高考生物24生态系统的功能能量流动和物质循环必修3更多资料关注微博高中学习资料库

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3-2-4 生态系统的功能——能量流动和物质循环 一、选择题 1．研究某水域生态系统中藻类(假设是唯一生产者)固定太阳能的状况，可先把藻类从已知 水体中过滤出来，测定藻类的生物量，并据此推算出该生态系统中藻类光合作用固定的太 阳能。以下叙述正确的是( ) A．生态系统在光照强度适宜时，可成倍提高能量流动的传递效率 B．藻类细胞中所含色素的种类和比例与水域深度无关 C．藻类固定太阳能的同时不一定都伴随物质循环发生 D．流经该生态系统的总能量取决于藻类所固定的太阳能 解析 光照强度适宜，光合作用制造的有机物多，但不能提高能量流动的传递效率；海水 深度不同，能透过海水的光的波长不同，分布的藻类不同；藻类固定太阳能是能量流动的 开始，同时把无机物制造为有机物。 答案 D 2．根据下图所示碳循环的部分过程进行的有关分析，不正确的是( ) A．参与①过程的生物包括生产者、消费者和分解者 B．②过程增强后①过程随之增强故不能通过增强②减少大气中 CO2 C．生物群落内部碳循环的物质形式是含碳的有机物 D．人类减少对③的依赖是当前缓解温室效应的重要措施 解析 生物群落由生产者、消费者和分解者组成，它们通过呼吸作用(分解作用)分解有机 物，释放 CO2 进入无机环境。生活中可以通过植树造林、退耕还林(草)等途径增强植物的 光合作用，固定 CO2，减少生物群落排放到大气中的 CO2 量。碳在生物体内(生物群落内) 主要以含碳有机物的形式存在。目前，化学燃料的燃烧是导致大气中 CO2 含量急剧上升的 主要原因，因此，可以通过减少化学燃料的燃烧缓解温室效应。 答案 B 3．如图所示生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④⑤⑥⑦各代表一定的能量值， 下列各项不正确的是( ) A．次级消费者的粪便中的能量去路包括在④途径中 B．从能量关系看②>③＋④ C．一般情况下，②为①的 10%～20% D．由于生物与生物之间吃与被吃的关系不可逆转，所以能量流动具有单向性 解析 次级消费者的粪便中的能量并没有被次级消费者同化，因此不能包括在④途径中； ②是由第二营养级传递给第三营养级的能量，也就是次级消费者同化的能量，③是由第三 营养级传递给第四营养级的能量，④是次级消费者被分解者分解利用的能量，因此②>③＋ ④；①是生产者被初级消费者同化的能量，因此②为①的 10%～20%；由于食物链的相邻营 养级之间都是捕食关系，因此能量流动不可逆转，具有单向性。 答案 A 4．有如图所示的一个食物网(能量传递效率按 10%计算)，则下列叙述中正确的是( ) A．该食物网中初级消费者是昆虫，次级消费者是鸟 B．昆虫属于第一营养级，鸟属于第二营养级 C．若绿色植物固定的太阳能总量为 M，昆虫获得的总能量为 m1，鸟获得的总能量为 m2，则 M>m1＋m2 D．在鸟类的食物构成中，若动物性食物占1 3 ，植物性食物占2 3 ，则鸟类增加能量 A 时，生产 者需提供能量为 55A 解析 能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，因此绿色植物固定的太阳能总量 M 一定 比昆虫获得的总能量 m1 和鸟获得的总能量 m2 大。 答案 C 5．下表是有机物从植物传递到植食动物鳞翅目幼虫过程中能量流动的情况，根据表中数据 不能得出的结论是( ) 项目 被 鳞 翅 目 幼 虫 吃掉的植物 鳞 翅 目 幼 虫 粪 便 中 含 有 的 能 量 鳞 翅 目 幼 虫 呼 吸消耗的能量 用 于 鳞 翅 目 幼 虫生长的能量 能量 (J) 419 209.5 146.65 62.85 A．鳞翅目幼虫摄入 419 J 的能量至少需要第一营养级同化 1 047.5 J 的能量 B．食物中的能量只有 15%用于幼虫自身的生长 C．鳞翅目幼虫从第一营养级获取的能量有一部分以呼吸热的形式散失，因此能量在生态系 统中的流动是不可循环的 D．某一最高营养级消费者与其相邻的一低营养级消费者相比，能够获得的能量较少 解析 由表可知每摄入 419 J 能量，便有 419－209.5＝209.5(J)的能量被同化，按照最大 传递效率 20%计算，鳞翅目幼虫每同化 209.5 J(即摄入 419 J)的能量，至少需要第一营养 级同化 1 047.5 J 的能量；食物中的能量是 419 J，用于生长的能量是 62.85 J，故只有 15%用于幼虫自身的生长；生物体不能利用热能进行同化作用，因此，能量在生态系统中的 流动是不可循环的；能量随营养级的升高而逐级递减是指高营养级消费者的能量要少于低 营养级，并非高营养级的每个个体的能量都要少于低营养级。 答案 D 6．下图表示生态系统中碳循环的部分过程，其中甲、乙、丙、丁组成生物群落。下列分析 错误的是( ) A．甲是绿色植物，丙是肉食动物 B．图中箭头可以表示碳元素的流动方向 C．①②③过程中伴随着能量的传递，其中丁所含的能量最少 D．无机环境中的 CO2 可以来自细胞呼吸 解析 根据题图中的双箭头的位置，可推知甲为生产者，乙为初级消费者，丙为次级消费 者，丁为分解者。由此可知丁不在食物链上，故能量含量最少的应是丙。 答案 C 7．右图是麻风树林中两个营养级的能量流动图解，已知麻风树的 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．从麻风树输入下一营养级的能量传递效率为 a'/a B．c 是第二营养级用于生长发育和生殖的能量 C．d 是指呼吸作用消耗的能量 D．该图中不包括非生命的物质和能量 解析 由题干中的信息可知，该图只包括两个营养级，麻风树是第一营养级，则 a'只能代 表第二营养级摄入量，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、发育和生殖的能量，e 则是第二营养级流入分解者的能 量；该图解中包括了生产者、消费者和分解者，没有非生物的物质和能量。 答案 A 8．如图为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，下列选项中正确的 是( ) A．图中 b＝h＋c＋d＋e＋f＋i B．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为 b a ×100% C．“草―→兔―→狼”这一关系中，狼粪便的能量属于 d D．缩短食物链可以提高能量传递效率 解析 本题考查生态系统中能量流动的规律，意在考查考生的识图能力、理解能力和综合 分析能力。初级消费者的摄入量 b＝粪便量 h＋同化量 c，A 项错误；B 项中，生产者与初 级消费者之间的能量传递效率应是初级消费者的同化量 c 除以生产者固定的太阳能 a，再 乘以百分之百，即 c a ×100%；C 项中兔是第二营养级，狼是第三营养级，狼粪便中所含的 能量应是上一营养级的能量；D 项中，缩短食物链可以使能量更多地被利用，但不能提高 传递效率。 答案 C 9．农田中存在水稻、螟虫、青蛙三种生物，其生物量的变化如右 图，下列说法不正确的是( ) A．甲是水稻，乙是螟虫，丙是青蛙 B．从第一年到第五年，生态系统处于相对平衡状态 C．第六年，由于大量捕捉青蛙，三种生物量都发生了剧烈的变化 D．假如第七年适量喷洒农药，将在一定程度上避免水稻减产 解析 由不同生物的生物量对比可判断：甲、乙、丙分别为水稻、螟虫、青蛙；由三种生 物的生物量变化知，前 5 年生态系统处于相对平衡状态；由第六年生物量变化情况可知： 青蛙的减少是稻田施用农药的结果，若第七年再施用农药，可在一定程度上避免减产。 答案 C 10．在某草原生态系统能量流动过程中，假设羊摄入体内的能量为 n，羊粪便中的能量为 36%n，呼吸作用散失的能量为 48%n，则( ) A．羊同化的能量为 64%n B．贮存在羊体内的能量为 52%n C．由羊流向分解者的能量为 16%n D．由羊流向下一营养级的能量为 64%n 解析 在能量流动过程中，摄入量＝同化量＋未同化量(粪便中含有的能量)，因此该题中 羊的同化量为 n－36%n＝64%n。由于条件不足，无法计算羊的贮存量、流向分解者的能量 及流向下一营养级的能量。 答案 A 11．下图中 a、b、c、d 表示某生态系统的四种成分，箭头表示各成分之间的关系。下列相 关叙述中正确的是( ) A．a 和 c 所包含的所有种群构成群落 B．碳元素在 c1→c2→…中的传递形式是有机物，其传递是单向的 C．d 表示的是微生物 D. a b 说明物质和能量在 a 和 b 之间是双向流动的 解析 由图可知，a 是生产者、b 是非生物的物质和能量、c 是消费者、d 是分解者。群落 包含该区域内所有的生物，包括生产者、消费者和分解者，A 错误；c1→c2→…表示食物 链，它本身是单向的，故碳元素在其中的流动也是单向的，碳元素在其中的传递形式是有 机物，B 正确；d 表示分解者，有些动物如蚯蚓、蜣螂等也是分解者，C 错误；能量的流动 方向是单向的，D 错误。 答案 B 12．下列实例中不能体现物质循环和能量流动原理的是( ) A．增加对农田的物质投入(如施农家肥)可以有效防止土壤肥力下降 B．北京奥运会前大量植树造林有利于改善空气质量 C．在夏季通过缩短对菊花的光照时间使其提前开花 D．四川大地震破坏了大熊猫的生存环境，使其食物短缺 解析 缩短光照时间使菊花提前开花，体现了生态系统信息传递的功能。 答案 C 二、非选择题 13．在生态系统中，生产者通过光合作用固定的能量称为总初级生产量。生产者固定的能 量一部分被自己通过呼吸作用消耗掉，剩下的可用于生长、发育和繁殖，这部分能量称为 净初级生产量。下表列出四个生态系统中总初级生产量与总入射日光量、生产者呼吸消耗 量与总初级生产量的比值： 玉米田 荒地 Meadota 湖 Ceder Bog 湖 总初级生产量 总入射日光量 1.6% 1.2% 0.4% 0.1% 生产者呼吸消耗量 总初级生产量 23.4% 15.1% 22.3% 21.0% (1)四个生态系统中，光能利用效率最高的是________，总初级生产量转化为净初级生产量 的比值最高的生态系统是________。 (2)下图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。请绘制由甲、 乙、丙、丁四个种群形成的食物网简图。 (3)根据第(2)小题的信息，在下图中用箭头和文字补充完成能量流经丙种群的情况。 解析 本题综合考查能量流动的过程及看图、作图的能力。 答案 (1)玉米田 荒地 (2) (3) 14．下图为生物圈中碳循环示意图，请根据图回答问题。 (1)碳在大气圈中的主要存在形式是________，在生物群落中的主要存在形式是________。 (2)碳从无机环境中进入生物群落的途径①表示________过程，②表示的是________关系， 过程③表示的生理活动主要是在细胞内________中完成的。④表示的是________作用。 (3)若图示虚线框中的种群及相互间的关系如右图所示，假设 E 种群中的能量是 5.8×109 kJ，其中有 1.3×109 kJ 的能量传递给 B 种群。若能量的传递效率为 10%～20%，则 A 种群 的能量至少是________kJ。 (4)碳循环的进行伴随着________，但由于各营养级生物不能利用在代谢中产生的________ 能，因而能量流动具有________的特点。 (5)如果大气层中的 CO2 增多，则会加剧________效应。减缓此效应的措施有(答出一项即 可)：______________________________________________________。 解析 碳在无机环境和生物群落之间以 CO2 的形式循环，通过光合作用转变为含碳有机物 进入生物群落，通过生物的呼吸作用和分解者的分解作用又以 CO2 的形式进入大气圈。碳 在生物群落内部主要通过食物链以含碳有机物的形式流动。由图可知，若 E 的能量中 1.3×109 kJ 传递给 B，则 E 的能量中 4.5×109 kJ 传递给 D 和 C，又因为 E 到 A 的两条食 物链中，A 都是第三营养级，所以 A 至少得到的是 4.5×109×10%×10%＝4.5×107(kJ)。物 质的循环伴随着能量的流动，能量流动的特点是单向流动、逐级递减。 答案 (1)CO2 含碳有机物 (2)光合作用 捕食 线粒体 分解者的分解(或分解者的呼 吸) (3)4.5×107 (4)能量流动 热 逐级递减(或单向逐级递减) (5)温室 保护植被，大力植树造林；提 高森林覆盖率，严格控制化学燃料的燃烧，并提高能量利用率；开发除化学燃料以外的新 能源，如水能、核能、太阳能等，减少 CO2 的排放量(答案合理或写出上述内容中的任意一 项即可) 15．如图甲为北极冻原生态系统中部分生物构成的食物网。图乙虚线方框内表示一个生态 系统，箭头表示该生态系统能量流动的方向。请据图回答下列问题。 (1)图甲中雪兔和狼之间存在明显的种间关系是________。 (2)假如北极狐的食物1 2 来自雷鸟，1 8 来自植物，且该系统能量从生产者到消费者的传递效率 为 10%，从消费者到消费者的能量传递效率为 20%，如果北极狐种群增加的能量为 80 kJ， 若不考虑其他变化的影响，则需要植物的能量是________kJ。 (3)图乙中 C 代表生态系统中的成分是________。 (4)下表表示图乙生态系统的能量流动情况。 同化总量/106 J 储存能量/106 J 呼吸消耗/106 J A 900 200 700 B 100 15 85 C 15 2 13 D 18 60 12 分析上表可知，流入该生态系统的总能量为________(J)，从第二营养级到第三营养级的能 量传递效率为________。从能量输入和输出来看，该生态系统的总能量是否增加？ ________。 解析 从图中可以看出雪兔和狼之间只有一个箭头联系，二者存在明显的种间关系是捕 食；北极狐的能量有三个来源，雷鸟提供1 2 ，植物提供1 8 ，雪兔提供3 8 ，若北极狐增加的能量 为 80 kJ，则植物增加的能量为 80×1 2 ÷20%÷10%＋80×1 8 ÷10%＋80×3 8 ÷20%÷10%＝3 600(kJ)；从图乙中可以看出 C 为分解者，A 为生产者，B、D 分别为初级消费者和次级消费 者，流入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，即 9×108 J，第二营养级到第三营养 级的能量传递效率为 18÷100×100%＝18%；从能量的输入和输出来看，能量的输入大于输 出，因此生态系统的总能量正在增加。 答案 (1)捕食 (2)3 600 (3)分解者 (4)9×108 18% 增加