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知识点一能量流动的过程1．如图是某个农业生态系统的结构模式图，该图中能表示生态系统能量流动的箭头的是()A．①③B．②③⑤C．①③④D．②⑤答案C解析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。2．在一个草原生态系统中，如果要研究被第二营养级羊同化的能量去向，不应包括下列选项中的()A．羊的呼吸消耗量B．羊的粪便量C．羊的生长量D．部分死亡羊的重量答案B解析生产者所固定的能量被第二营养级摄入后，一部分被第二营养级的生物同化，用于生长、发育和繁殖及通过呼吸作用消耗，还有一部分未被同化，通过粪便等排出体外。因此羊的粪便量不是被羊同化的能量去向。3．如图表示某草原生态系统中的能量流动图解，①～④表示相关过程的能量数值。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．分解者获得的能量最少C．图中②/①的值代表草→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答案D解析流入该生态系统的总能量应该是草同化的总能量，①代表的是兔同化的总能量；能量流动的特点是单向流动、逐级递减的，所以食物链中营养级级别最高的狐获得的能量最少；图中②代表的是狐同化的总能量，则②/①的值代表兔→狐的能量传递效率；兔粪便中的能量并不是兔同化量的一部分，而是草同化量的一部分，兔遗体、残骸中的能量属于兔同化量的一部分。知识点二能量流动的特点及相关计算4．在一个生态系统中，已知初级消费者与次级消费者的个体数分别为N1、N2，个体平均重量分别为M1、M2，则下列关系式正确的是()A．N1·M1＞N2·M2B．N1·M1＜N2·M2C．N1·M1＝N2·M2D．N1·M1≥N2·M2答案A解析能量流动是逐级递减的，一般生物量可以代表能量值，所以N1·M1＞N2·M2。5．以下表示动物利用食物的过程，下列分析正确的是()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答案C解析恒温动物相对于变温动物来说，代谢强，所以呼吸代谢消耗量相对多，有机物积累少，④/③值一般低于变温动物；相邻两个营养级的能量传递效率是10%～20%，哺乳动物与其上一个营养级(食物)之间的传递效率表示为③/(①＋未获取量)；提高圈养动物的生长量应该提高③/②值，这样才能促使有机物积累；食肉哺乳动物与食草哺乳动物的③/②值无法比较。6．下列关于生态系统的能量流动的叙述中，不正确的是()A．能量流动是单向的、不循环的B．食物链越短，可供最高营养级消费者获得的能量越多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，散失的能量越多答案C解析次级消费者获得的能量为初级消费者总能量的10%～20%。初级消费者越多，向下可传递的能量也就越多，因此次级消费者获得的能量也越多。知识点三研究能量流动的实践意义7.2009年我国各地粮食蔬菜价格不断攀升，导致肉、蛋类食物价格不断上涨，并且后者价格一直远高于前者价格。从生态学观点来看，这主要是因为()A．动物饲养麻烦、投资大B．动物性食品营养价值高C．食物链延长，能量流失多，成本高D．植物栽培比较容易答案C解析从生态学观点来看，肉、蛋类取自第二营养级甚至更高营养级的生物，而它们的能量均来自于第一营养级的能量传递，并且能量传递效率大致不变，所以生产者(粮食、蔬菜)价格上涨，必定导致由此而来的肉、蛋类价格的上涨，并且肉、蛋类价格要高于粮食、蔬菜价格，因为在传递过程中有大量的能量损失掉了，必然导致成本的提高。8．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、保护其他生物答案B解析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，获得更好地经济效益。能力提升9．据图判断，下列叙述不正确的是()A．食用菌也利用了农作物通过光合作用储存的能量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，系统总能量利用率降低D．由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染答案C解析通过巧接食物链，实现了对能量的多级利用，能量利用率提高。10．如图表示一般生态系统的结构模式图，在不考虑物质的输入和输出情况下，下列说法正确的是()A．能量主要是以太阳能的形式输入生态系统B．组分1、2、3分别代表生产者、消费者和分解者C．在一个幼苗茁壮成长的农田生态系统中能量的输出量和输入量相等D．如果组分1是生产者，那么组分1代表的是绿色植物答案A解析地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳能，A项正确；太阳能被生产者通过光合作用转化为有机物中的化学能，生产者除了绿色植物之外，还有能进行化能合成作用的硝化细菌等生物，D项错误；组分1、2、3分别代表生产者、分解者和消费者，B项错误；农田生态系统中由于部分能量被固定在植物的有机物中，因此输出量和输入量不相等，C项错误。11．如图为某生态系统能量流动示意图[单位：J/(cm2·a)]，以下分析不正确的是()A．甲的数值是1250J/(cm2·a)B．乙到丙的能量传递效率为15%C．每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用D．乙的个体数目一定比甲少答案D解析一般情况下，随着营养级的增加，动物个体的数量会减少，个体的体积会增大，但是也存在特殊情况，例如树上的昆虫与树之间的关系。12．下图是麻风树林中两个营养级的能量流动图解，已知麻风树的总能量为a，其中字母代表了能量，下列叙述不正确的是()A．从麻风树输入下一营养级的能量传递效率为a′/aB．c是第二营养级用于生长发育和繁殖的能量C．d是指呼吸作用消耗的能量D．该图中不包括非生物的物质和能量答案A解析由题干中的信息可知，该图只包括两个营养级，麻风树是第一营养级，则a′只能代表第二营养级摄入量，b代表第二营养级的同化量，其中d代表用于呼吸作用消耗的能量，c是指第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量，e则是第二营养级流入分解者的能量；该图解中包括了生产者、消费者和分解者，没有非生物的物质和能量。13．下表是对某生态系统营养级和能量流动情况的调查结果。表中的①②③④分别表示不同的营养级，⑤为分解者。GP表示生物同化作用固定的能量，NP表示生物体储存的能量(NP＝GP－R)，R表示生物呼吸消耗的能量，下列有关叙述正确的是()单位：102kJ(m2·a)GPNPR①15.912.8113.10②871.27369.69501.58③0.880.340.54④141.2062.0779.13⑤211.8519.26192.59A.生态系统能量流动的渠道可能是②→④→①→③→⑤B．能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率约为5.5%C．若该生态系统维持现在的能量输入、输出水平，则有机物的总量会增多D．④营养级GP的去向中，未被利用的能量有一部分残留在自身的粪便中答案C解析根据题干信息，⑤为分解者，不参与食物链构成。GP表示生物同化作用固定的能量，即流经每一营养级的总能量，根据①、②、③、④的GP值可判断食物链应为②→④→①→③；则能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率为(15.91/141.20)×100%≈11.3%；该生态系统输入的总能量即生产者固定的能量(②中的GP)，输入生态系统内的能量最终在生产者、消费者和分解者的呼吸作用过程中以热能形式散失，因此输出的总能量为五部分的R值之和，据两数据的比较可知，输入的能量多于输出的能量，因此有机物总量会增多；消费者产生的粪便中含有的能量属于它的上一营养级生物同化的能量。14．如图是生态系统中部分成分及彼此间的关系，根据图示回答下列关于生态系统的问题：(1)图中由于缺少________________和____________，故不能构成生态系统。(2)图中食物网中仙人掌属于生态系统的__________(成分)，鹰和蛇的种间关系是__________________。(3)该食物网中碳元素以________________的形式流动，动力是________________________________________________________________________。(4)若该图是食物网内能量流动的图解，①～⑥表示相关过程的能量流动量，则流入该食物网中的总能量是____________________________________，⑥/②的值表示__________________________。答案(1)非生物的物质和能量分解者(2)生产者捕食和竞争(3)有机物能量流动(4)仙人掌和矮灌木通过光合作用固定的太阳能蚂蚁→老鼠的能量传递效率解析生态系统包括非生物的物质和能量、生产者、消费者及分解者。仙人掌和矮灌木是生产者。鹰捕食蛇，同时鹰和蛇又都捕食金花鼠和老鼠，故二者的种间关系为捕食和竞争关系。食物网、食物链中碳元素以有机物的形式流动，动力是能量流动。仙人掌和矮灌木通过光合作用固定的太阳能是流入该食物网中的总能量。⑥是老鼠从蚂蚁中同化的能量，②是蚂蚁从矮灌木中同化的能量，故⑥/②的值是老鼠和蚂蚁之间的能量传递效率。个性拓展15．非洲某草原生态系统有如下食物网：(1)当这个草原生态系统处于平衡状态时，输入系统的能量______________输出系统的能量；生态系统输出的能量形式是____________。(2)已知在人类干预作用前，这个草原生态系统处于平衡状态，此时这块草原的生产者固定的太阳能为300万千焦。按10%的传递效率进行能量流动，设一种生物被下一个营养级各种生物平均摄食，此时狮群获得的能量正好维持一个种群的生存。这时狮群获得的能量是________万千焦。(3)后来由于人类活动的干扰，鼠类大量繁殖，种群密度大增。此时鼠类获取的能量占本营养级的2/3。其仍按10%能量流动，其他生物量被下一个营养级各种生物平均摄食，计算人类干预后，狮群能够获得的能量为________万千焦。如果狮群维持原有的种群数量继续生存，狮子的捕食区域的面积应大约是原来的________倍。如果草原的面积有限，则预测狮子种群的密度将会__________。答案(1)等于或大于热能(2)1.11(3)0.572下降解析首先要明确食物网中各种生物之间的关系，然后根据能量传递效率的规律计算。(1)一个生态系统维持平衡，输入能量一定要大于或等于输出能量，否则生态系统将退化或遭到破坏。(2)生产者固定的能量为300万千焦，则流入第二营养级羚羊、斑马、鼠的总能量为300万千焦×10%＝30万千焦，平均分配每种生物获得10万千焦。狮子处于第三营养级获得的能量为(10万×1/2×10%)×2＝1万千焦，狮子处于第四营养级获得的能量为(10万×1/2×10%×10%)×2＝0.1万千焦，狮子处于第五营养级获得的能量为10万×10%×10%×10%＝0.01万千焦，所以狮群获得的总能量为1.11万千焦。(3)鼠类获取的能量占本营养级的2/3，则鼠获得能量为30万×2/3＝20万，则羚羊与斑马获得的能量各为5万，然后计算得到狮群获得总能量为0.5＋0.05＋0.02＝0.57万千焦。由于狮群要维持原来的种群数量继续生存仍需要大约1.11万千焦的能量，故捕食面积应接近原来的2倍。