Question

1926年，美国一位生态学家研究了一块玉米实验田的能量流动情况，得到如下数据．

收割的所有玉米植株（10000株）的含碳量（kg）	所有玉米在生长阶段细 胞呼吸消耗的葡萄糖量（ kg）	在整个生长季节，入射到 这块玉米田的太阳能总量（kJ）
a	b	c

（1）玉米需要的磷肥比一般作物多．磷元素参与构成的物质，以及这些物质在光合作用的光反应中的作用有

 

．
（2）从生态系统的组成成分（或营养功能）看，玉米田的所有玉米属于

 

，依据是

 

．玉米个体之间存在着

 

关系．
（3）已知1kg葡萄糖可储存的能量为qkJ．将a全部折算为葡萄糖，含有的能量为

 

kJ；太阳能的利用效率为

 

；呼吸作用消耗的能量占整个生长季节所固定的太阳能的比例为

 

．

Answer 1

考点：水和无机盐的作用的综合,生态系统的功能,生态系统的结构

专题：

分析：（1）考查组成胞的元素的作用．磷元素参与构成的物质有磷脂、色素（如叶绿素）、ATP、ADP、Pi等．
（2）自养生物与异养生物的区别：自养生物：能进行光合作用的生物，如绿色植物；能进行化能合成作用的生物，如硝化细菌．它们都能将二氧化碳和水等无机物转化为有机物．
     玉米个体之间的关系指的是种内关系，包括两个方面种内竞争和种内互助．种内竞争在以前也称为种内斗争，现在的教材使用种内竞争．
（3）关键在于：收割的所有玉米植株的含碳量折算为葡萄糖量．

解答： 解：
（1）考查组成胞的元素的作用．磷元素参与构成的物质有磷脂、色素（如叶绿素）、ATP、ADP、Pi等．这些物质在光合作用的光反应中的作用：磷脂是类囊体膜的主要成分，类囊体薄膜是光反应的场所．色素能吸收、传递和转化光能．在有关酶的催化作用作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP，将光能转变为储存在ATP中的化学能．P元素合成磷脂的元素之一，磷脂是构成生物膜的主要物质．类囊体膜上含有光合色素．ATP和ADP含有P元素，光能在ADP转化为ATP时把能量存在ATP中．核酸含有P元素，可以控制与光合作用有关的酶的合成．
（2）玉米是植物可以利用光能进行光合作用把无机物合成有机物，在生态系统中属于生产者．玉米个体之间的关系指的是种内关系，包括两个方面种内竞争和种内互助．
（3）收割的所有玉米植株的含碳量为akg，假设折算为葡萄糖（C6H12O6，相对分子质量180）为Xkg．根据化学知识可以列出等式：12×6/180=a/X，X=2.5a．
1kg葡萄糖可储存的能量为qkJ，则收割的所有玉米植株含葡萄糖2.5akg，含有的能量为2.5aqkJ．
所有玉米在生长阶段细胞呼吸消耗的葡萄糖量为bkg，则呼吸作用消耗的能量为bqkJ，所有玉米固定的太阳能为（2.5qa+qb）kJ，即净生产量+呼吸消耗量．
呼吸作用消耗的能量占整个生长季节所固定的太阳能的比例为qb/（2.5qa+qb）或b/（2.5a+b）．
在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量是ckJ，则太阳能的利用效率为（2.5qa+qb）/c．
故答案为：
（1）磷脂，构成类囊体．附着色素，吸收（传递）和转化光能（附着酶，催化ADP转化为ATP）、ATP和ADP，在ADP转化为ATP的过程中，将光能转化为化学能储存在ATP中、核酸能控制相关酶的合成等
（2）生产者     能将CO₂等无机物转化为有机物/能固定太阳能      种内竞争和种内互助
（3）2.5qa         （2.5qa+qb）/c        qb/（2.5qa+qb）或b/（2.5a+b）

点评：本题考查无机盐的功能和生态系统的能量传递，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，能用数学方式准确地描述生物学方面的内容、以及数据处理能力．