Question

4．如图1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．图乙为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．请据图作答：

（1）图1甲中，m1、m2表示的能量形式分别为太阳能、热能（或呼吸作用散失的热能）．通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量会远远少于Ⅲ，主要原因是营养级越高，可利用的能量越少．在图1甲Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ营养级中碳流动的形式是以含碳有机物的形式流动．
（2）图1乙中，若A表示图1甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示II所同化固定的能量，C表示II用于生长、发育和繁殖的能量．若图1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b/y×100%（用图中所给字母表示）．
（3）由图1乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点单向流动、逐级递减．
（4）若图1甲中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，构成的食物关系如图2所示．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（用所给字母表示）．

Answer 1

分析 据图分析：1、图甲中，Ⅰ表示生产者，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示初级消费者、次级消费者、三级消费者，m₁、m₂代表太阳能和呼吸作用散失的能量．
2、图乙中，B表示同化能，D表示呼吸作用散失的能量，C表示用于生长、发育和繁殖的能量，E表示分解者利用的能量，F表示流入下一营养级的能量．
3、图丙中，该食物网共有两条食物链，分别是甲→丙，甲→乙→丙．

解答 解：（1）生态系统的结构包括生态系统的成分和营养结构（食物链和食物网）；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；通常情况下，营养级越高，可利用的能量越少，故位于营养级Ⅳ的生物个体数量会远远少于Ⅲ．在生态系统的生物群落内部能量流动的载体是含碳有机物．
（2）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Ⅱ同化固定的能量，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；能量传递效率=（Ⅱ营养级同化量÷Ⅰ营养级同化量）×100%=$\frac{b}{y}$×100%．
（3）能量在食物链各营养级间是单向流动、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=$\frac{25A}{（1+4X）}$．
故答案为：
（1）太阳能   热能（或呼吸作用散失的热能）   营养级越高，可利用的能量越少      以含碳有机物的形式流动
（2）II所同化固定的能量    II用于生长、发育和繁殖的能量   b/y×100%
（3）单向流动、逐级递减
（4）$\frac{25A}{（1+4X）}$

点评 本题考查生态系统的能量流动、生态系统的稳定性，重点是掌握能量流动的计算，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构的能力．