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生态系统的能量流动
青云实验中学高一生物同步练习十三
出卷人:
曹审核人:
范日期:
5.12
【知识梳理】
一、能量流动的概念和过程(课本必看P94)
1.概念:
生态系统中能量的、、和的过程。
2.能量流动的过程
(1)能量的输入
①能量流动的起点是
②流经生态系统的总能量等于
(2)能量的传递
①传递渠道:
②传递过程(P94图5-6)
思考:
A.初级消费者摄入能量(a)=(b)
+(c),即动物粪便中能量不属于该营养级同化能量,应为上一个营养级固定或同化能量。
B.初级消费者同化能量(b)=(d)+
(e)
中化学能
C.用于生长、发育和繁殖能量(e)=(f)+(i)+(j),即消费者同化能量若为两部分之和是b=d+e;若为四部分之和是b=d+f+i+j。
(3)能量的转化和散失
(散失)
太阳能
有机物中
(4)各个营养级的能量去路(一般有三条)
一部分通过________作用释放后,一方面用于自身的______、____和______等生命活动,一
方面以____形式散失;一部分被________摄入;一部分则被________分解利用。
[例题1]如图表示某草原生态系统中能量流动图解,①~④表示相关过程能量流动量。
下列有关叙述正确的是()
A.①是流入该生态系统的总能量
B.分解者分解动植物遗体释放出来的能量,可供绿色植物再利用
C.图中②/①的比值代表“草→兔”的能量传递效率
D.③和④分别属于草和兔同化量的一部分
思维拓展:
1.兔同化的能量= - ,即粪便属于上一营养级的能量。
2.兔同化的能量有哪些去路?
(1)。
(2)。
(3)。
(4)。
3.分解者的分解作用实质是。
4.能量以形式沿从一个(种群或个体)流动到另一个
(种群或个体)。
归纳总结:
1.能量流动过程图解。
2.能量最终都以形式散失。
3、能量金字塔、数量金字塔
能量金字塔
数量金字塔
形状
特点
正金字塔形
一般为正金字塔
形,有时会出现
倒金字塔形
象征
含义
能量沿食物链流
动过程中具有逐
级递减的特性
生物个体数目在
食物链中随营养
级升高而逐级递
减
每一阶
含义
食物链中每一营
养级生物所含能
量的多少
每一营养级生物
个体的数目
二、能量流动的特点(8字)
1.:
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,也不可。
2.:
能量在沿食物链流动的过程中传递效率大约为。
3.能量金字塔:
将单位时间内各个营养级所得到的数值由低到高绘成图,可形成一个金字塔图形。
[例题2]假如一个人的代谢过程中,其全部同化量的1/2来自植物、1/2来自牛肉,并且能量在各营养级之间的传递效率为10%。
现在G千克植物通过食物链被摄入人体,问最多能使人体体重增加多少(不计人体呼吸作用所消耗的部分能量)()
A.G/10B.2G/11C.G/55D.G/280
请写出上题的食物链:
归纳总结:
1.在解决有关能量传递的计算问题时,首先要确定食物链。
设食物链A→B→C→D,分情况讨论。
已知较高营养级生物的能量求较低营养级生物的能量时,“至少”需要量的计算要按计算,“最多”需要量的计算则按求解。
2.能量传递效率是指
三、研究能量流动的意义
1.帮助人们科学规划、设计,使能量得到最有效的利用。
2.帮助人们合理地调整生态系统中的关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
3.生态农业的基本原理:
能量和物质循环再生。
意义是:
提高能量转化效率,减少环境污染。
(注意不能说提高了能量的传递效率。
)
14、观察“桑基鱼塘”的能量流动图解研究生态系统的能量流动。
(1)研究生态系统的能量流动,可以帮助人们____________、_______________人工生态系统,使能量得到最有效的利用。
蚕
桑稻
鱼猪
(2)可以帮助人们合理的调整,使能量持续高效的流向例如牧场。
【基础训练】
一、能量流动的过程
1.生态系统的能量流动是指
A.太阳能被绿色植物固定的过程B.系统内生物体能量代谢的过程
C.生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程D.能量从生物体进入环境的过程
2.生产者所固定的太阳能总量就是
A.输入到生态系统的总能量B.第一营养级呼吸作用的总能量
C.消费者生长发育繁殖的总能量D.生产者和消费者能量代谢总和
3.如图表示某生态系统中4种成分之间的关系,下列相关叙述正确的是()
A.甲同化的有机物中的能量一部分因细胞呼吸而散失,
另一部分用于自身的生长、发育和繁殖
B.乙1→乙2…中所包含的所有种群构成了该生态系统的营养结构
C.丙中有自养型生物
D.甲同化的总能量等于乙和丙的总能量之和
2、能量流动的特点及意义
4、根据生态学原理,要使能量流经食物链的总损失量最少,人们应采取的食物结构是()
A.以禽类、蛋类为主B以淡水养殖的鱼虾为主
C.以谷物和植物蛋白为主D以猪肉等家畜的肉类为食
5、在下列食物链中,假设初级消费者从生产者处获得的能量数值相同,则提供给猫头鹰的能量最多的一条食物链是()
A.绿色植物→蚱蜢→蜘蛛→蜥蜴→蛇→猫头鹰B.绿色植物→鼠→蛇→猫头鹰
C.绿色植物→蚱蜢→青蛙→蛇→猫头鹰D绿色植物→鼠→猫头鹰
6、.有关生态系统能量流动的叙述中,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%
7.下列有关生态系统能量流动的叙述中,错误的是
A.当狼吃掉一只兔子时,狼不可能获得兔子的全部能量
B.当狼捕食兔子并转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.生态系统的能量流动是单向的,逐级递减的
8.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便为食,则它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
9.下列有关生态系统能量流动的叙述中,不正确的是()
A.能量流动是单向的、不可逆的B食物链越短,可供最高营养级消费的能量越多
C.初级消费者越多,次级消费者获得的能量越少D营养级越多,散失的能量越多
10.组成食物链的环节一般不会多于6个,其原因是
A.环境资源有限B.在每一环节上都有大量的能量损失
C.捕食者不能以捕食者为食D.ABC三项都对
11.人们常用金字塔来说明生态系统中哪两者之间的关系是
A.能量和营养级B.个体大小与营养级
C.个体大小与个体数量D.个体总量与营养级
12、图中食物网中的猫头鹰体重每增加20g,至少需要消耗植物()
A.200gB.250gC.500gD.1000g
13.有如图所示的一个食物网(能量传递效率按10%计算)昆虫
则下列叙述正确的是植物
A.昆虫属于第一营养级,鸟属于第二营养级鸟
B.该食物网中初级消费者是昆虫,次级消费者是鸟
C.在鸟类的食物构成中,若动物性食物和植物性食物各占一半,则鸟类增加能量a时,生产者需提供的能量为50a
D.若绿色植物固定的太阳能总量为M,昆虫获得的总能量为m1鸟获得的总能量为m2则
M〉m1+m2
14.在生态系统中,已知初级消费者与次级消费者的个体数分别是N1、N2,个体平均重量分别为M1、M2,则下列选项中正确的是()
A.N1×M1>N2×M2B.N1×M1=N2×M2C.N1×M1 15.某湖泊生态系统中有大型杂食性鱼类甲,其食物有1/2来自浮游植物乙,1/4来自草食性鱼类丙,1/4来自以草食性鱼类为食的小型肉食性鱼类丁。 下列叙述中错误的是 A.甲和丁存在着竞争关系 B.甲每增加1千克体重,最少需要乙提供360千克的物质 C.若湖泊受到DDT污染,则DDT浓度最低的生物是乙 D.在此食物网中占有三个营养级的生物是甲 16.据图示判断,以下叙述不符合生态学原理的是 A.物质经过了多级利用,实现了良性循环 B.每一级生产环节都获得产品,提高了生态经济效益 C.由于食物链延长,能量逐级损耗,系统总能量利用效率降低 D.由于各级产物都可以利用,减少了废物和污染 17.如图表示生态系统的能量流动过程,请据图回答 (1)将A、B、C、D各营养级的名称依次写在图中: A.______B.______C.______D.______ (2)图中a1代表__________________________________________________________________ (3)图中a2代表__________________________________________________________________ (4)a3<a2的原因是_______________________________________________________________ (5)从生态系统能量传递效率上看,一个营养级的能量,流到下一个营养级只有____________假若A的总能量为1,按最低传递效率计算,第四营养级所获得的能量为__________________。 (6)图中只画出四个方框,向下还会很多吗? 请分析原因。 【能力提升】 18、一片森林中,树、昆虫、食虫鸟的个体数比例关系如右图所示。 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)() 19、下图为生态系统中能量流动图解的部分示意图,①②③④⑤各代表一定的能量值,下列各项中正确的是( ) A.第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为 ×100% B.图中④包含了次级消费者粪便中的能量 C.在人工饲养的高密度鱼塘中初级消费者获得的总能量往往大于⑤ D.食物链中的各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同 20、“一山不容二虎”这一谚语,用生态学的观点可以理解为() A.虎所需要的生活空间大B.身体强壮的虎以身体弱小的虎为食 C.虎性情孤独,不群居D.营养级越高的生物,能得到的能量越少,个体数量也越少 21、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,能量传递效率设为10%,那么该人每增加1千克体重,约消耗植物()千克。 A.10B28C100D280 22、实验调查得到某一森林生态系统各营养级和能量流动关系的图表。 其中丁为分解者,Pg表示生物同化作用所固定的总能量,Pn表示生物储存的能量,R表示生物呼吸消耗的能量,单位为 J/(cm2·a)。 以下说法正确的是() Pg Pn R 甲 62.8 25.6 37.2 乙 12.5 5.7 6.8 丙 464.6 186.3 278.3 丁 41.6 16.5 25.1 A.该生态系统的营养结构可以表示为丙→甲→乙→丁 B.流经该生态系统的总能量是植物所固定的太阳能,即四个Pg之和 C.第二营养级到第三营养级的能量传递效率为19.9% D.在该生态系统中,分解者可有可无 23、关于生态系统的能量流动,以下叙述不正确的是() A.流入生态系统的总能量就是太阳辐射到该系统的总能量 B.生态系统的维持必须不断地从外界获得能量 C.能量流动有逐渐减少和单向不可逆性两大特点 D.生态系统中的能量最终来源几乎全是太阳能 24.某自然生态系统中有一条食物链: 甲→乙→丙→丁,测得这四种生物所含的有机物总量分别为a、b、c、d(单位: kg/年)。 下列叙述中正确的是( ) A.丙种群个体所含有机物的平均值一定大于丁种群 B.甲从无机环境中获得的能量等于a所含的能量 C.若能量在相邻的两个营养级间的传递效率是20%,则b+c+d=0.2a D.甲的同化作用类型为自养型 25、在社会主义新农村建设中,四川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)。 下列有关叙述正确的是(多选)( ) 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.该生态系统中,人的作用非常关键,植物是主要成分 C.该生态系统的建立,提高了各营养级间的能量传递效率 D.沼气池的建造和植树造林,提高了该生态系统的稳定性 26.如图是某个农业生态系统的结构模式图,该图中表示生态系统能量流动的箭头是( ) A.①③B.②③⑤ C.①③④D.②⑤ 27.我国北方的一些地区每年都会发生一定程度的蝗灾,当地政府和农牧民常用喷洒农药的方法来杀灭蝗虫。 2000年发生蝗灾时,新疆某地邀请来一批养鸭户,把几十万只鸭子放养到虫害严重的草原上,收到很好的效果。 下列有关叙述中错误的是( ) A.利用农药灭虫,农药对蝗虫起选择作用,生存下来的蝗虫都是抗药能力较强的 B.利用鸭子消灭蝗虫,根本目的是调整生态系统能量流动关系,使能量更多地流向鸭子 C.利用鸭子消灭蝗虫,从生态系统的成分看,鸭子是次级消费者,鸭子与草原上的牛、羊的关系是种间互助 D.利用鸭子消灭蝗虫不仅可以获得较好的经济效益,而且还能减轻污染、保护其他生物 28.下图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔,有关解释正确的是( ) 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10000人,则乙能养活500人 D.若土壤中含相同浓度的DDT,则甲中的人比乙中的人体内DDT浓度低 29.下图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级,m1、m2代表不同的能量形式。 图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图,其中a~g表示能量值的多少。 请据图作答: (1)图甲中,m1、m2表示的能量形式分别为__________、________。 通常情况下,位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ,主要原因是________________________________。 (2)图乙中,若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量,则B表示____________,C表示________________。 若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y,则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是________(用图中所给字母的表达式表示)。 (3)由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是 ________________________________________________________________________。 (4)若图甲营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙,构成食物关系如图。 其中,甲能量中比例为X的部分直接提供给丙,则要使丙能量增加AkJ,至少需要消耗甲的能量为________kJ(用所给字母的表达式表示。 ) 学案32生态系统的能量流动 课前探究案 【知识梳理】 一、1、输入传递转化散失 2、 (1)①生产者固定的太阳能 (2)①食物链和食物网 ②思考: A、初级消费者同化的能量以粪便的形式流入分解者的能量 B、以热能的形式散失用于生长、发育、繁殖的能量 C、流入分解者流入下一营养级未被利用 (3)化学能ATP热能 (4)②下一营养级③分解者 【自测1】C 二、1、单向流动循环 2、逐级递减10%~20% 3、能量 三、1、人工生态系统 2、能量流动 【自测2】A 【自测3】C 预习自测 1、D 2、C 课内探究案 知识点一 【例题1】D 思维拓展: 1、摄入的能量粪便中的能量 2、呼吸中以热能的形式散失 流入下一营养级 流入分解者 未利用 3、呼吸作用 4、化学能食物链和食物网营养级营养级 归纳总结 1、 2、热能 【变式1】C 【变式2】A 知识点二 【例题2】B解析: 设人增重x千克 (1/2)×x÷10%+(1/2)×x÷10%÷10%=Gx=G/55 归纳总结 1、20%10% 2、下一个营养级同化的能量与某一个营养级同化的能量之比 【变式3】B解析: 从C出发,设当食物A∶B为1∶1时, C的能量为x,需要的A为(1/2)x×10+(1/2)x×10×10=55x。 设当食物A∶B为2∶1时, C的能量为y,需要的A为(2/3)y×10+(1/3)y×10×10=40y。 由于两种情况下,生产者 的数量是一定的,所以55x=40y,则y=1.375x。 当堂检测 1、A解析: 食物链中生产者通过光合作用获得能量,消费者通过捕食获取现成的有机物,A错误。 兔的粪便中含有的能量未被兔同化,仍属于上一营养级,D正确。 2、B 解析: 本题综合考查生态系统的营养结构和功能以及分析能力、推理能力等。 由于甲、丁均以丙为食,故两者间不仅有捕食关系,还存在着竞争关系;DDT是通过食物链而富集的,营养级越低,体内DDT浓度越低,反之则越高;甲在此食物网中占有第二、三、四三个营养级。 从理论上计算,甲增重1kg至少需要乙提供的物质量应按20%的传递效率,则甲增重1kg至少需要乙提供的物质量是: 1/2÷20%+1/4÷(20%×20%)+1/4÷(20%×20%×20%)=40(kg)。 课后拓展案 1.C 初级消费者的多少,理论上并不影响相邻营养级间能量的传递效率,因此次级消费者获得的能量还是相对稳定的。 2.C第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为 ×100%;粪便不属于次级消费者自身的同化量;在食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途不完全相同,如第一营养级与各消费者同化能量的方式不同;在人工饲养的高密度鱼塘中,鱼所获得的能量不只是来自生产者,而可能更多地来自人工投放的饲料。 3.A 兔子是第二营养级,狼是第三营养级,故狼捕食兔子后,能量从第二营养级流入第三营养级。 4.D 丙营养级有机物大于丁营养级而不是种群;甲从无机环境中获得的能量大于a所含的能量;能量在两营养级之间的传递效率为20%,则b为0.2a,c为0.04a,d为0.008a;生产者甲一定是自养型。 5.B 图中共有c→d;c→e→a;c→b→a三条食物链;a处的营养级最高,所以生物富集作用最严重;a“至少”获得的能量: 按10%传递,选择食物链最长的计算;d消耗c的能量按最多为1.3×108kJ÷10%=1.3×109kJ,c剩余的能量为5.8×109kJ-1.3×109kJ=4.5×109kJ,按10%的传递效率,由c→b→a,得4.5×107kJ,故D正确。 6.ABD 该生态农业实现了物质和能量的多级利用,大大提高了能量的利用率,而非能量传递效率。 7.C 农作物的能量可传给人、鸡、猪、牛,而鸡、猪、牛的能量也可传给人;但人和鸡、猪、牛的能量不能传给农作物,这是由食物链的方向决定的。 8.B 利用鸭子消灭蝗虫并非想使能量更多地流向鸭子,根本目的是利用鸭子与蝗虫的捕食关系更好地消灭蝗虫,获得更好的经济效益。 9.D 对于一个个体来说,其从上一营养级获得能量的多少取决于其摄入量及同化量的比例,故A错误;在生态系统中能量的传递效率在10%~20%,与营养级高低没有联系,故B错误;假设每个人的能量为a,则甲图中玉米含有的能量为10000a÷10%=100000a,那么乙能养活的人数为100000a×10%×10%÷a=1000,故C错误;DDT在食物链中具有富集现象,即营养级越高,体内含有的DDT浓度越大,甲中人处于第二营养级,乙中人处于第三营养级,故D正确。 10. (1)太阳能(或同化固定的能量) 热能(或呼吸作用散失的热量) 营养级越高,可利用能量越少(或营养级高的物种,往往体型较大) (2)Ⅱ同化固定的能量Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 b/y×100% (3)单向流动,逐级递减 (4)25A/(1+4X) 解析 (1)m1表示流入该生态系统的能量,这部分能量是太阳能或同化固定的能量,m2表示从该生态系统散失的能量,即热能或呼吸作用散失的热量。 由于能量在传递过程中是逐级递减的,则营养级越高的生物,可利用能量越少,所以个体数量也越少。 (2)若A表示图甲营养级Ⅱ所摄入的全部能量,则B表示Ⅱ同化固定的能量,C表示Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量。 若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y,而图乙中营养级Ⅱ同化固定的总能量为b,因此营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是b/y×100%。 (3)生态系统能量流动的主要特点是单向流动,逐级递减。 (4)假设至少需要消耗甲的能量为a,则甲中直接提供给丙的能量为a×X×20%,由甲经过乙传递给丙的能量为a×(1-X)×20%×20%,根据题干中的条件可知: a×X×20%+a×(1-X)×20%×20%=A,因此a=25A/(1+4X)。
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