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3.2生态系统的能量流动——高二生物学苏教版（2019）选择性必修二课时优化训练
1.下列有关生态系统能量流动的叙述中，正确的是( )
A.第二营养级同化量的大部分用于自身的生长、发育和繁殖
B.消费者粪便中的能量是该消费者同化能量的一部分
C.生态系统中的能量是沿着食物链和食物网单向流动的
D.稻田除草治虫的主要目的是调整能量流动方向，提高能量传递效率
2.下图是某生态系统中能量流动过程示意图，其中字母表示能量。下列相关叙述正确的是( )
A.f表示初级消费者通过呼吸作用以热能形式散失的能量
B.图中流经该生态系统的总能量为b
C.c表示初级消费者用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量
D.初级消费者和次级消费者之间的能量传递效率为e/b
3.生态金字塔是根据营养级绘制的，包括能量金字塔、生物量（有机物总干重）金字塔和数量金字塔。某人工桃园存在桃粉蚜、二斑叶螨以及桃潜叶蛾等果树害虫，各类生物的数量保持相对稳定。下列关于桃园生态金字塔的叙述，错误的是( )
A.桃树和害虫构成的数量金字塔呈倒金字塔形，底部的桃树较少，顶部的害虫较多
B.桃园中生物量金字塔为上窄下宽，桃树的生物量大于桃园所有害虫的生物量
C.能量金字塔中桃粉蚜、二斑叶螨以及桃潜叶蛾位于第二营养级，属于初级消费者
D.桃园暴发桃潜叶蛾灾害时，能量金字塔和生物量金字塔将与数量金字塔形状相似
4.研究生态系统的能量流动可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。下列关于生态系统中能量流动的叙述,正确的是( )
A.不同类型的生态系统中，流入生态系统的总能量都是生产者固定的太阳能
B.“稻-萍-蛙”立体养殖能充分利用群落的空间和资源，提高能量传递效率
C.沼气发酵使植物同化的能量得到多级利用，沼渣施肥使能量重新流入生产者
D.玉米田除虫调整了能量流动关系，一定程度上提高了生产者同化量流向对人类有利方向的比例
5.下图为成都白鹭湾生态湿地公园水生作物区部分生物关系图，假设春季白鹭直接从鲫鱼、草虾、蜘蛛中获得的能量比例为5:4:1,秋季该比值变成4：5:1,能量传递效率为10%。下列相关叙述错误的是( )
A.白鹭位于第三、四营养级
B.若鲫鱼被大量垂钓，则短期内蜘蛛会减少
C.图中生物与非生物成分相互作用，组成生态系统
D.若让白鹭能量增加10kJ,则春季消耗的草虾的能量是秋季的1.2倍
6.下表所示是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况,下列有关叙述正确的是( )
项目 摄食量 粪便量 呼吸作用散失量
能量[J/（hm2·a）] 1.05×1010 3.50×109 4.55×109
A.田鼠同化的能量中约有40%用于其生长、发育和繁殖
B.田鼠粪便中的能量被分解者利用后可以重新提供给生产者
C.田鼠的天敌最多可获得的能量为1.4×109J/(hm2·a)
D.田鼠的上一营养级同化的能量至少为7.0×1010J/(hm2·a)
7.生态学家可以利用群落中自上而下的营养级之间的生物量制约关系，通过改变高营养级消费者的生物量来防治水华，从而实现水质的生物治理。下列有关湖泊生物群落的自上而下的生物治理的叙述，错误的是( )
A.营养级的生物量是指每个营养级所容纳的有机物的总干重
B.在“藻类→浮游动物→鱼类”三个营养级的湖泊中，减少鱼类数量，将使浮游动物生物量增大，从而降低藻类的生物量
C.在“藻类→浮游动物→次级捕食者→顶级捕食者”四个营养级的湖泊中，需要减少顶级捕食者的数量，从而降低藻类的生物量
D.在“藻类→浮游动物→次级捕食者→顶级捕食者”四个营养级的湖泊中，可去除顶级捕食者，从而降低水体中矿质营养的水平
8.某人工饲养的高密度鱼塘部分能量流动关系如下图：a、b、c、d、e表示相关能量。下列叙述正确的是( )
A.图中a代表流入该生态系统的总能量
B.鱼种甲和鱼种乙同化的能量去向不同
C.植物可以从塘泥中的腐殖质获得能量
D.鱼种甲到鱼种乙的能量传递效率是c/d×100%
9.下图为地震毁损的某自然保护区人为干预下恢复过程的能量流动图[单位为103 kJ/(m2·a)]。下列说法错误的是( )
A.计算可知,肉食动物需补偿输入的能量值为5×103kJ/(m2·a)
B.由图可知营养级较高的生物,在这场地震中受到的影响较大
C.在人为干预下,能量在第二营养级到第三营养级之间传递效率为15.625%
D.流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能
10.下列关于能量流动的相关说法正确的是( )
A.推广立体种植，可大大增加流入农田生态系统的总能量
B.及时防控虫害、清除田间杂草可以提高农田的能量利用率
C.青贮饲料、圈养牲畜、养殖优良品种皆可提高能量传递效率
D.草原上合理确定载畜量有利能量持续高效地流向人类
11.如图所示为生物界可能出现的4种生态金字塔。下列相关叙述正确的是( )

A.树→虫→鸟的数量金字塔和能量金字塔可分别用图甲和图丙表示
B.图丁不能表示能量金字塔与能量流动具有逐级递减的特点有关
C.生态金字塔中,每一种生物只能属于一层,每一层都不含分解者
D.生态金字塔中每一层代表一个营养级,图中“1”代表第一营养级
12.“稻花香里说丰年,听取蛙声一片”。诗句描绘了稻田中的繁荣景象,也反映了稻田群落的特征。河南某村庄在插秧不久的稻田中,放养了草鱼和青蛙,形成了“稻—鱼—蛙”立体农业种养模式(如图所示),实现了生态效益和经济效益的双赢。下列相关说法正确的是( )
A.该农业模式能增大流入该生态系统的总能量
B.与普通稻田相比,“稻—鱼—蛙”立体农业不容易发生病虫害
C.该立体农业合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
D.为增大产出可向稻田中投入大量的草鱼
13.如图是某草原生态系统能量流动过程图解，据图分析不正确的是( )
A.三级消费者自身呼吸作用散失的能量是图中的⑩
B.一般来说，③中的能量只有②中能量的10%~20%
C.次级消费者排出的粪便中仍含有部分能量,这一部分能量被分解者所利用的过程应属于图示中的⑨
D.该生态系统所需能量最终来自A通过光合作用储存在糖类等有机物中的化学能
14.如图是某生态系统一条食物链中的三个种群一年内能量流动统计的部分数据。有关叙述正确的是( )
A.三个种群组成的食物链是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ
B.种群Ⅱ全部生物呼吸作用消耗的能量约为5.45×107kJ
C.第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为20%
D.不同营养级之间的能量流动以有机物为载体
15.图甲表示某生态系统的食物网关系图；图乙为该生态系统中与鼠相关的能量流动过程，图中字母代表能量值。据图回答以下问题：
(1)图甲中若蛇的食物1/4来自鼠，3/4来自青蛙，且该生态系统的能量从生产者到消费者的传递效率为10%,消费者到消费者的能量传递效率为20%,如果蛇种群增加的能量为80kJ,不考虑其他变化的影响，则消耗草的能量是_________kJ。
(2)图乙中的A属于图甲中__的同化量,C表示__________的能量。
(3)生态学家对其中一条食物链的能量流动进行了研究，结果如表,单位是J/(hm2·a)。
草 食草昆虫 青蛙
固定的太阳能 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量
2.45×1011 1.05×109 7.50×108 7.15×108 2.44×107 2.25×107 2.18×107
该食物链中能量从草传递到食草昆虫的效率是____（保留小数点后一位）。食草昆虫用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量是J/（hm2·a）。
（4）若只有“草→食草昆虫→青蛙”一条食物链，青蛙的数量增加，则一段时间后，草的数量____，其原因是_____。
答案以及解析
1.答案：C
解析：第二营养级同化量的大部分用于呼吸作用散失，少部分用于自身生长、发育和繁殖，A错误；消费者粪便中的能量属于其上一营养级同化的能量，不是该消费者同化的能量，B错误；由于食物链中生物之间的捕食关系一般不能逆转且热能不能被生物群落利用等，生态系统中的能量是沿着食物链和食物网单向流动、逐级递减的，C正确；稻田除草治虫的主要目的是调整能量流动方向，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，提高能量利用率，而不能提高能量传递效率，D错误。
2.答案：A
解析：A、由图可知，f表示初级消费者呼吸作用以热能散失的能量，热能不能被生物重新利用，A正确；
B、图示表示该生态系统的能量流动图，其中a表示输入该生态系统的总能量，B错误；
C、由图可知，c表示初级消费者的同化量，d表示初级消费者自身生长、发育和繁殖的能量，C错误；
D、由于次级消费者的同化量未知，初级消费者和次级消费者之间的能量传递效率无法计算，D错误。
故选A。
3.答案：D
解析：桃树个体大，一株桃树上可有许多害虫，因此桃树和害虫构成的数量金字塔呈倒金字塔形，金字塔底部桃树的数量较少，顶部害虫的数量较多，A正确；桃园生物量金字塔上窄下宽，桃树作为生产者，其生物量最大，大于桃园所有害虫的总生物量，B正确；桃粉蚜、二斑叶螨以及桃潜叶蛾都是以桃树为食的害虫，位于第二营养级，属于初级消费者，C正确；桃园暴发桃潜叶蛾灾害时，桃园能量金字塔和生物量金字塔的形状均上窄下宽，而数量金字塔形状则相反，D错误。
4.答案：D
解析：不同类型的生态系统中，流入生态系统的总能量主要是生产者固定的太阳能，但可能还有其他形式的能量输入，如人为投放饵料中的能量，A错误；“稻-萍-蛙”立体种养模式充分利用了群落的空间和资源，提高了能量利用率，但不能提高能量传递效率，B错误；沼气发酵使植物同化的能量得到多级利用，沼渣施肥使沼渣中的有机物被分解后可被生产者利用，但其中的能量不能流入生产者，C错误；玉米田除虫调整了能量流动关系，减少了对生产者的取食，一定程度上提高了生产者同化量流向对人类有利方向的比例，D正确。
5.答案：C
解析：题图所示食物网共有3条食物链：浮游植物→食草虫→蜘蛛→白鹭、浮游植物→草虾→白鹭、浮游植物→草虾→鲫鱼→白鹭，白鹭位于第三、四营养级，A正确；当鲫鱼被大量垂钓时，短期内白鹭消耗的草虾和蜘蛛的数量增多，导致蜘蛛数量减少，B正确；图示食物网中只包括生产者和消费者，不包括分解者，故图中生物与非生物成分，不能组成生态系统，C错误；春季时消耗草虾的能量为10×1/2÷10%÷10%+10×2/5÷10%=540（kJ），秋季时消耗草虾的能量为10×2/5÷10%÷10%+10×1/2÷10%=450（kJ），540÷450=1.2，即春季消耗的草虾的能量是秋季的1.2倍，D正确。
6.答案：C
解析：田鼠用于其生长、发育和繁殖的能量占同化量的比例为(1.05×1010-3.5×109-4.55×109)÷(1.05×1010-3.5×109)×100%=35%,A错误;田鼠粪便中的能量被分解者利用后最终以热能形式释放,不能重新提供给生产者,B错误;以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为(1.05×1010-3.5×109)×20%=1.4×109[J/(hm2·a)],C正确;田鼠同化量为1.05×1010-3.5×109=7.0×10[J/(hm2·a)],故田鼠的上一营养级同化的能量至少为7.0×109÷20%=3.5×1010[J/(hm2·a)],D错误。
7.答案：C
解析：A、生物量金字塔每层代表每个营养级所含有机物的总干重，通常也是正金字塔形，A正确；
B、在“藻类→浮游动物→鱼类”三个营养级的湖泊中，由于鱼类以浮游动物为食，而浮游动物捕食藻类，故减少鱼类数量，将使浮游动物生物量增大，从而降低藻类的生物量，B正确；
C、分析题意，若减少顶级捕食者的数量，则次级捕食者数量增多，对于浮游动物捕食增加，浮游动物数量减少，从而导致藻类增多，C错误；
D、在“藻类→浮游动物→次级捕食者→顶级捕食者”四个营养级的湖泊中，可去除顶级捕食者，则次级捕食者数量增多，对于浮游动物捕食增加，浮游动物数量减少，藻类增多，其对矿质营养吸收增加，从而降低水体中矿质营养的水平，D正确。
故选C。
8.答案：B
解析：流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和人工投入的饲料中的化学能，即a+d+e,A错误；鱼种甲处于第二营养级，同化的能量去向包括流入下一营养级，鱼种乙处于最高营养级，同化的能量去向不包括流入下一营养级，B正确；植物可以利用腐殖质被分解后产生的无机盐，不能从塘泥的腐殖质中获取能量，C错误；鱼种甲到鱼种乙的能量传递效率为c/b+d×100%，D错误。
9.答案：D
解析：植食性动物的同化的能量为（14+2）*103 kJ/（m2·a）=16*103 kJ/（m2·a），植食性动物流向肉食性动物的能量为16*103 kJ/（m2·a）-（4+9+0.5）*103 kJ/（m2·a）=2.5*103 kJ/（m2·a）,肉食动物需要补偿输入的能量值=（2.1+5.1+0.05+0.25）*103 kJ/（m2·a）-2.5*103 kJ/（m2·a）=5*103 kJ/（m2·a）；A正确。在食物链中，营养级越高的生物，获得的能量越少，在环境受到破坏时对其食物来源影响大；B正确。第二营养级到第三营养级之间的能量传递效率=（2.5×103）÷[（14+2）×103]×100%=15.625%；C正确。流经该生态系统的总能量=生产者固定的太阳能+补偿输入的能量；D错误。
10.答案：ACD
解析：A、立体种植就是指充分利用立体空间的一种种植（养殖）方式，可充分利用时间、空间等多方面种植（养殖）条件来实现优质、高产、高效、节能、环保的农业种养模式，可大大增加流入农田生态系统的总能量，A正确；
B、及时防控虫害、清除田间杂草可以使能量更多地流向农作物，使能量更多地流向人类，但对于农田来说，物种减少，并没有提高农田的能量利用率，B错误；
C、青贮饲料是一类饲料，由含水分多的植物性饲料经过密封、发酵后而成，主要用于喂养反刍动物，青贮饲料、圈养牲畜、养殖优良品种皆可提高能量传递效率，C正确；
D、草原上合理确定载畜量可以持续获得畜量，有利于能量持续高效地流向人类，D正确。
故选ACD。
11.答案：ABD
解析：一棵树上有很多植食性昆虫，还有少量鸟类，所以“树→虫→鸟”的数量金字塔可用图甲表示，能量流动具有逐级递减的特点，所以能量金字塔可用图丙表示，A、B正确；生态金字塔中，对于杂食性动物而言，一种动物可以属于不同营养级，即可以属于生态金字塔的两层甚至多层，C错误；生态金字塔中每一层代表一个营养级，图中“1”代表第一营养级，D正确。
12.答案：ABC
解析：分析图示可知,青蛙捕食害虫,草鱼、青蛙的粪便被分解后可为水稻提供无机盐和二氧化碳,有利于水稻的光合作用,所以该农业模式能增大流入生态系统的总能量,A正确;与普通稻田相比,“稻—鱼—蛙”立体农业营养结构更复杂,抵抗力稳定性更强,不容易发生病虫害,B正确;该立体农业利用草鱼除杂草、青蛙治虫,合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分,C正确;考虑到需要保持生态系统的稳定性,不能向稻田中投入大量的草鱼,D错误。
13.答案：AC
解析：图中D是三级消费者，它用于自身细胞呼吸散失的能量是图中的⑦，A错误；生态系统中相邻两个营养级间的能量传递效率一般是10%~20%，根据题图可知，②表示初级消费者的同化量，③表示次级消费者的同化量，故一般来说，③中的能量只有②中能量的10%~20%，B正确；次级消费者（C）排出的粪便中仍含有部分能量，这一部分能量没有被次级消费者同化，它被分解者所利用的过程属于上一营养级（B）同化量中流向分解者的能量，即应属于图示中⑧，C错误；在生态系统中，能量流动一般是从生产者固定太阳能开始的，故该生态系统所需能量最终来自A生产者通过光合作用储存在糖类等有机物中的化学能，D正确。
14.答案：CD
解析：根据三个种群同化的能量的数值：I为1.5×107kJ、Ⅱ为1.11×108kJ、Ⅲ为3.0×106kJ，并结合题意及能量流动的特点可知，三个种群组成的食物链是Ⅱ→I→Ⅲ，A错误；种群Ⅱ同化的能量=呼吸消耗的能量+被种群I同化的能量+流向分解者的能量+未利用的能量，根据图中数据可知，种群Ⅱ全部生物呼吸消耗的能量=1.11×108kJ-1.5×107kJ-流向分解者的能量-4.15×107kJ<5.45×107kJ,B错误；因三个种群组成的食物链是Ⅱ→I→Ⅲ，故第二营养级到第三营养级的能量传递效率=3.0×106kJ/1.5×107kJ×100%=20%，C正确；物质是能量的载体，能量流动是物质循环的动力，生态系统中能量以有机物为载体在不同营养级之间流动，D正确。
15.答案：（1）16000
（2）草；鼠用于生长、发有和繁殖
（3）0.3%；3.5×107
（4）增加；蛙的数量增加导致食草昆虫的数量减少，从而导致草的数量增加
解析：（1）图甲中若蛇的食物1/4来自鼠，3/4来自青蛙，如果蛇种群增加的能量为80kJ，则蛇通过食物链“草→鼠→蛇→鹰”消耗草的能量为80×1/4÷20%÷10%=1000（kJ），蛇通过食物链“草→食草昆虫→青蛙→蛇→鹰”消耗草的能量为80×3/4÷20%÷20%÷10%=15000（kJ），故共需要消耗草的能量为1000+15000=16000（kJ）。
（2）图乙中的A表示鼠的粪便量，属于图甲中草的同化量，C表示鼠用于自身生长、发育和繁殖的能量。
（3）食物链“草→食草昆虫→青蛙”中能量从草传递到食草昆虫的效率=食草昆虫的同化量÷草的同化量×100%=（7.50×108）÷（2.45×1011）×100%≈0.3%。食草昆虫用于生长、发育和繁殖等的能量=同化量-呼吸量=7.50×108-7.15×108=3.5×107[J/（hm2·a）]。
（4）若只有“草→食草昆虫→青蛙”一条食物链，一段时间内，青蛙的数量增加会导致食草昆虫的数量减少，从而导致草的数量增加。

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