Question

如圖1甲為某湖泊生態系統的能量金字塔簡圖，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養級，m₁、m₂代表不同的能量形式．圖乙表示能量流經該生態系統某一營養級的變化示意圖，其中a～g表示能量值．請據圖作答：

（1）圖1甲中，m₁、m₂表示的能量形式分別為

 

、

 

．通常情況下，位于營養級Ⅳ的生物體個數量一般遠遠少于Ⅲ，主要原因是

 

．
（2）圖1乙中，若A表示圖甲中營養級Ⅱ所攝入的全部能量，則B表示

 

，C表示

 

．
（3）由圖1乙可以總結出生態系統能量流動的主要特點是

 

（4）若圖1甲中營養級Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一種生物甲、乙、丙，構成的食物關系如圖2．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（用所給字母表示）．

Answer 1

分析：生態系統中物質和能量的流動沿著食物鏈和食物網的方向會逐級遞減．據此分析解答．

解答：解：（1）能量：是生態系統的動力，是一切生命活動的基礎 在生態系統中能量開始于太陽輻射能的固定，結束于生物體的完全分解，能量流動的過程稱為能流，在生態系統中只有綠色植物才能進行光合作用固定太陽能．因此圖甲中m1表示流入該生態系統的總能量，這部分能量是太陽能或生產者固定的能量，m2表示從該生態系統散失的能量，即熱能或呼吸作用散失的熱量．能量在傳遞過程中是逐級遞減的，因此營養級越高的生物，可利用的能量越少，所以個體數量往往也越少．
（2）圖乙中，若A表示圖甲中營養級Ⅱ所攝入的全部能量，則B表示Ⅱ同化作用固定的能量，C表示Ⅱ用于生長、發育和繁殖的能量（或儲存能量）．
（3）生物的呼吸作用后一部分能量用于維持本身的各種生理活動；一部分能理轉化為熱能散發到無機環境中（空氣中）；一部分能量就貯存于本身的細胞中，而只有這一部分能量才是傳遞給下一級的．因此生態系統能量流動的主要特點是單向流動、逐級遞減．
（4）假設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%，根據題干中的條件可知：a×X×20%+a×（1-X）×20%×20%=A，因此a=25A/（1+4X）．故甲能量中比例為X的部分直接提供給丙，則要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量為 25A/（1+4X）kJ（用所給字母表示）．
故答案為：（1）太陽能；熱能或呼吸作用散失的熱量；營養級高、可利用能量少；
（2）Ⅱ同化作用固定的能量；Ⅱ用于生長、發育和繁殖的能量（或儲存能量）；
（3）單向流動、逐級遞減；
（4）25A/（1+4X）

點評：解此題的關鍵是理解能量是沿著食物鏈流動逐級遞減的以及食物鏈．