第2节生态系统的能量流动一、选择题1.下列有关生态系统能量流动的叙述,正确的是()A.一种蜣螂专以大象粪为食,则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%B.当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时,能量就从第一营养级流入第二营养级C.生产者通过光合作用合成有机物,能量就从非生物环境流入生物群落D.生态系统的能量是伴随物质而循环利用的答案:C2.下列有关生态系统能量流动的叙述,错误的一项是()A.生态系统中所接收的全部太阳能是流经这个生态系统的总能量B.生态系统中的能量是沿着食物链和食物网流动的C.能量流动的特点是单向的、不循环的D.能量流动是逐级递减的,其传递效率是10%~20%答案:A3.下图为某生态系统能量流动的图解,其中代表人的字母是()A.aB.bC.cD.d解析:在生态系统中人是食物链的最高营养级,不会被其他生物捕食,而且食物来源有植物和动物,故b代表人。
答案:B4.下图是生态系统中能量流经各营养级的示意图。
由于呼吸作用的消耗,上一个营养级的能量只能一部分流入下一个营养级。
以下对图中“呼吸作用”的理解正确的是()A.指生物在新陈代谢等各种生命活动中通过呼吸作用消耗的全部能量B.指生物进行有氧呼吸时产生的全部能量C.所有生产者和消费者都进行有氧呼吸和无氧呼吸D.分解者通过呼吸作用从生产者和消费者那里得到自身生命活动所需要的能量答案:A5.下表是有机物从植物传递到植食动物鳞翅目幼虫过程中能量流动情况,根据表中数据不能得出的结论是()项目能量/J被鳞翅目幼虫吃掉的植物419鳞翅目幼虫粪便含有的能量209.5鳞翅目幼虫呼吸消耗的能量146.65用于鳞翅目幼虫生长的能量62.85A.鳞翅目幼虫摄入419 J的能量至少需要第一营养级同化1 047.5 J的能量B.食物中15%的能量用于幼虫自身的生长C.鳞翅目幼虫从第一营养级获取的能量有一部分以呼吸热的形式散失,因此能量在生态系统中的流动是逐级递减的D.某一只最高营养级消费者与一只低营养级消费者相比,获得的能量较少解析:鳞翅目幼虫摄入419 J的能量至少需要第一营养级同化(419-209.5)×5=1 047.5 J的能量,A 项正确。
食物中的能量有62.85 J用于自身生长发育和繁殖,占食物摄入量的62.85/419 J×100%=15%,B项正确。
能量流动过程中呼吸热散失一大部分能量,所以能量流动逐级递减,单向不循环,C项正确。
某一最高营养级消费者与一只低营养级消费者相比,获得的能量较少,但是对于每个营养级的个体而言,不具备能量流动逐级递减的特点。
答案:D6.右图表示某湖泊生态系统的营养结构,a~e代表各营养级的生物,下列叙述不正确的是()A.共有三条食物链B.各营养级中,能量最多的是c,生物个体数量最多的是aC.若水体受有机磷农药轻微污染,则受害最严重的是aD.若c所含能量为5.8×109 kJ,d含1.3×108 kJ,则a至少约含4.5×107 kJ解析:能量最多的是c,生物个体数量最多的也是c。
答案:B7.以下表示动物利用食物的过程。
正确的分析是()A.恒温动物的④/③值一般高于变温动物B.哺乳动物的③/①值一般为10%~20%C.提高圈养动物生长量一般需提高③/②值D.食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物解析:恒温动物维持体温恒定需消耗更多的能量,这些能量由呼吸作用提供,所以恒温动物同化后积累在有机物中的能量要相对低于变温动物。
能量传递效率指的是两个相邻营养级同化固定的能量之比,即③/上一营养级的同化量。
动物的呼吸消耗量一般为定值,所以只能尽量提高动物从食入食物中消化吸收(即同化)的能量。
食草动物的粪便中一般仍含有大量有机物(如植物纤维),所以③/②值一般低于肉食哺乳动物。
答案:C8.初级消费者体内的能量,其去路不包括下列哪项?()A.用于自身生命活动B.被第二营养级的其他生物获得C.通过呼吸作用消耗D.被分解者分解解析:初级消费者在食物链中属第二营养级,该营养级内部不存在捕食关系,也就是说不存在营养级内部之间的能量传递。
答案:B9.在某草原生态系统能量流动过程中,假设羊摄入体内的能量为n,羊粪便中的能量为36%n,呼吸作用散失的能量为48%n,则()A.羊同化的能量为64%nB.贮存在羊体内的能量为52%nC.由羊流向分解者的能量为16%nD.由羊流向下一营养级的能量为64%n解析:同化的能量=摄入的能量-粪便中的能量=64%n,因而A项正确。
贮存在体内的能量=同化的能量-呼吸作用散失的能量=64%n-48%n=16%n。
由羊流向分解者的能量、由羊流向下一营养级的能量应均小于16%n。
因而B、C、D均错误。
答案:A10.种群甲乙丙丁戊能量/(107 kJ·m-2) 2.513.39.80.28220.0下图①~④是根据该表数据作出的一些分析,其中不能与表中数据相符合的是()A.①③B.②③C.②④D.①④解析:根据能量数值可知,戊为生产者,乙和丙均为初级消费者,甲为次级消费者,丁为三级消费者。
因而①错,②对。
乙与丙在同一营养级,均以戊为食,因而二者不能为捕食关系,可能为竞争关系,因而③错。
若除去甲和丁,则乙和丙的竞争加强,于是可能会出现④的结果。
答案:A11.下列有关生态系统能量流动的叙述,不正确的是()A.能量流动的单向性是因为动物的食性一般不能逆转B.任何生态系统都需要得到外部的能量补给C.一个封闭的生态系统不需要从外界获得能量供应就可以长期维持正常功能D.生态系统能量流动逐级递减的原因是生物的呼吸消耗和资源利用率不高解析:生态系统中的能量单向流动的原因是动物食物关系不可逆转。
递减的原因与呼吸消耗、资源利用不充分有关。
地球上各种生态系统都需要太阳能,任何一个密闭的生态系统如果不从系统外获得能量,都不能够完成能量流动,也就不能完成物质循环。
答案:C二、非选择题12.大熊猫和华南虎都是我国的珍稀保护动物,它们体型相近,曾经同域分布,一度都有较大的种群数量。
由于栖息地破坏导致它们的数量锐减,目前野生大熊猫仅有1 600只左右,而华南虎在野外已基本绝迹。
(1)从生态系统能量流动的特点分析,大熊猫比华南虎有一定生存优势的原因是。
(2)目前,野生大熊猫分布在六个彼此隔离的种群中,通过建立生态廊道沟通各种群,可以使种群间发生。
(3)建立自然保护区,改善栖息环境,以提高,是提高大熊猫种群密度的根本措施。
解析:(1)食物链越长,能量损耗越多。
大熊猫属于初级消费者,获得的能量相对多;华南虎属于顶级消费者,获得的能量相对少。
(2)建立生态廊道可使大熊猫的不同种群间相互联系,进行基因交流。
(3)建立自然保护区,改善大熊猫的生活环境,提高大熊猫的环境容纳量,有利于大熊猫的生存和繁衍,提高大熊猫的种群密度。
答案:(1)大熊猫比华南虎的营养级低,获得的能量相对较多(2)基因交流(3)环境容纳量(或K值)13.某草原生态系统的食物网如下图所示。
(1)图中食物网较简单,因此,该草原生态系统的能力较差,其稳定性也相应较低。
除图中所示的生物类群外,该生态系统的生物组成成分还应有才能保证其物质循环的正常进行。
(2)如果图中草能提供10 000 kJ的能量,营养级间的能量传递效率为10%~20%,那么鹰占据的营养级能够得到的最低和最高能量值分别是kJ和kJ。
若去除蛇,且狐的数量不变,则草原容纳鹰的数量会。
若外来生物入侵该区,则会导致该草原的锐减或丧失。
(3)影响图中兔种群数量变化的种间因素是和竞争。
若某年兔种群的K值为1 000只,且1只兔和4只鼠消耗的草量相等,其他条件不变的情况下,次年鼠的数量增加400只,则兔种群的K值变为只。
用标志重捕法调查该区鼠的种群数量时,若部分标记个体迁出,则导致调查结果(填“偏高”或“偏低”)。
(4)草原干旱时,兔摄取水分减少,体内细胞外液渗透压,引起渗透压感受器兴奋,增加抗利尿激素的释放,进而引起对水的重吸收增加,减少排尿量,以保持体内水平衡。
解析:(1)食物网简单,生态系统的自我调节能力差,抵抗力稳定性弱。
物质循环的正常进行需要生产者、消费者、分解者共同参与。
(2)能量传递效率为10%时,鹰得到的能量最少,能量传递效率为20%时,鹰得到的能量最多。
营养级越少,最高营养级获得的能量越多。
所以鹰位于第三营养级时,获得的最高能量为10 000×20%×20%=400 kJ。
鹰位于第四营养级时,获得的最低能量为10 000×10%×10%×10%=10 kJ。
若去除蛇,且狐的数量不变,则能量流动过程中能量损耗会减少,鹰容纳量会增加。
外来物种入侵,则会导致该草原的生物(物种)多样性锐减或丧失。
(3)影响兔种群数量的种间因素是捕食和竞争。
若兔的K值为1 000只,1只兔和4只鼠消耗的草量相等,次年鼠的数量增加400只,吃了100只兔子的食物,则兔的环境容纳量变为900只。
若部分标记个体迁出,则调查结果将偏高。
(4)干旱时,兔摄取水分减少,体内细胞外液渗透压升高。
引起细胞外液渗透压感受器兴奋,抗利尿激素分泌增多,进而引起肾小管、集合管对水的重吸收量增加。
答案:(1)自我调节(或:反馈调节,负反馈调节)抵抗力分解者(2)10400增加生物多样性(或物种多样性)(3)捕食900偏高(4)升高下丘脑肾小管、集合管14.在生态系统中,生产者通过光合作用固定的能量称为总初级生产量。
生产者固定的能量一部分被自己呼吸作用消耗掉,剩下的可用于生长、发育和繁殖,这部分能量称为净初级生产量。
下表列出四个生态系统中总初级生产量与总入射日光量、生产者呼吸消耗量与总初级生产量的比值。
玉米地弃耕荒地Meadota湖CederBog湖总初级生产量/总入射日光量 1.6% 1.2% 0.4% 0.1%生产者呼吸消耗量/总初级生产量23.4% 15.1% 22.3% 21.0%(1)四个生态系统中,光能利用率最高的是,总初级生产量转化为净初级生产量比例最高的生态系统是。
(2)下图表示一个相对稳定的生态系统中四个种群和分解者的能量相对值。
请绘制由甲、乙、丙、丁四个种群形成的食物网简图。
解析:光能利用率=生产者固定的太阳能/入射此生态系统的太阳能,因而从表中可知,玉米地的光能利用率最高。
净初级生产量=总初级生产量-呼吸消耗,从表中可看出,生产者呼吸消耗/总初级生产量的值中弃耕荒地所占比例最少,因而其总初级生产量转化为净初级生产量比例最高。
食物网中没有分解者,因而可按照能量值的比例关系,绘制出食物网。
答案:(1)玉米地弃耕荒地(2)如下图:。