Question

18．如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．请据图回答下列问题．

（1）图甲中，m₁、m₂表示的能量形式分别为太阳能（或生产者同化固定的能量）、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，主要原因是营养级高，可利用能量少（或营养级高的物种，往往体型较大）．
（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Ⅱ同化固定的能量，e表示Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量．
（3）若图甲中营养级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AkJ，至少需要消耗甲的能量$\frac{25A}{1+4x}$kJ．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：
图甲中，在能量金字塔中，处于第一营养级的生物是生产者，m₁表示进入该生态系统的能量光能，m₂是指在生态系统食物链各营养级散失的能量热能；能量在食物链各营养级间是单向流动、逐级递减，则营养级越高，可利用能量少．
图乙中，每一营养级的同化量=摄入量-粪便量，若a表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则b表示第Ⅱ营养级同化的能量，一部分在第Ⅱ营养级的呼吸作用中以热能的形式散失了，另一部分用于第Ⅱ营养级的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在生物的有机物中．
图丙中，食物链两条：甲→丙、甲→乙→丙，由高营养级求低营养级能量，至少能量按照20%计算．

解答 解：（1）据此分析解答，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）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Ⅱ同化作用固定的能量，c表示Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量（或储存能量）．
（3）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=$\frac{25A}{1+4x}$．
故答案为：
  （1）太阳能（或生产者同化固定的能量）      热能（或呼吸作用散失的热量）      营养级高，可利用能量少（或营养级高的物种，往往体型较大）
（2）Ⅱ同化固定的能量Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量
（3）$\frac{25A}{1+4x}$

点评 本题考查生态系统的能量流动等知识，意在考查考生能理解所学知识的要点、识图能力、信息的提取与应用能力、通过比较与综合做出合理判断的能力等．