2019年高考生物 母題題源系列 專題16 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(含解析)

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1、母題16 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 【母題來源一】 2019年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試?yán)砭C生物(全國II卷) 【母題原題】如果食物鏈上各營養(yǎng)級均以生物個體的數(shù)量來表示,并以食物鏈起點(diǎn)的生物個體數(shù)作層來繪制數(shù)量金字塔,則只有兩個營養(yǎng)級的夏季草原生態(tài)系統(tǒng)(假設(shè)第一營養(yǎng)級是牧草,第二營養(yǎng)級是羊)和森林生態(tài)系統(tǒng)(假設(shè)第一營養(yǎng)級是喬木,第二營養(yǎng)級是昆蟲)數(shù)量金字塔的形狀最可能是 A.前者為金字塔形,后者為倒金字塔形 B.前者為倒金字塔形,后者為金字塔形 C.前者為金字塔形,后者為金字塔形 D.前者為倒金字塔形,后者為倒金字塔形 【答案】A 【解析】 【分析】1、生態(tài)金字塔

2、包括三種類型:能量金字塔、數(shù)量金字塔和生物量金字塔。2、能量金字塔是以能量為單位構(gòu)成的生態(tài)金字塔;數(shù)量金字塔是以數(shù)量為單位構(gòu)成的生態(tài)金字塔;生物量金字塔是以生物量為單位構(gòu)成的金字塔。3、生物量金字塔和數(shù)量金字塔有正金字塔形,也有倒金字塔形,而能量金字塔只有正金字塔形。 【詳解】如果食物鏈上各營養(yǎng)級均以生物個體的數(shù)量來表示,并以食物鏈起點(diǎn)的生物個體數(shù)作底層來繪制數(shù)量金字塔,則可能出現(xiàn)正金字塔形,也可能出現(xiàn)倒金字塔形。只有兩個營養(yǎng)級的夏季草原生態(tài)系統(tǒng)(假設(shè)第一營養(yǎng)級是牧草,第二營養(yǎng)級是羊),則牧草的數(shù)量比羊多,繪制的數(shù)量金字塔為正金字塔形;森林生態(tài)系統(tǒng)(假設(shè)第一營養(yǎng)級是喬木,第二營養(yǎng)級是昆蟲),

3、一棵樹上可以有很多昆蟲,因此,昆蟲的數(shù)目比喬木的數(shù)量多,繪制的數(shù)量金字塔為倒金字塔形。綜上分析,前者為金字塔形,后者為倒金字塔形,A 正確,B、C、D均錯誤。 【點(diǎn)睛】解答本題的關(guān)鍵是:明確生態(tài)金字塔的種類和特點(diǎn),數(shù)量金字塔可能是正金字塔形,也可能是倒金字塔形,再根據(jù)題意作答。 【母題來源二】 2019年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試?yán)砭C生物(全國II卷) 【母題原題】回答下列與生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)的問題。 (1)在森林生態(tài)系統(tǒng)中,生產(chǎn)者的能量來自于_________,生產(chǎn)者的能量可以直接流向_______(答出2點(diǎn)即可)。 (2)通常,對于一個水生生態(tài)系統(tǒng)來說,可根據(jù)水體中含氧量的變化

4、計(jì)算出生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級生產(chǎn)量(生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物總量)。若要測定某一水生生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級生產(chǎn)量,可在該水生生態(tài)系統(tǒng)中的某一水深處取水樣,將水樣分成三等份,一份直接測定O2含量(A);另兩份分別裝入不透光(甲)和透光(乙)的兩個玻璃瓶中,密閉后放回取樣處,若干小時后測定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。據(jù)此回答下列問題。 在甲、乙瓶中生產(chǎn)者呼吸作用相同且瓶中只有生產(chǎn)者的條件下,本實(shí)驗(yàn)中C與A的差值表示這段時間內(nèi)_____________;C與B的差值表示這段時間內(nèi)_____________;A與B的差值表示這段時間內(nèi)_________。 【答案】(1)太陽

5、能 初級消費(fèi)者、分解者 (2)生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量 生產(chǎn)者光合作用的總放氧量 生產(chǎn)者呼吸作用的耗氧量 【解析】 【分析】地球上幾乎所有生態(tài)系統(tǒng)所需要的能量都來自太陽能,除極少數(shù)特殊空間外,能量流動起源于生產(chǎn)者固定的太陽能;輸入生產(chǎn)者的能量,一部分在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能的形式散失,一部分用于生產(chǎn)者的生長發(fā)育和繁殖等生命活動,儲存在植物體的有機(jī)物中;構(gòu)成植物體的有機(jī)物中的能量,一部分隨著殘枝敗葉被分解者分解釋放出來,另一部分則被初級消費(fèi)者攝入體內(nèi)。光合作必須在有光的條件下才能進(jìn)行,呼吸作用時時刻刻都在進(jìn)行。據(jù)此結(jié)合題意,進(jìn)行作答。 【詳解】(1)在森林生態(tài)系統(tǒng)中,生產(chǎn)

6、者的能量來自于生產(chǎn)者通過光合作用固定的太陽能。生產(chǎn)者的能量可以直接隨著初級消費(fèi)者的攝食作用而流入初級消費(fèi)者,也可以隨殘枝敗葉流向分解者。 (2)依題意可知:甲、乙兩瓶中只有生產(chǎn)者,A值表示甲、乙兩瓶中水樣的初始O2含量;甲瓶O2含量的變化反映的是呼吸作用耗氧量,因此B=A-呼吸作用耗氧量;乙瓶O2含量變化反映的是凈光合作用放氧量,所以C=A+光合作用總放氧量-呼吸作用耗氧量。綜上分析,本實(shí)驗(yàn)中,C-A=光合作用總放氧量-呼吸作用耗氧量=凈光合作用的放氧量,即 C與A的差值表示這段時間內(nèi)生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量;C-B=光合作用總放氧量,即 C與B的差值表示這段時間內(nèi)生產(chǎn)者的光合作用的總放氧量

7、;A-B=呼吸作用耗氧量,即 A與B的差值表示這段時間內(nèi)生產(chǎn)者的呼吸作用耗氧量。 【點(diǎn)睛】本題的難點(diǎn)在于對(2)的解答,解答的關(guān)鍵是抓住問題的實(shí)質(zhì):甲瓶不透光,瓶內(nèi)的生產(chǎn)者不能進(jìn)行光合作用,但能進(jìn)行呼吸作用,所以瓶內(nèi)的O2含量的變化是有氧呼吸消耗所致;乙瓶透光,瓶內(nèi)的生產(chǎn)者既能進(jìn)行光合作用,也能進(jìn)行呼吸作用,所以瓶內(nèi)的O2含量的變化反映的光合作用產(chǎn)生的O2量與有氧呼吸消耗的O2量的差值。 【母題來源三】 2019年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試生物(江蘇卷) 【母題原題】圖1是某生態(tài)系統(tǒng)部分生物關(guān)系示意圖。請回答下列問題: (1)生態(tài)系統(tǒng)最基本的生物成分是_________。圖

8、1由喬木、草本植物、蝗蟲、蜘蛛和雜食性鳥構(gòu)成的食物網(wǎng)中,雜食性鳥分別處于第__________營養(yǎng)級。 (2)從圖1所示的營養(yǎng)關(guān)系分析,屬于分解者的有__________。有機(jī)碎屑被徹底分解產(chǎn)生的_________(至少寫出兩類)等供生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)利用。 (3)由于喬木的遮擋程度不同,導(dǎo)致了不同區(qū)域地表的草本植物、真菌等生物種類和數(shù)量有一定差異,地表生物的這種區(qū)域差異分布體現(xiàn)了群落具有__________結(jié)構(gòu)。 (4)下列屬于該區(qū)域東亞飛蝗種群基本特征的有__________(填序號)。 ①空間分布 ②遷入率 ③互利共生 ④物種豐富度 ⑤種群密度 (5)

9、圖2是圖1生態(tài)系統(tǒng)中某兩個營養(yǎng)級(甲、乙)的能量流動示意圖,其中a~e表示能量值。乙糞便中食物殘?jiān)哪芰堪赺________________(填圖2中字母)中,乙用于生長、發(fā)育及繁殖的能量值可表示為__________(用圖2中字母和計(jì)算符號表示)。 【答案】(1)生產(chǎn)者 二、三、四 (2)大型真菌、跳蟲 無機(jī)鹽、CO2、H2O (3)水平 (4)①②⑤ (5)c a-b 【解析】 【分析】本題考查了種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)知識。任何一個生態(tài)系統(tǒng)都具有一定的結(jié)構(gòu)和功能。生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括組成成分、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)(食物鏈和食物網(wǎng))兩個方面;生態(tài)系統(tǒng)

10、的功能包括物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞。圖1為某生態(tài)系統(tǒng)的部分生物關(guān)系圖,其中草本植物、喬木為生產(chǎn)者,蝗蟲、蜘蛛、雜食性鳥為消費(fèi)者,大型真菌、跳蟲為分解者。 圖2是生態(tài)系統(tǒng)中某兩個營養(yǎng)級的能量流動示意圖,a表示乙的同化量,e、b分別表示甲、乙呼吸作用散失的能量,c、d分別表示甲、乙流向分解者的能量。一般來說,流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在足夠長的時間內(nèi)的去路可以有三條:(1)自身呼吸消耗(2)流入下一營養(yǎng)級(3)被分解者分解。 【詳解】(1)在生態(tài)系統(tǒng)中,生產(chǎn)者是自養(yǎng)生物,主要是綠色植物。生產(chǎn)者可以通過光合作用,把太陽能固定在它們所制造的有機(jī)物中,太陽能變成化學(xué)能從而可以被生物所利用,因此

11、生產(chǎn)者可以說是生態(tài)系統(tǒng)的基石,是生態(tài)系統(tǒng)的主要成分。雜食性鳥以草本植物等生產(chǎn)者為食處于第二營養(yǎng)級,以蝗蟲為食處于第三營養(yǎng)級,以蜘蛛為食處于第四營養(yǎng)級。 (2)生態(tài)系統(tǒng)的分解者能將動植物遺體殘骸中的有機(jī)物分解成無機(jī)物,圖1中的大型真菌和跳蟲屬于分解者,它們可以將有機(jī)碎屑分解成CO2、H2O和無機(jī)鹽被生產(chǎn)者重新利用。 (3)群落的水平結(jié)構(gòu)是指由于地形的變化、土壤濕度和鹽堿度的差異、光照強(qiáng)度的不同、生物自身生長特點(diǎn)的不同,以及人與動物的影響因素,不同地段上往往分布著不同的種群。喬木的遮擋程度不同,造成了光照強(qiáng)度的不同,使不同地段上分布的生物種類和數(shù)量有一定差異,體現(xiàn)了群落具有水平結(jié)構(gòu)。 (4)

12、種群特征包括數(shù)量特征和空間特征。種群的數(shù)量特征有:種群密度、出生率和死亡率、遷入率和遷出率、性別比例、年齡組成。種群的空間特征即種群的空間分布,包括均勻分布、集群分布、隨機(jī)分布。因此①②⑤屬于東亞飛蝗種群的基本特征,而③④屬于群落水平上研究的問題。 (5)乙糞便中的能量屬于乙的攝入量,但是為乙沒有消化、吸收的能量,因此不是乙的同化量而是甲同化的能量中流向分解者的一部分,故乙糞便中食物殘?jiān)哪芰堪赾中。乙同化的能量一部分用于呼吸消耗,一部分用于自身生長、發(fā)育、繁殖,圖中a為乙的同化量,b為乙呼吸作用消耗的能量,所以乙用于自身生長、發(fā)育、繁殖的能量為a-b。 【命題意圖】以某以生態(tài)

13、系統(tǒng)為載體,考查生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能等,考查考生的識圖能力、理解能力和培養(yǎng)歸納、比較及運(yùn)用模型分析問題的能力 【命題規(guī)律】常借助簡潔的文字材料或者結(jié)合具體的食物鏈、食物網(wǎng)考查生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及三大功能,生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)考查方向是(1)結(jié)合食物鏈和食物網(wǎng)考查生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu);(2)以生態(tài)農(nóng)業(yè)、環(huán)境問題為背景考查物質(zhì)循環(huán)和能量流動,重點(diǎn)考查能量流動相關(guān)計(jì)算方法及能量流動圖解分析。 【得分要點(diǎn)】 1.能量流動的過程 (1)寫出圖中甲、乙、丙、丁、戊代表的內(nèi)容: 甲:生產(chǎn)者,乙:初級消費(fèi)者,丙:次級消費(fèi)者,?。汉粑饔?,戊:分解者。 (2)據(jù)圖分析食物鏈中甲營養(yǎng)級能量的去向: ①通

14、過自身呼吸作用以熱能的形式散失。 ②被下一營養(yǎng)級同化。 ③殘枝敗葉等被分解者分解。 ④未被利用。 2.能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的模型解讀 消費(fèi)者攝入能量(a)=消費(fèi)者同化能量(b)+糞便中的能量(c),即動物糞便中的能量不屬于該營養(yǎng)級同化能量,應(yīng)為上一個營養(yǎng)級固定或同化能量。 初級消費(fèi)者同化能量(b)=呼吸消耗(d)+用于生長、發(fā)育和繁殖(e)。 用于生長、發(fā)育和繁殖(e)=分解者利用(f)+下一營養(yǎng)級同化(i)+未被利用(j)。 所以 (1)未被利用的能量:包括生物每年的積累量和動植物殘?bào)w以化石燃料形式被儲存起來的能量。 (2)一個營養(yǎng)級所同化的能量=呼吸消耗的能量+被下

15、一營養(yǎng)級同化的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量。 (3)動物同化的能量與攝入量之間的關(guān)系:動物同化的能量=攝入量-糞便有機(jī)物中的能量,即攝入的食物只有一部分被同化。 (4)流入一個營養(yǎng)級的能量:是指被這個營養(yǎng)級的生物所同化的全部能量。 3.能量流動的特點(diǎn)及原因分析 (1)單向流動的原因 ①能量流動是沿食物鏈進(jìn)行的,食物鏈中各營養(yǎng)級之間的捕食關(guān)系是長期自然選擇的結(jié)果,是不可逆轉(zhuǎn)的。 ②各營養(yǎng)級通過呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物群落重復(fù)利用,因此能量流動無法循環(huán)。 (2)逐級遞減的原因 ①各營養(yǎng)級生物都會因呼吸作用消耗大部分能量。 ②各營養(yǎng)級的能量都會有一部分流入分解者,包

16、括未被下一營養(yǎng)級生物利用的部分。 4.正確區(qū)分三種類型的生態(tài)金字塔 項(xiàng)目 能量金字塔 數(shù)量金字塔 生物量金字塔 形狀 每一階含義 每一營養(yǎng)級生物所含能量的多少 每一營養(yǎng)級生物個體的數(shù)目 每一營養(yǎng)級生物的有機(jī)物總量 象征 含義 能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性 一般生物個體數(shù)目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而逐步遞減 一般生物有機(jī)物的總質(zhì)量沿食物鏈升高逐級遞減 特點(diǎn) 正金字塔形 一般為正金字塔形 一般為正金字塔形 分析 能量流動的過程中總是有能量的耗散,故能量流動逐級遞減 成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上時,該數(shù)量金字塔的塔形也會發(fā)生變化

17、 浮游植物的個體小,壽命短,又不斷被浮游動物吃掉,所以某一時間浮游植物的生物量(用質(zhì)量來表示)可能低于浮游動物的生物量 能量傳遞效率與能量利用效率的比較 (1)能量傳遞效率:能量在沿食物鏈流動的過程中,逐級減少,若以“營養(yǎng)級”為單位,能量在相鄰兩個營養(yǎng)級之間的傳遞效率為10%~20%。 (2)能量利用效率:流入最高營養(yǎng)級的能量占生產(chǎn)者所固定的能量的比值。在一個生態(tài)系統(tǒng)中,營養(yǎng)級越多,在能量流動過程中消耗的能量就越多,因此食物鏈越短,能量利用效率越高。 5.能量流動的相關(guān)計(jì)算 (1)能量傳遞效率的相關(guān)“最值”計(jì)算 ①食物鏈越短,最高營養(yǎng)級獲得的能量越多。 ②生物間的取食關(guān)系越

18、簡單,生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程中消耗的能量越少。具體計(jì)算方法如下: 知低營養(yǎng)級求高營養(yǎng)級 知高營養(yǎng)級求低營養(yǎng)級 獲能量最多 選最短食物鏈按×20%計(jì)算 需最多能量 選最長食物鏈按÷10%計(jì)算 獲能量最少 選最長食物鏈按×10%計(jì)算 需最少能量 選最短食物鏈按÷20%計(jì)算 (2)能量傳遞效率的有關(guān)“定值”計(jì)算 ①已確定營養(yǎng)級間能量傳遞效率的,不能按“最值”法計(jì)算,而需按具體數(shù)值計(jì)數(shù)。例如,在食物鏈A→B→C→D中,能量傳遞效率分別為a%、b%、c%,若A的能量為M,則D獲得的能量為M×a%×b%×c%。 ②如果是在食物網(wǎng)中,某一營養(yǎng)級同時從上一營養(yǎng)級多種生物獲得能

19、量,且各途徑所獲得的生物量比例確定,則按照各單獨(dú)的食物鏈進(jìn)行計(jì)算后合并。 (3)具有人工能量輸入的能量傳遞效率計(jì)算 人為輸入到某一營養(yǎng)級的能量是該營養(yǎng)級同化量的一部分,但卻不是從上一營養(yǎng)級流入的能量。如求第二營養(yǎng)級至第三營養(yǎng)級傳遞效率時,應(yīng)為第三營養(yǎng)級從第二營養(yǎng)級同化的能量(不包括人工輸入到第三營養(yǎng)級的能量)/第二營養(yǎng)級的同化量(包括人工輸入到第二營養(yǎng)級的能量)×100%。 1.如圖表示某農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)一年中CO2的釋放和消耗狀況,其中各數(shù)字序號表達(dá)的含義分別為:①生產(chǎn)者呼吸釋放量;②分解者呼吸釋放量;③消費(fèi)者呼吸釋放量;④生產(chǎn)者光合作用消耗總量。有關(guān)敘述正確的是 A.流經(jīng)該農(nóng)田

20、生態(tài)系統(tǒng)的總能量可用④表示 B.②的量越小,說明該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)施用的有機(jī)肥料越多 C.消費(fèi)者同化作用的大小可用③表示 D.該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)一年中CO2的釋放量與消耗量相等 【答案】A 【解析】流經(jīng)該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的總能量就是生產(chǎn)者所固定的全部太陽能,④表示生產(chǎn)者光合作用消耗總量,即生產(chǎn)者總的光合作用情況,故流經(jīng)該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的總能量可用④表示,A正確;有機(jī)肥料必須經(jīng)過分解者的分解作用變成無機(jī)物,才能被生產(chǎn)者利用,故②的量越小,說明該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)施用的有機(jī)肥料越少,B錯誤;消費(fèi)者同化作用的能量大于消費(fèi)者呼吸釋放量,故消費(fèi)者同化作用的大小不能用③表示,C錯誤;農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)一年中有有機(jī)物的積累,光

21、合作用固定的CO2多于呼吸作用釋放的CO2量,D錯誤;綜上所述,選A項(xiàng)。 2.如圖表示初級消費(fèi)者能量流動的部分過程,括號中的數(shù)值表示能量,初級消費(fèi)者呼吸散失的能量為b,下列說法正確的是 A.應(yīng)在A、B處加上標(biāo)有細(xì)胞呼吸的箭頭 B.將糞便作為有機(jī)肥還田,可以提高能量的傳遞效率 C.次級消費(fèi)者攝入的能量為n-a-b D.B表示初級消費(fèi)者用于生長發(fā)育繁殖的能量 【答案】D 【解析】分析題圖:圖示表示表示初級消費(fèi)者能量流動的部分過程,其中n表示該營養(yǎng)級攝入的能量;A表示該營養(yǎng)級同化的能量;B表示用于生長、發(fā)育和繁殖的能量;a表示糞便中未被同化的能量。 應(yīng)在A處加上標(biāo)有細(xì)胞呼吸的箭頭,A

22、錯誤;將糞便作為有機(jī)肥還田,可以使物質(zhì)循環(huán)利用,但不能提高能量的傳遞效率,B錯誤;次級消費(fèi)者攝入的能量小于n-a-b,C錯誤;B為初級消費(fèi)者生長、發(fā)育和繁殖的能量,D正確。 3.下表表示能量流經(jīng)某種植食性動物時的情況。下列有關(guān)敘述正確的是 項(xiàng)目 攝食量 糞便量 呼吸散失量 用于生長發(fā)育和繁殖的能量 能量(kJ) 530 330 X 110 A.X表示的能量是90kJ B.表中各個量之間沒有一定的數(shù)量關(guān)系 C.流入第三營養(yǎng)級生物的能量至多為20 kJ D.該植食性動物同化的能量有25%以熱能的形式散失掉 【答案】A 【解析】根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,該植食動物的同化量為53

23、0—330=200kJ,呼吸作用中散失的能量為200-110=90kJ,A正確;同化量=攝食量—糞便量=呼吸散失量+用于生長發(fā)育和繁殖的能量,B錯誤;相鄰兩個營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率約為10%~20%,流入第三營養(yǎng)級生物的能量至多為200×20%=40kJ,C錯誤;該植食性動物同化的能量有90/200×100%=45%以熱能的形式散失掉,D錯誤。 4.下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的說法正確的是 A.生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入總是等于輸出 B.能量傳遞效率總是隨著食物鏈的增加而減少 C.太陽能只有通過生產(chǎn)者才能輸入到生態(tài)系統(tǒng)中 D.初級消費(fèi)者同化的能量儲存于其體內(nèi)增重的有機(jī)物中 【答案】C 【

24、解析】在處于相對穩(wěn)定狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)中,能量的輸入與輸出處于動態(tài)平衡,A錯誤;能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率為10%~20%,不會隨著食物鏈的增加而減少,B錯誤;能量流動是從生產(chǎn)者將太陽能固定在體內(nèi)開始的,即太陽能只有通過生產(chǎn)者才能輸入到生態(tài)系統(tǒng)中,C正確;初級消費(fèi)者同化的能量,一部分儲存于其體內(nèi)增重的有機(jī)物中,一部分通過呼吸作用以熱能的形式散失,D錯誤。 5.下圖表示某草原生態(tài)系統(tǒng)中能量流動圖解,①~④表示相關(guān)過程能量流動量。下列有關(guān)敘述正確的是 A.①是流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量 B.分解者分解動植物遺體釋放出來的能量,可供綠色植物再利用 C.圖中②/①的比值代表“草→兔”的能量傳遞效

25、率 D.③和④分別屬于草和兔同化量的一部分 【答案】D 【解析】1、能量流動的概念:生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。 2、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量:生產(chǎn)者固定的太陽能。 3、能量流動渠道:食物鏈和食物網(wǎng)。 4、能量傳遞形式:有機(jī)物中的化學(xué)能。 5、能量散失途徑:各種生物的呼吸作用(代謝過程)。 6、能量散失形式:熱能。 由于題圖中③④分別是兔和狐的糞便,可知①②分別代表的是兔和狐的攝入量而非其同化量,據(jù)此分析各選項(xiàng)。 流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者(草)固定的太陽能,A錯誤;分解者分解動植物遺體釋放出來的能量以熱能散失,綠色植物利用的是太陽能,B錯誤;能量傳遞效率是

26、指兩個相鄰營養(yǎng)級之間的同化量的比值,“草→兔”的能量傳遞效率應(yīng)是第二營養(yǎng)級的同化量/第一營養(yǎng)級的同化量,而非②/①的比值,C錯誤;③是兔的糞便,是未能消化吸收的草的部分,④是狐的糞便,是未能消化吸收的兔部分,因此③和④分別屬于草和兔同化量的一部分,D正確。 6.下圖表示能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)第二營養(yǎng)級示意圖[單位J/(cm2?a)],據(jù)圖分析,有關(guān)說法正確的是 A.該生態(tài)系統(tǒng)第一營養(yǎng)級同化的能量至少為400J/(cm2?a) B.第二營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量是100J/(cm2?a) C.能量由第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率是15% D.該生態(tài)系統(tǒng)第三營養(yǎng)級同化的能量是

27、15J/(cm2?a) 【答案】A 【解析】由圖可知,A為第二營養(yǎng)級所攝入的能量,B為第二營養(yǎng)級同化的能量,C為第二營養(yǎng)級用于生長發(fā)育和繁殖的能量,D為呼吸作用散失的能量,E為分解者利用的能量。 生態(tài)系統(tǒng)中能量在相鄰兩個營養(yǎng)級之間的傳遞效率大約是10%-20%,由于題目所問為“至少”,因此,選用20%進(jìn)行計(jì)算,第一營養(yǎng)級同化的能量為:第二營養(yǎng)級同化能量/傳遞效率=(100-20)/20%=400,A正確;由圖可知,第二營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量是30J/(cm2?a),B錯誤;第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率為:第三營養(yǎng)級同化量/第二營養(yǎng)級同化量,該生態(tài)系統(tǒng)第三營養(yǎng)級的攝入量為15

28、J/(cm2?a),同化能量并未在圖中給出,因此傳遞效率無法計(jì)算,C錯誤;從圖中只能看出該生態(tài)系統(tǒng)第三營養(yǎng)級的攝入量,而不知道其糞便量,因此第三營養(yǎng)級同化的能量無法知道,D錯誤。 7.下表是某農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中田鼠種群攝食植物后的能量流動情況,下列有關(guān)敘述錯誤的是 項(xiàng)目 攝取量 糞便量 呼吸作用散失量 能量J/(hm2?a) 1.05×1010 3.5×109 4.55×109 A.田鼠同化的能量中約有35%用于其生長發(fā)育和繁殖 B.田鼠糞便量屬于生產(chǎn)者同化能量中流向分解者能量的一部分 C.生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級通過呼吸作用散失了大部分能量,所以能量流動是逐級遞減的 D.田鼠的上一

29、營養(yǎng)級同化的能量最多為7.0×1010J/(hm2?a) 【答案】D 【解析】動物的攝入能=其同化能+其糞便能。同化能的去向包括呼吸作用消耗和用于生長、發(fā)育與繁殖的能量,用于生長、發(fā)育與繁殖的能量包括流入下一營養(yǎng)級的能量、流向分解者的能量和未被利用的能量。 田鼠用于其生長發(fā)育和繁殖的比例為(1.05×1010-3.5×109-4.55×109)÷(1.05×1010-3.5×109)=35%,A正確;田鼠糞便量屬于其上一營養(yǎng)級生物即生產(chǎn)者同化能量中流向分解者能量的一部分,B正確;每一個營養(yǎng)級的生物都要呼吸,且呼吸散失了大部分能量,所以能量流動是逐級遞減的,C正確;田鼠同化量為1.05×1

30、010-3.5×109=7.0×109J/(hm2?a),故田鼠的上一營養(yǎng)級同化的能量至少為7.0×109÷20%=3.5×1010J/(hm2?a),D錯誤。 8.下圖甲為某湖泊生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔簡圖,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養(yǎng)級,m1、m2代表不同的能量形式。圖乙表示能量流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)某一營養(yǎng)級的變化示意圖,其中a~g表示能量值的多少。請據(jù)圖作答: (1)圖甲中,m1、m2表示的能量形式分別為______________、______________,在生態(tài)系統(tǒng)的生物群落內(nèi)部能量流動的載體是______________。通常情況下,位于營養(yǎng)級Ⅳ的生物個體數(shù)量一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于

31、Ⅲ,主要原因是能量在各營養(yǎng)級之間的傳遞具有______________的特點(diǎn)。 (2)圖乙中,若A表示圖甲中營養(yǎng)級Ⅱ所攝入的全部能量,則B表示______________,C表示_____________________。若圖甲中營養(yǎng)級I所固定的太陽能總量為y,則該系統(tǒng)營養(yǎng)級I、Ⅱ間的能量傳遞效率是______________(用圖中所給字母的表達(dá)式表示)。 (3)圖乙中有兩處不同的能量散失途徑,其中E處散失的能量是通過_______________________實(shí)現(xiàn)的。 (4)若圖甲中營養(yǎng)級Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各只有一種生物甲、乙、丙,構(gòu)成食物關(guān)系如圖。若甲能量的1/4直接提供給丙,則要使丙能

32、量增加8 kJ,至少需要消耗甲的能量是______________kJ。 (5)與稻田生態(tài)系統(tǒng)比較,湖泊生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性____________(填“高”“低”或“相同”),原因是湖泊生態(tài)系統(tǒng)____________________。 【答案】(1)太陽能 熱能(或呼吸作用散失的熱能) 有機(jī)物 逐級遞減 (2)Ⅱ所同化固定的能量 Ⅱ用于生長、發(fā)育和繁殖的能量 b/y×100% (3)分解者的分解(或呼吸)作用 (4)100 (5)高 營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜 【解析】(1)圖甲中m1表示流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能

33、量,這部分能量是太陽能或生產(chǎn)者固定的能量,m2表示從該生態(tài)系統(tǒng)散失的能量,即熱能或呼吸作用散失的熱量;能量流動在生態(tài)系統(tǒng)中的載體是有機(jī)物的形式進(jìn)行的,能量在傳遞過程中是逐級遞減的。 (2)圖乙中,若A表示圖甲中營養(yǎng)級Ⅱ所攝入的全部能量,根據(jù)同化量=攝入的能量-糞便中的能量,則B表示Ⅱ同化作用固定的能量,B中能量除了用于呼吸作用外,其余的用于生長、發(fā)育和繁殖的能量(或儲存能量),即C中能量;能量傳遞效率為同化量之比,即b/y×100%。 (3)乙圖中c為糞便中的能量,f為遺體、殘骸中的能量,則E處散失的能量是通過分解者的分解作用實(shí)現(xiàn)。 (4)假設(shè)至少需要消耗甲的能量為a,則丙從甲→丙途徑獲得的能量為a×1/4×20%,丙從甲→乙→丙途徑獲得的能量為a×(1-1/4)×20%×20%,根據(jù)題干中的條件可知:a×1/4×20%+a×(1-1/4)×20%×20%=8,因此a=100(kJ)。 (5)由于稻田生態(tài)系統(tǒng)屬于人工生態(tài)系統(tǒng),生物種類少,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單,因此抵抗力穩(wěn)定性低,而湖泊的生物種類較多,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因此抵抗力穩(wěn)定性高。 14

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