- 能量流动和物质循环规律的应用
- 共438题
发生汶川大地震的龙门山地震带是我国生物多样性保护的关键区域，80%的大熊猫种群分布于此．据不完全统计，地震后植被毁损达到30%以上，还出现了200米宽、1公里长、30米厚的大型泥石流带．右图为地震毁损的某自然保护区人为干预下恢复过程的能量流动图（单位为103kJ/m2•y）．
（1）如图所示，输入该生态系统的能量主要是______，第一营养级到第二营养级的能量传递效率为______%（保留一位小数）．
（2）图中A代表的生理过程是______，图中未利用部分的能量在生物体内的存在形式是______．
（3）如上图所示，除生产者外其它营养级需要补偿能量输入的原因是______．计算可知，肉食性动物需补偿输入的能量值为______×103kJ/m2•y．
（4）试分析相关泥石流带对该区域熊猫繁殖造成的可能影响是______．
（5）随着时间的推移，地震毁损的自然保护区内生物的种类和数量不断恢复的过程，称为______．
正确答案
解：（1）图1中，输入该生态系统的能量是生产者光合作用固定的太阳能和输入有机物中的化学能．第一营养级的同化量为23+70+14+3=110×103kJ/m2•y，第二营养级的同化量为14×103kJ/m2•y，所以第一营养级到第二营养级的能量传递效率为
（2）某一营养级（最高营养级除外）能量的去向包括：自身呼吸消耗、流向下一个营养级、被分解者分解利用和未被利用（未利用部分的能量在生物体内以有机物中化学能的形式存在）．所以图1中A表示呼吸作用．
（3）图1中，地震后植被破坏严重，流入该生态系统的能量减少，所以除生产者外其它营养级需要补偿能量输入．输入肉食动物的能量=14+2-4-9-0.5=2.5，而肉食动物输出的能量=2.1+5.1+0.05+0.25=7.5，所以肉食性动物需补偿输入的能量值至少为7.5-2.5=5．
（4）形成泥石流带以后，会导致大熊猫种群产生地理隔离，形成多个种群，导致每一个种群内个体数量减少，进而导致繁殖率降低．
（5）地震后原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体，所以随着时间的推移，地震毁损的自然保护区内生物的种类和数量不断恢复的过程属于次生演替．
故答案为：
（1）生产者光合作用固定的太阳能 12.7
（2）细胞呼吸 有机物中化学能
（3）植被受损，流入该生态系统的能量减少；减轻植被恢复生长的压力（答出前者即给分） 5
（4）地理隔离导致繁殖率降低
（5）群落演替（或次生演替）
解析
解：（1）图1中，输入该生态系统的能量是生产者光合作用固定的太阳能和输入有机物中的化学能．第一营养级的同化量为23+70+14+3=110×103kJ/m2•y，第二营养级的同化量为14×103kJ/m2•y，所以第一营养级到第二营养级的能量传递效率为
（2）某一营养级（最高营养级除外）能量的去向包括：自身呼吸消耗、流向下一个营养级、被分解者分解利用和未被利用（未利用部分的能量在生物体内以有机物中化学能的形式存在）．所以图1中A表示呼吸作用．
（3）图1中，地震后植被破坏严重，流入该生态系统的能量减少，所以除生产者外其它营养级需要补偿能量输入．输入肉食动物的能量=14+2-4-9-0.5=2.5，而肉食动物输出的能量=2.1+5.1+0.05+0.25=7.5，所以肉食性动物需补偿输入的能量值至少为7.5-2.5=5．
（4）形成泥石流带以后，会导致大熊猫种群产生地理隔离，形成多个种群，导致每一个种群内个体数量减少，进而导致繁殖率降低．
（5）地震后原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体，所以随着时间的推移，地震毁损的自然保护区内生物的种类和数量不断恢复的过程属于次生演替．
故答案为：
（1）生产者光合作用固定的太阳能 12.7
（2）细胞呼吸 有机物中化学能
（3）植被受损，流入该生态系统的能量减少；减轻植被恢复生长的压力（答出前者即给分） 5
（4）地理隔离导致繁殖率降低
（5）群落演替（或次生演替）
科学工作者对某弃耕农田多年后形成的荒地进行调查．下表是此生态系统三个营养级（含第一营养级）的能量分析表．请回答下列问题：
（单位：J/hm2•a）
（1）输入该生态系统生物群落的总能量是______J/hm2•a．
（2）该生态系统第二营养级到第三营养级的能量传递效率为______．
（3）该弃耕农田上进行的演替类型为______．
（4）科学工作者为了监测和预报该生态系统鼠害的发生情况，对弃耕后田鼠种群数量的变化规律进行了研究．
①研究者通常采用______法估算该地区田鼠的种群数量．
②调查统计发现田鼠繁殖能力很强，在最初的一个月内，种群数量每天增加1.47%．根据______，构建了田鼠种群增长模型为Nt=N0•λt（其中，Nt代表t天后田鼠的数量，t表示天数，λ表示倍数，N0表示田鼠的起始数量）．由此可知田鼠在最初的一个月中的生存环境条件是______．
正确答案
解：（1）根据表格中三个营养级生物的同化的能量，构建食物链为A→C→B，输入该生态系统生物群落的总能量是A（生产者）通过光合作用所固定的全部太阳能，为2.48×1011J/hm2•a．
（2）该生态系统第二营养级（C）到第三营养级（B）的能量传递效率为=2.40×107÷7.50×108×100%=3.2%．
（3）次生演替是原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替，所以弃耕农田上进行的演替类型为次生演替．
（4）①研究者通常采用标志重捕法法估算该地区田鼠的种群数量．
②研究人员根据最初的一个月内田鼠的数量调查数据构建的田鼠种群增长模型为Nt=N0•λt，由此可知田鼠在最初的一个月内的生存环境条件是理想条件，即食物和空间充裕、无天敌、气候适宜，种群数量呈J型曲线．
故答案为：（1）2.48×1011
（2）3.2%
（3）次生演替
（4）①．标志重捕 ②．调查统计的数据（数据） 食物和空间充裕、无天敌、气候适宜
解析
解：（1）根据表格中三个营养级生物的同化的能量，构建食物链为A→C→B，输入该生态系统生物群落的总能量是A（生产者）通过光合作用所固定的全部太阳能，为2.48×1011J/hm2•a．
（2）该生态系统第二营养级（C）到第三营养级（B）的能量传递效率为=2.40×107÷7.50×108×100%=3.2%．
（3）次生演替是原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替，所以弃耕农田上进行的演替类型为次生演替．
（4）①研究者通常采用标志重捕法法估算该地区田鼠的种群数量．
②研究人员根据最初的一个月内田鼠的数量调查数据构建的田鼠种群增长模型为Nt=N0•λt，由此可知田鼠在最初的一个月内的生存环境条件是理想条件，即食物和空间充裕、无天敌、气候适宜，种群数量呈J型曲线．
故答案为：（1）2.48×1011
（2）3.2%
（3）次生演替
（4）①．标志重捕 ②．调查统计的数据（数据） 食物和空间充裕、无天敌、气候适宜
下表中的诗文与所蕴含生命科学知识的对应关系正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、“凡是各自有根本”表示每种生物均各自有遗传物质，“种禾终不生豆苗”则进一步说明了遗传现象，A错误；
B、自然界中的动植物遗体之所以没有堆积如山，是分解者将这些有机物分解成无机物，这些无机物又是植物制造有机物的原料，因此“落红不是无情物，化作春泥更护花”蕴含了生态系统中的物质循环，即腐生的细菌、真菌等把“落花”分解成“春泥”，B正确；
C、由于高山的温度较低，因此当“人间四月芳菲尽”时，“山寺桃花始盛开”，说明了温度影响植物的开花，C错误；
D、由于黄蜂的颜色与油菜花的颜色类似，因此“黄蜂飞入菜花”后就不易寻找，这说明了生物适应性中的保护色，D错误．
故选：B．
①在入射的太阳能中，生产者只利用了其中的1%左右；
②分解者可利用来自各营养级转移到A中的所有能量；
③消费者营养级别越高，可利用的总能量越多；
④当人们把生产者当作食物时，比起其他营养级，可获得更多的能量．
正确答案
解析
解：①在入射的太阳能中，生产者只利用了其中的16000÷1500900≈1%左右，①正确；
②分解者可利用来自各营养级转移到A中的一部分能量，A中还有各营养级的呼吸作用，②错误；
③因为能量流动的特点是单项传递、逐级递减，传递效率只有10%-20%，消费者营养级别越高，可利用的总能量越少，③错误；
④人们利用生产者做食物时，由于能量只传递了一次，浪费的能量比较少，所以比利用其他营养级能获得更多的能量，④正确．
故选：B．
在“青草→食草昆虫→蜘蛛→食虫鸟→猫头鹰”的这条食物链中，占生态系统总能量比例最多和最少的消费者依次是（ ）
正确答案
解析
解：能量是沿食物链流动并逐级递减的，上一个营养级输入到下一营养级的能量中，只有10%-20%的能量能流入下一营养级；因此营养级越低所占有能量越多，营养级越高所占有的能量越少．在青草→食草昆虫→蜘蛛→食虫鸟→猫头鹰这条食物链中，青草是生产者处于第一个营养级，食草昆虫处于第二个营养级，蜘蛛是第三个营养级，食虫鸟是第四个营养级，猫头鹰是第五个营养级；因此占生态系统总能量比例最多的消费者是食草昆虫，占生态系统总能量比例最少的消费者是猫头鹰．
故选：C．
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