Question

3．北京航空航天大学建立的“月宫一号”是由植物、动物、微生物组成的人工闭合生态系统，已经有三位志愿者在该生态系统中生活了105天．系统内栽培了粮食作物、蔬菜和水果等植物，饲养了动物（黄粉虫），还有微生物来降解废物．如图是此生态系统的部分示意图，请分析作答：
（1）该生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节，模拟实现生态系统的物质循环、能量流动和信息传递功能是该实验成功的标志．
（2）在这个人工闭合生态系统中，人与黄粉虫的种间关系是捕食和竞争．
（3）假定能量的传递效率为10%，在三人能量供应维持不变的情况下，如将人的膳食中黄粉虫所占比例由$\frac{1}{5}$调整为$\frac{1}{10}$，则调整后植物的总消耗量仅为原来的$\frac{19}{28}$（填分数）．

Answer 1

分析 生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递，三者缺一不可；物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态； 信息传递是双向的，能量流动是单向的，物质循环具有全球性．
生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力叫生态系统的稳定性，生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力，生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节．生态系统内部结构与功能的协调，能提高生态系统稳定性，生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越强．

解答 解：（1）该生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节．生态系统的功能是物质循环、能量流动和信息传递．
（2）在这个人工闭合生态系统中，人捕食黄粉虫，为捕食关系，人和黄粉虫都捕食植物，为竞争关系，因此人与黄粉虫的种间关系是捕食和竞争．
（3）设人获得的总能量是A，调整前植物的总消耗量为X，调整后植物的总消耗量为Y，则X=$\frac{1}{5}$A÷10%÷10%+$\frac{4}{5}$A÷10%=28A，Y=$\frac{1}{10}$A÷10%÷10%+$\frac{9}{10}$A÷10%=19A，因此调整后植物的总消耗量仅为原来的Y：X=19A：28A=$\frac{19}{28}$．
故答案为：
（1）负反馈调节        物质循环、能量流动和信息传递
（2）捕食和竞争
（3）$\frac{19}{28}$

点评 本题结合图示，考查生态系统的功能和稳定性，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论能力．生态系统的稳定性具有相对性，当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时，便可导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩溃．