2021届新高考生物人教第一轮复习课时作业：生态系统能量流动分析及有关计算（含解析）

　1 2021 届新高考生物第一轮复习课时作业

　生态系统的能量流动分析及 有关计算

　一、选择题 1、如图所示的食物网中，如果每个营养级能量传递效率均为20%，且下一营养级从上一营养级各种生物中获得的能量相等。虎要获得1kJ 能量，则需要消耗草的能量为(

　)

　A．150kJ

　 B．125kJ C．100kJ

　 D．75kJ 答案：D 解析：每个营养级能量传递效率均为 20%，且下一营养级从上一营养级各种生物中获得的能量相等，在草→兔→狐→虎中从草中获取1× 12 ÷20%÷20%÷20%＝62.5；在草→羊→虎中从草中获取 1×12÷20%÷20%＝12.5；故需要消耗草的能量为 62.5＋12.5＝75 kJ。

　2、如图所示的食物网中，戊的食物有 12 来自乙，14 来自丙，14 来自丁，且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%。若戊体重增加 20 g，需要消耗植物(

　)

　 A．1125g

　 B．1600g C．2000g

　 D．6500g 答案：C 解析：甲为生产者，戊共有以下食物链：①甲→乙→戊，戊增加20× 12 ＝10(g)，需要乙 10×5＝50(g)，需要甲 50×10＝500(g)；②甲→丙→戊，戊增加 20× 14 ＝5(g)，需要丙 5×5＝25(g)，需要甲25×10＝250(g)；③甲→丙→丁→戊，戊增加 20× 14 ＝5(g)，需要丁5×5＝25(g)，需要丙 25×5＝125(g)，需要甲 125×10＝1 250(g)，故共需要甲 500＋250＋1 250＝2 000(g)。

　3、如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为 103 kJ/(m 2 ·a)]，下列说法错误的是(

　)

　A．图中 A 代表的生理过程是呼吸作用 B．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为 15.6%

　C．该生态系统中生产者固定的总能量是 9.6×104

　kJ/(m 2 ·a) D．捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性 答案：C 解析：每一营养级的能量去向包括流向下一营养级、被分解者分解、呼吸作用中以热能形式散失及用于自身生长、发育和繁殖四个途径，因此图中 A 代表的是各种生物的呼吸作用，A 正确；肉食性动物从植食性动物获得的且同化的能量＝(5.1＋2.1＋0.25＋0.05－5)×103 ＝2.5×10 3 [kJ/(m 2 ·a)]，植食性动物的同化量＝(2.5＋4＋9＋0.5)×103 ＝16×10 3 [kJ/(m 2 ·a)]，第二营养级到第三营养级的传递效率＝ 2.516×100%＝15.625%，B 正确；该生态系统中能量的来源有两个，生产者固定的能量和有机物输入，生产者固定的总能量＝16×103 ＋3×10 3 ＋70×10 3 ＋23×10 3 ＝1.1×10 5 kJ，C 错误；食物链是以食物关系形成的联系，捕食关系的单向性决定了能量流动的单向性，D 正确。

　4、如图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值，单位是 J·m－2 ·a －1 )。下列叙述正确的是(

　)

　A．该食物网中最高营养级为第六营养级 B．该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为 25%

　C．太阳鱼呼吸作用消耗的能量为 1 357 J·m－2 ·a －1

　D．该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统 答案：B 解析：题图中最长食物链为浮游植物→浮游动物→幽蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼，故最高营养级为第五营养级，A 错误；该食物网中第一营养级同化的能量为 31 920 J·m－2 ·a －1 ，第二营养级同化的能量为3 780＋4 200＝7 980(J·m－2 ·a －1 )，则第一营养级到第二营养级的能量传递效率为 7 980÷31 920×100%＝25%，B 正确；太阳鱼同化的能量为 1 483 J·m－2 ·a －1 ，除了流向下一营养级和自身呼吸作用消耗，还有一部分被分解者分解掉，故太阳鱼呼吸作用消耗的能量小于(1 483－126)J·m－2 ·a －1 ，即小于 1 357 J·m －2 ·a －1 ，C 错误；该食物网中的生物并没有分解者，不能构成群落，因而不能与无机环境构成一个生态系统，D 错误。

　5、罗非鱼是以植物为主的杂食性鱼类，下图是某仅养殖了罗非鱼的人工池塘中的能量流动关系(单位：103

　kJ/年)。下列有关叙述正确的是(

　)

　A．每年流经该鱼塘生态系统的总能量约为 1.0322×107

　kJ

　B．人工补充饵料是因为罗非鱼所处的营养级高 C．罗非鱼粪便中的能量属于罗非鱼同化的能量 D．该人工鱼塘的恢复力稳定性高于环境条件优越的自然池塘 答案：D 解析：鱼塘生态系统属于人工生态系统，流入其中的总能量应为生产者固定的太阳能总量和人工补充有机物中的能量，A 错误；由于人工鱼塘输出产品多，所以需人工补充饵料，B 错误；罗非鱼粪便中的能量不属于罗非鱼同化的能量，C 错误。

　6、某草原生态系统中能量金字塔由最下面一层到最上面一层共四层，分别为甲、乙、丙、丁(如图)，若有外来生物戊入侵，且会与丙竞争食物，但不会被丁所捕食。下列有关说法不正确的是(

　)

　A．甲可能为绿色植物，甲固定的能量大于乙、丙、丁同化的能量之和 B．甲、乙、丙、丁构成该生态系统的生物群落 C．丁生物的种群数量很可能会逐渐减少 D．戊在生态系统中处于第三营养级

　解析：处于能量金字塔最底层的是生产者，所以甲可能为绿色植物，生产者甲固定的能量大于乙、丙、丁同化的能量之和，A 正确；能量金字塔包含生产者和消费者，不包含分解者，而生物群落应该包含该生态系统中的所有生物，可见甲、乙、丙、丁不能构成该生态系统的生物群落，B 错误；由于生物戊入侵，与丙(丁的食物)竞争食物，所以丙的数量会下降，又由于戊不会被丁所捕食，所以丁生物的种群数量很可能会因食物减少而逐渐减少，C 正确；戊与丙竞争食物，所以在生态系统中处于第三营养级，D 正确。

　答案：B 7、大闸蟹是以植物为主的杂食性甲壳类，因其味道鲜美而被大量养殖。如图为养殖大闸蟹的阳澄湖某水域生态系统能量流动的部分图解，其中的英文字母表示能量(单位：kJ)。对该图的分析正确的是(

　)

　A．流经阳澄湖该养殖区域的总能量为 a

　B．植物到大闸蟹的能量传递效率为 c /( b ＋2)×100% C．图中 d 代表大闸蟹用于生长、发育和繁殖的能量 D．该区域由于有人工的管理，生态系统稳定性一定比自然区域

　高 答案：C 解析：流经阳澄湖该养殖区域的总能量为 a 与输入的有机物中的能量之和，A 错误；植物到大闸蟹的能量传递效率为 c / a ×100%，B错误；图中 d 代表大闸蟹用于生长、发育和繁殖的能量，C 正确；该区域由于有人工的管理，能提高生态系统的稳定性，但不一定比自然区域高，D 错误。

　9、下图是两个农业生态系统的模式图。图 a 中农作物为人类提供的食物量、为家禽和家畜提供的饲料量，都与图 b 相同，下列相关说法中错误的是(

　)

　A．图 a 可以表示该生态系统中能量流动图解 B．图 a 粪肥中的无机物可以被农作物直接吸收从而促进农作物的生长 C．图 b 中人利用了生态系统中分解者的能量，提高了能量的利用率 D．图 b 中流向沼气池中的微生物的能量没有被人同化，但是可以被人利用

　答案：A 解析：图 a 只包含了生产者和消费者，且没有完全体现每个营养级的能量来源和去路，故不可以表示该生态系统中能量流动图解，A错误；图 a 粪肥中的无机物可以被农作物(为生产者只能直接利用无机物)直接吸收从而促进农作物的生长，B 正确；图 b 中人利用了生态系统中分解者(食用菌为分解者)的能量，提高了能量的利用率，C正确；图 b 中流向沼气池中的微生物的能量没有被人同化，但是可以被人利用，如产生的沼气可以用于生产生活，D 正确。

　10、如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为 103 kJ/(m 2 ·a)]。下列说法错误的是(

　)

　A.图中 A 代表的生理过程是呼吸作用

　B.该生态系统中生产者固定的总能量是 9.6×l04 kJ/(m 2 ·a)

　C.第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为 15.625%

　D.捕食关系一般不可逆转,所以能量流动具有单向性 答案：B

　解析：图中 A 表示的是生产者和消费者的呼吸作用，A 正确;生态系统中生产者固定的总能量是(3+70+23) + (4+0.5+9-2)+(2.1+5.1+ 0.25+0.05-5)kJ/(m2

　• a)=l.lX10 5 kJ/(m 2

　• a)，B 错误；肉食性动物从植物同化的能量为 0.05+0.25+2.1+5.1-5=2.5,植食性动物同化的能量为 0. 05+0.25+2.1 + 5.1 - 5+4+9+0.5 = 16,所以由植物性动物到肉食性动物的能量传递效率为 2.5+16X100% = 15.625%，C 正确；能量流动的渠道是食物链和食物网，而捕食关系一般不可逆转，所以能量单向流动，D 正确。

　11、如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔，则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是(

　) A．前者为金字塔形，后者为倒金字塔形 B．前者为倒金字塔形，后者为金字塔形 C．前者为金字塔形，后者为金字塔形 D．前者为倒金字塔形，后者为倒金字塔形 解析：如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔，则可能出现正金字塔形，也可能出现倒金字塔形。只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊)，则牧草的数量比羊多，绘制的数量金字塔为正金字塔形；森林生态系统(假设第一营养级是

　乔木，第二营养级是昆虫)，一棵树上可以有很多昆虫，因此，昆虫的数目比乔木的数量多，绘制的数量金字塔为倒金字塔形。

　答案：A 12、如表所示是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况,下列有关叙述错误的是(

　) 项目 摄食量 粪便量 呼吸作用散失量 能量[J/(hm2 •a)] 1.05×1010

　3.50×109

　4.55×109

　A.田鼠同化的能量中有 35%用于其生长、发育和繁殖 B.田鼠粪便量不属于其同化能量中流向分解者能量的一部分 C.以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为 1.4×109

　J/(hm 2 •a) D.田鼠的上一营养级同化的能量至少为 7.0×1010 J/(hm 2 •a) 答案：D 解析：田鼠用于其生长、发育和繁殖的能量所占的比例为（1.05 X 1010 -3.50X10 9

　- 4.55X10 9 ) (1.05X1010

　–3.50X10 9 )=35%，A 正确；田鼠粪便量属于生产者同化能量中流向分解者能量的一部分，不属于田鼠同化能量中流向分解者能量的一部分，B 正确；以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为（1.05X1010 —3.50X 10 9 )X20% = 1.4X 10 9 J/(hm 2

　• a)，C 正确；田鼠同化量为 1.05X1010 -3.50 X 10 9 =7.0X10 10 J/(hm 2

　• a),故田鼠的上一营养级同化的能 量至少为 7.0 X109 +20%=3.5 X 1010 J/(hm 2 • a),D 错误。

　二、非选择题

　13、如表是研究小组对我国某淡水湖生态系统能量流动情况的调查,甲~丁代表各个营养级。据图回答下列问题:

　未利用量 J/(cm2 .a) 流向分解者的量 J/(cm2 .a) 呼吸量 J/(cm2 .a) 同化量 J/(cm2 .a) 甲 10.4 925.8 1785.2 392.5 乙 3.6 16.2 32.1 51.9 丙 3227.7 3393.1 4003.3 13716.6 丁 5.3 105.6 208.3 371.1 （1）.生态系统能量流动的特点是__________。分析表格数据,流入该生态系统的总能量是__________J(cm2 .a),第二营养级到第三营养级的能量传递效率是__________。

　（2）.乙营养级用于自身生长、发育、繁殖的能量和流向下一营养级的能量分别为__________J(cm2 .a)、__________J(cm 2 .a)。

　（3）.根据表格中的数据,该淡水湖生态系统__________(填“是”、“否”)达到相对稳定,原因是__________。

　（4）.为有效地防止该淡水湖出现水华现象,生态学家建议在湖边浅水区适量种植挺水植物(如荷花等),请分析此建议的生态学论据__________。

　答案：（1）.单向流动、逐级递减; 13716.6 ;12%

　（2）.19.8; 0;

　（3）.否; 在调查期间，每一营养级均有未利用的能量（该生态系统能量的输入大于输出）

　（4）.调整生态系统的能量流动关系（或使能量最大限度流向对人类有益的方向）

　解析：挺水植物(荷花)在竞争光能中占优势(争夺阳光、无机盐等) 14、目前，粮食安全是世界各国面临的重大问题，甚至影响到了社会的稳定。

　(1)在如图所示的食物网中，若人体要得到 1 kJ 的能量，玉米至少要固定________kJ 的太阳能，鸡和害虫的关系是________。

　(2)如果将原来的膳食结构鸡肉∶粮食＝1∶3，改为鸡肉∶粮食＝1∶5，理论上，玉米供养的人数将会______(填“增多”“不变”或“减少”)，理由是__________________。人类要最大限度地获得能量，应该采取的措施是_____________________。

　解析：(1)由于能量沿食物链单向流动、逐级递减，所以计算玉米至少固定的太阳能时，只考虑玉米→人这一条食物链，且设此时的能量传递效率为 20%，所以人要得到 1 kJ 的能量，至少需要玉米固

　定 1÷20%＝5 kJ 的太阳能。据题图可知，鸡与害虫有捕食的关系，除此以外，鸡与害虫都吃玉米，所以二者还有竞争的关系。

　(2)由于调整后的膳食结构，增加了人对玉米的摄入量，减少了通过鸡进行的能量散失，人获得的能量增加，所以玉米供养的人数会增多。人要最大限度地获得能量，应降低自己的营养级，并且使第一营养级的能量尽可能多地流向人类，所以应该采取的方式是消灭害虫，停止养鸡。

　答案：(1)5

　捕食和竞争 (2)增多

　调整后的膳食结构，增加了人对玉米的摄入量，减少了通过鸡进行的能量散失，人获得的能量增加

　消灭害虫，停止养鸡(合理即可) 15、下图为桑基鱼塘农业生态系统局部的能量流动,图中字母代表相应能量。请据图回答以下问题:

　（1）.流经图中生态系统的总能量为__________(填字母),图中的 C和 B 1 + C 1 + D 1 可分别表示桑树和蚕用于__________的能量。

　（2）.蚕同化的能量 D=__________(用字母表示数学关系),一般情况下 D/A 的值__________(填“大于”“小于”或“等于”)20%。将蚕沙(粪便)投入鱼塘供给鱼食用,蚕沙中所含的能量属于第__________营养级所同化的能量。

　（3）.蚕粪是优良的鱼类饲料,适量的投入可以给鱼提供食物,从而提高鱼的产量。蚕粪中的碳元素只能以__________的形式流向鱼。

　（4）.桑基鱼塘农业生态系统使物质循环利用,提高了能量______。

　答案：（1）.A; 生长、发育和繁殖; （2）.A 1 +B 1 +C 1 +D 1 ; 小于; 一 （3）.有机物; （4）.利用率 解析：（1）流经题图中生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量,应是 A ;桑树呼吸作用所散失的能量可用 B 表示,图中的 C表示净光合作用,是桑树用于生长、发育和繁殖的能量, B 1 + C 1 + D 1 属于蚕用于生长发育和繁殖的能量。（2）.蚕同化的能量 D 一部分通过蚕的呼吸作用散失,一部分用于生长发育和繁殖等生命活动,即 D = A 1 + B 1 + C 1 + D 1 。由于相邻两营养级之间的能量传递效率为 10%~20%,所以正常情况下相邻两营养级之间的能量传递效率小于 20%。蚕的粪便中的能量不属于蚕同化的能量,而是蚕的食物中的能量,即第一营养级同化的能量。（3）.碳在无机环境和生物群落之间是以二氧化碳形式进行循环的;碳在生物群落中是以含碳有机物形式存在并传递的,所以蚕粪中的碳元素只能以含碳有机物的形式流向鱼。（4）.桑基鱼塘农业生态系统使物质循环利用,提高了能量利用率。

　16、如图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、

　Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m 1 、m 2 代表不同的能量形式。图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中 a～g 表示能量值。请据图作答：

　图甲

　图乙 (1)图甲中，m 1 、m 2 表示的能量形式分别为________、________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ，主要原因是________________________。

　(2)图乙中，若 A 表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则 B表示_______________，C 表示_________________。若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为 y，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是________(用图中所给字母表示)。

　(3)由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是___________________________________________________________

　_________。

　(4)若图甲中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，构成的食物关系如图丙。其中，甲的能量中比例为 X 的部分直接提供给丙，则要使丙的能量增加 A kJ，至少需要消耗甲的能量为________kJ(用所给字母表示)。

　图丙 解析：(1)m 1 表示流入该生态系统的总能量，这部分能量是太阳能或生产者固定的能量，m 2 表示从该生态系统散失的能量，即热能或呼吸作用散失的热量。由于能量在传递过程中是逐级递减的，因此营养级越高的生物，可利用的能量越少，所以个体数量往往也越少。

　(2)若 A 表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则 B 表示Ⅱ同化的能量，C 表示Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量。若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为 y，而图乙中营养级Ⅱ同化的总能量为 b，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是 b/y×100%。

　(3)生态系统中能量流动的主要特点是单向流动、逐级递减。

　(4)假设至少需要消耗甲的能量为 a，则丙从甲→丙途径获得的能量为 a×X×20%，丙从甲→乙→丙途径获得的能量为 a×(1－

　X)×20%×20%，根据题干中的条件可知：a×X×20%＋a×(1－X)×20%×20%＝A，因此 a＝25A/(1＋4X)。

　答案：(1)太阳能(或生产者同化固定的能量) 热能(或呼吸作用散失的热量) 营养级高，可利用的能量少 (2)营养级Ⅱ同化的能量 营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 b/y×100% (3)单向流动、逐级递减 (4)25A/(1＋4X)