高中生物人教版穩(wěn)態(tài)與環(huán)境第5章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性 第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動測控導(dǎo)航表知識點(diǎn)題號1.能量流動的過程1,2,3,10,152.能量流動的特點(diǎn)6,7,8,9,11,12,13,143.研究能量流動的意義4,5A級基礎(chǔ)練1.在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中,植食性動物所同化的能量等于(C)A.生產(chǎn)者固定的太陽能的總量B.生產(chǎn)者固定的太陽能的總量減去生產(chǎn)者的呼吸量C.被植食性動物吃了的植物所含的能量減去糞便等排泄物中的能量D.用于植食性動物的生長、發(fā)育、繁殖等生命活動所需的能量解析:植食性動物以草為食物,經(jīng)食物消化吸收,真正進(jìn)入體內(nèi)的物質(zhì)是食物減去糞便,這些物質(zhì)中包含的能量,即其同化的能量。2.初級消費(fèi)者體內(nèi)的能量,其去路不包括(B)A.用于自身生命活動B.被第二營養(yǎng)級的其他生物所獲得C.通過呼吸作用被消耗掉D.被分解者分解釋放到環(huán)境中去解析:每個(gè)營養(yǎng)級體內(nèi)能量的去路包括:一部分通過呼吸作用以熱能形式散失;一部分用于自身的生長、發(fā)育和繁殖,也就是儲存在構(gòu)成自身的有機(jī)物中,此部分的最終去向?yàn)殡S著生物的遺體、殘枝敗葉中的能量被分解者分解而釋放出來,或被下一營養(yǎng)級生物捕食而流到下一個(gè)營養(yǎng)級中。初級消費(fèi)者屬于第二營養(yǎng)級,所以能量去路不包括被第二營養(yǎng)級的其他生物所獲得。3.大象是植食性動物,有一種蜣螂專以象糞為食。若一大象在某段時(shí)間同化的能量為107kJ,則這部分能量中可流入蜣螂體內(nèi)的約為(A)kJ kJ×106kJ kJ～2×106kJ解析:大象攝入的食物中沒有被消化、吸收的部分以糞便形式排出,因此象糞中的能量不屬于大象同化量的一部分,而是屬于生產(chǎn)者。4.根據(jù)生態(tài)學(xué)原理,要使能量流經(jīng)食物鏈的總消耗最少,又?jǐn)z入較多蛋白質(zhì),人們應(yīng)采取以下哪種食物結(jié)構(gòu)(D)A.以綠色蔬菜為主B.以淡水養(yǎng)殖的魚蝦為主C.以豬肉等家畜的肉類為主D.以谷物和植物蛋白為主解析:根據(jù)生態(tài)學(xué)原理,能量流經(jīng)食物鏈時(shí)逐級遞減,所以要使能量流經(jīng)食物鏈的總消耗最少,又?jǐn)z入較多蛋白質(zhì),人類應(yīng)以營養(yǎng)級低的生物為食物來源。5.有人發(fā)起“多吃素食,少吃肉食”的運(yùn)動,以支援糧食短缺地區(qū)的農(nóng)民。運(yùn)用生態(tài)學(xué)知識對此的合理解釋是(C)A.多吃肉食會增加心血管病的發(fā)病率B.節(jié)省的肉食可以幫助災(zāi)民提高營養(yǎng)水平C.多吃肉食比多吃素食消耗的糧食總量更多D.直接以低營養(yǎng)級的生物為食將消耗生態(tài)系統(tǒng)更多的能量解析:從能量傳遞效率來看,食物鏈越長,能量的損耗越多,因此多吃素食少吃肉食,能減少能量的損耗,用同樣的糧食可以養(yǎng)活更多的人。6.關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞效率為10%～20%的理解,正確的是(B)A.某一營養(yǎng)級約有10%～20%的個(gè)體被下一營養(yǎng)級吃掉B.某一營養(yǎng)級約有10%～20%的能量流到下一營養(yǎng)級C.最頂部的消費(fèi)者的能量約占生產(chǎn)者能量的10%～20%D.分解者能量約占生產(chǎn)者能量的10%～20%解析:能量傳遞效率是指在某一個(gè)營養(yǎng)級的總能量中,傳遞給下一個(gè)營養(yǎng)級的能量所占的比例。7.(2023山西大同期末)下表是某營養(yǎng)級昆蟲攝食植物后能量流動的情況,下列說法不正確的是(C)項(xiàng)目昆蟲攝食量昆蟲糞便量昆蟲呼吸消耗量昆蟲儲存在有機(jī)物中的能量能量(kJ)41021013070A.昆蟲同化的能量中約有35%用于其生長發(fā)育和繁殖B.昆蟲糞便量屬于植物流向分解者能量的一部分C.昆蟲儲存在有機(jī)物中的能量屬于未利用的能量D.昆蟲的前一營養(yǎng)級的能量至少有1000kJ解析:昆蟲的同化量為410-210=200(kJ),用于昆蟲生長發(fā)育和繁殖的能量所占其同化的能量的比例為70÷200×100%=35%;攝入量=同化量+糞便量,昆蟲糞便量屬于植物流向分解者能量的一部分;未利用的能量屬于昆蟲儲存在有機(jī)物中的能量的一部分;昆蟲的前一個(gè)營養(yǎng)級的能量最小值是200÷20%=1000(kJ)。8.如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動圖解的部分示意圖,①②③④⑤各代表一定的能量值,下列說法中不正確的是(C)A.生物與生物之間的捕食關(guān)系不可逆轉(zhuǎn),所以能量流動具有單向性B.⑤中包含了三級消費(fèi)者糞便中的能量C.在人工飼養(yǎng)的高密度魚塘生態(tài)系統(tǒng)中,①表示流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量D.第二營養(yǎng)級流向第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率為③/②×100%解析:由于生物與生物之間的捕食關(guān)系不可逆轉(zhuǎn),所以生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的特點(diǎn)之一是單向流動,A正確;三級消費(fèi)者排出的糞便中的能量是次級消費(fèi)者的同化量,最終被分解者利用,B正確;在人工飼養(yǎng)的高密度魚塘生態(tài)系統(tǒng)中,流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能總量和人為投放的能量,C錯(cuò)誤;第二營養(yǎng)級流向第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率,即同化量之比,③/②×100%,D正確。9.如圖表示在生態(tài)系統(tǒng)中,能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的示意圖,請分析回答。(1)圖中A表示;B表示。除了圖中所示,第二營養(yǎng)級同化的能量還有一部分

。

(2)從圖中可以總結(jié)出能量流動的特點(diǎn)是,

。

(3)在“兔子→狼”這一關(guān)系中,狼糞的能量去向與圖中到表示的途徑最相似。

(4)若初級消費(fèi)者攝入的能量為a,排出的糞便量為b,呼吸量為c,則由初級消費(fèi)者流入次級消費(fèi)者體內(nèi)的能量最多為。

解析:消費(fèi)者攝入的食物中的能量并沒有被消費(fèi)者全部吸收、同化,沒有吸收的部分以糞便形式排出體外,因此圖中“A”為初級消費(fèi)者同化的能量。初級消費(fèi)者的能量有兩個(gè)去向:被自身呼吸作用消耗(即圖中“?”),用于本營養(yǎng)級生物的生長、發(fā)育和繁殖(即圖中“B”),后一部分能量最終流入下一營養(yǎng)級和被分解者分解。狼糞中的能量屬于兔子(初級消費(fèi)者)同化的能量,最終被分解者分解釋放,故與圖中B→分解者利用的途徑最相似。初級消費(fèi)者同化的能量=攝入量(a)-糞便量(b),而呼吸量是同化后能量的去向之一。答案:(1)初級消費(fèi)者同化的能量初級消費(fèi)者用于生長、發(fā)育和繁殖的能量在呼吸作用中以熱能的形式散失(2)單向流動逐級遞減(3)B分解者利用(4)(a-b)×20%B級能力練10.(2023長沙月考)下圖表示某農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的能量流動情況,其中箭頭表示能量流動方向,數(shù)字為同化能量數(shù)值,單位為J/(cm2·a)。下列敘述錯(cuò)誤的是(C)A.流經(jīng)該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的總能量為900J/(cm2·a)B.圖中第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為15%生物在該食物網(wǎng)中處于最高營養(yǎng)級D.圖中B和C的種間關(guān)系為競爭解析:流經(jīng)該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的總能量為生產(chǎn)者A同化的總能量900J/(cm2·a);圖中第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為(65+70)/900×100%=15%;E生物在該生態(tài)系統(tǒng)中屬于分解者;圖中B和C的種間關(guān)系為競爭。11.(2023山西運(yùn)城月考)如圖所示食物網(wǎng)中,E是生產(chǎn)者,共含有×109kJ的能量,B生物種群總能量為×108kJ,從理論上計(jì)算A最多獲得的能量是(B) 解析:按照最高的能量傳遞效率計(jì)算,B生物種群至少需要消耗×108÷20%=×109kJ能量的E,A在食物鏈E→C→A和E→D→A中均處于第三營養(yǎng)級,故A最多獲得的能量為××109)×20%×20%=×108(kJ)。12.如圖是對某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動分析調(diào)查后的結(jié)果。甲～戊表示生態(tài)系統(tǒng)中的生物成分(戊是分解者)。GP表示總同化量,NP表示凈積累量,R表示呼吸消耗量。箭頭代表能量流動方向。據(jù)圖分析下列正確的是[數(shù)值單位:105J/(m2·a)](C)A.該生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)可表示為甲→戊→乙→丙→丁B.能量從初級消費(fèi)者到次級消費(fèi)者的傳遞效率大約是16%C.生產(chǎn)者同化的總能量中約有×107[J/(m2·a)]未被消費(fèi)者同化D.流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是圖中所有GP之和解析:生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)是指食物鏈和食物網(wǎng),戊是分解者,不參與食物鏈構(gòu)成,A錯(cuò)誤;能量從初級消費(fèi)者到次級消費(fèi)者的傳遞效率大約是15.91141.10105[J/(cm2·a)],D錯(cuò)誤。13.(2023湖北襄陽期中)某生態(tài)系統(tǒng)中的四種生物構(gòu)成一條食物鏈a→b→c→d,通過測定得到這四種生物a、b、c、d所含的有機(jī)物總量分別為M1、M2、M3和M4。下列敘述中錯(cuò)誤的是(C)一定不是a種群固定的太陽能總量B.若M1<5M2個(gè)體所含的有機(jī)物的質(zhì)量應(yīng)比c個(gè)體的小D.若M2大量增加,一般會導(dǎo)致M1減少、M3增加解析:食物鏈的起點(diǎn)必定是生產(chǎn)者,生產(chǎn)者固定的太陽能總量因細(xì)胞呼吸以熱能形式散失一部分,其余用于自身生長、發(fā)育和繁殖,這部分能量才是可測量的有機(jī)物總量;根據(jù)能量流動特點(diǎn),前一營養(yǎng)級能量(物質(zhì))大于等于后一營養(yǎng)級能量(物質(zhì))的5倍,才能滿足后一營養(yǎng)級的能量需要;兩營養(yǎng)級之間,高營養(yǎng)級所含能量一定少于低營養(yǎng)級所含能量,但兩營養(yǎng)級間生物個(gè)體所含的有機(jī)物的量大小沒有必然規(guī)律;一定時(shí)間內(nèi),M2增加會導(dǎo)致M1減少,M3增加。14.下表是對某水生生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級和能量流動情況的調(diào)查結(jié)果。表中A、B、C、D、E分別表示不同的營養(yǎng)級,F為分解者;Pg表示生物同化作用固定能量的總量;Pn表示生物儲存的能量;R表示生物呼吸消耗的能量;能量單位為102kJ/(m2·a)。請分析回答下列問題:PgPnRABCDEF(1)流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為。

(2)寫出該生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈(或食物網(wǎng)):。

(3)據(jù)表中數(shù)據(jù)推出Pg、Pn和R之間的關(guān)系是:Pn=。

(4)次級消費(fèi)者通過異化作用消耗的能量占其同化作用所得到能量的百分比是。

(5)能量流動的特點(diǎn)是。

(6)如果D作為該湖泊中的經(jīng)濟(jì)魚類,生產(chǎn)上既要獲得最大捕撈量,又不破壞其種群穩(wěn)定,通常將捕撈量控制在D的環(huán)境容納量一半的水平上,原因是

。

解析:(1)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為生產(chǎn)者固定的太陽能,圖中Pg為生物同化量,分析數(shù)據(jù)可知,B為生產(chǎn)者,因此總能量為×102kJ/(m2·a)。(2)F為分解者不進(jìn)入食物鏈,B為生產(chǎn)者,D和E的能量值非常接近,為同一營養(yǎng)級,根據(jù)同化量可以確定食物鏈。(3)Pg表示生物同化作用固定能量的總量,Pn表示生物儲存的能量,R表示生物呼吸消耗的能量,可以推知Pg=Pn+R。(4)次級消費(fèi)者通過異化作用消耗的能量即呼吸散失量為×102kJ/(m2·a),同化量為×102kJ/(m2·a),兩者的比值為×102÷×102)×100%=%。(5)能量流動的特點(diǎn)是單向流動,逐級遞減。(6)根據(jù)種群的數(shù)量變化曲線可知,當(dāng)種群數(shù)量為K/2時(shí),種群的增長速率最大,此時(shí)既可以獲得最大捕撈量,又不破壞其種群穩(wěn)定。答案:(1)B所固定的太陽能[或×102kJ/(m2·a)](2)(3)Pg-R(4)%(5)單向流動,逐級遞減(6)此時(shí)種群增長速率最大C級拓展練15.如圖為人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)能量流動圖解[能量單位為:J/(cm2·a)],請回答下列問題:(1)圖中生產(chǎn)者固定的總能量Z為,池塘中的水草、魚、細(xì)菌等生物共同構(gòu)成。由于食性不同,魚塘中魚類等生物具有分層現(xiàn)象,群落的這種空間結(jié)構(gòu)稱為。

(2)計(jì)算圖中由第二營養(yǎng)級傳遞到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率:;若要調(diào)查該池塘附近土壤中小動物的豐富度則一般采用法進(jìn)行采集、調(diào)查,豐富度的統(tǒng)計(jì)方法通常有兩種即和。

(3)研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動,可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì),使能量。

解析:(1)生產(chǎn)者固定的總能量為輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量減去有機(jī)物輸入的能量=5+19+73+++++++。生物群落是指具有直接或間接關(guān)系的多種生物種群的有規(guī)律的組合,包括所有的動物、植物和微生物。池塘中的水草、魚、細(xì)菌等生物共同構(gòu)成生物群落。魚塘中魚類等生物的分層現(xiàn)象稱為生物群落的垂直結(jié)