Question

20．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，M₁、M₂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表示能量值的多少．请据图作答：

（1）图甲中，M₁、M₂表示的能量形式分别为太阳能（或同化固定的能量）、热能（或呼吸作用散失的热量）．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，主要原因是营养级越高，可利用能量越少．
（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表示同化固定的能量，C表示用于生长、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，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是$\frac{b}{y}$×100%（用图中所给字母的表达式表示）．
（3）由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是单向流动，逐级递减．
（4）若图甲营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，构成食物关系如图丙：．其中，甲能量中比例为X的部分直接提供给丙，则要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量为$\frac{25A}{1+4X}$kJ（用所给字母的表达式表示）．

Answer 1

分析 据图分析：图甲中，M₁表示生产者固定的太阳能，M₂表示热能或呼吸作用散失的热量．图乙中，a表示该营养级的摄入能，b表示该营养级的同化能，c表示该营养级的粪便能，d表示该营养级呼吸作用消耗的能量，e表示用于生长、发育和繁殖的能量，f表示该营养级流向分解者的能量，g表示流入下一营养级的能量．图丙中共有两条食物链，分别是甲→丙和甲→乙→丙．

解答 解：（1）能量是生态系统的动力，是一切生命活动的基础，在生态系统中能量开始于太阳辐射能的固定，结束于生物体的完全分解，能量流动的过程称为能流，在生态系统中只有绿色植物才能进行光合作用固定太阳能．因此图甲中M₁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，M₂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．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，因此营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是$\frac{b}{y}$×100%．
（3）生态系统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=$\frac{25A}{1+4X}$kJ．
故答案为：
（1）太阳能（或同化固定的能量）　   热能（或呼吸作用散失的热量）　     营养级越高，可利用能量越少
（2）同化固定的能量　   用于生长、发育和繁殖的能量   　$\frac{b}{y}$×100%
（3）单向流动，逐级递减
（4）$\frac{25A}{1+4X}$

点评 本题结合图解，考查生态系统的结构和功能，要求考生识记生态系统中能量流动的过程、特点及能量传递效率的相关计算，能正确分析题图，准确判断图中各字母的含义，再结合所学的知识准确答题，属于考纲理解层次的考查．