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（4）调查当地某生态系统中的能量流动情况
——高考一轮复习生物学调查统计类实验专练
1.某兴趣小组对校园池塘生态系统进行了能量流动调查，图1表示鲤鱼的食物来源，图2为该池塘中不同体长鲤鱼的食性比例。下列相关叙述正确的是（ ）
A.该池塘生态系统的结构包括食物链、食物网和非生物的物质和能量
B.体长为2.8cm的鲤鱼群体来自藻类的能量，50%用于自身生长、发育和繁殖
C.若体长为4.2cm的鲤鱼群体增加100kJ的能量，理论上最多需要3850kJ藻类
D.在藻类暴发季节，向该池塘中投放体长大于4.2cm的鲤鱼，可尽快控制藻类的数量
2.某兴趣小组对某地生产者同化量的能量流动情况进行了调查，结果如图所示。下列关于该调查结果的叙述，错误的是（ ）
A.该图无法得出能量单向流动的特点
B.生产者呼吸作用中大多数能量以热能的形式散失
C.该生态系统第一，第二营养级之间的能量传递效率约为13%
D.生产者用于自身生长、发育和繁殖的能量约占总能量的79%
3.美国的生态学家奥德姆对佛罗里达州的银泉进行了生态系统营养级能量流动的调查，表中数据调查是结果。表中的①~④分别表示生产者或不同营养级的消费者，⑤为分解者。表中NP = GP-R。下列叙述中，正确的是（ ）
生物部分 生物同化作用所固定的能量（GP） 生物体贮存的能量（NP） 生物呼吸消耗的能量（R）
① 15.91 2.68 13.23
② 871.27 369.69 501.58
③ 0.88 0.34 0.54
④ 141.20 62.07 79.13
⑤ 211.85 19.26 192.59
A.表中的生物所构成的食物链共有5个营养级
B.能量在第二、三营养级之间的传递效率最高，约为 11.27%
C.能量R是指各营养级的生物通过细胞呼吸所消耗的那部分能量
D.生物部分①粪便中所含的能量，不是其GP的一部分，而是其上一营养级GP的一部分
4.科学家对某农田生态系统一年的能量流动情况进行了调查，结果如图，有关说法错误的是（ ）
A.该玉米种群一年内所输入的能量约为1.3972×108kJ
B.该农田生态系统的物质和能量均不能自给自足
C.将玉米与其他合适农作物间作可以提高太阳能的利用率，进而增加农产品的输出
D.玉米种群本年度所同化的能量的去路包括分解者利用和人类利用两个方面
5.
下表是对某生态系统中五个种群（生产者或消费者）的能量调查结果，有关叙述正确的是（ ）
种群 A B C D E
能量（相对值） 3.1 9.7 21.3 0.4 319.0
A.上表中的5个种群组成的营养结构最可能是E→C→B→A→D
B.输入A的能量除了用于A的生长、发育和繁殖，还有一部分是未利用的能量
C.若该生态系统发生重金属污染，则D种群的个体内污染物浓度高于E种群的个体
D.参与该生态系统物质循环的主要生物成分是E和D
6.下表是对某水域生态系统中的生物类群和能量流动情况进行调查的结果，表中甲、乙、丙、丁分别表示不同的营养级，戊为分解者。下列说法错误的是（ ）
某水域生态系统能量流动调查表（单位：kJ·m-2·a-1）
生物类群 各类群生物的同化量 各类群生物呼吸消耗的能量
甲 15.9 13.1
乙 870.7 501.3
丙 0.9 0.6
丁 141.0 79.1
戊 211.5 191.4
A.根据表中各类群生物的总能量值可构建食物链为乙→戊→丁→甲→丙
B.乙为生态系统基石，可通过光合作用将光能转化为化学能被生物所利用
C.丁营养级中有61.9kJ m-2 a-1的能量被用于自身的生长、发育和繁殖
D.第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率约为16%
7.科学家在研究某生态系统时，调查了该生态系统不同营养级的能量流动情况，统计各营养级生物同化的能量（单位：kJ m-2 a-1），如下图所示。下列分析错误的是（ ）
A.生产者流入分解者的能量值可能小于22859kJ m-2 a-1
B.生物呼吸作用消耗能量的比例随营养级的提高而降低，
C.图中相邻营养级之间的能量传递效率范围是11%～17%
D.第四营养级同化的能量大部分被呼吸消耗
8.生物学家对某人工池塘生态系统的营养结构和部分能量流动情况进行了调查，结果如图所示，图中序号表示能量。下列叙述错误的是（ ）
A.流经该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和饲料中的化学能
B.该生态系统中芦苇、莲等是生产者，它们呼吸消耗的能量为①－②
C.生态系统中第二、三营养级之间的能量传递效率为③/②×100%
D.池塘中心分布着芦苇，岸边分布着水草，体现了群落的水平结构
9.某研究小组对某退耕还草后的生态系统进行调查，该生态系统的食物网及鼠在其中一条食物链上的能量流动关系如下图所示（字母表示能量值）。下列有关分析错误的是（ ）
A.图中没有表示出非生物的物质和能量及分解者
B.图中d和e属于紫花苜蓿同化量的一部分
C.图示中鼠与鹰之间传递效率为c/（a-d）
D.流向鼠的能量a可能少于紫花苜蓿同化量的10%
10.某个处于稳定状态的生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁、戊五个种群。已知该生态系统相邻营养级之间的能量传递效率在10%～20%之间，且每个种群只处于一个营养级。调查得知，一年内输入各种群的能量数值如下表所示：下列相关叙述正确的是（ ）
种群 甲 乙 丙 丁 戊
能量值[J/（cm ·a）] 3.56 12.80 10.30 0.48 226.50
A.五个种群构成一条食物链，且五个种群占据的生态位都不重合
B.五个种群中所有个体含有的总能量是流入该生态系统的总能量
C.该生态系统中各种类型的信息只能沿食物链单向传递
D.第二营养级向第三营养级的能量传递效率约为15.41%
答案以及解析
1.答案：D
解析：该池塘生态系统的结构包括生态系统的组成成分（包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者）、营养结构（食物链和食物网），A错误；体长为2.8cm的鲤鱼群体，食物来自藻类和沼虾各50%，但来自藻类的能量用于自身生长、发育和繁殖的比例不确定，B错误；从图乙可知，体长为4.2cm的鲤鱼群体植食性比例占75%，肉食性比例占25%，若该群体增加100kJ的能量，理论上最多需要藻类100×75%÷10%+100×25%÷10%÷10%=3250（kJ），C错误；由于体长大于4.2cm的鲤鱼群体植食性比例高，因此在藻类暴发季节，向该池塘中投放体长大于4.2cm的鲤鱼，可尽快控制藻类的数量，D正确。
2.答案：C
解析：能量流动的特点是单向流动、逐级递减，但从该图中无法看出能量是否单向流动，A正确；呼吸作用消耗有机物释放能量，其中大多数能量以热能的形式散失，B正确；由题图可知，生产者约有13%的能量被捕食，但是被捕食的能量有两个去路，一个是被第二营养级同化，另一个是以粪便的形式流向分解者，因此该生态系统第一，第二营养级之间的能量传递效率无法计算，C错误；同化量=呼吸作用散失的能量+用于自身生长、发育和繁殖的能量，因此第一营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量约占总能量的1～21%=79%，D正确。
3.答案：D
解析：⑤为分解者，不参与食物链的组成，因此表中的生物所构成的食物链共有4个营养级，A错误；能量在第一，二营养级之间的传递效率最高，为141.20÷871.27×100%≈16.21%，B错误；⑤为分解者，不参与食物链的组成，不涉及营养级，因此能量R是指各种生物通过细胞呼吸所消耗的那部分能量，C错误；生物部分①粪便中所含的能量是①未同化的能量，仍然属于其上一个营养级生物体贮存的能量，即上一营养级GP的一部分，D正确。
4.答案：D
解析：输入玉米种群的总能量为玉米种群光合作用所固定的太阳能，A正确；由于该农田生态系统有大量农产品的输出，因此需要人为不断地补充物质和能量，B正确；将玉米与其他农作物高矮搭配种植，可以提高能量的利用率，C正确；玉米种群所同化的能量的去路除人类利用和分解者利用之外，还有自身呼吸消耗，D错误。
5.答案：C
解析：本题主要考查生态系统的能量流动和物质循环。由题表中能量值可知，E能量最多，属于生产者（第一营养级），B和C的能量比值高于20%，属于同一营养级，故都属于初级消费者，即第二营养级，A属于次级消费者，即第三营养级，D属于三级消费者，即第四营养级，则该食物网为E→（B+C）→A→D，A错误；输入A的能量为A的同化量，同化量包括用于A的生长、发育和繁殖的能量以及呼吸作用散失的能量，B错误；重金属会随食物链富集，营养级越高的生物体内重金属积累越多，故D种群的个体内污染物浓度高于E种群的个体，C正确；参与该生态系统物质循环的主要生物成分是生产者和分解者，题干所给生物没有分解者，D错误。
6.答案：A
解析：A、戊为分解者，不能出现在食物链中，A错误；
B.据表可知，乙同化的能量最多（870.7），为生产者，为生态系统基石，可通过光合作用将光能转化为化学能被生物所利用，B正确；
C.同化的能量=呼吸散失的能量+用于自身生长、发育、繁殖的能量，丁营养级中有141.0-79.1=61.9kJ m-2 a-1的能量被用于自身的生长、发育和繁殖，C正确；
D.第一营养级（乙）和第二营养级（丁）之间的能量传递效率约为141/870.7×100%≈16%，D正确。
故选A。
7.答案：B
解析：生产者同化的能量是87127kJ·m-2·a-1，呼吸作用散失的能量是50158kJ·m-2·a-1，用于生长、发育和繁殖的能量是87127-50158=36969（kJ·m-2·a-1），其中流入下一营养级的能量是14110kJ·m-2·a-1，其余能量是36969-14110=22859（kJ·m-2·a-1），其中可能还有未利用的能量，因此流向分解者的能量值可能小于22859kJ·m-2·a-1，A正确；第一营养级呼吸作用消耗能量的比例为50158÷87127×100%≈57.6%，低于第三营养级呼吸作用消耗能量的比例（1023÷1591×100%≈64.3%），也低于第四营养级呼吸作用消耗能量的比例（134÷188×100%≈71.3%），B错误；第一营养级到第二营养级的能量传递效率为14110÷87127×100%≈16.2%，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为1591÷14110×100%≈11.3%，第三营养级到第四营养级的能量传递效率为188÷1591×100%≈11.8%，C正确；第四营养级呼吸作用消耗的能量的比例为134÷188×100%≈71.3%，占同化量的大部分，D正确。
8.答案：B
解析：A、据图可知，流经该人工池塘生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和饲料中的化学能，A正确；B、生产者为芦苇、莲等，生产者呼吸消耗的能量=生产者固定的能量－流向下一营养级的能量－流向分解者的能量－未被利用的能量，即①－②－⑥－未被利用的能量，B错误；C、能量传递效率的计算公式：某一营养级同化量/上一营养级同化量×100%，故生态系统中第二（昆虫）、三（鱼）营养级之间的能量传递效率为③/②×100%，C正确；D、池塘中心分布着芦苇，岸边分布着水草，这是由于土壤湿度、地形变化等导致的，故体现了群落的水平结构，D正确。故选B。
9.答案：C
解析：A、如图分析，图中有生产者和消费者，没有表示出非生物的物质和能量及分解者，A正确；B、d是鼠未利用的能量，是鼠同化量的一部分，e也是鼠同化量的一部分，但鼠的同化量来自于紫花苜蓿，故也属于紫花苜蓿同化量的一部分，B正确；C、a是鼠的同化量，c是鹰的同化量，图示中鼠与鹰之间传递效率为c/a，C错误；D、能量是逐级递减的，流向鼠的能量a可能少于紫花苜蓿同化量的10%，D正确。故选C。
10.答案：D
解析：A、由表中数据可知，种群戊处于第一营养级，种群乙和丙处于第二营养级，种群甲处于第三营养级，种群丁处于第四营养级。五个种群构成了两条食物链，种群乙和丙处于同一营养级，二者为竞争关系，占据的生态位有重合，A错误；
B.生产者（戊）固定的能量是流入该生态系统的总能量，B错误；
C.生态系统中的信息可以不依托于食物链而双向传递，C错误；
D.据表可知，第二营养级向第三营养级的能量传递效率约为3.56÷（12.80+10.30）×100%=15.41%，D正确。
故选D。

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