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专题专练——能量传递效率的计算一、选择题1．一只羊在一年内吃了100kg的草，排出20kg的粪，长了10kg的肉(不考虑其他散失)，下列有关说法不正确的是()A．该羊一年的同化量是80kgB．第一营养级到第二营养级的能量传递效率为10%C．20kg的粪属于羊未同化的能量D．该羊一年的呼吸量是70kg[解析]羊一年的同化量＝摄入量－粪便量＝80(kg)。粪便中的能量是羊未同化的能量。羊一年的呼吸量＝同化量－有机物积累量＝70(kg)。题干中未指出草的同化量，故不能计算出第一营养级到第二营养级的能量传递效率。[答案]B2．有一食物网如下图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚增加1kJ的能量，丙最少含多少能量()A．550kJB．500kJC．400kJD．100kJ[解析]设丙的能量为x，经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5kJ，则需要丙0.5÷(10%)3＝500(kJ)，经丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5kJ，则需要丙0.5÷(10%)2＝50(kJ)，即丙最少含500＋50＝550(kJ)的能量。[答案]A3．右图为一食物网。若要使丙体重增加x，已知其食用的动物性食物(乙)所占比例为a，则至少需要的生产者(甲)的量为y，那么x与y的关系可表示为()A．y＝90ax＋10xB．y＝25ax＋5xC．y＝20ax＋5xD．y＝10ax＋10x[解析]由题干中的“至少”可知，应该按最大传递效率20%计算，a表示动物性食物(乙)所占比例，则1－a表示直接从生产者(甲)获得食物所占比例，故有(1－a)x÷20%＋ax÷20%÷20%＝y，即y＝20ax＋5x。[答案]C4．由于“赤潮”，一条4kg的杂食海洋鱼死亡，假如此杂食鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，能量传递效率按20%计算，该杂食鱼从出生到死亡，共需海洋植物()A．28kgB．280kgC．16kgD．160kg[解析]依题意构建食物网，如图所示。从图中可看出，杂食海洋鱼的食物来自3条食物链，分别是①海洋植物→杂食海洋鱼，②海洋植物→草食鱼类→杂食海洋鱼，③海洋植物→草食鱼类→小型肉食鱼类→杂食海洋鱼。能量传递效率按20%计算，由①得：4×(1/2)÷20%＝10(kg)；由②得：4×(1/4)÷20%÷20%＝25(kg)；由③得：4×(1/4)÷20%÷20%÷20%＝125(kg)。故共消耗海洋植物的量为10＋25＋125＝160(kg)。[答案]D二、非选择题5．(2015·济南模拟)下图是某草原生态系统中部分营养结构。请据图回答下列问题。(1)若草固定的总能量为6.8×109kJ，食草昆虫和鼠同化的总能量是1.3×108kJ，则人最多能获得的能量________kJ。(2)若蛇取食鼠的比例由1/4调整到3/4，从理论上分析，改变取食比例后蛇体重增加1kg，人能比原来多增重________kg(能量传递效率按20%计算)。[解析](1)(6.8×109－1.3×108÷20%)×(20%)2＝2.46×108kJ。(2)改变前：1kg蛇消耗草为3/4÷(20%)3＋1/4÷(20%)2＝100kg；改变后：1kg蛇消耗草为1/4÷(20%)3＋3/4÷(20%)2＝50kg，所以改变后与改变前相比节余的50kg草可流向人。故人比原来增重了50×20%×20%＝2kg。[答案](1)2.46×108(2)26．(2015·苏北四市联考)某自然保护区地震后，据不完全统计，植被毁损达到30%以上。下图1为该地区人为干预下恢复过程的能量流动图[单位为103kJ/(m2·a)]，图2表示恢复过程中某种群的种群密度与种群的出生率和死亡率的关系。请回答下列问题。(1)如图1所示，输入该生态系统的能量主要是________________，第一营养级到第二营养级的能量传递效率为________(保留一位小数)。(2)图1中A表示________，图中未利用部分的能量在生物体内的存在形式是________。(3)如图1所示，除生产者外其他营养级需要补偿能量输入的原因是______________________________________。计算可知，肉食性动物需补偿输入的能量值至少为________×103kJ/(m2·a)。(4)由图2可知，种群密度在________点时，种群数量的增长速率最大；在________点时，表示该种群已达到环境容纳量(K值)。(5)随着时间的推移，地震毁损的自然保护区内生物的种类和数量不断恢复的过程属于________演替。[解析](1)生态系统的能量输入有两种方式：输入太阳能和人为输入有机物，从图可以推知，该生态系统输入的太阳能为3＋14＋70＋23＝110×103kJ/(m2·a)，输入的有机物能量[植食动物和肉食动物补偿的能量之和，肉食动物需补偿的能量分析见(3)小题解析]为7×103kJ/(m2·a)，所以输入该生态系统的能量主要是生产者光合作用固定的太阳能，第一营养级到第二营养级的能量传递效率为14/110×100%＝12.7%(保留一位小数)。(2)图1中A表示细胞呼吸(或呼吸作用)，图中未利用部分的能量在生物体内的存在形式是有机物中化学能。(3)如图1所示，除生产者外其他营养级需要补偿能量输入的原因是植被受损，光合作用能力减弱，流入该生态系统的能量减少；补偿能量输入可以减轻植被恢复的压力。从第二营养级流入第三营养级的能量为：(14＋2)－(0.5＋4＋9)＝2.5×103kJ/(m2·a)，肉食性动物需补偿输入的能量值至少为：(0.05＋0.25＋2.1＋5.1)－2.5＝5×103kJ/(m2·a)。(4)由图2可知，种群密度在C点时，种群数量的增长速率最大；在E点时，种群数量的增长速率为0，表示该种群已达到环境容纳量(K值)。(5)随着时间的推移，地震毁损的自然保护区内生物的种类和数量不断恢复的过程属于群落(或次生)演替。[答案](1)生产者光合作用固定的太阳能12.7%(2)细胞呼吸(或呼吸作用)有机物中化学能(3)植被受损，流入该生态系统的能量减少；减轻植被恢复的压力(答出前者即可)5(4)CE(5)群落(或次生)