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选择性必修二第3章
第2节 生态系统的能量流动
一、单选题
1．稻田中农民要拔掉稗草，鱼塘中要不断清除肉食性“黑鱼”，用生态学观点看是为了（　　）
A．保持能量循环 B．保持生物群落的单一性
C．调整生态系统中能量流动的关系 D．使物质能够尽快地循环流动
2．生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”，下图表示该食物链中部分的能量流动方向。下列叙述正确的是（　　）

A．消费者和分解者体内的能量总和等于该生态系统的总能量
B．该食物链中的生物在数量上呈正金字塔模型
C．D和F分别表示第二、三营养级流入分解者的能量
D．E代表的能量值和杜鹃从上一营养级同化的能量相等
3．研究生态系统各环节的能量传递效率十分有意义。下列有关能量的说法，错误的是（　　）
A．摄取量：对于植物来说表示光合作用吸收的光能，对于动物来说表示吃进的食物中的能量
B．同化量：对于植物来说表示光合作用固定的能量，对于动物来说表示摄取量减去粪便中的能量
C．呼吸量：表示各种生物（即所有动物、植物和微生物）通过细胞呼吸散失的能量
D．经过科学规划设计的人工生态系统，其能量传递效率和利用率都大大提高
4．"小养殖、小种植、小加工、小工匠"四小农场是推进乡村振兴过程中的重要力量，图中所示为一个小型人工生态农场的模式图，表格为该小型人工生态农场中农作物和鸡的部分能量值（单位：108KJ），请根据图和表格分析，下列说法正确的是（　　）
项目 净同化量(同化量-呼吸散失量) 呼吸散失量 流向分解者 未利用
农作物 110 75 21 58
鸡 7 10 1 3

A．该小型生态系统的结构包括生物成分及它们之间形成的营养结构
B．该小型生态系统通过食物网流向人的能量为1.7×108kJ
C．该生态系统中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为9.2%
D．与常规农业种植模式相比，人工生态农场提高了能量传递效率
5．实验调查得到的某树林生态系统中，各营养级的能量流动关系如表所示，其中d为分解者；Pg表示生物同化作用固定的总能量；Pn表示生物储存的能量（Pn＝Pg－R）；R表示生物呼吸作用消耗的能量，单位为J·cm-2·a-1，以下说法正确的是（　　）
营养级或分解者 Pg Pn R
a 62.8 25.7 36.1
b 12.5 5.7 6.8
c 464.6 136.3 278.3
d 41.6 13.5 25.1
A．该树林的营养结构可表示为c→a→b→d
B．第二营养级到第三营养级的能量传递效率为18.9%
C．从能量输入和输出角度看，该生态系统的总能量在增加
D．流经该生态系统的总能量是植物所固定的太阳能，即4个Pg之和
6．氮沉降指的是大气中含氮化合物通过降雨、降尘等途径降落到地表的过程。氮沉降的增加会对生态系统的能量流动产生一定的影响，下列相关叙述正确的是（　　）
A．氮沉降造成的土壤酸化会影响生态系统的能量输入
B．氮沉降不会改变动物的捕食习惯进而影响能量传递
C．氮沉降会造成动物的血液酸化而影响能量转化
D．生物体内含氮有机物中的能量不会以热能形式散失
7．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，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分
8．近年来兴起多吃素食、少吃肉食的素食主义运动，运用生态学知识对此的合理解释是（　　）
A．少吃肉食可以降低高血脂、高血压等疾病的发生
B．多吃素食比多吃肉食更能减少生态系统能量的消耗
C．多吃素食比多吃肉食更能补充纤维素，有利于健康
D．多吃素食可以用节省的肉食帮助贫民提高营养水平
9．“鳅田稻”是在同一块稻田里既种稻、又养鳅，形成“水稻护鳅，鳅吃虫饵，鳅粪肥田”的天然食物链。下列相关叙述正确的是（　　）
A．水稻等生产者为消费者和分解者提供了物质和能量
B．约有20%的能量从第一营养级流向次级消费者
C．“鳅田稻”生态系统提高了物质的转化效率和能量的传递效率
D．生产者通过呼吸作用消耗的能量一般没有流入初级消费者的能量多
10．下图表示生物体的同化量在三个主要生命活动间分配的四种情况：①用于与其他物种争夺相同资源所消耗的能量；②用于避免捕食者捕食所需的能量；③用于产生下一代所消耗的能量。下列说法错误的是（　　）
A．与其他生物的竞争越激烈、被捕食的压力越大，种群用于繁殖的能量比例就越小
B．情况甲最可能出现在某种生物侵入一个新环境时，该种群的种群密度呈增大趋势
C．种群的同化量有四个去向：以热能形式散失，用于生长、发育和繁殖，流入下一营养级，流向分解者
D．为防治农田鼠害，可引入天敌，使鼠的能量分配向情况丙转变，从而降低鼠的环境容纳量
二、多选题
11．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
12.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
三、非选择题
13.近年来，我省部分农民专业合作社通过“虾稻共作”模式实现脱贫致富。该模式如下:稻田四周挖沟，沟渠为小龙虾提供适宜的生长环境和充足饵料，小龙虾起除虫，除草、松土、净化水质和排泄物肥田等作用。回答下列问题:
(1)小龙虾种群最基本的数量特征是____________________________。小龙虾属于该生态系统的____________________________________。
(2)水草、藻类、浮游动物和水生昆虫等都是小龙虾的食物，它们的总数量和所含的总能量均远远大于小龙虾的。从能量流动的过程来看输入该生态系统的总能量是_____________________，能量流动的渠道是____________________________________。
(3)水草、藻类等生物作为小龙虾的食物来源，它们同化的能量只有部分流入小龙虾体内，原因有:____________________________________，____________________________________，还有部分能量未被利用。
14．“稻花香里说丰年，听取蛙声一片”，诗句描写了稻田中的繁荣景象。稻—鱼—蛙种养结合是生态农场里常见的模式。下图是某生态农场稻田生态系统的能量流动过程示意图，箭头上数字表示能量值[单位：kJ/（m2·a）]，A～D表示生态系统的生物成分，回答下列有关问题：
(1)鱼和蛙在生态系统中属于__________________________，其作用是________________。图中D是____________________________________。
(2)A→B能量传递的形式是____________________________________，二者之间能量只能单向传递的原因是____________________________________。
(3)从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是____________________________________（保留到小数点后两位数字）。输入该生态系统的总能量是____________________________________（填数字）。
(4)稗草与水稻的种间关系是____________________________________，从能量流动的角度分析，去除稗草的目的是____________________________________。
15．为更好地解决某地的水体有机污染问题，人们采用生态浮床（如图1）对被污染的某湿地生态系统进行修复。图2为食草性鱼类的部分能量流动情况，其中a、b、c、d表示能量的流向。回答下列问题：
(1)据图1分析，输入该生态系统的能量有_____________________。
(2)有机污水往往会造成富营养化污染，原因是污水中的有机物经过微生物的分解作用，产生____________________________________，使藻类大量繁殖。生态浮床的作用是___________________________________，从而抑制藻类生长。
(3)图2中c是指___________________________________。相比于恒温动物，鱼类d/b的比值___________________________________，理由是___________________________________。
(4)生态浮床中植物的引入，使得该水体抵抗干扰保持稳态的能力___________________________________。可将生态浮床中的植物进行定期收割用于制作沼气，可实现资源的___________________________________。
3.2生态系统的能量流动 参考答案
1．【答案】C 【解析】清除田间稗草的目的是调整能量在生态系统中的流动方向，使能量更多地流向农作物；清除鱼塘中肉食性的“黑鱼”的目的是调整能量在生态系统中的流动方向，使能量更多地流向其他鱼类，C正确，ABD错误。
2．【答案】D 【解析】该生态系统的生成者固定的太阳能等于该生态系统的总能量，消费者和分解者体内的能量是流入该生态系统能量的一部分，A错误； 一棵马尾松上可能有许多毛虫，因此，该食物链中的生物在数量上呈倒金字塔模型，B错误； D和F表示的是第二营养级流入分解者的能量，C错误； E代表的是杜鹃的同化量，其能量值和杜鹃从上一营养级同化的能量相等，D正确。
3．【答案】D 【解析】光合作用吸收的光能（植物的输入量）一部分固定为有机物中稳定的化学能（植物的同化量），一部分变成电能、ATP（注意光反应产生的ATP主要用于碳反应，还有一部分用于叶绿体内DNA的复制、转录和翻译等），动物的摄入量是指吃进的食物中的能量，摄入量减数粪便中的能量就是同化量，AB正确；呼吸量是指生态系统中各种生物（生态系统中所有的动物、植物、微生物）通过细胞呼吸散失的能量，C正确；能量利用率可以提高，但能量传递效率不能被提高，约为10%到20%，D错误。
4．【答案】B 【解析】生态系统的结构包括组成成分和营养结构，组成成分除了生物成分还有非生物成分，A错误；据表分析，农作物流入下一营养级的能量为110-21-58=31×108 kJ，鸡的同化量为10+7=17×108kJ，所以农作物流向人的能量是14×108 kJ，鸡流入下一营养级的能量为7-1-3=3×108kJ，所以人通过食物网获得的能量为1．7×108 kJ，B正确；第二营养级包括鸡、人，第二营养级的同化量为17×108kJ+14×108kJ=31×108kJ，该生态系统中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为（31×108 kJ）÷[（110+75）×108 kJ]=16．8%，C错误；生态农场提高了能量利用率，不能提高能量的利用率，D错误。
5．【答案】C 【解析】d是分解者，不参与食物链的组成，因此该树林的营养结构可表示为c→a→b，A错误；
B、表中c为第一营养级，a为第二营养级，b为第三营养级，故第二营养级到第三营养级的能量传递效率＝12.5/62.8×100%＝19.9%，B错误；由表中数据可知，输入该生态系统的总能量为464.6 (J·cm-2·a-1)，而输出能量为R值之和＝36.1＋6.8＋278.3＋25.1＝346.3 (J·cm-2·a-1)，输入大于输出，故该生态系统的总能量在增加，C正确；流经该生态系统的总能量是植物所固定的太阳能，为表中c的Pg，而不是4个Pg之和，D错误。
6．【答案】A 【解析】氮沉降造成的土壤酸化会影响植物的生长，植物光合作用降低，从而影响生态系统的能量输入，A正确；氮沉降可能会使部分植物受到污染而不被某些动物捕食，从而影响能量传递，B错误；动物体内有缓冲物质，氮沉降不会造成动物的血液酸化，C错误；生物体内含氮有机物比如蛋白质也能提供能量，有时会以热能形式散失，D错误。
7．【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，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”立体养殖模式充分利用了群落的空间和资源，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，生产者的能量主要来源于光能，不能来源于沼渣，C错误；玉米田除虫调整了能量流动关系，使更多的能量留存在玉米体内，玉米生长旺盛，因此，一定程度上提高了生产者同化能量的比例，D正确。
8．【答案】B 【解析】少吃肉食可以降低高血脂、高血压等疾病的发生，但不是生态学方面的原因，A错误；吃素食，食物链短，能量损耗小，吃肉食，食物链长，能量损耗大，多吃素食比多吃肉食更能减少生态系统能量的消耗，B正确；多吃素食比多吃肉食更能补充纤维素，有利于健康，不是生态学原因，C错误；从营养的角度节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平，但是从生态学的角度吃肉食不会节约能源，D错误。
9．【答案】A 【解析】水稻将无机环境中的物质和能量通过光合作用引入生物群落，为消费者和分解者提供物质和能量，A正确；能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%～20%，是一个区间范围值，B错误；“鳅田稻”生态系统提高了物质的转化效率和能量的利用效率，传递效率在10%～20%之间，C错误；呼吸作用消耗的能量占了绝大部分，比流入初级消费者的能量多，D错误。
10．【答案】C 【解析】与其他生物的竞争、被捕食的压力越大，消耗的能量就越多，导致种群用于繁殖的能量比例就越小，A正确；最可能出现在群落演替早期的是情况甲，低竞争低捕食，所以该种群的种群密度呈增大趋势，B正确；种群的同化量有四个去向：细胞呼吸以热能形式散失，未被利用的能量，流入下一个营养级，流向分解者，C错误；为防治农田鼠害，可引入天敌，使鼠的能量分配向情况丙高捕食影响转变，使种群用于繁殖的能量比例较少，从而降低鼠的环境容纳量，D正确。
11.【答案】ACD 【解析】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；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；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；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。
12.【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。
13．【答案】
(1)种群密度 消费者和分解者
(2)生产者所固定的太阳能总量（和人工输入的饵料中的能量） 食物链和食物网
(3)一部分能量在呼吸作用的过程中散失 部分能量被分解者利用【详解】（1）种群最基本的数量特征是种群密度。小龙虾起除虫，除草、松土、净化水质和排泄物肥田等作用，小龙虾捕食虫时为消费者，净化水质时小龙虾获取的是水体中的有机物，此时小龙虾属于分解者。
（2）生态系统的能量流动是指能量输入、传递、转化和散失的过程，输入该生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能总量（和人工输入的饵料中的能量）；从能量流动的过程来看，能量流动的渠道是食物链和食物网。
（3）由于每个营养级的生物都有一部分能量在呼吸作用过程中散失，还有部分能量被分解者利用，体内还有部分能量未被利用，因此每个营养级的能量都不能100%传递到下一个营养级，即只有部分能量传递到下一营养级。
14．【答案】
(1)消费者 加快生态系统的物质循环，为植物传播花粉和种子 分解者
(2)有机物中的化学能 捕食关系是长期进化形成的，不可逆转（营养级不能逆转）
(3)16．67% 85
(4)种间竞争 调整能量流动的关系，使能量持续高效的流向对人类有益的部分【详解】（1）鱼和蛙以稻田中的植物为食，在生态系统中属于消费者，其作用是加快生态系统的物质循环，为植物传播花粉和种子。据图可知，A、B和C均指向D，D代表分解者。
（2）能量以有机物为载体，A→B能量传递的形式是有机物中的化学能，二者之间能量只能单向传递的原因是捕食关系是长期进化形成的，不可逆转（营养级不能逆转）。
（3）第三营养级C同化量为0.5+8.5+2=11kJ/（m2·a），来自第二营养级B的能量为11-8=3kJ/（m2·a），第二营养级B同化量为1.5+4+9.5+（11-8）=18kJ/（m2·a），从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是3÷18×100%=16.67%，输入该生态系统的总能量是5+25+39+（18-2）=85kJ/（m2·a）。
（4）稗草与水稻共同竞争阳光等资源，二者关系是种间竞争，从能量流动的角度分析，去除稗草的目的是调整能量流动的关系，使能量持续高效的流向对人类有益的部分。
15．【答案】
(1)生产者固定的太阳能和外来有机污水中的化学能
(2)矿质离子（和CO2） ①遮蔽阳光②与藻类竞争水体中无机盐等物质
(3)呼吸散失的热能 更大 鱼类是变温动物，呼吸散失的热能相对比较少（或者恒温动物需消耗更多的能量用于维持体温的恒定）
(4)增大 多层次利用或多级利用【详解】（1）有机污水中含有能量，所以图1中，输入该生态系统的能量有生产者固定的太阳能和外来有机污水中的化学能。
（2）污水中的有机物经过微生物的分解作用产生无机盐和CO2，浮床能抑制浮游藻类的生长，其原因是藻类植物生长进行光合作用等生命活动需要光和无机盐，浮床遮蔽部分光线，藻类的光合作用减弱，并且与藻类竞争水体中无机盐等物质，从而抑制藻类生长。
（3）生物同化的能量去向是呼吸散失的热能和用于生长、发育和繁殖的能量，所以c代表呼吸散失的热能。鱼类是变温动物，呼吸散失的热能相对比较少（或者恒温动物需消耗更多的能量用于维持体温的恒定），所以鱼类d/b的比值更大。
（4）生态浮床中植物的引入，使得该生态系统的营养结构更为复杂，所以该水体抵抗干扰保持稳态的能力增大。可将生态浮床中的植物进行定期收割用于制作沼气，可实现资源的多层次利用或多级利用。

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