《生态系统的能量流动》练习

《生态系统的能量流动》练习【目标导航】1.分析生态系统能量流动的过程和特点。2.概述研究能量流动的实践意义。3.尝试调查农田生态系统的能量流动情况。一、能量流动的概念和过程1．概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。2．过程(1)能量来源：太阳。(2)输入过程：主要是通过生产者的光合作用，将光能转化成为化学能。(3)传递过程(4)转化和散失过程(以第一营养级为例)①在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失。②用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中。③构成植物体的有机物中的能量a．一部分随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来。b．另一部分则被初级消费者摄入体内，流入第二营养级。二、能量流动的特点1．单向流动：沿食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不能循环流动。2．逐级递减(1)能量在沿食物链流动的过程中是逐级递减的，传递效率大约为10%～20%。(2)能量金字塔：将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可形成一个金字塔图形。(3)在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。生态系统中的能量流动一般不超过4～5个营养级。三、研究能量流动的实践意义1．研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。2．研究生态系统的能量流动，可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。知识点一生态系统能量流动的分析1.下表表示某草原生态系统中A→B→C(三者构成一条食物链)各种群对能量的同化、利用、传递等的部分数量关系，已知该草原生态系统受到的太阳辐射为150000百万千焦，但其中149875百万千焦的能量未能被生产者固定。针对此图有关计算错误的是(单位：百万千焦)()生物类群同化量净生产量(净同化量)呼吸消耗传递给分解者传递给下一营养级未被利用的能量A()(？)315B145()2C2()微量(不计)无()A.流经该生态系统的总能量数是125B．“？”处数值是C．B呼吸消耗的能量是19D．能量从B传到C的传递效率为%答案C解析本题主要考查的是能量流动的分析，应从以下几个方面入手：①明确每个营养级同化能量的去向关键点②明确每个营养级中能量之间的关系③能量流动传递效率的计算每个营养级中能量的去向有：流向下一营养级通化量净同化量流向分解者未被利用的呼吸消化同化量eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(净同化量\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(流向下一营养级,流向分解者,未被利用)),呼吸消耗))所以生产者同化的数量为净同化量：3＋15＋＝，加上呼吸消耗量共125。B呼吸消耗应为同化量－净同化量＝14－5＝9。B到C的传递效率为：eq\f(2,14)×100%＝%。2．一个池塘有生产者(浮游植物)、初级消费者(植食性鱼类)、次级消费者(肉食性鱼类)和分解者(微生物)。其中生产者固定的全部能量为a，流入初级消费者、次级消费者和分解者的能量依次为b、c、d，下列表述正确的是()=b+d>b+d<b+d<c+d答案B解析一个生态系统中，流经该系统的总能量是生产者固定的太阳能总量。该生态系统中生产者固定的全部能量是a，数值是最大的，这些能量一部分在生产者的呼吸作用中以热能形式散失到环境中，一部分用于自身的生长、发育、繁殖。在后一部分能量中，一部分随植物遗体和残枝败叶等被分解者分解释放出来，还有一部分沿着食物链流入初级消费者，除小部分能量随动物粪便排出体外，其余被初级消费者同化。能量依次沿食物链单向流动、逐级递减传递下去。知识点二能量流动的特点3．下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列各项中正确的是()A．①表示流经生态系统内部的总能量B．一般情况下，三级消费者增加1kg，至少需要生产者1000kgC．生物与生物之间的捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性D．从能量关系看②≥③＋④答案C解析本题主要考查能量流动的特点：①表示第二营养级的同化量，流经生态系统的总能量是生产者光合作用固定的总能量，要大于①；三级消费者增加1kg，至少消耗生产者的量，需以最大传递效率计算，即eq\f(1kg,20%3)＝125kg；能量流动的特点之一是单向流动，主要原因是生物间的捕食关系不可逆转；从能量关系看：②＝③＋④＋呼吸消耗，所以②＞③＋④。4．如图所示为某生态系统中的食物网简图，若E种群中的总能量为×109kJ，B种群的总能量为×108kJ，从理论上分析，A种群获得的总能量最多是()A．×108kJB．×108kJC．×108kJD．×108kJ答案A解析从图中可以看出，E的能量传递有三条途径，但只有两条途径能传递到A。获得的能量最多，需以最大传递效率计算，所以C和D获得的总能量为×109kJ－×108kJ÷20%)×20%＝1×109kJ，所以A获得的总能量最多为1×109kJ×20%＝×108kJ。知识点三生态金字塔的理解5．如图A、B、C分别是某森林生态系统的生物数量金字塔、某草地生态系统的能量金字塔和某浮游生物群落的金字塔。请分析并回答以下问题：(1)描述生态系统中各营养级之间的关系最好用________的形式。(2)为什么一个相对稳定的森林生态系统会出现生产者数量少于消费者数量的现象？________________________________________________________________。(3)为什么生态系统需要持续接受外部的能量输入？________________________________________________________________。答案(1)能量金字塔(或B)(2)在森林中，生产者往往体积很大，固定的能量多，能为较多消费者提供食物，因此少数的生产者可以支持较多的消费者(3)因为生态系统中的能量流动是单向的，不能循环利用解析本题主要考查能量流动和营养级中生物个体数量的相关内容，现分析如下：基础落实1．流经生态系统的总能量是指()A．照射到该系统的全部太阳能B．照射到该系统所有植物体上的全部太阳能C．该系统生产者所固定的全部能量D．生产者传递给消费者的全部太阳能答案C解析流经生态系统的总能量应是该生态系统中生产者所固定的能量，经生产者的同化作用转变成稳定的化学能在生态系统中流动。未被生产者固定的能量没有流入生态系统，而是被系统中的其他物质以热能的形式吸收，然后以红外线的形式散射到大气中或辐射到宇宙空间。2．关于生态系统能量流动的叙述，不正确的是()A．流经生态系统的总能量主要是绿色植物所固定的太阳能的总量B．生态系统中流动的能量不包括各营养级的呼吸量C．生态系统的能量流动是单向、不循环的D．在生态系统中能量流动是逐级递减的答案B解析考查能量流动的过程及途径。生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的，生产者所固定的总能量便是流经生态系统的总能量；生态系统的能量流动是沿着食物链或食物网进行的，能量流动的特点是单向的，并且是逐级递减的。3．在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化作用所获得的能量，其去向不应包括()A．通过兔子呼吸作用释放的能量B．通过兔子的粪便流入到分解者体内C．通过狐的粪便流入到分解者体内D．流入到狐的体内答案B解析兔子摄取了草，其中一部分被同化了，兔子同化的能量可以流向下一营养级狐，可用于自身呼吸作用，也可流向分解者。在兔子摄入的能量中，以粪便形式排出体外的不属于其同化的能量。4．如图是生态系统能量流动的图解，对此图理解有误的是()A．图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少B．该图中C所具有的能量为B的10%～20%C．该图中的A固定的能量表示流经该生态系统的总能量D．图中A固定的能量是B、C、D的能量之和答案D解析首先判断图中A为生产者，B、C、D为消费者，能量流动是逐级递减的，所以图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少。相邻两个营养级之间能量传递的效率是10%～20%，所以图中C所具有的能量为B的10%～20%。生产者固定的太阳能总量等于流经该生态系统的总能量，所以C项正确。每个营养级同化的能量有3个去向：下一营养级(最后一个营养级除外)、分解者和自身呼吸消耗，所以图中A具有的能量应该大于B、C、D的能量之和。5.一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如右图所示。下列选项中能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是(选项方框面积表示能量的大小)()答案C解析数量金字塔是以生态系统中每一营养级的生物个体数目为指标绘制的，有时会倒置，本题就是一个实例。能量金字塔是以生态系统中每一个营养级的能量数值为指标绘制的，由于能量流动是单向且逐级递减的，在相邻两个营养级之间传递效率大约只有10%～20%，这样能量金字塔是不会倒置的。能力提升6．大象是植食性动物，有一种蜣螂则专以象粪为食。设一头大象在某段时间内所同化的能量为107kJ，则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为()A．0kJB．106kJC．2×106kJD．3×106kJ答案A解析被某一营养级摄入的能量。一部分存在于该营养级生物排出的粪便中，另一部分被该营养级生物同化，该题中大象摄入体内的能量，一部分存在于象粪中，一部分被其同化，所以流入蜣螂体内的能量不属于象的同化量。7．运用生态系统能量流动规律分析下列四项中，能量不利于流向对人类最有益的部分的是()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答案C解析能量流动是逐级递减的，食物链越长，丧失的能量就越多。8．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，不正确的是()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答案C解析在一个生态系统中，生产者是主要成分，生产者越多，生态系统越稳定；生态系统的能量传递效率是10%～20%，不会因生态系统的改变而改变。9．如图是某一水域生态系统在一年之内的能量流动情况资料[能流单位：103kJ/(m2·y)]。据图回答：(1)流经该生态系统的总能量为______×103kJ/m2·y。(2)能量传递效率较低，是因为大部分能量______________________，另有一部分能量流向了________。(3)按图中能量传递效率，若顶级肉食动物多获得1kJ能量，则生产者需多具有________kJ能量。(计算结果保留1位小数)(4)如果该水域发生重金属污染，则上述生物中________体内的重金属含量最高。答案(1)2081(2)通过该营养级生物自身的呼吸作用消耗掉分解者(3)(4)顶级肉食动物解析(1)流经该生态系统的总能量为生产者固定的能量即为1320＋324＋100＋14＋58＋38＋227＝2081×103kJ/(m2·y)。(2)能量传递效率低是因为能量有一部分自身利用了，有一部分流向分解者，剩余的才流向下一营养级。(3)在不同营养级中能量传递效率不同，已知生产者固定2081×103kJ能量时，顶级肉食动物获取的能量为＋＋＝5×103kJ能量，所以要使顶级肉食动物多获得1kJ的能量，则生产者需多具有2081/5kJ＝kJ能量。(4)由于食物链的富集作用，则营养级越高，其体内所含重金属越多。实验拓展10．如图为某生态系统能量流动的过程图解，请据图回答下列问题：(1)图中的箭头________是不应存在的(填序号)。(2)流经生态系统的总能量是________，初级消费者自身生命活动所消耗的能量是________(填序号)。(3)食草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箭头________。(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⑬所指的是____________________，E代表的成分是________。(6)④中的能量大约只有③中能量的________。(7)生态系统能量流动的特点是________________________。答案(1)⑪(2)①⑤(3)⑧(4)四C(5)生产者呼吸消耗