1、生态系统中的能量单向递减流动(20分钟70分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分)1.下列有关生物量的描述不正确的是()A.生物量实际上就是净生产量在某一调查时刻前的积累量B.构成植物体的有机物积累越多则其生物量越大C.生物量的单位通常用g/(m2a)或J/(m2a)表示D.生物量只能用于植物不能用于动物【解析】选D。生物量实际上就是净生产量在某一调查时刻前的积累量,A正确;构成植物体的有机物积累越多则其生物量越大,B正确;生物量的单位通常用g/(m2a)或J/(m2a)表示,C正确;生物量既可用于植物,也可用于动物,D错误。2.在夏季测量某温带落叶林中的一个淡水池塘的净初级生产量,
2、结果如图所示,下列说法错误的是()A.曲线中随水深增加,初级生产量下降,可能原因是光照强度下降B.若该池塘生态系统长期处于c点所示的状态,则可处于稳定状态C.净初级生产量用于植物的生长繁殖,a处的植物长势最好D.森林中乔木的初级生产量最高,灌木次之,草本植物更低【解析】选B。植物净初级生产量的概念:通俗地讲就是指绿色植物的净光合作用量。它随光照强度减弱而下降,水越深光照强度越弱,A正确;在生态系统处于c点时,净初级生产量为0,即有机物没有积累,所以不可能处于稳定状态,B错误;净初级生产量是生产者积累的有机物量,用于自身的生长繁殖。所以净初级生产量越大,用于自身生长繁殖的有机物就越多,长势越好,
3、C正确;森林中乔木的初级生产量最高,灌木次之,草本植物更低,D正确。【误区警示】生产量与生物量的两点提醒:(1)生产量生物量:生产量是指单位时间内有机物质制造量,生物量是指净生产量在某一调查时刻前的积累量。(2)净初级生产量(NP)与植物生长的关系。当NP0时,植物积累有机物质,能正常生长。当NP=0时,植物的有机物质不积累也不减少,不生长。当NP0时,植物的有机物质减少,不能正常生长。3.(2021舟山高二检测)草兔子狐狸狼为某草原上的一条食物链,下列关于该食物链的说法中正确的是()A.该食物链中兔子是初级消费者、第一个营养级B.狐狸捕食一只兔子,则该狐狸获得兔子10%20%的能量C.根据能
4、量金字塔可知,处于塔尖的狼,其个体体内的能量少于兔子个体体内的能量D.兔子产生的粪便不属于兔子的同化量,而是草的同化量【解析】选D。该食物链中兔子是初级消费者、第二个营养级,A错误;食物链中各营养级间的能量传递效率为10%20%,而不是针对个体,B错误;狼属于顶级消费者,如果从营养级来说兔子处于第二个营养级中的能量要大于第四个营养级狼体内的能量,而此选项中,从个体来说,狼体内的能量要大于兔子体内的能量,C错误;兔子产生的粪便不属于兔子的同化量,而是草的同化量,D正确。【补偿训练】在植物昆虫鸟的营养结构中,若能量传递效率为10%,以鸟同化的从昆虫获得的总能量为x轴,植物供能总量为y轴,如图中绘制
5、的相关曲线正确的是()【解析】选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x1010+(a-x)10=y,即y=10a+90x。根据此方程式可知,D项图示正确。4.根据生态系统能量流动过程分析,下列说法正确的是()A.初级消费者粪便中的能量属于第二个营养级的同化量B.某一个营养级的同化量并不等于该营养级用于生长、繁殖的能量C.初级消费者同化的能量全部经自身呼吸作用以热能的形式散失D.每个营养级同化的能量都有一部分要流向下一个营养级【解析】选B。初级消费者粪便中的能量属于上一个营养级的同化量,即生产者(第一个营养级)的同化量,A错误;某一个营养
6、级同化的能量一部分经自身呼吸作用以热能的形式散失,一部分用于自身生长、发育和繁殖,B正确,C错误;最高营养级同化的能量不会流向下一个营养级,D错误。5.(2021台州高二检测)在生态系统中有关食物链与能量流动的叙述,不正确的是()A.能量沿食物链流动是单向的B.食物链越长,最高营养级获得的能量越少C.初级消费者越多,次级消费者获得的能量就越少D.各营养级生物必然有呼吸消耗的能量【解析】选C。能量沿食物链流动是单向的,A正确;食物链越长,根据能量传递效率推断,最高营养级获得的能量越少,B正确;在能量传递效率不变的情况下,初级消费者越多,次级消费者获得的能量也越多,C错误;各营养级生物必然有呼吸消
7、耗的能量,D正确。【补偿训练】如图为生态系统能量流动的部分图解,代表一定的能量值。下列相关叙述中,正确的是()A.生态系统的能量流动是循环进行的B.能量在沿食物链流动时逐级递减C.次级消费者属于第二个营养级D.图中代表呼吸作用所消耗的能量【解析】选B。生态系统能量流动是单向的、逐级递减的;次级消费者属于第三个营养级;图中代表流向分解者的能量。6.如表是能量流经某种植食性动物时的情况,下列说法正确的是()项目摄入量尿粪量呼吸量用于生长和繁殖的能量能量J/(cm2a)530330X110A.X表示的能量为200 J/(cm2a)B.流向第三个营养级生物的能量至多为40 J/(cm2a)C.该植食性
8、动物同化的能量中有20%通过呼吸作用散失掉D.表中四个量之间没有一定的数量关系【解析】选B。同化量=摄入量-尿粪量=530-330=200 J/(cm2a),同化量有两个去向,即同化量=呼吸消耗量+生物用于生长和繁殖的能量,即200=X+110,因此,X表示的能量为90 J/(cm2a),A错误;流经某种植食性动物(第二个营养级)的能量为200 J/(cm2a),按最高的传递效率20%来计算,则流向第三个营养级的能量至多为20020%=40 J/(cm2a),B正确;该植食性动物同化的能量通过呼吸作用散失的百分比是90/200100%=45%,C错误;表中四个量之间有一定的数量关系,D错误。7
9、.(2021宁波高二检测)一片树林中,树、昆虫和食虫鸟的个体数比例关系如图所示。下列选项能正确表示树、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)()【解析】选C。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。而能量金字塔是不会倒置的,也就是说,生态系统中能量流动逐级递减的规律是普遍适用于各种生态系统的。本题中尽管昆虫的数目较多,但个体却很小,所含的能量也少。所以三者之间的能量流动关系应该是沿食物链“树昆虫食虫鸟”中营养级的顺序逐级递减。【补偿训练】下列哪种情况会出现倒金字塔()A.生物量金字塔,其生产者的生活史比消费者要短得多
10、B.能量金字塔,组成该生态系统的各营养级生物的种类过多C.个体数量金字塔,生产者仅有一种生物,其数量占绝对优势D.在紫外线很强的山地,能量会出现倒金字塔【解析】选A。能量金字塔不会倒置,因能量传递每次都会损失很多,B、D错误;个体数量金字塔在某一个营养级与下一个营养级个体大小较悬殊时可能会倒置,但C项中生产者一般不是一种生物,其种类和数量与数量金字塔没有因果关系。A项中生物量金字塔可能会倒置,因为生产者生活史短,繁殖快,可整个被吞食,可迅速转化为下一个营养级的生物量。【互动探究】有人认为某种生物只能在能量金字塔某一层当中,你认为这种观点对吗?为什么?提示:不对。能量金字塔中每一层代表的是不同营
11、养级生物所含有的总能量,在食物网中某种生物可能占据多个营养级。8.如图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔,下列叙述正确的是()A.一个吃玉米的人所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,传递效率随营养级的升高而逐级递减C.若甲和乙中玉米的数量相同,能量传递效率为10%,若甲能养活10 000人,则乙能养活500人D.牛排出的粪便中的能量属于生产者同化量的一部分【解析】选D。能量流动的特点是单向流动、逐级递减。但是一个吃玉米的人所获得的能量不一定比一个吃牛肉的人获得的能量多,A错误。能量传递效率为10%20%,不会随营养级的升高而改变,B错误。甲和乙中玉米的数量相
12、同,能量传递效率为10%,若甲能养活10 000人,则乙能养活1 000人,C错误。牛排出的粪便中的能量不属于牛的同化量,仍属于其上一营养级,即生产者同化量的一部分,D正确。9.若使农业生态系统朝着对人类最有益的方向发展,下列做法中不正确的是()A.由人类决定种养生物的种类B.由人类进行播种、施肥C.经常进行锄草、松土、治虫等田间管理D.延长食物链,提高能量传递效率【解析】选D。由人类决定种养生物的种类使能量流向对人类有利的方向,A正确;由人类进行播种、施肥能够使农田生态系统朝着对人类有益的方向发展,B正确;经常进行锄草、松土、治虫等田间管理能够使农田生态系统朝着对人类有益的方向发展,C正确;
13、延长食物链,不能提高能量传递效率,会增加能量的流失,D错误。10.如图是近年在浙江某县试验成功并大范围推广的生态农业模式(螺以植物为食),下列有关此生态系统的叙述,错误的是()A.图中处于第二个营养级的生物有螺、昆虫、鸭B.鸭和螺之间是捕食与竞争关系C.该生态系统中鸭所固定的能量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关系,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,此种情况下它们都处于第二个营养级,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,故鸭和螺之间还有竞争关系,B正确;该生态系统中鸭所固定的
14、能量来自生产者固定的太阳能和饲料中的化学能,C正确,拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动关系,可以使能量持续高效的流向对人类有益的方向,但不能提高能量传递效率。二、非选择题(共2小题,共30分)11.(12分)(2021衢州高二检测)不同生态系统的净初级生产量存在差异,请据表分析回答:净初级生产量g/(m2a)生态系统2 000热带雨林800北方针叶林500温带草原140苔原(1)表中显示净初级生产量最高的生态系统是_,这与_等非生物因素密切相关。(2)在生态系统中,动物直接或间接依靠植物而生产出来的有机物质被称为_。(3)热带雨林的枯枝落叶分解速率比北方针叶林要_(填“快”或“慢”)。【解题
15、指南】解题时从以下两点分析:(1)热带雨林的环境条件。(2)次级生产量的制造者。【解析】(1)据表可知热带雨林的净初级生产量最高,原因是该生态系统温度较高、雨量充沛、光照较强,利于植物体内有机物质的积累。(2)消费者和分解者利用现成的有机物质而生产出来的有机物质叫做次级生产量。(3)热带雨林的气温高、雨水多,微生物分解枯枝落叶的速率较快。答案:(1)热带雨林温度、雨量(2)次级生产量(3)快【互动探究】从热带雨林到北方针叶林的生物量变化过程中,你认为生态系统的成熟度与生物量之间有什么关系?提示:一个生态系统的生物量会随生态系统的成熟度的增加而增加。12.(18分)(2020全国卷)假设某种蓝藻
16、(蓝细菌)(A)是某湖泊中唯一的生产者,其密度极大,使湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。 回答下列问题:(1)该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是_ (答出2点即可)。(2)画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。(3)假设该湖泊中引入一种仅以A 为食的动物(C)后,C种群能够迅速壮大,则C和B的种间关系是_。【解题指南】(1)从题干获得关键信息:蓝藻(A)是唯一的生产者,动物(B)是唯一的消费者。(2)解答本题必备知识:影响种群密度的因素,要从能量来源、空间、天敌和环境等角度分析。生态系统能量流动的过程。群落中种间关系的类型。【解析】本题主要考查了影响种群密度的因素、生态系
17、统的能量流动过程以及种间关系。(1)蓝藻(A)是该湖泊唯一的生产者,所以其种群密度极大的可能原因是水体富营养化,即水体中N、P等无机盐过多,引起蓝藻暴发;缺少其他生产者竞争,结果是蓝藻种群密度增大。(2)蓝细菌通过光合作用固定光能,其能量的去向包括呼吸散失、流向下一营养级(B)、流向分解者和未被利用的。示意图见答案。(3)C和B都以A为食,二者之间的关系为竞争。答案:(1)水体富营养化;没有其他的竞争者(合理即可)(2)(3)竞争(10分钟30分)1.(6分)(2021湖州高二检测)如表是人工饲养的肉用太白鸡生长过程中体重的变化情况,据表分析正确的是()周龄1239171819体重/g5792
18、1386101 2311 2531 255周增重/g2435469257222A.每周体重的测量值即为生物量B.周增重可反映周次级生产量的变化C.饲养周期内净增的有机物总量与呼吸消耗量之和即为次级生产量D.生物量一直在增加,尽量延长饲养时间可提高效益【解析】选B。体重是鲜重,其数值不是生物量,A错误;周增重值虽然是鲜重,但其变化可反映周次级生产量的变化,B正确;次级生产量不包括呼吸消耗量,C错误;由表中数据可知,培养周期中的后期,增重减少,故延长饲养时间不能提高效益,D错误。2.(6分)如图为某生态系统中能量传递示意图,下列叙述错误的是()A.能量流动是从甲固定的太阳能开始的,流入该生态系统的
19、总能量为1 250 kJB.从乙到丙的能量传递效率为15%C.将乙和丙的粪便作为有机肥还田,可以提高能量传递效率D.食物链的营养关系一般不可逆,这决定了能量流动的单向性【解题指南】明确两个概念:(1)流入某生态系统的能量:指生产者的同化量。(2)能量传递效率:指相邻两营养级的同化量之比,能量传递效率一般不能改变。【解析】选C。能量流动从生产者固定的太阳能开始,流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能=175+200+875=1 250(kJ),A项正确;从乙到丙的能量传递效率为30200100%=15%,B项正确;将乙和丙的粪便作为有机肥还田,为作物提供了无机盐,但不能提高能量传递效率,C项
20、错误;食物链的营养关系一般不可逆,这决定了能量流动的单向性,D项正确。【互动探究】(1)上题中某一时刻,甲的生物量一定大于乙的生物量吗?为什么?提示:不一定。在海洋生态系统中浮游植物繁殖很快,被浮游动物捕食以后,可以很快恢复,在某一时刻浮游植物的生物量可能小于浮游动物的生物量。(2)上题食物链中第二个到第三个营养级的能量传递效率不能超过20%吗?提示:一般情况下,某一营养级的10%20%的能量流到下一营养级,在自然界中传递效率有大于20%的情况,也有小于10%的情况。【实验探究】3.(18分)(2021衢州高二检测)如图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。图中A、B、C代表三个营养级,数字
21、均为实际测得的能量数值,单位为百万千焦。已知该生态系统受到的太阳辐射为118 872百万千焦,但其中118 761百万千焦的能量未被利用。请回答:(1)流经该生态系统的总能量是_百万千焦,这部分能量是_所固定的太阳能。(2)能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为_%,从第二营养级到第三营养级的传递效率为_%。(3)二级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到能量的百分比是_。(4)由图可知,下一个营养级不能得到上一个营养级的全部能量,原因有:各营养级生物内的大量能量被_;上一个营养级的部分能量_;还有部分能量被_利用。据此可得出的结论是_。【解析】生态系统中的能量流动包括能量的输入、传
22、递、转化和散失过程。能量是沿食物链随物质流动而流动的,具体就是从低营养级流向高营养级。(1)流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量,即118 872-118 761=111(百万千焦)。(2)能量在两个相邻的营养级之间的传递效率可用公式计算,AB:(15.0/111)100%13.5%;BC:(3.0/15.0)100%=20%。(3)二级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到能量的百分比为(1.8/3.0)100%=60%。(4)能量在流动过程中逐级递减,主要是由于每一营养级的生物都会因呼吸作用而消耗相当大的一部分能量,并且各个营养级的生物中总有一部分能量未被下一个营养级的生
23、物利用,还有少部分能量随着残枝败叶或遗体等直接传给了分解者。通过分析可知:生态系统中的能量流动是单向的,能量在流动过程中逐级递减。答案:(1)111生产者(2)13.520(3)60%(4)呼吸消耗未被下一个营养级利用分解者生态系统中的能量流动是单向的,能量在流动过程中逐级递减 【误区警示】关于生态系统能量流动的四点提醒(1)能量的输入并不都是通过绿色植物的光合作用进行的,在极少数特殊空间,如深海热泉生态系统,是通过特殊细菌的化能合成作用进行的。(2)生产者的同化量就是生产者固定的太阳能总量。(3)粪便实际上是上一个营养级的未被利用的部分。通过分解者将其分解。(4)真正流入某一个营养级的能量,应该是该生物的同化量,即同化量=摄入量-粪便量。【补偿训练】下列与生物富集及生态金字塔相关的叙述中,不正确的是()A.杀虫剂与有害物质可沿食物链逐级积累和浓缩,从而在生物体内高度富集,造成生物富集B.若以杀虫剂与有害物质浓度大小衡量各个营养级之间的数量关系,则所构成的金字塔应为正立的C.就数量金字塔而言,某些状况下可能呈现倒金字塔形D.就能量而言,天然生态系统的能量金字塔绝不会是倒置的【解析】选B。由于生物富集作用,营养级越高,杀虫剂与有害物质浓度越大,因此若以杀虫剂与有害物质浓度大小衡量各个营养级之间的数量关系,则所构成的金字塔应为倒立的。
