生态系统的能量流动和物质循环.docx

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生态系统的能量流动和物质循环

课后限时自测（三十二）

（时间：

45分钟　满分：

100分）

一、选择题（每题6分，共60分）

1.如图为某生态系统中生产者与初级消费者的能量流动图解，已知生产者的总能量为a，其中字母代表了能量，则下列叙述不正确的是（　　）

A．从生产者到下一营养级的能量传递效率为a′/a

B．c代表第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量

C．d代表用于呼吸作用消耗的能量

D．b代表第二营养级的同化量

【解析】由题干中的信息可知，a′只能代表第二营养级摄入的能量，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。

【答案】　A

2．下列有关生态内容的叙述中，错误的是（　　）

A．种群数量为K/2值时，种群出生率与死亡率相等

B．低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡

C．依据种群年龄组成可预测种群的出生率和死亡率

D．在果园中适当增加食物链，能提高该生态系统的稳定性

【解析】　　种群数量为K/2值时，种群出生率大于死亡率；低碳生活方式可降低空气中CO2浓度，避免温室效应的发生，利于维持生物圈中碳循环的平衡；种群年龄组成可预测种群未来的变化趋势；在果园中适当增加食物链，使营养结构复杂，生态系统自我调节能力增强，生态系统的稳定性得到提高。

【答案】　A

3．（2013·青岛一中一模）某草原生态系统一条食物链甲→乙→丙中，各种群对能量的同化、利用、传递等的部分数量关系如下表（单位：

百万千焦）。

已知该草原生态系统受到的太阳辐射为150000百万千焦，但其中149875百万千焦的能量未被生产者固定。

下列有关计算不正确的是（　　）

种群

同化量

净生产

量（净同

化量）　

呼吸

消耗

传递给

分解者

传递给

下一营

养级　

未被

利用

的能量

甲

65.5

3.0

15.0

41.5

乙

14.0

5

0.5

2

2.5

丙

2

1.4

微量

（不计）

无

A.流经该生态系统的总能量为125百万千焦

B．甲净生产量为59.5百万千焦

C．乙呼吸消耗的能量为19百万千焦

D．能量从乙到丙的传递效率为14.3%

【解析】流经该生态系统的总能量为150000－149875＝125百万千焦。

甲的净生产量为同化量－呼吸消耗量＝125－65.5＝59.5百万千焦。

乙呼吸消耗的能量为14.0－5＝9百万千焦，C错误。

能量从乙到丙的传递效率为2÷14.0×100%＝14.3%。

【答案】　C

4．如图是一个处于平衡状态生态系统的能量流动图解，其中A、B、C、D分别代表不同营养级的生物类群，对此图解理解正确的一项是（　　）

A．流经该生态系统的总能量就是A通过光合作用固定的太阳能减去自身呼吸消耗的能量

B．D中所含的能量与C中所含的能量之比就是能量从C传递到D的效率

C．B同化的能量要大于B、C、D呼吸消耗的能量之和

D．由于流经该生态系统的总能量是一定的，所以B获得的能量越多，留给C、D的能量就越少

【解析】　　流经该生态系统的总能量就是A通过光合作用固定的太阳能，A错误；能量从C传递到D的效率是指D同化的能量与C同化的能量之比，B错误；B同化的能量要大于B、C、D呼吸消耗的能量之和，因为还有一部分能量流向了分解者，C正确；B获得的能量越多，留给C、D的能量也越多，D错误。

【答案】　C

5．（2014·银川模拟）地球上的三个碳库为大气圈库、水圈库和生物库，碳在生物和无机环境之间迅速交换。

右图是自然界碳循环的简图，下列叙述错误的是（　　）

A．甲为分解者，乙为消费者，丙为生产者

B．①②③表示CO2经甲、乙、丙的呼吸作用进入大气

C．④过程表示大气中的CO2进入生物群落的主要途径

D．碳元素以无机物形式在丙→乙→甲所示的渠道流动

【解析】由图示箭头的指向可知丙为生产者，乙为消费者，甲为分解者；④为光合作用，⑤为同化作用，①②③为呼吸作用；碳元素以有机物形式在丙→乙→甲所示的渠道流动。

【答案】　D

6.

某同学通过分析蛇的食性绘制了如图所示的食物关系。

假定一条1kg的蛇，4/5的食物来自鼠，1/5的食物来自蛙。

按能量流动的最高效率计算，此蛇间接消耗的植物为（　　）

A．45kg　　B．22.5kgC．90kgD．20kg

【解析】依题意知此蛇间接消耗的植物为（4/5）÷20%÷20%＋（1/5）÷20%÷20%÷20%＝45kg。

【答案】　A

7．如图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值，下列有关叙述中错误的是（　　）

A．流经该生态系统的总能量为N2，由初级消费者流向蜣螂的能量为N6

B．能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为N5/N2×100%

C．N5将有两个去向，其中之一是用于初级消费者的生长、发育和繁殖

D．能量在各营养级的流动离不开生态系统的物质循环和信息传递

【解析】蜣螂由“粪便”中获得的能量属于生产者流向分解者的能量，并非初级消费者传递给蜣螂的能量。

【答案】　A

8．（2013·九江一模）美国的生态学家H.T.Odum曾对佛罗里达州的银泉进行了生态系统营养级和能量流动情况的调查，下表是调查结果。

表中的①、②、③、④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，R表示生物呼吸消耗的能量，NP表示生物体储存着的能量（NP＝GP－R），下列叙述中不正确的是（　　）

单位：

102千焦/m2/年

GP

NP

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.若该生态系统维持现在的能量输入、输出水平，则有机物总量会增加

B．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

C．能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率约为11.3%

D．生态系统能量流动的渠道可能是②→④→①→③

【解析】　　由于系统总呼吸量（13.23＋501.58＋0.54＋79.13＋192.59）＝787.07小于系统的能量输入（光合作用固定总能量871.27），故若该生态系统维持现在能量输入、输出水平，则有机物总量会增多；因①、②、③、④分别表示不同的营养级，⑤为分解者，由表中GP数据可知，能量沿各营养级流动的渠道应为②→④→①→③；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%；④初级消费者GP的去向中，不包括自身的粪便，自身的粪便属于生产者的GP，故只有B项描述错误。

【答案】　B

9．（2013·温岭中学高考提优）生态系统的各成分和要素相互作用，彼此制约，在一定限度上维持着生态系统的稳态，图甲是生态系统的碳循环和能量流动示意图，图乙表示一个长期有效的生态系统中的食物网，则下列相关叙述错误的是（　　）

　　　　　　　　　　甲　　　　　　　　　　　　　乙

A．图甲中分解者通过有氧呼吸和无氧呼吸两种方式将碳放回大气中

B．乙图食物网中的肉食动物是X、H，若人们想通过此生态系统更多地得到种群X，最有效手段是除去此生态系统中的S种群，增加Q和H种群

C．甲图生态系统中碳循环首先主要依赖于生产者的光合作用

D．图中①②③④过程中碳流动形式的不同点是①②④过程中主要以CO2的形式流动，③过程中以含碳有机物的形式流动

【解析】碳元素主要以二氧化碳形式通过光合作用进入生物界，即图中①过程，碳元素主要以二氧化碳的形式返回到大气中，即图中②④过程，碳在生物群落间是以有机物的形式流动的，即图中的③过程。

由图可知W为生产者，故X、H为肉食动物，要想获得较多的X，应使W同化的能量消耗最少，故应除去G、S种群。

【答案】　B

10．下图为一个草原生态系统的营养结构示意图，图中Q表示牧草一年固定的太阳能总量，Q1、Q2、Q3分别表示流入昆虫、牲畜、鼠的能量。

太阳能

牧草

昆虫食虫鸟鹰

牲畜人

鼠

据图判断，下列叙述错误的是（　　）

A．当鼠全部被消灭后，鹰至少要获得0.01Q1的能量

B．人类利用草原生态系统主要是为了获取更多的第一营养级的能量

C．可通过标志重捕法对鼠的种群密度进行调查

D．当此生态系统处于相对稳定状态时，鼠的种群数量的增长速率为0

【解析】　　当鼠全部被消灭后，计算鹰至少要获得的能量时，能量传递效率应按10%计算，即Q1×10%×10%＝0.01Q1。

人类利用草原生态系统主要是为了获取更多的牲畜的奶、肉等，牲畜属于第二营养级。

【答案】　B

二、非选择题（共40分）

11．（10分）珠江三角洲的农民充分利用自然条件，建立了该地特有的蔗基鱼塘和桑基鱼塘。

图一表示该人工生态系统的简图，图二表示一个相对稳定的生态系统中四个种群和分解者的能量相对值。

据图回答下列问题：

　　　　　　图一　　　　　　　　　　　　图二

（1）蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过________的作用可被桑基、蔗基所利用。

（2）根据图二信息，请绘制由甲、乙、丙、丁四个种群形成的食物网简图。

（3）若持续干旱使甲大量死亡，则丙和丁种群密度将____。

当受到外界的轻微干扰时，该生态系统依然可以保持原来的状态，原因是该生态系统具有________________能力。

与热带雨林相比，该生态系统的恢复力稳定性____________________________________。

（4）能量在生态系统中变化的形式是___________，补充完成下列能量流经丙种群的情况。

丙种群

摄入　A　　B　　C　流向下一营养级

分解者分解呼吸散失

A________，B________，C________

【解析】　　

（1）蚕粪、蔗叶中含有丰富的有机质，需经分解者分解成无机物后才能被桑基、蔗基所利用。

（2）根据图二中甲、乙、丙、丁四种生物能量的相对值大小为甲>乙≈丁>丙，由此判定甲为生产者，乙丁为初级消费者，丙为次级消费者且乙丁间存在竞争关系。

（3）由于甲大量死亡，导致丁食物匮乏，丁的死亡率增加，种群密度减小，丙随着减少。

该生态系统具有自我调节能力，在受到外界干扰后可以保持原来的状态。

热带雨林生态系统的营养结构复杂，含生物成分复杂，其抵抗力稳定性高，而恢复力稳定性较低。

（4）对于丙种群而言，图示的A为流入丙种群的生物量即同化量，B表示自身呼吸作用散失的能量，C为用于生长发育繁殖的能量。

【答案】　

（1）分解者　

（2）甲乙丙丁　（3）均降低　一定的自我调节能力　高　（4）光能→化学能→热能

A丙种群同化　B呼吸散失　C用于生长发育繁殖

12．（15分）（原创题）面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势，党的十八大报告第一次提出“美丽中国”的全新概念。

分析并回答下列有关生态学的问题：

（1）深圳经济飞速发展，伴随城市地域的不断扩张带来一系列的生态问题，地处深圳湾的福田红树林自然保护区的生态系统出现了不同程度的退化。

①为调查这300hm2的保护区中卷羽鹈鹕的种群密度，研究人员对30只卷羽鹈鹕做标志后放回原地，再次捕获的210只，有7只带有标志，则该保护区中卷羽鹈鹕的种群密度为________只/hm2，后来发现部分个体的标志物脱落，则该数据________（填“大于”“等于”或“小于”）卷羽鹈鹕的真实种群密度。

②随经济发展，人口增多，保护区内毁林填海、毁林建房现象时有发生，人类的这些活动改变了群落演替的________。

该自然保护区中每个物种都维系着它们所在的生态系统的结构和功能，体现了生物多样性的________价值。

（2）科研人员对稻鱼系统、水稻单种系统进行了调查，结果如表所示。

处理

调查农户（户）

农药投入（kg·hm－2）

农药使用次数（次）

水稻产量（kg·hm－2）

鱼产量（kg·hm－2）

稻鱼系统

123

7.36

3.1

6364.51

438.34

水稻单种系统

111

10.49

6.5

6458.66

－

①在该“稻鱼共生系统”中，水稻、杂草的功能是___________________________，

鲤鱼与稻飞虱的关系为___________________________________________________，

②请在相应位置用箭头表示该“稻鱼共生系统”中图示成分之间的碳元素流动途径。

③与水稻单种系统相比，稻鱼系统取得了明显的生态效益和经济效益，主要表现______。

④如图为能量流经稻田中鲤鱼种群的示意图，若图中C表示鲤鱼自身呼吸消耗量，则D中能量的去向是________________________。

【解析】　　

（1）①保护区中卷羽鹈鹕的种群密度为（210×30）÷7÷300＝3只/hm2。

若标志物脱落，导致第二次捕捉的有标记的个体数值偏小，则数据大于实际的种群密度。

②人类的活动改变了群落演替的速度和方向。

自然保护区中每个物种都维系着它们所在的生态系统的结构和功能，属于间接价值。

（2）①水稻、杂草属于生态系统中的生产者，其主要功能是进行光合作用，固定太阳能，吸收二氧化碳，为生物群落提供物质和能量。

根据题干描述的种间关系，可知鲤鱼既能捕食水稻叶片，也捕食稻飞虱，而稻飞虱食用水稻叶片中营养，故其存在捕食和竞争的关系。

②根据题干提供的信息，首先构建食物网，然后用箭头表示各成分之间的碳元素流动途径即可。

③稻鱼系统取得的明显生态效益主要表现在减少农药使用，降低环境污染；取得的明显经济效益主要表现降低生产成本，增加鱼的产出。

【答案】　

（1）①3　大于　②速度和方向　间接

（2）①固定太阳能，吸收二氧化碳，为生物群落提供物质和能量　捕食和竞争

②如图

③减少农药使用，降低环境污染；降低生产成本，增加鱼的产出　④流入下一营养级和被分解者利用

13．（15分）（2013·江苏苏北四市二模）某自然保护区地震后，据不完全统计，植被毁损达到30%以上。

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·y）]，图2表示恢复过程中某种群的种群密度对种群的出生率和死亡率的影响。

请回答：

图1

图2

（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·y）。

（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·y），输入的有机物能量为7×103kJ/（m2·y），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·y），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·y）。

（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　5　（4）C　E　（5）群落（或次生）