值,C错误;B摄入量为其同化量和粪便量之和,其同化量一部分用于呼吸消耗,一部分用于自身的生长、发育和繁殖;丁过程为分解者的分解作用,分解者主要是营腐生生活的细菌、真菌等,都是异养型生物;D的能量可来自于B的粪便,而此部分属于上一营养级A的能量。
2.如图为生态系统中能量流动图解的部分示意图,①②③④⑤各代表一定的能量值,下列说法中不正确的是( )
A.生物与生物之间的捕食关系不可逆转,所以能量流动具有单向性 B.⑤中包含了三级消费者粪便中的能量 C.第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为
③
×100% ②
D.在人工饲养的高密度鱼塘生态系统中,①表示流经该生态系统的总能量 答案 D
解析 生物与生物之间的捕食关系不可逆转,所以能量流动具有单向性,A正确;三级消费者粪便中的能量是它的上一个营养级次级消费者流向分解者的能量,故⑤中包含了三级消费者粪便中的能量,B正确;②是初级消费者同化的能量,③是次级消费者同化的能量,所以③
第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为×100%,C正确;在人工饲养的高密度鱼
②塘生态系统中,能量的主要来源是人工喂食的饲料(有机物),故①+人工喂食的饲料(有机物)表示流经该生态系统的总能量,D错误。 题组二 能量流动的特点
3.下列关于生态系统的能量流动的叙述中,错误的是( )
A.由于生态系统的能量流动是逐级递减的,所以营养级越高则所同化的能量就越少 B.由于散失的热能不能被生产者重新固定,所以生态系统的能量流动是单向不可循环的 C.充分利用作物秸秆等可以提高能量传递的效率 D.能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网 答案 C
解析 生态系统中的能量沿食物链流动时,部分能量以热能的形式散失,部分能量被分解者所利用,所以营养级越高同化的能量就越少,A正确;生产者只能固定光能或化学能,而不能固定每个营养级及分解者所散失的热能,所以生态系统的能量流动是单向的,B正确;生态系统的能量传递效率一般不能人为改变,充分利用作物秸秆只能提高能量利用率而不能提高能量传递效率,C错误;能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网,D正确。 4.如图表示某一生态系统的能量金字塔,其Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级,E1、E2
代表能量的形式。下列叙述正确的是( )
A.Ⅰ和Ⅳ是实现物质循环的关键生态成分
B.该图所示的食物网中只有1条食物链:Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ C.E1表示的能量主要是通过光合作用所摄入的能量 D.能量可在食物链中循环利用 答案 C
解析 图中Ⅰ代表生产者,则E1表示的能量主要为生产者通过光合作用摄入的能量;Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ都代表消费者,实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者;每一营养级的生物种类可能有很多,该图所示的食物网可能由很多条食物链组成;生态系统中能量流动是单向的,能量不能循环利用。
1.每一营养级的能量来源与去路分析
消费者摄入能量(a)=消费者同化能量(b)+粪便中能量(c),即动物粪便中能量不属于该营养级同化能量,应为上一个营养级固定或同化能量。
消费者同化能量(b)=呼吸消耗(d)+用于生长、发育和繁殖(e)。
生长、发育和繁殖(e)=分解者利用(f)+下一营养级同化(i)+未被利用(j)。
所以有:(1)未被利用的能量:包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。
(2)一个营养级所同化的能量=呼吸消耗的能量+被下一营养级同化的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量。
(3)动物同化的能量与摄入量之间的关系:动物同化的能量=摄入量-粪便有机物中的能量,即摄入的食物只有一部分被同化。
(4)流入一个营养级的能量:是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。 2.生态系统的能量流动中的几点误区
(1)误区一:生产者固定的能量只能是光能。由于生产者固定能量的方式有光合作用和化能合成作用,光合作用利用的能量是光能,但化能合成作用利用的是化学能,所以生产者固定的能量是光能或化学能。
(2)误区二:生物数量金字塔与能量金字塔完全一致。能量金字塔体现的是营养级与营养级所含总能量的关系,而生物数量金字塔体现的是营养级与个体数量的关系,所以生物数量金字塔有时会出现倒臵的现象。
(3)误区三:能量传递效率=能量利用率。能量传递效率体现的是能量流动过程中所遵循的客观规律,不能随意改变;但能量利用率可以人为改变,例如充分利用作物秸秆就可以提高能量利用率。
考点三 能量流动的相关计算
1.判断下列说法的正误
(1)生态系统的能量流动过程中,同一个生态系统中相邻营养级之间的传递效率都相等( × )
(2)相邻营养级之间的能量传递效率不可改变( × )
(3)在食物链“A→B→C→D”中,D增重10 kg,则至少需要消耗A 10×53 kg( √ ) 221
(4)如图食物网中,假如猫头鹰的食物有来自兔,来自鼠,来自蛇,那么,猫头鹰若要增555加20 g体重,最少需要消耗的植物为900 g( √ )
2.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/(m2·y)]。请据图回答下列问题:
(1)该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源?
提示 一个来源是光能,另一个来源是输入的有机物中的化学能。
(2)生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少?
提示 肉食性动物固定的总能量=0.25+0.05+2.1+5.1=7.5×103 kJ/(m2·y);植食性动物固定的总能量=(7.5-5)+0.5+4+9=16×103 kJ/(m2·y);生产者固定的总能量=(16-2)+3+70+23=110×103 kJ/(m2·y)。
(3)生产者→植食性动物、植食性动物→肉食性动物的能量传递效率分别是多少?(结果保留一位有效数字)
提示 生产者→植食性动物的能量传递效率=植食性动物固定的能量中来自生产者的能量/生产者固定的总能量×100%=(16-2)/110×100%=12.7%;植食性动物→肉食性动物的能量传递效率=肉食性动物固定的能量中来自植食性的能量/植食性动物固定的总能量×100%=(7.5-5)/16×100%=15.6%。
(4)假设全部来自于生产者,按照图中的能量流动规律,肉食性动物要增加100 kg,则需要消耗多少kg生产者?
提示 肉食性动物要增加100 kg,则需要生产者的质量=100÷15.6%÷12.7%≈5 047 (kg)。
题组一 能量流动计算中的“正推”和“逆推”
1.有一食物网如图所示,如果能量传递效率为10%,各条食物链传递到庚的能量相等,则庚增加1 kJ的能量,丙最少含多少能量( )
A.550 kJ C.400 kJ 答案 A
解析 根据题意知,经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5 kJ,则需要丙0.5÷(10%)3=500(kJ);经丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5 kJ,则需要丙0.5÷(10%)2=50(kJ),即丙最少含500+50=550(kJ)的能量。
2.下图为某生态系统能量流动示意图。下列说法正确的是( )
B.500 kJ D.100 kJ
A.图中甲所固定的能量是乙、丙的能量之和 B.能量在流动过程中是逐级递减的
C.乙营养级的个体数量一定多于丙的个体数量 D.若乙的数量越多,则丙获得的能量越少
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