2020-2021学年高二生物人教版必修3课时分层作业16　生态系统的能量流动 9页

课时分层作业(十六) 生态系统的能量 流动 (建议用时：40 分钟) 题组一 能量流动的过程 1．在分析生态系统的能量流动时经常涉及“总能量”“摄入量”“输入量 (输入某一营养级的能量)”“同化量”“粪便量”“能量传递效率”等说法，下列 说法中正确的是( ) A．太阳辐射到某一生态系统中的能量即输入生态系统的总能量 B．生产者积累的有机物中的能量为输入生态系统的总能量 C．某一营养级生物的摄入量减去粪便量，为该营养级生物同化量 D．相邻两营养级生物中高营养级与低营养级生物的摄入量之比表示能量传递 效率 C [生产者光合作用固定的太阳能的总量为输入生态系统的总能量，A、B 错 误；输入量即同化量，同化量＝摄入量－粪便量，C 正确；相邻两营养级生物中 较高营养级与较低营养级生物的同化量之比表示能量传递效率，D 错误。] 2．如图表示生态系统中生产者能量的来源和去路，下列说法错误的是( ) A．流经该生态系统的总能量为 a B．b 以热能形式散失 C．c 用于自身生长发育繁殖 D．若 d 为下一个营养级同化的能量，则 d 的量是 c 的 10%～20% D [若 d 为下一营养级同化的能量，则 d 的量是 a 的 10%～20%。] 3．如图为某草原生态系统流经第二营养级的能量示意图，其中 a 表示该营养 级食物的摄入量，f 表示流向下一营养级的能量。以下分析正确的是( ) A．图中 b 表示用于生长、发育和繁殖的能量 B．c 表示生物体内储存的有机物 C．d 中能量均未被该营养级生物同化 D．为提高羊肉的产量，应该提高图中 c/a 的比值 D [b 表示该营养级同化的能量；c 表示用于生长、发育和繁殖的能量，储存 在生物体的有机物中，A、B 错误；d 表示分解者利用的能量，有一部分能量未被 该营养级生物同化，C 错误；图中 a 表示该营养级摄入的能量，c 表示用于生长、 发育和繁殖的能量，所以 c/a 的值越高，羊肉的产量越高，D 正确。] 4．如图是某生态系统能量流动过程图解，利用图中箭头的序号回答问题。 (1)流经该生态系统的总能量是________。 (2)图中________为分解者，理由是__________________________________ ______________________________________________________________。 (3)图中哪个箭头是不应存在的？________。 (4)⑫的能量最多时只有④的能量的几分之几？________。 (5)B 属于________性动物，它的粪便中的能量会被________利用，通过过程 ________表示。 解析：生产者(图中 A)固定的太阳能即图中的①是流经该生态系统的总能量， 图中 B、C、D 是初级、次级、三级消费者，A、B、C、D 都有能量流入 E，则 E 为分解者，但 E 能量不会倒流入 A、B、C、D，故图中⑦不存在。⑫的能量最多 有⑨的 1/5，⑨最多有④的 1/5，故⑫最多有④的 1/25。 答案：(1)① (2)E 从生产者到各级消费者都有能量流入 E (3)⑦ (4)1/25 (5)植食 E(分解者) ⑥ 5．某地区年降雨量丰富，一弃耕农田的食物链之一是“甲→乙→丙”，生态 学家对该生态系统的发展以及该食物链的能量流动进行了研究，结果如表，单位 为×103J/(hm2·a)，回答下列问题： 甲 乙 丙 固定的能量 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量 24 500 105 75 71.5 8.44 6 4.38 (1)从生态系统的成分看，食物链中甲是________，流经该生态系统的能量是 ________×103 J/(hm2·a)。 (2)在食物链“甲→乙→丙”中，能量从乙到丙的传递效率是________，从乙 流向分解者的能量包括乙的遗体、分泌物中的能量和________粪便中的能量。 (3)有人发现表中乙或丙的同化量与呼吸量之和不等于摄入量，请你分析该现 象出现的原因：___________________________________________________ _________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 解析：(1)食物链的起点是生产者，因此甲是生产者，流经该生态系统的能量 是生产者所固定的太阳能，由表中数据分析可知生产者固定的太阳能应是 24 500×103J/(hm2·a)。(2)能量传递效率是相邻营养级同化量之比，由数据分析可知 能量从乙到丙的传递效率应是 6/75×100%＝8%。某营养级粪便中的能量是上一 营养级同化的能量，所以乙流向分解者的能量还包括丙粪便中的能量。(3)摄入量 等于同化量加上粪便中的能量，而呼吸量是同化量中的一部分。 答案：(1)生产者 24 500 (2)8% 丙 (3)摄入量等于同化量加上粪便中的能 量，而呼吸量是同化量中的一部分 题组二 能量流动的特点 6．某人想同时养鼠和水貂，用鼠喂水貂，再用剥去皮的水貂喂鼠。这样可以 实现能量的循环利用吗( ) A．可能，因为这个系统会平衡 B．可能，因为用鼠喂水貂所损失的能量可以用水貂喂鼠收回来 C．不可能，因为不能用食肉动物喂养食肉动物 D．不可能，因为食物中大部分能量都丢失了 D [能量只能单向传递，逐级递减，不可循环利用。] 7．肉类和鸡蛋的价格比粮食和蔬菜高，从生态学的观点看，这是由于( ) A．动物饲养投资大 B．食物链延长，能量流失多，生产成本高 C．动物性食品营养价值高 D．植物栽培比较容易 B [依据能量流动的特点可知，要得到同质量的肉类和鸡蛋，与粮食和蔬菜 比较，需消耗更多的能量，因此肉类、鸡蛋成本高，价格相应也要高。] 题组三 能量流动的有关计算 8．下图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图[单位：J/(cm2·a)]，据图 分析，下列有关说法正确的是( ) A．该生态系统第一营养级同化的能量至少为 400 J/(cm2·a) B．该生态系统第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是 100 J/(cm2·a) C．能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是 20% D．该生态系统第三营养级同化的能量是 15 J(cm2·a) A [题图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图，其中 A 表示该营养级 摄入的能量，B 表示该营养级同化的能量，C 表示该营养级用于生长、发育和繁 殖的能量，D 表示呼吸作用中以热能的形式散失的能量，E 表示分解者利用的能 量。第二营养级同化的能量为 100(摄入量)－20(粪便中的能量)＝80 [J/(cm2·a)]， 根据能量传递效率倒推出第一营养级同化的能量至少为 400 J/(cm2·a)，A 正确； 该生态系统第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量为 30 J/(cm2·a)，B 错误； 题图仅表示能量流经第二营养级的过程，并不能得出第三营养级的同化量，因此 无法计算由第二营养级到第三营养级的能量传递效率，C 错误；次级消费者摄入 的能量并不等同于第三营养级同化的能量，D 错误。] 9．在 的营养结构中，若能量传递效率为 10%，以鸟同化 的总能量中从昆虫获得的总能量为 x 轴，植物供能总量为 y 轴，下图中绘制的相 关曲线是( ) A B C D D [设鸟获得的总能量为常数 a，则鸟从昆虫获得的能量为 x，从植物直接获 得的能量为 a－x，可列式为 x×10×10＋(a－x)×10＝y，即 y＝10a＋90x。根据此 方程式可知，D 项图示正确。] 题组四 研究能量流动的意义 10．下列关于生态系统能量流动的原理在实践中应用的叙述，错误的是( ) A．除虫、除草可以让农田生态系统中的能量流向对人类更有意义的部分 B．多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率 C．根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量 D．沼渣、沼液作为肥料还田，能使能量循环利用 D [除虫、除草合理地调整了生态系统中的能量流动关系，使能量尽可能多 地流向对人类有益的部分，A 正确；多途径利用农作物，可以实现能量的多级利 用，提高能量的利用率，B 正确；根据草场能量单向流动，逐级递减的特点，可 以合理确定草场的载畜量，从而保持畜产品的持续高产，C 正确；沼渣、沼液作 为肥料还田，能使物质循环利用，能量多级利用，提高能量的利用率，D 错误。] 11．目前，粮食安全是世界各国面临的重大问题，甚至影响到了社会的稳定。 (1)在如图所示的食物网中，若人体要得到 1 kJ 的能量，玉米至少要固定 ________kJ 的太阳能，鸡和害虫的关系是________。 (2)如果将原来的膳食结构鸡肉∶粮食＝1∶3，改为鸡肉∶粮食＝1∶5，理论 上，玉米供养的人数将会______(填“增多”“不变”或“减少”)，理由是 _________________________________________________________________ ____________________________________________________________。 人类要最大限度地获得能量，应该采取的措施是____________________ _____________________________________________________________。 解析：(1)由于能量沿食物链单向流动、逐级递减，所以计算玉米至少固定的 太阳能时，只考虑玉米→人这一条食物链，且设此时的能量传递效率为 20%，所 以人要得到 1 kJ 的能量，至少需要玉米固定 1÷20%＝5 kJ 的太阳能。据题图可知， 鸡与害虫有捕食的关系，除此以外，鸡与害虫都吃玉米，所以二者还有竞争的关 系。 (2)由于调整后的膳食结构，增加了人对玉米的摄入量，减少了通过鸡进行的 能量散失，人获得的能量增加，所以玉米供养的人数会增多。人要最大限度地获 得能量，应降低自己的营养级，并且使第一营养级的能量尽可能多地流向人类， 所以应该采取的方式是消灭害虫，停止养鸡。 答案：(1)5 捕食和竞争 (2)增多 调整后的膳食结构，增加了人对玉米的摄入量，减少了通过鸡进行 的能量散失，人获得的能量增加 消灭害虫，停止养鸡(合理即可) 12．如图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值，单 位是 J·m－2·a－1)。下列叙述正确的是( ) A．该食物网中最高营养级为第六营养级 B．该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为 25% C．太阳鱼呼吸作用消耗的能量为 1 357 J·m－2·a－1 D．该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统 B [题图中最长食物链为浮游植物→浮游动物→幽蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼， 故最高营养级为第五营养级，A 错误；该食物网中第一营养级同化的能量为 31 920 J·m－2·a－1，第二营养级同化的能量为 3 780＋4 200＝7 980(J·m－2·a－1)，则第 一营养级到第二营养级的能量传递效率为 7 980÷31 920×100%＝25%，B 正确； 太阳鱼同化的能量为 1 483 J·m－2·a－1，除了流向下一营养级和自身呼吸作用消耗， 还有一部分被分解者分解掉，故太阳鱼呼吸作用消耗的能量小于(1 483－126)J·m－ 2·a－1，即小于 1 357 J·m－2·a－1，C 错误；该食物网中的生物并没有分解者，不 能构成群落，因而不能与无机环境构成一个生态系统，D 错误。] 13．如图为现代版“桑基鱼塘”农业生态系统的能量流动和物质循环模式图， 据图分析正确的是 ( ) A．“ 桑”不能代表能量流动 B．模式图中不应有“ 池塘”的箭头 C．鱼是二级消费者 D．该生态农业提高了能量的利用率 D [“ 桑”代表该生态系统能量的输入，A 错误；该池塘水体中还有其 他的生产者，模式图中应有“ 池塘”的箭头，B 错误；图中显示鱼以蚕粪为 食，是分解者，C 错误；该生态农业提高了能量的利用率，D 正确。] 14．如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。请据图作答： 图甲 图乙 (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)若图甲中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，构成的食物关系如 图丙。其中，甲的能量中比例为 X 的部分直接提供给丙，则要使丙的能量增加 A kJ， 至少需要消耗甲的能量为________kJ(用所给字母表示)。 图丙 解析：(1)m1 表示流入该生态系统的总能量，这部分能量是太阳能或生产者固 定的能量，m2 表示从该生态系统散失的能量，即热能或呼吸作用散失的热量。由 于能量在传递过程中是逐级递减的，因此营养级越高的生物，可利用的能量越少， 所以个体数量往往也越少。 (2)若 A 表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则 B 表示Ⅱ同化的能量，C 表示Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量。若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为 y， 而图乙中营养级Ⅱ同化的总能量为 b，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是 b/y×100%。 (3)生态系统中能量流动的主要特点是单向流动、逐级递减。 (4)假设至少需要消耗甲的能量为 a，则丙从甲→丙途径获得的能量为 a×X×20%，丙从甲→乙→丙途径获得的能量为 a×(1－X)×20%×20%，根据 题干中的条件可知：a×X×20%＋a×(1－X)×20%×20%＝A，因此 a＝25A/(1 ＋4X)。 答案：(1)太阳能(或生产者同化固定的能量) 热能(或呼吸作用散失的热量) 营养级高，可利用的能量少 (2) 营 养 级 Ⅱ 同 化 的 能 量 营 养 级 Ⅱ 用 于 生 长 、 发 育 和 繁 殖 的 能 量 b/y×100% (3)单向流动、逐级递减 (4)25A/(1＋4X) 植物光合作用有机物的积累量不等于其同化量 15．下图表示某长期稳定的生态系统中光合作用积累的有机物被植食性动物 利用的过程(图中的字母表示所含的能量)。据图分析，下列相关叙述正确的是 ( ) A．植食动物粪便中的能量只能用 g 表示 B．植物光合作用积累的有机物中的能量应大于输入第一营养级的能量 C．若从 c、e、g、h、i 中选择若干字母表示植物光合作用积累的有机物中的 能量，则应表示为 c＋e＋g＋h＋i D．能量在相邻营养级间的传递效率为 f/a C [植食动物的粪便量＝摄入量－同化量，即图中的 g(未被同化的能量)或 d －f，A 错误；生产者积累的能量(a)＝输入生产者的能量(即生产者的同化量)－生 产者呼吸作用消耗散失的能量，即 a<输入第一营养级的能量，B 错误；据图可知， a＝c＋b，b＝e＋d，d＝g＋f，f＝i＋h，则 a＝c＋e＋g＋h＋i，C 正确；能量在相 邻营养级间的传递效率为 f/(a＋植物呼吸作用消耗量)，D 错误。]