Question

【題目】如圖甲為某湖泊生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔簡(jiǎn)圖，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，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(yíng)養(yǎng)級(jí)的變化示意圖，其中a～g表示能量值的多少。請(qǐng)據(jù)圖作答：

(1)圖甲中，M1、M2表示的能量形式分別為_________________、_________________。通常情況下，位于營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅳ的生物個(gè)體數(shù)量一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于Ⅲ，主要原因是營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，可利用能量__________。

(2)圖乙中，若A表示圖甲中營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅱ所攝入的全部能量，則B表示營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅱ____________，C表示______________。若圖甲中營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅰ所固定的太陽(yáng)能總量為y，則營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅰ、Ⅱ間的能量傳遞效率是_____________(用圖中所給小寫(xiě)字母的表達(dá)式表示)。

(3)由圖乙可以總結(jié)出生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的主要特點(diǎn)是_______________________。

能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能，二者是同時(shí)進(jìn)行的，彼此相互依存，不可分割。物質(zhì)作為能量的載體,使能量沿著___________流動(dòng)；能量作為動(dòng)力，使物質(zhì)能夠不斷地在____________________之間循環(huán)往返。

(4)若圖甲營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一種生物甲、乙、丙，構(gòu)成食物關(guān)系如圖：

其中，甲能量中比例為X的部分直接提供給丙，則要使丙能量增加AkJ，至少需要消耗甲的能量為_______________kJ(用所給字母的表達(dá)式表示)。

Answer 1

【答案】 太陽(yáng)能(或同化固定的能量) 熱能(或呼吸作用散失的熱量) 越少 同化的能量 用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量 b/y×100% 單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減 食物鏈（網(wǎng)） 生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境 25A/（1+4X）

【解析】分析圖甲，在能量金字塔中，處于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物是生產(chǎn)者，M1表示進(jìn)入該生態(tài)系統(tǒng)的能量光能，M2是指在生態(tài)系統(tǒng)食物鏈各營(yíng)養(yǎng)級(jí)散失的能量熱能；能量在食物鏈各營(yíng)養(yǎng)級(jí)間是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減，則營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，可利用能量少。分析圖乙，每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量=攝入量-糞便量，若A表示圖甲中營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅱ所攝入的全部能量，則B表示第Ⅱ營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量，一部分（D）在第Ⅱ營(yíng)養(yǎng)級(jí)的呼吸作用中以熱能的形式散失了，另一部分（C）用于第Ⅱ營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖等生命活動(dòng)，儲(chǔ)存在生物的有機(jī)物中。分析題（4）圖，食物鏈有兩條：甲→丙、甲→乙→丙，由高營(yíng)養(yǎng)級(jí)求低營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量，至少能量按照20%計(jì)算。

（1）根據(jù)以上分析已知，圖甲中M1表示流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量，這部分能量是太陽(yáng)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。能量在傳遞過(guò)程中是逐級(jí)遞減的，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物，可利用的能量越少，所以個(gè)體數(shù)量往往也越少。

（2）根據(jù)以上分析已知，若乙圖中A表示甲中營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅱ所攝入的全部能量，則B表示營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅱ同化的能量，C表示營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅱ用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量。若圖甲中營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅰ所固定的太陽(yáng)能總量為y，而圖乙中營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅱ同化的總能量為b，因此營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅰ、Ⅱ間的能量傳遞效率是b/y×100%。

（3）生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的主要特點(diǎn)是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減。物質(zhì)是能量的載體，使得能量沿著食物鏈（網(wǎng)）流動(dòng)；能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力，使得物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返。

（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×X×20%，丙從甲→乙→丙途徑獲得的能量為a×（1-X）×20%×20%，根據(jù)題干中的條件可知：a×X×20%+a×（1-X）×20%×20%=A，因此a=25A/（1+4X）。