Question

5．圖甲表示草原生態(tài)系統(tǒng)的能量流和部分物質(zhì)流，圖乙表示某種群遷入該生態(tài)統(tǒng)一段時(shí)間內(nèi)種群增長(zhǎng)倍率和時(shí)間的關(guān)系，圖丙是能量流動(dòng)示意圖，圖丁是有關(guān)的食物網(wǎng)．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）由圖甲分析，無(wú)機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)和能量主要是通過(guò)生產(chǎn)者的光合作用進(jìn)入生物群落，；生態(tài)系統(tǒng)能量不循環(huán)流動(dòng)的原因是生物代謝產(chǎn)生的熱能不能被生物體用于合成有機(jī)物（或散失的熱能不能被生物再利用）；物質(zhì)可以反復(fù)利用的主要原因是生態(tài)系統(tǒng)組成成分中的生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者 經(jīng)過(guò)呼吸作用將有機(jī)物分解為無(wú)機(jī)物，無(wú)機(jī)物可被生物群落重新利用．
（2）由圖乙可知，種群密度在第40年時(shí)，達(dá)到種群的環(huán)境容納量（K值）．種群密度在第10--30年時(shí)期內(nèi)，種內(nèi)斗爭(zhēng)變化趨勢(shì)是逐漸增強(qiáng)．
（3）若此草原向森林群落演替，在這一演替過(guò)程中，顯著提高了群落利用陽(yáng)光等環(huán)境資源的能力；同時(shí)也使生態(tài)系抵抗力統(tǒng)穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)．
（4）若該生態(tài)系統(tǒng)一年固定碳量為4810¹⁹千克，1千克葡萄糖儲(chǔ)存1.610⁴KJ能量，生產(chǎn)者一年細(xì)胞呼吸作用消耗葡萄糖810²⁰千克，那么一年該生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者用于生長(zhǎng)發(fā)育繁殖的能量為6.4×10²⁴KJ．
（5）圖丙中A表示初級(jí)消費(fèi)者的同化量．初級(jí)消費(fèi)者到次級(jí)消費(fèi)者的能量傳遞效率是3%．
（6）假設(shè)鷹從各條食物鏈中獲得的能量是均等的，若鷹體內(nèi)有機(jī)物增加15g，至少需要消耗植物875 g．

Answer 1

分析 1、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)：
 單向流動(dòng)：生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的能量只能從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，再依次流向下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，不能逆向流動(dòng)，也不能循環(huán)流動(dòng)．
 逐級(jí)遞減：能量在沿食物鏈流動(dòng)的過(guò)程中，逐級(jí)減少，能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率是10%-20%；可用能量金字塔表示．在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，能量流動(dòng)過(guò)程中消耗的能量越多
2、生態(tài)系統(tǒng)之所以能維持相對(duì)穩(wěn)定，是由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力．生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的．基礎(chǔ)是負(fù)反饋．物種數(shù)目越多，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，自我調(diào)節(jié)能力越大．

解答 解：（1）生產(chǎn)者主要是綠色植物（最基本、最關(guān)鍵的成分），綠色植物通過(guò)光合作用將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，固定在光合作用制造的有機(jī)物中，能量輸入到生態(tài)系統(tǒng)的第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，成為生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的起點(diǎn)．圖中“→”表示能量流動(dòng)；由于散失的熱能不能被生物再利用，因此生態(tài)系統(tǒng)能量不能循環(huán)流動(dòng)．由于生態(tài)系統(tǒng)組成成分中的 生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者經(jīng)過(guò)呼吸作用將有機(jī)物分解為無(wú)機(jī)物，無(wú)機(jī)物可被生物群落重新利用，因此物質(zhì)可以反復(fù)利用．
（2）由圖乙可知，種群密度在第40年時(shí)，λ=$\frac{當(dāng)年某種群個(gè)體的數(shù)量}{上一年該種群的個(gè)體數(shù)}$=1，說(shuō)明種群數(shù)量幾乎沒(méi)有變化，可知種群數(shù)量達(dá)到種群的環(huán)境容納量（K值）．種群密度在第40年前，λ＞1，當(dāng)年該種群的個(gè)體數(shù)量大于一年前該種群個(gè)體數(shù)量，說(shuō)明該種群數(shù)量有所增加；當(dāng)種群密度在第10～30年時(shí)期內(nèi)，由于種內(nèi)斗爭(zhēng)逐漸增強(qiáng)，λ呈現(xiàn)逐漸降低趨勢(shì)．
（3）草原向森林群落演替過(guò)程中，顯著提高了群落利用陽(yáng)光等環(huán)境資源；同時(shí)也使生態(tài)系抵抗力統(tǒng)穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)．
（4）生態(tài)系統(tǒng)一年固定碳量為12×10¹⁹千克，相當(dāng)于18×10²⁰千克葡萄糖，由于生產(chǎn)者的同化能=其呼吸作用消耗的能量+用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量，所以一年該生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者用于生長(zhǎng)發(fā)育繁殖的葡萄糖量為18×10²⁰-8×10²⁰=10×10²⁰千克葡萄糖，相當(dāng)于16×10²⁴KJ的能量．
（5）據(jù)圖丙分析，初級(jí)消費(fèi)者的攝入能=其同化能+其糞便能，所以A表示初級(jí)消費(fèi)者的同化量．初級(jí)消費(fèi)者到次級(jí)消費(fèi)者的能量傳遞效率為（2.44×10⁷-1.9×10⁶）÷（1.09×10⁹-3.0×10⁸）×100%=3%．
（6）圖丁中，鷹從各條食物鏈中獲得的能量是均等的，若鷹體內(nèi)有機(jī)物增加15g，計(jì)算至少需要消耗植物的能量傳遞效率應(yīng)該按20%，所以至少需要消耗植物的量為15×$\frac{1}{3}$÷20%÷20%+15×$\frac{1}{3}$÷20%÷20%+15×$\frac{1}{3}$÷20%÷20%÷20%=875g．
故答案為：
（1）生產(chǎn)者的光合作用     生物代謝產(chǎn)生的熱能不能被生物體用于合成有機(jī)物（或散失的熱能不能被生物再利用）     生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者
（2）第40    逐漸增強(qiáng)
（3）陽(yáng)光等環(huán)境資源
（4）6.4×10²⁴KJ
（5）初級(jí)消費(fèi)者的同化量       3%      
（6）875

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的規(guī)律和應(yīng)用、種群數(shù)量變化規(guī)律等相關(guān)內(nèi)容，意在考查考生理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系的能力．