课时作业12：5.2 生态系统的能量流动

第2节生态系统的能量流动
1．下列关于生态系统的能量流动的叙述中，不正确的是()
A．能量流动是单向的、不循环的
B．食物链越短，可供最高营养级消费者获得的能量越多
C．初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少
D．营养级越多，散失的能量越多
2．在一个草原生态系统中，如果要研究被第二营养级羊同化的能量去向，不应包括下列选项中的()
A．羊的呼吸消耗量B．羊的粪便量
C．羊的生长量D．部分死亡羊的质量
3．如图为某生态系统能量流动图[单位：J/(cm2·a)]，以下分析不正确的是()
A．甲的数值是1 250 J/(cm2·a)
B．乙到丙的能量传递效率为15%
C．每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用
D．乙的个体数目一定比甲少
4．如图所示为生态系统中能量流动图部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列各项中不正确的是()
A．①表示流经生态系统内部的总能量
B．从能量关系看②>(③＋④)
C．一般情况下，②为①的10%～20%
D．生物与生物之间吃与被吃的关系不可能逆转，所以能量流动具有单向性
5．如图表示A、B两个特殊生态系统的能量金字塔。

下列有关解释正确的是()
生态系统A的能量金字塔生态系统B的能量金字塔
A．一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多
B．能量沿食物链单向流动，沿食物网可以循环利用
C．若A和B中玉米的数量相同，已知A最少能养活10 000人，则B最少能养活1 000人D．若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则A中的人和B中的人体内污染物浓度相等6．下图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程的能量流动。

下列有关叙述正确的是()
A．①是流入该生态系统的总能量
B．分解者获得的能量最少
C．图中②与①的比值代表草→兔的能量传递效率
D．③和④分别属于草和兔同化量的一部分
7．在生态系统中，营养级越高的生物获得的总能量越少。

下列解释错误的是()
A．各营养级中总有一部分能量被分解者利用
B．各营养级中的能量一部分以热能形式散失
C．生物维持自身的生命活动消耗一部分能量
D．能量金字塔顶层的生物数量少，故需要能量少
8．在如图食物网中，a表示动物性食物所占比例，若要使鸟体重增加x，至少需要生产者的量为y，那么x与y的关系可表示为()
A．y＝90ax＋10x B．y＝25ax＋5x
C．y＝20ax＋5x D．y＝100ax＋10x
9．某同学绘制了下图所示的能量流动图解，相关叙述正确的是()
A．生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)
B．由生产者到初级消费者的能量传递效率为D2/W1
C．初级消费者摄入的能量为(A2＋B2＋C2)
D．W1＝D1＋D2
10．某生态系统中的四种生物构成一条食物链a→b→c→d，通过测定得到这四种生物a、b、c、d所含的有机物总量分别为M1、M2、M3和M4。

下列叙述中错误的是()
A．M1一定不是a种群固定的太阳能总量
B．若M1<5M2，则生态系统稳态可能遭到破坏
C．d个体所含的有机物的质量应比c个体的小
D．若M2大量增加，一般会导致M1减少、M3增加
11．如图表示一般生态系统的结构模式图，在不考虑物质的输入和输出情况下，下列说法正确的是()
A．能量主要是以太阳能的形式输入生态系统
B．组分1、2、3分别代表生产者、消费者和分解者
C．在一个幼苗茁壮成长的农田生态系统中能量的输出量和输入量相等
D．如果组分1是生产者，那么组分1代表的是绿色植物
12．某草原生态系统一条食物链A→B→C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。

已知该草原生态系统受到的太阳辐射为150 000百万千焦，但其中149 875百万千焦的能量未被生产者固定。

下列有关计算错误的是(单位：百万千焦)()
B．A净生产量为59.5
C．B呼吸消耗的能量为9
D．能量从B到C的传递效率为10.5%
13．非洲某草原生态系统有如下食物网：
(1)当这个草原生态系统处于平衡状态时，输入系统的能量____________输出系统的能量；生态系统输出的能量形式是________。

(2)已知在人类干预作用前，这个草原生态系统处于平衡状态，此时这块草原的生产者固定的太阳能为300万千焦。

按10%的传递效率进行能量流动，设一种生物被下一个营养级各种生物平均摄食，此时狮群获得的能量正好维持一个种群的生存。

这时狮群获得的能量是________万千焦。

(3)后来由于人类活动的干扰，鼠类大量繁殖，种群密度大增。

此时鼠类获取的能量占本营养级的2/3。

其仍按10%能量流动，其他生物量被下一个营养级各种生物平均摄食，计算人类干预后，狮群能够获得的能量为________万千焦。

如果狮群维持原有的种群数量继续生存，狮子的捕食区域的面积应大约是原来的________倍。

如果草原的面积有限，则预测狮子种群的密度将会________。

14．如图是生态系统中部分成分及彼此间的关系，根据图示回答下列关于生态系统的问题：
(1)图中由于缺少______________和________，故不能构成生态系统。

(2)图中仙人掌属于生态系统的________(成分)，鹰和蛇的种间关系是______________。

(3)该食物网中碳元素以________的形式流动，动力是________。

(4)若该图是食物网内能量流动的图解，①～⑥表示相关过程的能量流动量，则流入该食物网中的总能量是________________________________________________________，⑥/②的值表示_________________________________________________________________。

15．下面是一水域生态系统在一年之内的能量流动情况资料[能量单位：kJ/(m2·a)]。

据图回答：
(1)流经该生态系统的总能量为________kJ/(m2·a)。

(2)该系统的能量传递效率在________之间，能量传递效率如此之低，是因为大部分能量____________________________，另有一部分能量流向________。

(3)按图中的能量传递效率，若食肉动物增重 1 kg(有机物干重)，则需消耗生产者约________kg(有机物干重)。

(4)人类对生态系统的能量流动进行调查研究，其意义是：_______________________________________________________________________________ _________________________________________________________________。

参考答案
1．【答案】C
【解析】次级消费者获得的能量为初级消费者总能量的10%～20%。

初级消费者越多，向下可传递的能量也就越多，因此次级消费者获得的能量也越多。

2．【答案】B
【解析】生产者所固定的能量被第二营养级摄入后，一部分被第二营养级的生物同化，用于生长、发育和繁殖及通过呼吸作用消耗，还有一部分未被同化，通过粪便等排出体外。

因此羊的粪便量不是被羊同化的能量去向。

3．【答案】D
【解析】一般情况下，随着营养级的增加，动物个体的数量会减少，个体的体积会增大，但是也存在特殊情况，例如树上的昆虫与树之间的关系。

4．【答案】A
【解析】图中①表示的是生产者流向初级消费者的能量。

5．【答案】C
【解析】作为一个个体，吃玉米获得的能量与吃牛肉获得的能量的多少，与吃的量的多少有关；能量只能提高利用率，不能循环利用；由于能量的传递效率最小为10%，所以A中养活的人是B中养活的人的10倍。

由于食物链有富集作用，食物链越长，顶级营养级中有毒物质的含量越高。

6．【答案】D
【解析】①是兔的同化量，A错误；根据题图不能判断出分解者所获能量的多少，B错误；图中②与①的比值代表兔→狐的能量传递效率，C错误；③和④是兔和狐未同化的量，属于草和兔同化的一部分，D正确。

7．【答案】D
【解析】各营养级生物的同化量一部分用于呼吸，以热能的形式散失；一部分用于自身的生长、发育、繁殖等，其中一部分流向下一营养级，一部分流向分解者，所以能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，故A、B、C三项均正确。

能量金字塔顶层的生物所处营养级最高，获得的能量最少，而不能满足太多数量的个体所需。

8．【答案】C
【解析】动物性食物所占比例为a，则经草→虫→鸟这条食物链使鸟增重为ax，至少需生产
者的量为
ax
20%×20%＝25ax，则通过草→鸟这条食物链增重为(1－a)x，至少需生产者的量为
1－ax
20%＝5x－5ax，表达为y＝25ax＋5x－5ax＝20ax＋5x。

9．【答案】A
【解析】由图可知，W1为生产者固定的太阳能，W1＝A1＋B1＋C1＋D1；D1为初级消费者同
化的能量，D1＝A2＋B2＋C2＋D2；由于呼吸作用消耗部分能量，所以W1＞D1＋D2。

10．【答案】C
【解析】生产者固定的太阳能总量中会通过细胞呼吸损失一部分，故A正确；根据能量流动的特点，前一营养级同化的能量要大于或等于后一营养级同化的能量的5倍，才能满足后一营养级的能量需要，故B正确；相对较高营养级的个体不一定比相对较低营养级的个体小，如虎与兔，故C错误；一定时间内，M2大量增加会导致被捕食者减少，捕食者增多，故D正确。

11．【答案】A
【解析】地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳能，A项正确；太阳能被生产者通过光合作用转化为有机物中的化学能，生产者除了绿色植物之外，还有能进行化能合成作用的硝化细菌等生物，D项错误；组分1、2、3分别代表生产者、分解者和消费者，B项错误；农田生态系统中由于部分能量被固定在植物的有机物中，因此输出量和输入量不相等，C项错误。

12．【答案】D
【解析】由食物链可知A为生产者，流入生态系统的总能量等于生产者固定的太阳能总量，A同化的总能量为65.5＋3.0＋15.0＋41.5＝125百万千焦。

A净生产量为A同化的总能量减呼吸消耗的能量。

B呼吸消耗的能量为B同化的总能量减净生产量。

能量传递效率等于相邻两营养级同化能量的比值。

13．【答案】(1)大于或等于热能(2)1.11(3)0.572下降
【解析】首先要明确食物网中各种生物之间的关系，然后根据能量传递效率的规律计算。

(1)一个生态系统维持平衡，输入能量一定要大于或等于输出能量，否则生态系统将退化或遭到破坏。

(2)生产者固定的能量为300万千焦，则流入第二营养级羚羊、斑马、鼠的总能量为300万千焦×10%＝30万千焦，平均分配每种生物获得10万千焦。

狮子处于第三营养级获得的能量为(10万×1/2×10%)×2＝1万千焦，狮子处于第四营养级获得的能量为(10万×1/2×10%×10%)×2＝0.1万千焦，狮子处于第五营养级获得的能量为10万×10%×10%×10%＝0.01万千焦，所以狮群获得的总能量为1.11万千焦。

(3)鼠类获取的能量占本营养级的2/3，则鼠获得能量为30万×2/3＝20万，则羚羊与斑马获得的能量各为5万，然后计算得到狮群获得总能量为0.5＋0.05＋0.02＝0.57万千焦。

由于狮群要维持原来的种群数量继续生存仍需要大约1.11万千焦的能量，故捕食面积应接近原来的2倍。

14．【答案】(1)非生物的物质和能量分解者(2)生产者捕食和竞争(3)有机物能量流动(4)仙人掌和矮灌木通过光合作用固定的太阳能蚂蚁→老鼠的能量传递效率
【解析】生态系统包括非生物的物质和能量、生产者、消费者及分解者。

仙人掌和矮灌木是生产者。

鹰捕食蛇，同时鹰和蛇又都捕食金花鼠和老鼠，故二者的种间关系为捕食和竞争关系。

食物网、食物链中碳元素以有机物的形式流动，动力是能量流动。

仙人掌和矮灌木通过
光合作用固定的太阳能是流入该食物网中的总能量。

⑥是老鼠从蚂蚁中同化的能量，②是蚂蚁从矮灌木中同化的能量，故⑥/②的值是老鼠和蚂蚁之间的能量传递效率。

15．【答案】(1)20 810(2)5.5%～16.2%被各营养级自身呼吸作用消耗掉分解者(3)54.1 (4)帮助人们合理地调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分
【解析】生产者固定的太阳能是流经生态系统的总能量，能量的传递效率是相邻营养级同化量的百分比，但由于各营养级的呼吸消耗和分解者的分解作用，使能量传递效率一般在10%～20%之间，但也可能低于10%。

食肉动物增重 1 kg，则需消耗的生产者为1/(11.4%×16.2%)≈54.1 kg。

人类研究能量流动的目的是为了更有效地利用能量。