2.能量流动 能量流动的起点是生产者通过光合作用所固定的太阳能.流入生态系统的总能量就是生产者通过光合作用所固定的太阳能的总量.能量流动的渠道是食物链和食物同.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能量.如羊吃草.不能说草中的能量都流入了羊体内.流入羊体内的能量应是指草被羊消化吸收后转变成羊自身的组成物质中所含的能量.而未被消化吸收的食物残渣的能量则未进入羊体内.不能算流入羊体内的能量.一个营养级的生物所同化着的能量一般用于4个方面:一是呼吸消耗,二是用于生长.发育和繁殖.也就是贮存在构成有机体的有机物中,三是死亡的遗体.残落物.排泄物等被分解者分解掉,四是流入下一个营养级的生物体内.在生态系统内.能量流动与碳循环是紧密联系在一起的. 能量流动的特点是单向流动和逐级递减.单向流动:是指生态系统的能量流动只能从第一营养级流向第二营养级.再依次流向后面的各个营养级.一般不能逆向流动.这是由于动物之间的捕食关系确定的.如狼捕食羊.但羊不能捕食狼.逐级递减是指输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流人后一个营养级.能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的.能量在沿食物链传递的平均效率为10%-20%.即一个营养级中的能量只有10%-20%的能量被下一个营养级所利用. 能量金字塔是指将单位时间内各个营养级所得到的能量数值.按营养级由低到高绘制成的图形成金字塔形.称为能量金字塔.从能量金字塔可以看出:在生态系统中.营养级越多.在能量流动过程中损耗的能量也就越多,营养级越高.得到的能量也就越少.在食物链中营养级一般不超过5个.这是由能量流动规律决定的. 研究能量流动规律有利于帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系.使能量持续高效地流动向对人类最有益的部分.在农业生态系统中.根据能量流动规律建立的人工生态系统.就是在不破坏生态系统的前提下.使能量更多地流向对人类有益的部分. [经典例题解析] 例题1 下列有关光合作用的叙述中.错误的是( ) A.叶绿体离开叶肉细胞便不能进行光合作用 B.温度降到0℃时依然有植物进行光合作用 C.叶绿素吸收的光能要转移给ADP形成ATP D.光反应和暗反应都有许多酶参与催化作用 解析 A是错的.叶绿体是进行光合作用的基本单位.进行光合作用所需要的色素和全部的酶都在叶绿体中.科学家在研究叶绿体的结构和光合作用过程时都是通过离体叶绿体进行的.离体叶绿体是能够进行光合作用的,B是对的.植物进行光合作用的最低温度.最适温度和最高温度.在不同的植物是不一样的这与植物的原始地理分布有关.分布在热带地区的植物.植物正常生长发育所需要的温度较高.但在寒冷地区分布的植物.进行光合作用所需的温度就较低.特别是分布在北极圈内的植物和高原植物.是能够在0℃左右的条件下正常生长发育的,C也是对的.叶绿素吸收光能后.其中的一个电子由基态被激发到激发态而成为高能电子.经传递而离开叶绿体.此时叶绿素分子中就缺失一个电子.叶绿素分子就从水中夺取一个电子.水就被分解.而在电子传递过程中.高能电子中的能量就释放出来用于将ADP和Pi合成ATP.D是对的.在整个光合作用过程中进行的每一步反应都是需要酶来催化的. 答案 A 例题2 图5-8所示.某植物上的绿叶经阳光照射24小时后.经脱色并用碘液处理.结果有锡箔覆视部位不呈蓝色.而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色.本实验证明( ) 图5-8 ①光合作用需要二氧化碳 ②光合作用需要光 ③光合作用需要叶绿素 ④光合作用放出氧气 ⑤光合作用制造淀粉 A.①② B.③⑤ C.②⑤ D.①③ 解析 这是一道关于光合作用的条件.产物的分析题.光照24小时.叶片裸露的部分进行光合作用.脱色后用碘处理变蓝.说明有淀粉生成.应选⑤,有锡箔覆盖的位置.因没有光.不能进行光合作用.未产生淀粉.用碘处理不变蓝.说明光合作用需要光.没有光就不能进行光合作用.应选②. 答案 C 例题3 对某植物作如下处理:(甲)持续光照 10秒钟,(乙)光照5秒后再黑暗处理5秒.连续交替进行20分钟.若其他新不变.则在甲.乙两种情况下植株所制造的有机物总量是( ) A.甲多于乙 B.甲少于乙 C.甲和乙相等 D.无法确定 解析 光合作用的过程分为光反应和暗反应两个过程.两者在不同的酶的催化作用下独立进行的.在一般情况下.光反应的速度比暗反应快.光反应的产物ATP和[H]不能被暗反应及时消耗掉.原因是催化暗反应的酶的催化效率和数量都是有限的.持续光照.光反应产生的大量的[H]和ATP不能及时被暗反应消耗.暗反应限制了光合作用的速度.降低了光能的利用率.但中间间隔5秒钟无光.有利于充分利用前5秒钟的光反应的产物.从而提高了对光能的利用率.在光照强度和光照总时间不变的情况下.制造的有机物相对多一些. 答案 B 例题4 图5-9表示绿色植物在水分充足的条件下.光合作用的速度与环境因素的关系.请仔细分析图中曲线.回答下列问题: 图5-9 (1)从图中曲线可知影响光合作用的主要非生物因素是 . (2)根据你对图中曲线的分析.你认为光合作用强度与温度之间的关系是 . (3)你认为在温度为40℃.光照强度为c时.限制光合作用进行的内在因素是 .外界因素可能是 . (4)在光照强度为b的条件下.温度为30℃时.限制光合作用的内在因素是 .如果大棚栽培蔬菜.在这种情况下应采取什么措施有利于蔬菜的生长? .原因是 . (5)在光照强度为b.温度为20℃时.限制光合作用的内在因素是 .如果大棚栽培蔬菜.此时应采取什么措施有利于蔬菜的生长? .原因是 . 解析 影响光合作用的因素很多.如水分.光照强度.温度.CO2浓度等均对光合作用产生影响.根据题于部分的要求.已不考虑水对光合作用的影响.从图中曲线可以看出.光照强度与温度的关系是:在一定的光照强度范围内.光合作用强度随着光照强度的增加而增加.光合作用强度与温度的关系是:在一定的温度范围内.光合作用强度随着温度的升高而增强.温度对光合作用过程中的光反应影响不大.但对暗反应的影响很大.主要是影响暗反应过程中的酶的活性.所以在光照充足.温度较低的条件下.光合作用的强度主要是受暗反应的限制.此时适当提高温度有利于植物的生长.光照强度主要影响光合作用的光反应过程.对暗反应过程没有直接影响.在温度适宜.光照强度较低的条件下.限制光合作用强度的主要内在因素是光反应.此时适当降低温度有利于植物的生长.如果光照条件和温度都适宜时.限制光合作用强度的主要因素是CO2的浓度.酶的数量和酶的最大活性的限制. 答案 在一定的温度范围内.光合作用强度随着温度的升高而增强 (3)暗反应过程中的酶的数量和酶的最大活性 CO2 (4)光反应 适当降低温度 降低呼吸消耗 (5)暗反应中酶的活性 适当提高温度 提高暗反应过程中酶的活性 例题5 用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子.18O的转移途径是( ) A.葡萄糖→丙酮酸→水 B.葡萄糖→丙酮酸→氧 C.葡萄糖→氧→水 D.葡萄糖→丙酮酸→CO2 解析 葡萄糖的有氧呼吸过程可分为3个阶段.第一阶段是葡萄糖在无氧参与的情况下分解成丙酮酸.同时产生[H]和少量的ATP,第二阶段是丙酮酸分解成CO2.同时产生[H]和少量的ATP,第三阶段是第一阶段和第二阶段产生的[H]还原从空气中吸收进来的氧.生成水.同时产生了大量的ATP.从C6H12O6H氧化分解产生H2O和CO2的全过程可以看出.葡萄糖中18O的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→CO2. 答案 D 例题6 图5-10表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化.请据图5-10回答下列问题: 图5-10 (1)外界氧浓度在10%以下时.该器官的呼吸作用方式是 . (2)该器官的CO2释放与O2的吸收两条曲线在P点相交后则重合为一条线.此时该器官的呼吸作用方式是 .进行此种呼吸方式所用的底物是 . (3)当外界氧浓度为4-5%时.该器官CO2释放量的相对值为0.6.而O2吸收量的相对值为0.4.此时.无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的 倍.释放的能量约相当于有氧呼吸的 倍.转移到ATP的能量约相当于有氧呼吸的 倍. 解析 根据图5-10所示曲线.在氧浓度大于10%时.O2的吸收量与CO2的释放量相等.说明该非绿色组织此时进行的是有氧呼吸.呼吸底物主要是葡萄糖.因为以葡萄糖为呼吸底物时.根据有氧呼吸的反应方程式.吸收的氧气和释放的二氧化碳是相等的.在氧浓度小于 10%时.CO2的释放量大于氧气的吸收量.说明有一部分CO2是通过无氧呼吸释放出来的.所以在氧浓度小于10%时就是无氧呼吸和有氧呼吸并存.第3小题的计算方法是:在外界氧浓度为4-5%时.O2的吸收量相对值为0.4.则通过有氧呼吸释放的CO2的相对值也应为0.4.有氧呼吸分解1mol葡萄糖释放6molCO2.所以通过有氧呼吸消耗葡萄糖的相对值应为0.4/6.无氧呼吸释放的CO2的相对值为0.6-0.4=0.2.按题意该非绿色组织无氧呼吸产物是酒精和CO2分解1mol葡萄糖释放2molCO2.所以通过无氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值为0.2/2.由此可知.无氧呼吸消耗的葡萄糖约相当于有氧呼吸的倍数是:*=1.5.释放的能量无氧呼吸约相当于有氧呼吸的倍数是:[×196.65]÷[×2870]=0.1027.无氧呼吸转移到 ATP中的能量约相当于有氧呼吸的倍数是:[×61.08]÷[×1255]=0.073. 答案 (1)有氧呼吸和无氧呼吸 (2)有氧呼吸 葡萄糖 (3)1.5 0.1 0.07 例题7 在A.B两玻管内盛有稀葡萄糖溶液20mL.在A管内加入一不定数目的某种单细胞真核生物.在B管内加入数目相同的另一种单细胞真核生物.再向两玻管液体内充入空气后.迅速将玻管密封.放置在光照明亮处.实验员每隔一定时间从两破管内分别取出少量溶液.测定内含O2和CO2浓度.历经3h.其数值变化如图5-11所示.然后撤去光照.再重复上述测定工作.双历经3h.问: 图5-11 (1)A管内液体呈何种颜色? .说明判断依据. . (2)在最初3h内.两玻管内的葡萄糖浓度是否都下降了?清说明理由. . (3)撤去光照后3h内.AB出两管液体中O2和CO2浓度将发生怎样的变化?解释变化的原因.并把变化情况画在上述两图的右半部分. 解析 根据题意.在A.B两试管内分别装有两种单细胞真核生物.开始充入空气.后密封.说明与外界不再发生物质交换.从实验结果分析: A管内O2浓度在增加.CO2浓度却下降.说明A管内的单细胞真核生物能够吸收CO2释放O2.由此可确定A管内的单细胞真核生物是一种能够进行光合作用的藻类.细胞内含有叶绿素.所以A管内液体的颜色应是绿色的.在最初实验的3h内.由于有光照.从实验结果分析光合作用大于呼吸作用.所以培养液中的葡萄糖含量增加.撤去光照后.A管内的藻类就不能进行光合作用.但呼吸作用照常进行.所以O2的浓度开始下降.CO2的浓度开始上升. B管内的实验结果是CO2浓度增加而O2的浓度却下降.说明其内的单细胞真核生物消耗O2释放CO2.由此可确定B管内的单细胞真核生物只能进行有氧呼吸.培养液中的葡萄糖被这种生物消耗而下降.这种单细胞产核生物有可能是酵母菌.光照对这种生物的代谢不发生影响.撤去光照.呼吸作用照常进行.O2浓度继续下降.CO2浓度继续上升. 答案 (1)绿色 A管中单细胞真核生物能进行光合作用.其细胞内必含有叶绿素 (2)A管内葡萄糖浓度不会下降 A管内光合作用强度大于呼吸作用.糖类合成大于消耗.B管内葡萄糖浓度会下降.B管内生物不能制造有机物.可要消耗葡萄糖进行呼吸作用.(3)见图5-12. 图5-12 例题8 为提高大棚蔬菜的产量.应采取的正确措施是( ) A.在白天适当降温 B.在夜间适当提高温度 C.在白天和夜间都适当提高温度 D.在白天适当提高温度.在夜间适当降低温度 解析 本题考查光合作用和呼吸作用的条件.在白天蔬菜既能进行光合作用.又能进行呼吸作用.且光合作用远大于呼吸作用.故适当提高温度.使酶的活性增强.就会使光合作用制造更多的有机物.当然呼吸作用也会增强.但适当提高温度使呼吸作用增加的幅度比光合作用小.蔬菜在白天就能积累更多的有机物.在夜间.植物不能进行光合作用.只能进行呼吸作用分解有机物.故夜间适当降低温度.使酶的活性降低.代谢减慢.分解有机物减少.从而提高大棚蔬菜的产量. 答案 D 例题9 在某湖泊生态系统的一条食物链中.若生产者通过光合作用产生了60mol的O2,则其所固定的太阳能中.流入初级消费者体内的能量最多可达( ) A.1255kJ B.2510kJ C.2870kJ D.5740kJ 解析 生产者通过光合作用产生了60mol氧气.则制造的葡萄糖是10mol.即生产者固定的太阳能为10×2870kJ.计算流入初级消费者体内的能量最多为多少.应按传递效率最高计算.即10×2870kJ×20%=5740kJ. 答案 D 例题10 生态系统中.以CO2的循环开始于( ) A.CO2在生物体的内扩散作用 B.绿色植物固定CO2的光合作用 C.各种动物对有机物的同化作用 D.生物分解有机物的呼吸作用 解析 因为CO2进入生物群落首先通过绿色植物的光合作用.将CO2和水合成贮存能量的有机物.在生物群落内部.碳以有机物的形式流动.最后通过动植物的呼吸作用和微生物的分解作用.将有机物转变成CO2和水而重新释放到大气中.所以 CO2进入生物群落的循环开始于绿色植物固定CO2的光合作用. 答案 B 本周强化练习: [能力训练] 一 (学生课外完成.教师课内重点讲解) 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

Ⅰ.下图Ⅰ表示某类植物固定和还原CO2的过程,图Ⅱ表示的是A、B、C三类植物在夏季晴朗的一天中气孔的开放情况。请据图分析并回答问题:

(1)图Ⅰ所示植物在固定CO2的过程中与C4植物的共同点是          

            ,但此类植物在叶片结构上与C3植物是相同的,区别于C4植物的是                                 

(2)图Ⅰ植物夜晚吸收CO2,却不能合成(CH2O),其原因是           

                     。白昼这类植物进行光合作用所需的CO2还可以由          产生,与此相关的细胞器是          

(3)图Ⅰ所示植物属于图Ⅱ中的    类。这类植物气孔开闭的特点对植物生活的意义是                                  

(4)图Ⅰ植物光合作用特点是与生活相适应的,推测此类植物最可能的生活环境是 

                    

(5)图Ⅱ中B类植物中午时光合速率下降的主要原因是            

Ⅱ.下图甲为一个长期处于稳定状态的生态系统物质循环示意图;表乙是对甲图中群落各组成成分的能量流动情况调查结果;丙是该生态系统中人类对物质与能量的利用情况部分示意图。请据图回答:

(1)大气中二氧化碳的来源有三个,分别是动植物的呼吸作用、          

           。若甲图中的“→”仅表示二氧化碳的流动方向,则不会存在的过程有          

(2)若甲图表示碳循环示意图,则D指的是生态系统中的            

(3)表乙中的Pg表示同化作用固定的总能量,Pn表示生物体内储存的能量,则R= 

      ,其表示的生物学含义是                     。(4)下列判断正确的是(  )

A.X、Y、Z分别代表甲图中的A、B、C且构成一条食物链

B.该生态系统中第一、二营养级间的能量传递效率较高,约为24.3%

C.每平方米每年流经该生态系统的总能量为8.707×104kJ

D.由于该生态系统长期处于稳定状态,所以该生态系统的总能量不会变化

(5)丙图表示人类在草原上放养牲畜的目的是调整生态系统中的       关系,使其持续高效地流向对人类最有益的部分。

 

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利用生态系统中物质循环和能量流动的原理,走可持续发展之路是人类的必然选择。下图是某人工鱼塘生态系统能量流动图解(能量单位为:J/cm2.a)请回答: 

⑴图中A代表             。该生态系统的结构包括        

            

⑵该生态系统中生产者固定的总能量是       J/cm2.a,其中第一营养级到第二营养级的传递效率为        

⑶由于某种因素使得生产者短时间内大量减少,一段时间后经过一定程度的自我调节又恢复到原来水平,这种调节方式称之为        调节,其调节能力的大小与    

                 有关。

⑷在生产者中,能将还原态氮转化为氧化态氮的生物是         ,实验室培养这种微生物需在培养基中加入        作为氮源和能源。

请列举一例分解者中的固氮生物             

 

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利用生态系统中物质循环和能量流动的原理,走可持续发展之路是人类的必然选择。下图是某人工鱼塘生态系统能量流动图解(能量单位为:J/cm2.a)请回答: 
⑴图中A代表             。该生态系统的结构包括        
            
⑵该生态系统中生产者固定的总能量是       J/cm2.a,其中第一营养级到第二营养级的传递效率为        
⑶由于某种因素使得生产者短时间内大量减少,一段时间后经过一定程度的自我调节又恢复到原来水平,这种调节方式称之为        调节,其调节能力的大小与    
                 有关。
⑷在生产者中,能将还原态氮转化为氧化态氮的生物是         ,实验室培养这种微生物需在培养基中加入        作为氮源和能源。
请列举一例分解者中的固氮生物             

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(10分)下图是某一生态系统的结构模式图,请据图完成下列问题:?

?

(1)生态系统的主要功能是物质循环和能量流动,从生态学角度分析,人们建立如上图所示的农业生态系统的主要目的是                    。?

(2)该生态系统的主要成分是      。?

(3)在发酵装置里的B过程中起重要作用的微生物,其细胞结构与水稻根细胞最主要的区别是                   。?

(4)氮是植物生长必需的元素,但在种植大豆时不施氮肥,仍能旺盛生长,其原因是                                   。?

(5)蘑菇在该生态系统的成分中属于    ,如上图所示,在农业生产上,将蘑菇房与蔬菜大棚相通,可提高蔬菜产量,试分析增产原因:                      。?

(6)上图属于       生态工程案例,在该生态工程中所遵循的主要原理有                            

 

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江苏某县地处水乡,畜禽养殖和栽桑养蚕是当地农业的两大支柱产业。在生产总量不断扩张的同时,该县坚持在发展中解决环境问题,优化生态环境,实现了资源的最大化利用。请分析该县农业生态系统结构(部分)示意图并回答:

(1)该农业生态系统的能量流动从       开始,图中属于消费者的生物有           

(2)与传统农业生态系统相比,该农业生态系统的环境污染更小,主要原因是           

(3)该农业生态系统为何能提高经济效益?              

(4)从生态系统稳定性看,该农业生态系统比简单的农田生态系统不易发生虫害的原因是                            。请说出两种根据生物学原理防治害虫的方法           

(5)根据该县地处水乡这一资源优势,请就该农业生态系统提出你的一条合理化建议:                                     

 

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