生物选择性必修2课时作业
2.2.2 生态系统的能量流动(含答案详解)
一、选择题
1.(2021·辽宁大连高二检测)流经某一生态系统的总能量是( )
A.照射到该生态系统中的全部太阳能
B.该生态系统中所有生产者、消费者、分解者体内的能量
C.该生态系统中生产者体内的能量
D.该生态系统中生产者所固定的太阳能
解析:选D。流经生态系统的总能量是该生态系统中生产者所固定的太阳能。
2.(2021·福建三明月考)下列有关生态系统能量流动的叙述,不正确的是( )
A.生态系统中的能量输入特指绿色植物的光合作用
B.生态系统中的能量传递包括不同生物通过捕食关系传递能量
C.生态系统中的能量转化包括光合作用固定光能、细胞呼吸分解有机物合成ATP等
D.生态系统中的能量最终以呼吸作用产生热能的形式散失出去
解析:选A。生态系统中的能量输入指生产者的光合作用,而并非特指绿色植物的光合作用,A错误;在生态系统中,不同生物之间可通过捕食关系进行能量的传递,B正确;生态系统中的能量转化包括光合作用中将光能转化为化学能,细胞呼吸中将有机物中的化学能转化为ATP中活跃的化学能等,C正确;生态系统中的能量最终以呼吸作用产生热能的形式散失出去,D正确。
3.下图是某湖泊的能量金字塔,下列相关叙述不正确的是( )
A.a、b、c、d表示不同的营养级
B.a、b、c、d之间形成一条a到d的食物链
C.a、b、c、d的大小表示不同的营养级所得到的能量的多少
D.a、b、c、d的大小变化体现了能量流动逐级递减的特点
答案:B
4.假设某初级消费者摄入的能量为a,其粪便中的能量为b,通过呼吸作用消耗的能量为c,用于生长、发育和繁殖的能量为d,则流入次级消费者的能量最多为( )
A.(a+b)×20% B.(c+d)×20%
C.(a-c)×20% D.(b+d)×20%
解析:选B。初级消费者的同化量=摄入量-粪便量,即同化量为a-b,其中一部分被自身呼吸作用消耗掉,其余部分用于自身生长、发育和繁殖等生命活动,所以初级消费者的同化量=呼吸作用消耗量+生长、发育和繁殖等生命活动所需的能量,即a-b=c+d。按能量的最高传递效率20%计算,流入次级消费者的能量最多应为(a-b)×20%或(c+d)×20%。
5.(2021·江西南昌高二检测)下图为生态系统中能量流动的部分示意图,①②③④⑤各代表一定的能量值。下列叙述正确的是( )
A.在人工饲养的高密度鱼塘中⑤肯定大于①
B.④中包含了次级消费者粪便中的能量
C.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
D.②>③+④
答案:D
6.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,那么此人体重每增加1 kg,至少消耗植物( )
A.10 kg B.40 kg
C.100 kg D.280 kg
解析:选B。由题意可知,此人的能量来源于三条食物链,分别是①植物→人,②植物→羊→人,③植物→植食性动物→肉食性动物→人。设通过①②③三条食物链消耗的植物量分别为a、b、c,则a×20%=1×(1/2),b×20%×20%=1×(1/4),c×20%×20%×20%=1×(1/4),求出a=5/2 kg,b=25/4 kg,c=125/4 kg,进而求出a+b+c=40 kg。
7.下图表示某生态系统中的食物网简图,若E种群中的总能量为5.8×109 kJ,B种群中的总能量为1.6×108 kJ,则从理论上分析,A种群获得的总能量最多是( )
A.2.0×108 kJ B.2.32×108 kJ
C.4.2×108 kJ D.2.26×108 kJ
解析:选A。从图中可以看出,E种群中的能量传递有三条途径,但只有两条途径能传递到A种群。C种群和D种群获得的总能量最多为5.8×109×20%-1.6×108=1.0×109 kJ,所以A种群获得的能量最多为1.0×109×20%=2.0×108 kJ。
8.下列不是利用能量流动的原理使农作物产量增加的是( )
A.使用除草剂和人工除草
B.使用农药消灭害虫
C.温室种植时,降低夜间的温度
D.喷洒适宜浓度的生长素
解析:选D。使用除草剂和人工除草可以减少农作物的竞争对手,使光能更多地流向农作物;使用农药消灭害虫可以使农作物保留更多的能量;温室种植时,降低夜间的温度可以减少农作物呼吸作用消耗的能量;喷洒适宜浓度的生长素可以促进农作物的生长,但并不是利用能量流动的原理。
9.假如某生态系统有四种生物,并构成一条完整的食物链a→b→c→d,在某一时间分别测得这四种生物a、b、c、d所同化的总能量分别为m1、m2、m3、m4。下列叙述错误的是( )
A.b、c、d三种生物中所含的能量归根到底来自a通过光合作用固定的太阳能
B.在一段时间内,若b种群数量增加,则a种群数量下降,d种群数量增加
C.若m1<5m2,则生态系统的稳定性可能会遭到破坏
D.d种群中每个个体所含能量一定比c种群中每个个体所含能量低
解析:选D。a→b→c→d为一条完整的食物链,故a是生产者,其固定的太阳能就是流入该生态系统的总能量,所以b、c、d三种生物所含的能量归根到底来自a通过光合作用固定的太阳能,A正确;根据食物链可知,在一段时间内,若b种群数量增加,则a种群数量因天敌增多而下降,c和d的种群数量因食物增多而增加,B正确;当m1<5m2时,说明能量传递效率高于20%,这可能会影响生物和生态系统的可持续性发展,使生态系统的稳定性遭到破坏,C正确;根据能量流动的特点,只能判断出不同营养级间的能量关系,但无法判断出不同营养级中每个个体的能量多少,D错误。
10.(2021·山东济南高三模拟)研究者对某水域浮游生物群落进行调查,绘制出如下能量金字塔。下列有关说法正确的是( )
A.该群落共有4个营养级,各营养级之间的生物是捕食关系
B.该群落中各营养级之间的能量传递效率为10%~20%
C.调查该群落中浮游生物的数量一般采用抽样检测法
D.该水域受到酱油厂的污染后,生产者的数量最先增加
解析:选C。该群落只有生产者、初级消费者、次级消费者3个营养级,分解者不在捕食食物链中,不占有营养级,A错误;根据题图中的数据计算,第一、二营养级之间的能量传递效率为142÷8 690×100%≈1.63%,第二、三营养级之间的能量传递效率为12÷142×100%≈8.45%,B错误;该群落中浮游生物的体型较小,一般采用抽样检测法调查其数量,C正确;该水域受到酱油厂废水的污染后,水体被污染,生产者的数量可能会明显地减少,D错误。
11.下图是近年在某县试验成功并大范围推广的生态农业模式,下列有关此生态系统的叙述,错误的是( )
A.图中位于第二营养级的生物有螺、昆虫、鸭
B.鸭和螺之间是捕食与种间竞争关系
C.该生态系统中鸭所同化的能量主要来自生产者固定的太阳能和饲料中的化学能
D.拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向,可以提高生态系统的能量传递效率
解析:选D。螺、昆虫、鸭都可以直接捕食生产者,此种情况时它们都位于第二营养级,A正确;鸭可以捕食螺,二者之间具有捕食关系,同时它们都以生产者为食,故鸭和螺之间还有种间竞争关系,B正确;该生态系统中鸭所同化的能量主要来自生产者固定的太阳能和饲料中的化学能等,C正确;拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向,使能量流向对人类最有益的部分,但不能提高生态系统的能量传递效率,D错误。
12.下图是某草原生态系统的能量流动图解,N代表能量值,下列有关叙述不正确的是( )
A.第一营养级与第二营养级间的能量传递效率为N5/N3×100%
B.牛、羊粪便中的能量属于草同化的能量的一部分
C.牛、羊同化的能量N5=牛、羊呼吸作用散失的能量+用于自身生长、发育和繁殖的能量
D.适量放牧牛、羊会增大N2与N1的比值
解析:选A。能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为第二营养级同化量与第一营养级同化量的比值,即N5/N2×100%,A错误;牛、羊粪便中的能量属于草同化的能量的一部分,B正确;同化量=呼吸量+用于自身生长、发育和繁殖的能量,C正确;适量放牧会减少因叶片相互遮挡以及竞争而造成的部分牧草死亡等现象,有利于草的生长,因此能增大其对光能的利用率,增大N2与N1的比值,D正确。
二、非选择题
13.(2021·福建三明三校联考)下图甲为某生态系统中能量的输入、传递和散失过程示意图,请回答下列问题:
(1)流经此生态系统的总能量是________kJ。
(2)从A到B的能量传递效率为________。
(3)下图乙表示生态系统中能量流经第二营养级的示意图。
①图中M表示______________________________________________的能量。
②从图中可以总结出能量流动的特点是______________________________、
_____________________________________________________________。
解析:(1)根据图甲,流经该生态系统的总能量就是生产者固定的太阳能总量,即175+200+875=1 250 kJ。(2)能量传递效率是指下一营养级的同化量占本营养级同化量的百分比,所以从A到B的能量传递效率为(200/1 250)×100%=16%。(3)①图乙中M表示初级消费者同化的能量,N表示用于生长、发育和繁殖的能量。②由于每一营养级同化的能量都有一部分用于自身呼吸消耗,一部分流向分解者,流向下一营养级的能量就会很少,并且能量只能沿着食物链和食物网进行流动,所以能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
答案:(1)1 250 (2)16% (3)①初级消费者同化
②单向流动 逐级递减
14.下图为某人工鱼塘生态系统的能量流动过程中部分环节涉及的能量[单位为×103 kJ/(m2·a)],其中有机物输入是指人工饲喂过程中各营养级同化的能量,请回答有关问题。
(1)图中①代表的生理过程是________,图中②代表的物质中的能量主要以_________________________________________________________的形式储存。
(2)该生态系统生产者固定的总能量为______kJ/(m2·a),能量从第二营养级到第三营养级的传递效率约为________。
(3)若该鱼塘对某类鱼的容纳量为8 000尾,则捕捞后这种鱼的数量为________尾时可获得最大持续捕捞量。
解析:(1)由图可以看出,各营养级生物和分解者都有①过程,并且此过程的能量流出该生态系统,所以①过程应是呼吸作用,图中的②是人从鱼塘得到的各种产品,其能量主要以有机物中化学能的形式储存。(2)因为图中生产者流向初级消费者、初级消费者流向次级消费者的能量均没有给出,所以应先分析并计算次级消费者的总能量:2.1+5.1+0.05+0.25=7.5×103 kJ/(m2·a),但是这些能量中有5×103 kJ/(m2·a)是人工输入的,所以肉食性动物从植食性动物中获得的能量是7.5-5=2.5×103 kJ/(m2·a),则植食性动物的总能量为4+9+0.5+2.5=16×103 kJ/(m2·a),同理这些能量中有2×103 kJ/(m2·a)是人工输入的,所以植食性动物从生产者中获得的能量是16-2=14×103 kJ/(m2·a),最后可以算出生产者固定的能量为14+23+70+3=110×103 kJ/(m2·a)。第二营养级是植食性动物,第三营养级是肉食性动物,所以从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是2.5÷16×100%≈15.6%。(3)若该鱼塘对某类鱼的容纳量K=8 000尾,则捕捞后这种鱼的数量为K/2=4 000尾时可获得最大持续捕捞量。
答案:(1)呼吸作用 有机物中化学能 (2)110×103 15.6% (3)4 000
15.(2021·安徽合肥高二质检)对某小型湖泊生态系统的能量流动情况调查结果如下表所示[表中甲、乙、丙、丁为不同营养级,GP为同化量,R为呼吸消耗量,单位为×102 kJ/(m2·a)]:
GP X R
甲 12.6 2.9 9.7
乙 838.2 166.0 672.2
丙 0.9 0.4 0.5
丁 105.0 38.8 66.2
分解者 184.5 23.8 160.7
请分析表格并回答下列问题:
(1)表格中X的含义是____________________________________。该生态系统初级消费者到次级消费者的能量传递效率是________。上一营养级的能量不能100%流入下一营养级,原因在于______________________________________。
(2)流经该生态系统的总能量是____________________________kJ/(m2·a)。
分析表格可知,该生态系统有机物的总量呈现________趋势。
解析:(1)每个营养级的同化量=用于生长、发育和繁殖的能量+呼吸消耗量,表格中GP=X+R,所以X为用于生长、发育和繁殖的能量;通过分析可以推知,乙为生产者,丁是初级消费者,甲是次级消费者,丙是三级消费者,那么该生态系统初级消费者到次级消费者的能量传递效率为(12.6×102)÷(105.0×102)×100%=12%;能量流动的特点是单向流动、逐级递减,因为一部分能量通过本营养级生物的呼吸作用以热能的形式散失,还有一部分能量流向分解者。(2)流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能,也就是生产者的同化量838.2×102 kJ/(m2·a),整个生态系统的呼吸消耗量为(9.7+672.2+0.5+66.2+160.7)×102=909.3×102 kJ/(m2·a),呼吸消耗量大于流入该生态系统的总能量,所以该生态系统的有机物的总量呈现减少趋势。
答案:(1)用于生长、发育和繁殖的能量 12% 一部分能量通过本营养级生物的呼吸作用以热能的形式散失,还有一部分能量流向分解者
(2)838.2×102 减少