氧化碳，类群乙为生产者，类群丙为消费者，其无氧呼吸不能产生二氧化碳；联系生物群落与无机环境的两种成分是生产者和分解者，图中甲为分解者，如果甲缺少，生态系统的物质循环将不能正常进行。

答案　C

7．如图是某森林生态系统物质和能量流向示意图，h、i、j、k表示不同用途的有机物（j是未利用部分），方框大小表示使用量。

下列叙述正确的是（　　）

A．进入该生态系统的CO2量与各h产生的CO2总量相等

B．生产者中i的量大于被初级消费者同化的有机物的量

C．流向分解者的k可被生产者直接吸收利用

D．流经该生态系统的物质和能量可循环利用

解析　A项中，进入该生态系统的CO2量通过光合作用合成有机物，由于每个营养级都有未利用的

，所以进入该生态系统的CO2量应大于各h产生的CO2量；B项中，由于能量逐渐递减，所以生产者i的量大于被初级消费者同化的有机物的量；C项中，k不能被生产者直接吸收利用；D项中，能量是单向流动的，不循环。

答案　B

8．如图为生态系统中能量流动部分示意图，a、b、c、d、e各代表一定的能量值，下列各项中不正确的是（　　）

①第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为[c＋d/b]×100%　②图中d包含了次级消费者粪便中的能量　③在人工饲养的高密度鱼塘中生产者固定的能量肯定大于初级消费者固定的能量　④在食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同

A．①②③④B．①②③

C．①④D．②③

解析　①项第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为（c/b）×100%；②项次级消费者粪便中的能量不能算作次级消费者固定的能量，因此不可能存在于d中；③项在人工饲养的高密度鱼塘这一特殊生态系统中，由于不断地投入食物，因此生产者固定的能量不一定大于初级消费者固定的能量；④项食

物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途是不完全相同的。

答案　A

9．（2012·吉林普通中学期末检测）如图①为自然生态系统的能量金字塔，图②为城市生态系统的能量金字塔，以下解释不正确的是（　　）

A．图①中食肉动物的体积约为食草动物体积的1/10～1/5

B．图②中，流经该生态系统的总能量是该生态系统中所有生产者固定的太阳能总量

C．①生态系统受到DDT农药污染，污染物浓度含量最高的是食肉动物

D．图②表示的生态系统一旦人的作用消失，该生态系统会很快退化

解析　考查生态系统的能量知识，城市生态系统是一个高度开放的生态系统，植物固定的太阳能不能满足人类的需求，人类还要从其他生态系统中获得物质和能量，对其他生态系统具有一定的依赖性。

答案　B

10．（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重要组成部分。

某草原生态系统的食物网如图所示。

（1）图中食物网较简单，因此，该草原生态系统的________能力较差，其________稳定性也相应较低。

除图中所示的生物类群外，该生态系统的生物组成成分还应有________才能保证其物质循环的正常进行。

（2）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，则会导致该草原的________锐减或丧失。

（3）影响图中兔种群数量变化的种间因素是________和竞争。

若某年兔种群的K值为1000只，且1只兔和4只鼠消耗的草量相等，其他条件不变的情况下，次年鼠的数量增加

400只，则兔种群的K值变为________只。

用标志重捕法调查该区鼠的种群数量时，若部分标记个体迁出，则导致调查结果________（填“偏高”或“偏低”）。

（4）草原干旱时，兔摄取水分减少，体内细胞外液渗透压________，引起________渗透压感受器兴奋，增加抗利尿激素的释放，进而引起________对水的重吸收增加，减少排尿量，以保持体内水平衡。

解析　

（1）食物网简单，生态系统的自我调节能力差，抵抗力稳定性弱。

物质循环的正常进行需要生产者、消费者、分解者共同参与。

（2）能量传递效率为10%时，鹰得到的能量最少，能量传递效率为20%时，鹰得到的能量最多。

营养级越少，最高营养级获得的能量越多。

所以鹰位于第三营养级时，获得最高能量为10000×20%×20%＝400kJ。

鹰位于第四营养级时，获得最低能量为10000×0.1×0.1×0.1＝10kJ。

若去除蛇，且狐的数量不变，则能量流动过程中能量损耗会减少，鹰容纳量会增加。

外来物种入侵，则会导致该草原的生物（物种）多样性锐减或丧失。

（3）影响兔种群数量的种间因素是捕食和竞争。

若兔的K值为1000只，1只兔和4只鼠消耗的草量相等，次年鼠的数量增加400只，吃了100只兔子的食物，则兔的环境容纳量变为900只。

若部分标记个体迁出，则调查结果将偏高。

（4）干旱时，兔摄取水分减少，体内细胞外液渗透压升高。

引起细胞外液渗透压感受器兴奋，抗利尿激素分泌增多，进而引起肾小管、集合管对水的重吸收量增加。

答案　

（1）自我调节（或：

反馈调节，负反馈调节）　抵抗力　分解者

（2）10　400　增加　生物多样性（或物种多样性）

（3）捕食　900　偏高

（4）升高　下丘脑　肾小管、集合管

11．如图是生态系统中碳循环示意图，图中“→”表示碳的流动方向。

请回答：

（1）写出图中含有四个营养级的食物链（用字母和箭头表示）

_________________________________________________________。

（2）在物质循环过程中，同时伴随着________。

若生产者有10000kg，按能量最大传递效率计算，位于第四营养级的生物可增重__________kg。

（3）分析A―→D和E―→B过程中碳流动形式的不同点_________

________________________________________________________。

（4）若由于某种原因，E种群数量大量减少，其他各种群数量随即发生的变化是__________。

（5）人类大量开采并燃烧由古代动植物遗体变成的煤和石油，使地层中经过千百万年积存的碳元素在短期内释放，对环境产生的影响主要是________