生态系统能量流动过程分析
一、单项选择题
1．下表是对能量从植物传递到鳞翅目幼虫(植食性)的定量分析。下列结论中不正确的是( )
项目 能量(J) 被鳞翅目幼虫吃掉的植物 419 鳞翅目幼虫粪便含有的能量 209.5 鳞翅目幼虫呼用于鳞翅目幼吸消耗的能量 虫生长的能量 146.6 62.9 A.从植物流入鳞翅目幼虫的能量是419 J B．食物中的能量只有约15%用于幼虫自身的生长 C．流入鳞翅目幼虫的能量一部分以热能形式散失 D．第一营养级至少需同化1 047.5 J的能量
2．下图为某草场生态系统的部分能量流动示意图，图中Q表示牧草在一年内固定的太阳能总量，Q1、Q2、Q3分别表示流入昆虫、牲畜、鼠体内的能量。下列叙述不正确的是( )
A．鹰属于次级和三级消费者，占有两个营养级 B．若实行灭虫灭鼠，一段时期内牧草间的竞争会加剧 C．Q与(Q1＋Q2＋Q3)的差值为牧草呼吸作用消耗的能量 D．保护鹰和食虫鸟，利于生态系统中的能量更多地流向人 3．对下列两条食物链的分析正确的是( ) ①玉米→人 ②玉米→牛→人
A．一个吃玉米的人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，传递效率随营养级升高而逐级递减 C．长期坚持素食可缓解世界粮食短缺问题
D．若土壤中含相同浓度的某重金属盐，则②中的人比①中的人重金属积累少 4．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，可供顶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
5．对一个受到轻度农药污染的湖泊进行调查，测量出该湖泊内具有食物链关系的甲、乙、丙、丁4个种群所同化的总能量如下表，下列说法中正确的一项是( )
生物种群 能量(kJ) 甲 8乙 9丙 7丁 71.3×10 2.8×10 2.9×10 9.1×10 A.从4个种群的营养关系上看，它们之间只能形成一条食物链 B．除甲种群外，其他3个种群的同化作用类型都属于异养型 C．按照生物富集原理，丁种群体内的农药残留量是最多的 D．在这四个种群中，甲和丁属于竞争关系
6．下表是对某生态系统营养级和能量流动情况的调查结果[单位：10 kJ/(m·a)]。表中的①②③④分别表示不同的营养级，⑤为分解者。GP表示生物同化作用固定的能量，NP表示生物体贮存着的能量(NP＝GP－R)，R表示生物呼吸消耗的能量，下列有关叙述正确的是( )
① ② ③ ④ ⑤ GP 15.91 871.27 0.88 141.20 211.85 NP 2.81 369.69 0.34 62.07 19.26 R 13.10 501.58 0.54 79.13 192.59 2
2
A.生态系统能量流动的渠道可能是②→④→①→③→⑤ B．能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率约为5.5%
C．若该生态系统维持现在的能量输入、输出水平，则有机物的总量会增多 D．④营养级GP的去向中，未被利用的能量有一部分残留在自身的粪便中
7．在一个草原生态系统中，如果要研究被第二营养级羊同化的能量去向，不应包括下列选项中的( ) A．羊的呼吸消耗量 C．羊的生长量
B．羊的粪便量 D．部分死亡羊的重量
8．下图表示人工鱼塘生态系统的能量流动过程，下列说法错误的是( )
A．输入该生态系统的能量全部来自太阳能 B．该生态系统中能量流动是单向的 C．能量在流动过程中逐级递减
D．图中的A代表呼吸作用散失的热能 二、多项选择题
9．(2017·盐城中学模拟)假若某自然生态系统仅有一条食物链a→b→c→d。下列叙述不正确的是( )
A．单位时间内各个营养级的生物数量关系为a＞b＞c＞d B．长期受汞污染时生物体内汞浓度的顺序为a＜b＜c＜d C．四种生物体内的能量直接或间接来自于a固定的能量 D．该生态系统中物质和能量可被循环利用
10．下图所示桑基鱼塘生态系统局部的能量流动，图中字母代表相应的能量。下列有关叙述正确的是( )
A．如果c1表示蚕传递给分解者的能量，则b1表示未被利用的能量 B．图中b表示桑树呼吸作用散失的能量
C．图中的c可表示桑树用于生长、发育、繁殖的能量 D．图中d1/d可表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率 三、非选择题
11．某小型天然湖泊原有少量鱼类，后改造为人工鱼塘。已知该人工鱼塘仅有5个种群形成一定的食物关系，下表列出了这5个种群的同化能量。请回答下列相关问题：
种群 同化能量[J/(cm·a)] 2A 1.1×10 8B 2×10 7C 1.4×10 9D 9×10 7E 3.4×106 (1)由天然湖泊改造成人工鱼塘后，改变了原生态系统的________结构，使该生态系统的抵抗力稳定性有所提高。
(2)根据上表中的能量值，写出该生态系统中的食物网__________________。在该生态系统中，第二营养级能量流向第三营养级的传递效率是________。
(3)用标志重捕法调查B种群密度时，若被标记个体更易被天敌捕食，则B种群密度的估计值会________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。若B种群在该人工鱼塘中的环境容纳量是
K，要获得B种群最大的持续捕捞量，则捕捞后B种群数量应保持在________左右。
12．如图是某人工鱼塘生态系统能量流动图解[能量单位为：J/(cm·a)]。请回答下列问题：
2
(1)输入该生态系统中的总能量为________ J/(cm·a)，其中图中第二、三营养级之间的能量传递效率约为________。
(2)图中A可表示__________________，图中输出的能量在生物体内的存在形式是__________________。
(3)某个季节，由于光照减弱，导致鱼塘中某种鱼向上层转移，此现象表明：环境因素的改变，可使生物群落的________结构发生改变。群落中动物的明显分层现象，依赖于植物为其创造的__________________。
13．下图是对某湖泊的能量调查结果[单位：千焦/(平方厘米·年)]，请据图回答下列问题：
2
(1)流经该生态系统的总能量是指____________________________，有________千焦/(平方厘米·年)。
(2)能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为______%，这说明了能量流动的特点是______________的，也就是说食物链越长，________________越多。 (3)D(热能)是通过________________产生的能量。
(4)能量流动具有单向、不循环的特点，主要原因是由于生物不能在代谢中利用________________________________________________________________________。
答案精析
1．A [被鳞翅目幼虫吃掉的植物是419 J，但是有一部分并没有被吸收，而是形成粪便209.5 J，所以从植物流入鳞翅目幼虫的能量是419－209.5＝209.5 J，A项错误；食物中用于幼虫自身生长的能量占62.9÷419×100%＝15%，B项正确；流入鳞翅目幼虫的能量有一部分在呼吸作用中以热能形式散失，C项正确；鳞翅目幼虫摄入419 J的食物，需要第一营养级同化的能量至少为(419－209.5)÷20%＝1 047.5 J，D项正确。] 2．C
3．C [根据能量流动特点，如果①和②中玉米的能量相同，则理论上吃玉米的人(第二营养级)所获得的能量一定比吃牛肉的人(第三营养级)获得的能量多。因此关键看他们各自摄取的食物中所含有的能量的多少，A错误；能量的传递效率不会随营养级升高而改变，B错误；以素食为食物，即以第一营养级作为食物，可以获取最多的能量，充分利用了粮食中的能量，C正确；有毒物质会沿着营养级逐渐富集，营养级越高，浓度越大，D错误。]
4．C [生态系统的能量流动是单向流动、逐级递减的，不可循环利用，A正确；能量流动具有逐级递减的特点，故食物链越短，顶级消费者获得能量越多，B正确；由于能量传递效率大约为10%～20%，所以初级消费者越多，次级消费者获得的能量也越多，C错误；由于能量流动逐级递减，所以营养级越高，散失的能量越多，D正确。]
5．D [从表格分析可知，根据食物链的能量传递效率大约为10%～20%，由于乙的能量最多，因此乙为生产者，乙能量的10%～20%传递到第二营养级(甲和丁)，第二营养级的10%～20%传递到第三营养级丙，从而可知图中是由两条食物链构成的食物网，即：乙→甲→丙、乙→丁→丙，A错误；乙是生产者，属于自养型生物，B错误；按照生物富集原理，营养级越高，农药残留量就越多，因此丙的农药残留量最多，C错误；从食物链可看出甲和丁都以乙为食，因此属于竞争关系，D正确。]
6．C [生态系统的食物链中能量单向流动、逐级递减，但分解者不是食物链的组成，根据表中GP数值可判断出该生态系统能量流动的渠道可能是②→④→①→③，A错误；能量在初级消费者④和次级消费者①之间的传递效率约为15.91÷141.20×100%≈11%，B错误；该生态系统输入的能量为871.27×10 kJ/(m·a)，而输出的总能量为(13.10＋501.58＋0.54＋79.13＋192.59)×10 kJ/(m·a)＝786.94×10 kJ/(m·a)，若该生态系统维持现在的能量输入、输出水平，由于能量输入>输出，则有机物的总量会增多，C正确；④营养级GP的去向中，未被利用的能量有一部分残留在下一营养级的粪便中，D错误。] 7．B 8.A
2
2
2
2
2
2
9．AD [生物的数量不符合金字塔模型，A错误；重金属元素会随食物链中营养级升高而富集，所以长期受汞污染时生物体内汞浓度的顺序为a＜b＜c＜d，B正确；四种生物体内的能量直接或间接来自于a固定的能量，C正确；该生态系统中物质可被循环利用，而能量只能单向流动，D错误。]
10．ABC [图中d表示蚕同化的能量，a1表示蚕通过呼吸作用散失的热能，如果c1表示蚕传递给分解者的能量，则b1表示未被利用的能量，A正确；流经该生态系统的总能量为桑树通过光合作用所固定的太阳能总量，即a；生产者桑树所固定的太阳能总量中有一部分通过生产者的呼吸作用以热能的形式散失，即图中的b，另一部分则储存在生产者体内的有机物中，用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，即图中的c，B、C正确；d1/d可以表示第二营养级到第三营养级的能量传递效率，D错误。] 11．(1)营养 (2)
(3)偏高 K/2
解析 (1)改为人工鱼塘后，投饵养殖植食性鱼类和肉食性鱼类，则该湖泊生物群落的营养结构发生显著变化，抵抗力稳定性明显提高。(2)能量的传递是单向、逐级递减，传递效率在10%～20%之间。图中C的能量最多，为生产者；A、D的能量差不多，处于第二营养级；B为第三营养级；E的能量最少，为第四营养级。第二营养级能量流向第三营养级的传递效率＝(2×10)/(1.1×10＋9×10)×100%＝10%。(3)用标志重捕法调查种群密度时，如果被标记个体更易被捕食，再次捕捉时捉到的标记个体数减少，种群密度的估计值偏高。若B种群在该人工鱼塘中的环境容纳量是K，要获得B种群最大的持续捕捞量，则捕捞后B种群数量应保持在K/2左右。 12．(1)117 15.6%
(2)在呼吸作用中散失的热能 有机物中化学能 (3)垂直 栖息空间和食物条件
解析 (1)该生态系统中生产者固定的总能量＝流入分解者的能量＋未利用的能量＋呼吸作用散失的能量＋植食动物同化量＝3＋70＋23＋(0.05＋0.25＋5.1＋2.1－5＋0.5＋9＋4－2)＝110 J/(cm·a)，由于外界有机物投入7 J/(cm·a)，因此输入该生态系统中的总能量为117 J/(cm·a)；肉食性动物2.5 J/(cm·a)的能量是同化第二营养级获得的能量，第二营养级同化的能量为：2.5＋9＋4＋0.5＝16[J/(cm·a)]，图中第二、三营养级之间的能量传
2
2
2
2
2
7
8
7
10%
递效率为(2.5÷16)×100%≈15.6%。(2)图中A表示呼吸作用消耗，其中A的含义是呼吸作用散失的热能，图中能量以有机物中化学能的形式输出。(3)由于光照减弱，水体中的植物垂直分层出现了变化，因此导致某种鱼向上层转移，说明生物群落的垂直结构发生改变。群落中动物的明显分层现象，依赖于植物为其创造的栖息空间和食物条件。 13．(1)生产者固定的太阳能的总量 0.46
(2)13.5 逐级递减 能量流失 (3)呼吸作用 (4)呼吸放出的热能
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