Question

【題目】如圖甲為某湖泊生態系統的能量金字塔簡圖，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養級，M1、M2代表不同的能量形式。圖乙表示能量流經該生態系統某一營養級的變化示意圖，其中a～g表示能量值的多少。請據圖作答：

(1)圖甲中，M1、M2表示的能量形式分別為_________________、_________________。通常情況下，位于營養級Ⅳ的生物個體數量一般遠遠少于Ⅲ，主要原因是營養級越高，可利用能量__________。

(2)圖乙中，若A表示圖甲中營養級Ⅱ所攝入的全部能量，則B表示營養級Ⅱ____________，C表示______________。若圖甲中營養級Ⅰ所固定的太陽能總量為y，則營養級Ⅰ、Ⅱ間的能量傳遞效率是_____________(用圖中所給小寫字母的表達式表示)。

(3)由圖乙可以總結出生態系統能量流動的主要特點是_______________________。

能量流動和物質循環是生態系統的主要功能，二者是同時進行的，彼此相互依存，不可分割。物質作為能量的載體,使能量沿著___________流動；能量作為動力，使物質能夠不斷地在____________________之間循環往返。

(4)若圖甲營養級Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一種生物甲、乙、丙，構成食物關系如圖：

其中，甲能量中比例為X的部分直接提供給丙，則要使丙能量增加AkJ，至少需要消耗甲的能量為_______________kJ(用所給字母的表達式表示)。

Answer 1

【答案】 太陽能(或同化固定的能量) 熱能(或呼吸作用散失的熱量) 越少 同化的能量 用于生長、發育和繁殖的能量 b/y×100% 單向流動、逐級遞減 食物鏈（網） 生物群落和無機環境 25A/（1+4X）

【解析】分析圖甲，在能量金字塔中，處于第一營養級的生物是生產者，M1表示進入該生態系統的能量光能，M2是指在生態系統食物鏈各營養級散失的能量熱能；能量在食物鏈各營養級間是單向流動、逐級遞減，則營養級越高，可利用能量少。分析圖乙，每一營養級的同化量=攝入量-糞便量，若A表示圖甲中營養級Ⅱ所攝入的全部能量，則B表示第Ⅱ營養級同化的能量，一部分（D）在第Ⅱ營養級的呼吸作用中以熱能的形式散失了，另一部分（C）用于第Ⅱ營養級的生長、發育和繁殖等生命活動，儲存在生物的有機物中。分析題（4）圖，食物鏈有兩條：甲→丙、甲→乙→丙，由高營養級求低營養級能量，至少能量按照20%計算。

（1）根據以上分析已知，圖甲中M1表示流入該生態系統的總能量，這部分能量是太陽能或生產者固定的能量；M2表示從該生態系統散失的能量，即熱能或呼吸作用散失的熱量。能量在傳遞過程中是逐級遞減的，營養級越高的生物，可利用的能量越少，所以個體數量往往也越少。

（2）根據以上分析已知，若乙圖中A表示甲中營養級Ⅱ所攝入的全部能量，則B表示營養級Ⅱ同化的能量，C表示營養級Ⅱ用于生長、發育和繁殖的能量。若圖甲中營養級Ⅰ所固定的太陽能總量為y，而圖乙中營養級Ⅱ同化的總能量為b，因此營養級Ⅰ、Ⅱ間的能量傳遞效率是b/y×100%。

（3）生態系統能量流動的主要特點是單向流動、逐級遞減。物質是能量的載體，使得能量沿著食物鏈（網）流動；能量是物質循環的動力，使得物質能夠不斷地在生物群落和無機環境之間循環往返。

（4）假設至少需要消耗甲的能量為a，則丙從甲→丙途徑獲得的能量為a×X×20%，丙從甲→乙→丙途徑獲得的能量為a×（1-X）×20%×20%，根據題干中的條件可知：a×X×20%+a×（1-X）×20%×20%=A，因此a=25A/（1+4X）。