3.2 生态系统的能量流动 同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.能量流动是生态系统的主要功能之一,它包括生态系统中能量的输入、传递、转化和散失。如图表示某生态系统能量流动模型,图中W1为输入该生态系统第一营养级的能量。下列叙述不正确的是( )
A.能量沿着食物链单向流动、逐级递减
B.第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为D2/D1×100%
C.生产者用于自身生长、发育和繁殖的能量为B1+C1+D1
D.第二营养级生物粪便中的能量属于C1
2.如图是某同学绘制的生态系统能量金字塔,其中a~d代表能量值。下列叙述错误的是( )
A.图中的能量c可代表生产者呼吸作用释放的热能及流向分解者的能量
B.该金字塔的底座属于生产者通过光合作用或化能合成作用固定的能量
C.一般来说,能量金字塔和生物数量金字塔一样,会出现倒置的现象
D.上一营养级的能量只有少部分流向下一营养级
3.胶州湾是我国传统渔业捕捞区,现今该海域的经济鱼种已形不成渔汛,有些甚至枯竭。为了恢复胶州湾生态系统的功能,促进海洋渔业资源可持续发展,研究人员对胶州湾生态系统的营养关系进行了初步分析,结果如下表所示。下列说法错误的是 ( )
营养级 同化量(t·km ·y ) 未利用(t·km ·y ) 分解者分解 呼吸量(t·km ·y )
IV 1. 42 0. 42 0. 19 0. 81
III 67.67 15. 00 11. 94 39. 31
II 1986. 70 547. 00 1224. 00
I 23804. 42 3252. 00 2877. 00 13850. 05
A.该生态系统生产者固定太阳能的总量为23804. 42t·km ·y
B.第二营养级的同化量表中数据不足,计算不出来
C.从第三营养级到第四营养级的能量传递效率大约为2%
D.该生态系统需要不断得到来自系统外的能量补充
4.如图是梅花鹿和东北虎之间的能量流动示意图,其中 a~d表示能量值。下列说法错误的是( )
A.东北虎粪便中的能量包括在d中
B.梅花鹿和东北虎呼吸作用的能量主要以热能形式散失
C.在野外调查东北虎的种群数量时,一般采用标记重捕法
D.c与b的差值可表示东北虎用于自身生长、发育和繁殖的能量
5.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)。下列有关叙述错误的是( )
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.该模式实现了能量的循环利用,人的作用非常关键
C.该生态系统没有提高相邻两个营养级之间的能量传递效率
D.若沼渣、沼液中含有有机物,这部分有机物不能直接被农作物吸收
6.如图是洞庭湖水域部分食物链示意图,下列说法错误的是( )
A.输入该生态系统的总能量为N+C1+C2
B.鲫鱼用于自身生长、发育、繁殖的能量为C1-A2
C.鲫鱼到江豚的能量传递效率为C2÷C1×100%
D.江豚的能量流动途径与鲫鱼的有所不同
7.某浅水泉微型水域生态系统中能量情况如表所示,该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是( )
生产者固定 来自陆地的植物残体 初级消费者摄入 初级消费者同化 初级消费者呼吸消耗
能量[105J/(m2 a)] 90 42 84 13.5 3
A.流经该生态系统的总能量为132×105J/(m2 a)
B.初级消费者以热能形式散失的能量为16.5×105J/(m2 a)
C.该生态系统的生产者有15%的能量流向下一营养级
D.初级消费者粪便中的能量来自初级消费者的同化量
8.某人工湖生态系统中部分能量流动的过程如图所示,其中字母表示同化的能量值。下列叙述正确的是( )
A.冬季浮游植物几乎不生长,此时a=b+c+d
B.c+e-d表示从甲种鱼流入分解者的能量
C.乙种鱼产生的粪便中的能量来自于d、f
D.甲种鱼到乙种鱼的能量传递效率为
9.某生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→灰喜鹊”。下图表示松毛虫摄入能量的流动过程,图中字母代表能量值。下列叙述正确的是( )
A.该食物链中的生物在数量上呈正金字塔模型
B.由松毛虫流入分解者的能量可用D+F表示
C.松毛虫和灰喜鹊间的能量传递效率可用E/B×100%表示
D.若灰喜鹊数量下降,松毛虫的种群数量将呈“J”型增长
10.图甲表示某季度某生态系统的能量金字塔,P为生产者,Q1为初级消费者,Q2为次级消费者;图乙是将图甲中各营养级所含有的能量进行分类剖析,其中a、a1、a2表示上一年留下来a1、a2的能量(假设它不被下一营养级利用),e、e1、e2表示呼吸消耗量。下列叙述错误的是e、e1、e2( )
A.假设种群Q1,Q2个体数为N1,N2,平均每个个体所含有的能量为W1、W2,则N1×W1>N2×W2
B.每年流入这个生态系统的总能量用图乙中的字母可表示为:a+b+c+d+e
C.图乙P中的c表示的是流入Q 的能量
D.若图乙Q1中的b1表示未被利用的能量,d1则表示流入分解者的能量
11.如图为“荷虾共作”的生态养殖模式,下列叙述错误的是( )
A.该生态系统中莲藕等生产者可为小龙虾提供食物和栖息场所
B.荷虾互利共生的关系使该人工生态系统的营养结构更加复杂
C.因人类对饵料的投入,该生态系统的能量金字塔可能呈倒置
D.该生态农业增大了流入生态系统的总能量
12.如图表示某生态系统退耕还草后的部分食物网及鼠在其中一条食物链上的能量流动关系,字母表示能量值。下列相关叙述正确的是( )
A.该食物网上的蟾蜍与蜘蛛之间的种间关系仅是种间竞争
B.该生态系统中处于第二营养级的生物有牛、羊、蚱蜢和鼠
C.图中鼠用于生长、发育和繁殖的能量可以表示为a-b-d
D.鹰的同化量等于其从鼠摄入的能量,d来自紫花苜蓿的同化量
13.下图表示生态系统中各营养级能量的类型和去向(a表示呼吸作用散失的热量,d表示该营养级未被利用的能量)。下列有关叙述正确的是( )
A.生产者固定太阳能的过程必须依赖于一种具有双层膜结构的细胞器
B.消费者从生产者摄入的能量数值可用(a2+b2+c2+d2)表示,且此部分能量存在于有机物中
C.图中生产者固定的能量中表示分解者利用的能量是c1
D.图中一处面积可能错误的是a1,原因是该部分能量往往大于用于生长、发育、繁殖所消耗的能量
14.科研人员对某农业生态园的能量流动情况进行了研究,结果如表所示,其中a、b、c表示构成某一食物链的三个营养级,R1、R2表示对应的能量值(单位是103kJ·m-2·a-1)。下列相关叙述正确的是( )
人工输入的能量 呼吸作用散失的能量 未被利用的能量 流向下一营养级的能量 流向分解者的能量
a 0 302 733 212 64
b 17 15 R1 3 7
c 48 60 140 R2 22
A.该生态园中a、b、c构成的食物链是a→b→c
B.该生态园中c的同化量是212×103kJ·m-2·a-1
C.第二、三营养级之间的传递效率约为14.6%
D.R1=13×103kJ·m-2·a-1
15.如图为某人工生态系统中能量流经第二营养级的示意图,E表示第二营养级的粪便量,D表示第三营养级的同化量,H表示饲料输入量。下列说法错误的是( )
A.C表示第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量
B.G表示第二营养级呼吸作用散失的能量
C.能量在第二和第三营养级间的传递效率为(D-H)/B×100%
D.该生态系统中的能量金字塔可能会出现倒置
16.据调查输入某水域生态系统的总能量与总呼吸量的比值大于1,该生态系统的能量流动简图如下,图中数字为能量数值,单位t/(km2·a),以下分析错误的是( )
A.此生态系统中生产者固定的总能量为3040.6t/(km2·a)
B.第三营养级到第四营养级的能量传递效率约为9.6%
C.第三营养级流至碎屑量中不包含第三营养级生物粪便中的能量
D.图中所示水域生态系统尚未达到相对稳定状态
二、多选题
17.蚜虫以植物筛管汁液为食,其粪便由于含有糖分而称为“蜜露”,为蚂蚁和蚜虫体内的布氏菌等生物提供了糖类等营养物质。蚜虫不能合成的氨基酸来源如下表。下列有关蚜虫的叙述正确的是( )
氨基酸 组氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 赖氨酸 甲硫氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 缬氨酸
植物提供 + - - - - - - -
布氏菌合成 - + + + + + + +
A.蚜虫、蚂蚁等所有生物及生活的环境共同构成了生态系统
B.布氏菌在蚜虫体内生存,与蚜虫的种间关系为寄生
C.蚂蚁吃“蜜露”,蚜虫同化的一部分能量流入蚂蚁
D.从布氏菌获取的和从植物中获取的氨基酸种类相互补充
18.某水域生态系统的部分生物捕食关系如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.该水域生态系统的结构由图中的生物及相互关系构成
B.滤食性鱼类捕食浮游动物在某种程度上会增加物种多样性
C.若轮虫、枝角类、桡足类等浮游动物数量减少,则鱼类也会减少
D.鲢鱼可获得轮虫同化量中10%~20%的能量,其余以热能形式散失
19.如图所示是一个农业生态系统模式图。关于该系统的叙述,正确的是( )
A.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量
B.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率
C.沼渣、沼液作为肥料还田,实现了物质和能量的循环利用
D.沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者
20.松材线虫为外来入侵害虫,主要通过松墨天牛进行传播。松材线虫传播到松树后,快速破坏松树的输导组织,迅速使其整株干枯死亡,最终腐烂。研究人员测定了不同松林生态系统中乔木层地上部分生物量,结果如图。下列说法正确的是( )
A.测定乔木层地上部分生物量时需遵循随机取样的原则
B.遭受松材线虫侵害后,松树同化的能量主要被松材线虫利用
C.松林中乔木层的地上部分生物量指其地上部分有机物含有的能量
D.调查显示,马尾松与阔叶树占比5:5时乔木层受松材线虫的影响最小
三、非选择题
21.原产于密西西比河沿岸的巴西龟被世界公认为“生态杀手”,已被世界环境保护组织列为最具破坏性的物种之一;其还可能携带沙门氏病菌,对婴幼儿、孕妇有一定危害。巴西龟是一种杂食性动物,主要以鱼虾、贝类和水生植物为食,繁殖能力强,自上世纪80年代被引入我国后,因放生等原因流入野生环境,对生态平衡产生了极大影响。某科研小组对巴西龟进行了如下实验。
实验一:以小虾为饲料,喂食处于同一容器中的、数量一致的巴西龟和本地龟一段时间,记为实验组;以小虾为饲料,分别喂食处于独立容器中的巴西龟和本地龟,记为对照组。一段时间后,测得二者的生存率如图1所示。
实验二:调查某水域引入巴西龟一段时间后,对该水域生态平衡的影响,结果如图 2所示。
回答下列问题。
(1)巴西龟是杂食性动物,在生态系统中主要处于第 营养级,巴西龟的粪便可被水生植物利用,这 (填“能”或“不能”)说明能量是可以循环利用的,请说明理由: 。
(2)若一年内巴西龟摄入的能量为a,同化的能量为b,呼吸消耗的能量为c,被下一营养级摄入的能量为d,被分解者利用的能量为e,未利用的能量为f。则这一年内巴西龟用于自身生长、发育和繁殖的能量是 (用字母表示),其同化量流入分解者的途径有 (用文字描述)。
(3)实验一中,造成实验组巴西龟的数量远多于本地龟的原因可能是 。
(4)由实验二结果可知,巴西龟的引入对该水域的生态平衡及生物多样性均造成了破坏。请提出防治巴西龟的两点措施: 。
22.二化螟和褐飞虱在水稻植株上产卵繁殖,导致水稻减产。科研人员对这两种害虫进行相关研究以提高水稻产量。
(1)科研人员在害虫寄生情况不同的四组水稻植株上分别放置等量的发育状况相近的二化螟若干,7天后分别测定各组水稻植株上放置的二化螟虫体重量,处理及结果如下图所示。
实验结果表明,褐飞虱对放置的二化螟的影响为: 。
(2)研究发现,二化螟为钻蛀性害虫,以水稻茎秆纤维等为食,褐飞虱主要刺吸水稻茎叶汁液。两种害虫种间竞争较弱的主要原因是两者的取食部位和成分等 发生了分化。
(3)下表是该生态系统中甲、乙、丙三个种群构成的一条食物链中的能量流动情况(单位:×106kJ/a)。
种群 同化量 用于生长、发育和繁殖 呼吸消耗 传给下一营养级 传给分解者 未被利用
甲 246 100 13 51
乙 36 9 4
丙 727 69 470
①种群丙用于生长、发育和繁殖的能量为 kJ/a。此食物链的能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为 %(保留1位小数)。
②稻螟赤眼蜂是二化螟的天敌,可将卵产在二化螟的虫卵内。科研人员利用稻螟赤眼蜂来防治二化螟,从能量流动的角度分析,此种防治有利于 。
23.生境是指物种或物种群体赖以生存的生态环境,生境多样性是生物多样性的基础。生境破碎化又称栖息地碎片化,是指原来连续成片的生境,由于人类建设活动的破坏和干扰,被分割、破碎,形成分散、孤立的岛状生境或生境碎片的现象。
(1)下图表示互花米草生境中的食物关系。
①上图包含的生态系统成分有 种, 是该生态系统的初级生产量。
②若斑嘴鸭摄食泥鳅和红螯螯虾的比例为1:2,则斑嘴鸭每增加20kJ 的同化量,按10%的能量传递效率计算, 通过食物网需要消耗生产者的同化量 (填“等于”、“大于”或“小于”)2000kJ。
(2)科学家在不同生境与养殖模式下统计红螯螯虾与当地的中华绒鳌蟹存活率,结果如下表。
生境类型 红螯螯虾存活率(%) 中华绒螯蟹存活率(%)
单养 混养 单养 混养
洞穴型 63.8 76.7 47.3 14.0
角落型 48.7 23.0 35.7 40.0
空旷型 18.3 34.3 20.3 6.7
①生境破碎化 (填“会”或“不会”)改变群落演替的速度和方向。
②由上表得出,在混养时中华绒鳌蟹更适合在 的生境下养殖。
(3)沉水植物具有重要的生态价值。为探究红螯螯虾对沉水植物可能造成的影响,研究人员以三种沉水植物为供试材料,检测不同体长红螯螯虾对其取食的情况,结果如下图。
①此研究的可变因素是 ,通过计算比较各组 ,可得出95mm体长红螯螯虾对三种沉水植物的具体影响是 。
②根据上述的研究,请简述应如何看待红螯螯虾的引进。 。
24.人工鱼礁是人为在海中设置的修复海域生态环境和保护海洋生物的构造物,其内部水流速度缓慢,为各种海洋生物营造了繁殖、索饵和庇敌的场所,逐渐形成了新的生物群落。科研人员对某近海海域投放的人工鱼礁对生态系统结构和功能的影响进行了相关研究。图1为不同季节不同区域大型底栖动物的丰富度指数,图2为5龄礁区生态系统的部分能量流动示意图。请回答下列问题。
(1)人工鱼礁生物群落的发展变化过程属于 演替。由图1可知,就大型底栖动物丰富度指数而言,春季对照区的数值高于人工鱼礁区,而夏季和秋季则相反,这种变化体现了群落的 性。
(2)据图1分析,夏季丰富度指数最高的区域是 ;生态系统稳定性最强的区域是 ;试分析该区域生态系统稳定性最强的原因 。
(3)图2中,Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量为 t/(km2·a),由Ⅱ到Ⅲ的能量传递效率为 %(保留一位小数)。任何生态系统都需要不断得到 的能量补充,以便维持生态系统的正常功能。
25.陆生植物的根与真菌长期共同生活,形成菌根。由于菌根类型不同,植物分为两类,形成丛枝菌根(AM)的植物为AM植物,形成外生菌根(EcM)的植物为EcM植物。物种丰富的热带森林主要由AM植物组成,而物种贫乏的北方森林则以EcM植物为主。我国科研人员对其原因进行研究。
(1)菌根中的真菌虽然依赖于从植物获取糖类等有机物维持生存,但扩大了植物根的表面积,吸收并为植物提供大部分生长所需的氮、磷等无机盐,它们相互依存构成了 关系。
(2)研究者在某亚热带森林中选择若干大小相同的样地,等分为两组,分别均匀种植AM植物或EcM植物。种植AM植物的样地又分为五组,分别种植1种、2种、4种、8种和16种AM植物,形成五个树种丰富度梯度,种植EcM植物的样地也分为五组,分别种植相应的EcM植物,形成五个树种丰富度梯度。若干年后,对每个样地进行测定、统计,得到下图所示结果。结果表明,树种丰富度促进 的NPP增加。
(3)研究者从上述每个样地内的凋落物中称取相同重量,分别装入相同大小的网袋中(网孔尺寸为1mm),再埋入原样地的相同深度土壤中。半年后,取出网袋,对里面的凋落物烘干、称重,计算干物质量。
①从生态系统能量流动分析,凋落物中的能量属于 (选填下列字母)。
a.植物NPP中的能量
b.植物光合作用同化,但不包含在NPP中的能量
c.流入第二营养级的能量
d.植物用于生长、发育、繁殖的能量
e.未被植物自身呼吸作用消耗,最终流向分解者的能量
②本研究的目的是 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【分析】每一营养级(最高营养级除外)能量的去向包括:①自身呼吸消耗;②流向下一个营养级;③被分解者分解利用;④未被利用。
【详解】A、由于自然界中食物关系一般不可逆转,故能量沿着食物链单向流动,因每一营养级所同化的能量中包括呼吸作用消耗的能量和流向分解者的能量,故能量逐级递减,A正确;
B、由题图可知,第一营养级同化的能量为W1,第二营养级同化的能量为D1,故第一营养级和第二营养级的能量传递效率为D1÷W1×10%,B错误;
C、生产者同化的能量中除去呼吸作用消耗的能量,剩下的即为自身生长发育和繁殖所需要的能量,故生产者用于自身生长、发育和繁殖的能量为B1+C1+D1,C正确;
D、每一营养级粪便中的能量,属于上一营养级流向分解者的能量,故第二营养级生物粪便中的能量属于C1,D正确。
故选B。
2.C
【分析】在生态系统中,输入到每个营养级的能量的去路有:用于自身呼吸消耗;用于自身生长、发育和繁殖等生命活动。用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量,其去向有:流向下一营养级(最高营养级除外);流向分解者;未被利用的能量 如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值,由低到高绘成图,可形成一个金字塔图形,称为能量金字塔
【详解】A、由图可知:能量c可代表生产者呼吸作用释放的热能及流向分解者的能量,A正确;
B、能量流动从生产者将能量固定在体内开始,生产者处于第一营养级,所以该金宇塔的底座属于生产者通过光合作用或化能合成作用固定的能量,B正确;
C、生态系统中的能量流动是单向的,逐级递减的,所以能量金字塔不会出现倒置的现象,但生物数量金字塔会出现倒置的现象,C错误;
D、能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%~20%,上一营养级的能量只有少部分流向下一营养级,D正确。
故选C。
3.B
【分析】每一营养级(最高营养级除外)能量的去向包括:①自身呼吸消耗;②流向下一个营养级;③被分解者分解利用;④未被利用。
【详解】A、由表格数据可知,该生态系统生产者即第一营养级固定太阳能总能量为23804.42t·km ·y ,A正确;
B、第二营养级同化的能量=被下一营养级同化的能量(第三营养级同化的能量)+呼吸散失的能量+分解者分解释放的能量+未被利用部分=67.67+1224. 00+547. 00+1986. 70=3825.372t·km ·y ,B错误;
C、第三营养级同化的能量=被下一营养级同化的能量(第四营养级同化的能量)+呼吸散失的能量+分解者分解释放的能量+未被利用部分,故第三营养级的同化量=1.42+15+11.94+39.31=67.67t·km ·y ,从第三营养级到第四营养级的能量传递效率大约为1. 42/67.67×100%≈2%,C正确;
D、任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充,以便维持功能的正常,D正确。
故选B。
4.C
【分析】题图分析: a表示梅花鹿用于呼吸散失的能量,c表示流向东北虎的能量, b 表示东北虎用于呼吸散失的能量, d 表示梅花鹿流向分解者的能量。
【详解】A、东北虎粪便中的能量属于东北虎的摄入量,是东北虎没有消化、吸收的能量,因此不是东北虎的同化量而是梅花鹿同化的能量中流向分解者的一部分,故东北虎粪便中食物残渣的能量包含在d 中, A 正确;
B、梅花鹿和东北虎呼吸作用的能量主要以热能形式散失,少部分转化为ATP,B正确;
C、目前调查东北虎种群数量的方法是红外触发相机法,C错误;
D、c表示流向东北虎的能量, b 表示东北虎用于呼吸散失的能量,c与b的差值可表示东北虎用于自身生长、发育和繁殖的能量,D正确。
故选C。
5.B
【分析】生态工程建设要遵循自然界物质循环的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益的同步发展。(少消耗、多效益、可持续)生态经济主要是通过实行“循环经济"原则,使一个系统产生出的污染物,能够成为本系统或者另一个系统的生产原料,从而实现废弃物的资源化,实现物质和能量的多级利用。该生态系统的建立,只能提高能量的利用率,不能提高各营养级间的能量传递效率。
【详解】A、该生态系统中,人以农作物和林产品为食,家禽、家畜可以农作物和林地产生的饲料为食,人和家禽、家畜处于第二营养级,A正确;
B、生态系统中的能量不能循环利用,B错误;
C、新型农业生态系统可实现能量的多级利用,提高能量利用率,但不能提高能量传递效率,C正确;
D、沼渣、沼液中的有机物必须经过分解者分解为无机物后,才能被农作物吸收,D正确。
故选B。
6.A
【分析】生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。输入第一营养级的能量,一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了;另一部分用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动,储存在植物体的有机物中。构成植物体的有机物中的能量,一部分随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来;另一部分则被初级消费者摄入体内,这样,能量就流入了第二营养级。
【详解】A、生产者所固定的太阳能的总量=流经这个生态系统的总能量,所以流经该生态系统的总能量为N,A错误;
B、营养级中同化量包含用于自身生长、发育、繁殖的能量和呼吸作用消耗量,所以鲫鱼用于自身生长、发育、繁殖的能量为C1-A2或B2+C2,B正确;
C、能量传递效率计算公式:某一营养级的同化量÷上一营养级的同化量×100%,鲫鱼的同化量为C1(或为A2+B2+C2),江豚的同化量为C2(或为A3+B3),鲫鱼到江豚的能量传递效率为C2÷C1×100%,C正确;
D、江豚作为食物链的最高营养级,它的同化量的去向没有流向下一营养级的,而鲫鱼的同化量有流向江豚的部分,所以江豚的能量流动途径与鲫鱼的有所不同,D正确。
故选A。
7.A
【分析】生物摄入的能量一部分被同化,另一部分以粪便的形式被分解者利用;被同化的能量一部分被用于自身生长和繁殖,另一部分通过呼吸作用以热能的形式散出;被用于自身生长和繁殖的能量一部分以遗体、残骸的形式被分解者利用,另一部分以被下一营养级摄入。
【详解】A、该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食,故流经该生态系统的总能量为(90+42)×105=132×105J(m2·a),A正确;
B、初级消费者同化的能量为13.5×105J(m2·a),初级消费者以热能形式散失的能量少于16.5×105J(m2·a),B正确;
C、表格没有显示生产者流入到初级消费者的能量,因此无法计算有生产者多少能量流入下一营养级,C错误;
D、初级消费者粪便中的能量是由第一营养级(生产者)的同化量,D错误。
故选A。
8.D
【分析】图中a表示浮游植物的同化量,b表示浮游动物的同化量,c+e表示甲种鱼的同化量,其中e来自有机物输入,d+f表示乙种鱼的同化量,其中f来自有机物输入。
【详解】A、只要浮游植物还能生长,b就小于a,此时a>b+c+d,A错误;
B、(c+e)表示甲种鱼的同化量,d表示甲种鱼流向乙种鱼的量,c+e-d-甲呼吸作用消耗的能量表示从甲种鱼流入分解者的能量,B错误;
C、乙种鱼产生的粪便中的能量来自于c、e、f,即属于上一营养级的能量,C错误;
D、甲种鱼到乙种鱼的能量传递效率为乙种鱼的来自甲种鱼的同化量/甲种鱼的同化量=d/(c+e)×100%,D正确。
故选D。
9.B
【分析】同化量=摄入量-粪便量。图示分析,A表示松毛虫的同化量,B表示松毛虫用于生长、发育和繁殖的能量,C表示松毛虫的粪便量,D表示流向分解者的能量,E表示灰喜鹊的同化量,F表示灰喜鹊的粪便量。
【详解】A、该食物链中的生物在能量上呈正金字塔,在数量上不一定呈倒金字塔模型,A错误;
B、由松毛虫流入分解者的能量可用D+F表示,其中F(粪便量)属于上一营养级(松毛虫)同化的能量,B正确;
C、松毛虫和灰喜鹊之间的能量传递效率=下一营养级同化的能量/上一营养级同化的能量,可用E/A×100%表示,C错误;
D、自然情况下,种群数量呈“S”型增长,故若灰喜鹊数量下降,松毛虫的种群数量将呈“S”型增长,D错误。
故选B。
10.B
【分析】流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向:流入某一营养级的一定量的能量,在一定时间内的去路可有四条:自身呼吸散热消耗;流入下一营养级;被分解者分解利用;未被自身呼吸消耗,也未被下一营养级和分解者利用,即“未利用”或“贮存输出”。
【详解】A、Q1为初级消费者,Q2为次级消费者,由于能量流动的特点是单向流动,逐级递减,根据能量金字塔可知,上一个营养级的能量一定大于下一个营养级的能量,所以N1×W1>N2×W2,A正确;
B、由图可知,b+c+d+e代表的是生产者固定的太阳能,是本年度流入该生态系统的总能量,B错误;
C、乙图P中的c表示被初级消费者同化的能量,即流入Q1的能量,C正确;
D、图中a1表示上一年留下来的能量,e1表示呼吸消耗量,那么b1和d1中的一个表示被分解者利用的能量,一个表示未被利用的能量,D正确。
故选B。
11.D
【分析】1、生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,组成成分又包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,营养结构包括食物链和食物网。
2、种间关系主要有竞争、寄生、捕食和互利共生等。
3、生态农业是一个农业生态经济复合系统,将农业生态系统同农业经济系统综合统一起来,以取得最大的生态经济整体效益。建立该人工生态系统的目的是实现对能量的多级利用,提高能量的利用率,减少环境污染。
【详解】A、生产者指的是能用简单的无机物制造成有机物的自养型生物,该生态系统中生产者主体是莲藕,此外还有浮游藻类和杂草等生产者,小龙虾能以这些生产者为食,它们为小龙虾提供食物和栖息场所,利于小龙虾的养殖,A正确;
B、小龙虾的引入使该生态系统中的生物种类越多,荷虾互利共生的关系使该人工生态系统的营养结构更加复杂,B正确;
C、该人工生态系统,存在能量的人工输入(饵料的投入),第一营养级固定的太阳能可能会低于第二营养级的同化量,使能量金字塔出现倒置现象,C正确;
D、该生态农业的建立充分利用了空间和资源,没有增大流入生态系统的总能量,而是提高能量的利用率,实现对能量的多级利用,D错误。
故选D。
12.B
【分析】每一营养级(最高营养级除外)能量的去向包括:①自身呼吸消耗;②流向下一个营养级;③被分解者分解利用;④未被利用。
【详解】A、蟾蜍捕食蜘蛛,为捕食关系,蟾蜍与蜘蛛都吃捕食蚱蜢,为竞争关系,因此蟾蜍与蜘蛛之间的种间关系是种间竞争和捕食,A错误;
B、紫花苜蓿为生产者处于第一营养级,第二营养级有鼠、牛、羊、蚱蜢,B正确;
C、同化量-呼吸消耗量=用于生长、发育和繁殖的能量,图中鼠用于生长、发育和繁殖的能量可以表示为a-b,C错误;
D、同化量=摄入量-粪便量,鹰的同化量等于其从鼠摄入的能量减去粪便量,D错误。
故选B。
13.D
【分析】生产者固定的太阳能只是辐射到生态系统中的太阳能的一小部分,生产者固定的太阳能大部分被呼吸作用消耗。
【详解】
A、生产者(真核生物)固定太阳能场所是叶绿体(双层膜结构),但某些原核生物没有叶绿体,也能进行光合作用,A错误;
B、消费者从生产者摄入的能量数值可用(a2+b2+c2+d2+粪便量)表示,B错误;
C、图中生产者固定的能量中表示分解者利用的能量是c1+消费者的粪便量,C错误;
D、a1表示呼吸消耗的能量,该处面积可能错误,原因是呼吸消耗的能量往往大于用于生长、发育、繁殖所消耗的能量,D正确。
故选D。
14.C
【分析】同化量的去向包括呼吸消耗的能量,流向下一个营养级的能量,流向分解者的能量和未被利用的能量。
【详解】A、同化量的去向包括呼吸消耗的能量,流向下一个营养级的能量,流向分解者的能量和未被利用的能量,由题表分析,a、b、c的同化量大小关系为a>c>b,所以三者构成的食物链为a→c→b,A错误;
BCD、c(第二营养级)的同化量是212+48=260×103 kJ·m-2·a-1,R2=260-60-140-22=38,b(第三营养级)的同化量是R2+17=55×103 kJ·m-2·a-1,R1=55-15-3-7=30×103kJ·m-2·a-1,第二、三营养级之间的传递效率是38/260×100%≈14.6%,C正确,BD错误。
故选C。
15.B
【分析】分析题图:A 表示第二营养级的摄入量,B 表示第二营养级的同化量,F 表示第二营养级呼吸作用散失的能量,C 表示第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量,G 表示流向分解者的能量(包括第二营养级遗体残骸+第三营养级的粪便量)。
【详解】AB、A 表示第二营养级的摄入量,B 表示第二营养级的同化量,F 表示第二营养级呼吸作用散失的能量,C 表示第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量,G 表示流向分解者的能量(包括第二营养级遗体残骸+第三营养级的粪便量),A 正确,B 错误;
C、第二营养级的同化量为 B,第三营养级从第二营养级获取的同化量为 D-H,能量在第二和第三营养级间的传递效率为(D-H)/B×100%,C 正确;
D、人工生态系统因能量可人为补充,可能会使能量金字塔呈现倒置状况,D 正确。
故选B。
16.A
【分析】生态系统中的能量流动:(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:某一营养级的同化量=呼吸作用中以热能形式散失的能量+用于自身生长、发育、繁殖的能量=摄入量-粪便量。(3)特点:单向流动、逐级递减。
【详解】A、生产者固定的总能量包括呼吸作用中以热能形式散失的能量、流向分解者的能量和流向下一营养级的能量,由图可知,此生态系统中生产者固定的总能量为生产者流向下一营养级的能量(911.6)、有机碎屑中的的能量(2129),还应包括通过呼吸作用中以热能形式散失的能量,故应大于3040.6t/(km2·a),A错误;
B、第三营养级到第四营养级的能量传递效率=18.76/195.07×100%≈9.6%,B正确;
C、第三营养级生物粪便中的能量属于第二营养级生物的同化量,故第三营养级流至碎屑量中不包含第三营养级生物粪便中的能量,C正确;
D、由于该生态系统的总生产量与总呼吸量的比值大于 1,说明该生态系统能量的输入大于散失,该水域生态系统向资源积累的方向发展,生态系统尚未发育成 熟,未达到相对稳定状态,D正确。
故选A。
17.AD
【分析】在一定空间内,由生物群落与它的非生物环境相互作用形成的统一整体叫做生态系统。
【详解】A、在一定空间内,由生物群落与它的非生物环境相互作用形成的统一整体叫做生态系统,蚜虫、蚂蚁等所有生物及与其相互作用的生活的环境共同构成了生态系统,A正确;
B、蚜虫为布氏菌提供食物来源,布氏菌为蚜虫提供某些氨基酸,二者是互利共生关系,B错误;
C、蚜虫的粪便由于含有糖分而称为“蜜露”,“蜜露”不属于蚜虫的同化量,C错误;
D、蚜虫从植物体内获取的氨基酸布氏菌不能合成,布氏菌能合成的氨基酸植物不提供,从布氏菌获取的和从植物中获取的氨基酸种类相互补充,D正确。
故选AD。
18.ACD
【分析】1、生态系统中能量流动单向的。在生态系统中,能量流动只能从第一营养级流向第二营养级,再依次流向后面的各个营养级,不可逆转,也不能循环流动。能量在流动过程中逐级递减。输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级,能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。
2、流经某一营养级的能量若分成四部分,则是指一部分通过呼吸作用以热能形式散失,一部分流入下一营养级,一部分被分解者分解,还有未利用的部分。
【详解】A、该水域生态系统的结构包括组成成分和营养结构,不但包括图中的生物及相互关系,还包括分解者、非生物的物质和能量,A错误;
B、滤食性鱼类捕食浮游动物会为其他生物的生存腾出空间,在某种程度上会增加物种的多样性,B正确;
C、图中只是部分生物捕食关系图,若轮虫、枝角类、桡足类等浮游动物数量减少,则滤食性鱼类会选择捕食更多蓝细菌和绿藻,数量相对稳定,肉食性鱼类数量也相对稳定,C错误;
D、能量传递效率是指两个相邻营养级之间同化量的百分比,鲢鱼从轮虫同化量中获得的能量无法确定,轮虫同化量除流向下一营养级外,还有部分以热能形式散失,流入分解者,D错误。
故选ACD。
19.ABD
【分析】图示表示某农业生态系统,其中农作物是生产者,是生态系统的主要成分;家禽是消费者;沼渣、沼液作为肥料还田可以促进物质循环再利用;图中多途径利用农作物可提高该系统中能量的利用率。
【详解】A、该生态系统的能量是由农作物经过光合作用输入的,枯枝落叶中的能量可被分解者利用,所以微生物利用的是农作物通过光合作用储存的能量,A正确;
B、多途径利用农作物可提高该生态系统的能量利用效率,使能量朝着人类有益的方向流动,B正确;
C、沼渣、沼液作为肥料还田可以促进物质循环再利用,但能量不能循环利用,C错误;
D、沼气池中的微生物能将有机物分解为无机物,是该生态系统中的分解者,D正确。
故选ABD。
20.AD
【分析】题干信息表明,实验自变量为对松线虫的危害程度和松林中马尾松和阔叶林的占比,由题图可知,纵坐标表示乔木层地上部分的生物量,横坐标表示危害程度,分析柱形图:随着受害程度的加大,乔木层地上部分生物量逐渐减少,其中马尾松林:阔叶林=5:5样地乔木层地上部分生物量减少幅度最小,说明受害程度增大对马尾松林:阔叶林=5:5样地乔木层地上部分生物量影响最小。
【详解】AC、生物量指某一时刻单位面积内实存生活的有机物质(干重)总量,调查不同样地乔木层地上部分的生物量可采用样方法,取样时需遵循随机取样的原则,A正确,C错误;
B、同化的能量去向有呼吸作用以热能形式散失和用于生长发育繁殖,其中主要用于呼吸作用,B错误;
D、题图柱形图表明随受害程度的加大,乔木层地上部分生物量逐渐减少,但马尾松林:阔叶林=5:5时乔木层地上部分生物量下降幅度最小,D正确。
故选AD。
21.(1) 二、三 不能 水生植物利用的其实是巴西龟粪便被分解后的无机盐等,而不是能量
(2) b-c 通过遗体残骸和下一营养级的粪便流向分解者
(3)巴西龟和本地龟的种间关系为种间竞争,巴西龟的竞争能力更强,导致本地龟死亡
(4)加强监管,严格控制巴西龟的合法引入和放养的数量;提高公众对巴西龟危害的认识,减少其引入和放生
【分析】1、某营养级同化量的去向: ⑴呼吸作用中以热能形式散失;⑵用于自身生长、发育、繁殖:①被分解者分解利用;②流入下一个营养级;③未被利用的;
2、种间关系: ⑴竞争:两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等; ⑵捕食:一种生物以另外一种生物作为食物; ⑶寄生:一种生物(寄生者)寄生于另一种生物(寄主)的体内或体表,摄取寄主的养分以维持生活(寄主完整); ⑷互利共生:两种生物共同生活在一起,相互依存,彼此有利。
【详解】(1)由题意可知,巴西龟是杂食性动物,既可以以生产者为食,也可以以草食性动物为食,因此巴西龟在生态系统中主要处于第二、三营养级;巴西龟的粪便可被水生植物利用,这不能说明能量是可以循环利用的,因为水生植物利用的其实是巴西龟粪便被分解后的无机盐等,而不是能量;
(2)这一年内巴西龟用于自身生长、发育和繁殖的能量是巴西龟的同化量减去呼吸作用散失的能量,其余的用于自身生长、发育和繁殖的能量,即b-c;同化量流入分解者的途径有通过遗体残骸和下一营养级的粪便流向分解者;
(3)由题意可知,实验一中的实验组是将巴西龟和本地龟喂食处于同一容器中,由图1可知,混合培养后实验组中的本地龟数量减少,而巴西龟数量有所增加,说明巴西龟和本地龟之间存在竞争关系,而且巴西龟的竞争能力更强,导致本地龟数量减少甚至死亡;
(4)由图2 可知,某水域引入巴西龟一段时间后,水生植物和水生动物的数量都大量减少,因此需要加强监管,严格控制巴西龟的合法引入和放养的数量;同时要提高公众对巴西龟危害的认识,减少其引入和放生。
22.(1)褐飞虱单独存在时有利于二化螟虫体生长,与二化螟共同寄生时可减弱二化螟种内竞争
(2)生态位
(3) 7.85×108 16.3% 调整能量流动的关系,使能量持续高效的流向对人类最有益的部分(或水稻)
【分析】生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。流入某一营养级的能量去向有:一部分通过呼吸作用以热能形式散失、一部分随生物遗体残骸被分解者利用、一部分流入下一营养级以及未被利用的能量。即同化量=呼吸作用以热能形式散失+被分解者利用+流入下一营养级+未被利用的能量。
【详解】(1)l组和3组对比可知,褐飞虱单独存在时有利于二化螟虫体生长;2组和4组比较可知,仅有二化螟存在的情况下虫体平均重量低于二化螟和褐飞虱共同寄生的虫体平均重量,故褐飞虱与二化螟共同寄生时可减弱二化螟种内竞争,利于二化螟虫体生长。
(2)两者虽然均在水稻植株上取食,但取食部位、食物成分等不同,说明生态位发生了分化。
(3)①同化量=呼吸作用以热能形式散失+用于生长、发育和繁殖的能量=呼吸作用以热能形式散失+被分解者利用+流入下一营养级+未被利用的能量,根据表中能量数值可知,丙的同化量最大(727+69+470+传递给下一营养级能量)×106kJ/a,甲的同化能量为246×106kJ/a,乙的同化量为36×106kJ/a,故食物链为丙→甲→乙,则种群丙用于生长、发育和繁殖的能量=被分解者利用+流入下一营养级+未被利用的能量=(69+246+470)×106=7.85×108kJ/a;能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为246×106÷(7.85×108+727×106)×100%≈16.3%。
②二化螟和褐飞虱在水稻植株上产卵繁殖,导致水稻减产,利用稻螟赤眼蜂来防治二化螟,有利于调整能量流动的关系,使能量持续高效的流向对人类最有益的部分。
23.(1) 4 互花米草、盐蒿和微体藻类同化的能量 小于
(2) 会 角落型
(3) 沉水植物的种类和不同体长红螯螯虾 (试验结束生物量-试验初始生物量)/试验初始生物量 红螯螯虾的存在不利于沉水植物的生长,其中对轮叶黑藻影响最为显著。 可以引进,但需加强管理,防止逃逸,避免造成生物入侵。
【分析】生态系统的结构包括生态系统的成分和食物链、食物网两部分。生态系统的成分包括非生物的物质和能量,生产者,消费者和分解者。食物链和食物网是生态系统的营养结构。
【详解】(1)①生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,上图中互花米草、盐蒿、微体藻类等属于生产者,泥鳅、斑嘴鸭、红鳌螯虾等属于消费者,泥鳅、红鳌螯虾也能以有机腐殖质为食,也可以是分解者,有机腐殖质属于非生物的物质和能量,因此上图包含的生态系统成分有4种。
初级生产量是指单位时间和单位面积上的绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量,互花米草、盐蒿和微体藻类同化的能量是该生态系统的初级生产量。
②若斑嘴鸭摄食泥鳅和红螯螯虾的比例为1:2,则斑嘴鸭每增加20kJ的同化量,即营养级之间的传递效率为10%,则消耗泥鳅和红螯螯虾的能量分别为20×1/3÷10%+20×2/3÷10%=200kJ,再依据能量传递效率为10%,则通过食物网需要消耗生产者的同化量为200÷10%=2000kJ,但由于泥鳅和红螯螯虾还可以从有机腐殖质中获取能量,因此 通过食物网需要消耗生产者的同化量小于2000kJ。
(2)①生境破碎化指的是自然生态环境由于人为因素而被分割成许多小块的现象,这种现象会对生物多样性和生态系统功能产生负面影响,同时也会影响群落演替的速度和方向。
②科学家在不同生境与养殖模式下统计克氏原螯虾与中华绒鳌蟹存活率,由表格可以看出,就是混养的情况下,在角落型的生境下,中华绒鳌蟹的存活率最高,更适合中华绒鳌蟹养殖。
(3)①本实验是探究红螯螯虾对沉水植物可能造成的影响,研究人员以三种沉水植物为供试材料,检测不同体长红螯螯虾对其取食的情况,本实验的自变量(可变因素)是沉水植物的种类和不同体长红螯螯虾。通过比较各组(试验结束生物量-试验初始生物量)/试验初始生物量,说明红螯螯虾的存在不利于沉水植物的生长,图中可以看出,轮叶黑藻的影响最为显著。
②红螯螯虾作为一种外来物种,其引入可能会对当地生态系统产生一定的影响,引进外来物种时,要注意需加强管理,防止逃逸,避免造成生物入侵。
24.(1) 次生 季节
(2) 1龄礁区 5龄礁区 人工鱼礁礁龄的增加使大型底栖动物丰富度增加,该生态系统的组分更多,食物网(营养结构)更复杂,自我调节能力更强,抵抗力稳定性更高
(3) 366.7 12.8 来自系统外
【分析】生态系统中能量流动的特点是:单向流动、逐级递减。能量去路包括:①自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能;②流向下一营养级;③残体、粪便等被分解者分解;④未被利用:包括生物每年的积累量,也包括动植物残体以化学燃料形式被储存起来的能量。即一个营养级所同化的能量=呼吸消耗的能量+被下一营养级同化的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量。
【详解】(1)人工鱼礁生物群落的发展变化过程属于次生演替,因为该演替的发生不是零起点。由图1可知,就大型底栖动物丰富度指数而言,春季对照区的数值高于人工鱼礁区,而夏季和秋季则相反,这种变化体现了群落结构随季节的变化,因而体现了群落的季节性。
(2)据图1分析,夏季丰富度指数最高的区域是1龄礁区,5龄礁区的夏季度平均丰富度指数最高,该区域生态系统稳定性最强,其原因应该是人工鱼礁礁龄的增加使大型底栖动物丰富度增加,该生态系统的组分更多,食物网(营养结构)更复杂,自我调节能力更强,抵抗力稳定性更高。
(3)图2中,Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量为其同化量与呼吸量的差值,即为480+410.4-523.7=366.7t/(km2·a),第三营养级的同化量为114.1,可见,由Ⅱ到Ⅲ的能量传递效率为114.1÷(480+410.4)=12.8%(保留一位小数)。任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充,以便维持生态系统的正常功能。
25.(1)互利共生
(2)AM植物
(3) a、d、e 不同类型菌根和树种丰富度对土壤微生物分解凋落物速率的影响
【分析】分析题图:实验的自变量为树种丰富度和所种植物的种类,因变量为植物的净初级生产力,对于AM植物来说树种丰富度越高,其NPP越大,对于EcM植物来说树种丰富度越高,其NPP越小,故结果表明,树种丰富度促进AM植物的NPP增加。
【详解】(1) 结合题干可知菌根中的真菌和根依存在一起对彼此都有利,它们相互依存构成了互利共生的种间关系。
(2)分析题图:实验的自变量为树种丰富度和所种植物的种类,因变量为植物的净初级生产力,对于AM植物来说树种丰富度越高,其NPP越大,对于EcM植物来说树种丰富度越高,其NPP越小,故结果表明,树种丰富度促进AM植物的NPP增加。
(3) ①从生态系统能量流动分析,凋落物中的能量最终流向分解者,属于植物光合作用同化量中用于植物自身生长、发育、繁殖的能量(净光合作用产物中的能量),故选a、d、e。②本实验的自变量为植物的种类和树种丰富度,土壤中含有微生物,能够分解凋落物中的有机物,故本研究的目的是不同类型菌根和树种丰富度对土壤微生物分解凋落物速率的影响。
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