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    能量去哪了

    2018-02-02 00:25:46周偉
    求學(xué)·理科版 2018年1期
    關(guān)鍵詞:食物鏈鱸魚生產(chǎn)者

    周偉

    縱觀近幾年的高考試題,生態(tài)系統(tǒng)的知識大多以圖形、圖表或文字材料為載體進(jìn)行考查,命題以應(yīng)用層次為主,強(qiáng)調(diào)運(yùn)用生命觀念和理性思維解決實(shí)際問題的能力。下面對生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)的命題熱點(diǎn)進(jìn)行歸類例析,從中揭示高考命題的意圖和解題的一般規(guī)律。

    一、以碳循環(huán)圖為背景,考查生態(tài)系統(tǒng)成分的判斷及其作用

    例1 (高考改編題)某紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)如圖1所示。圖中A是一種氣體,B、C、D、E和F表示生物成分,箭頭表示碳流動的方向。下列敘述錯誤的是( )

    A.圖中生物成分A表示生產(chǎn)者,生物成分F表示分解者

    B.煤是“高碳”能源,通過燃燒,碳主要以CO2的形式進(jìn)入大氣圈

    C.若因環(huán)境污染造成生產(chǎn)者銳減,則C、B的數(shù)量將減少

    D.圖中包含的食物鏈為:E→C→B→D

    【解析】雙向箭頭兩端分別為生產(chǎn)者和大氣中CO2庫(無機(jī)環(huán)境),分析圖1所示可知,A表示大氣中的CO2,E表示生產(chǎn)者,F(xiàn)表示分解者,C表示初級消費(fèi)者,B表示次級消費(fèi)者,D表示三級消費(fèi)者,A選項(xiàng)錯誤,D選項(xiàng)正確。碳在生物群落中以含碳有機(jī)物的形式進(jìn)行流動,化石燃料的燃燒過程中碳主要以CO2的形式進(jìn)入大氣圈,B選項(xiàng)正確。如果因環(huán)境污染造成生產(chǎn)者銳減,則消費(fèi)者的數(shù)量都會降低,C選項(xiàng)正確。

    【答案】A

    【技法點(diǎn)撥】

    (1)生態(tài)系統(tǒng)各成分的判斷關(guān)鍵

    ①判斷生產(chǎn)者時,若判斷的對象為自養(yǎng)型生物,則為生產(chǎn)者。

    ②判斷消費(fèi)者時要特別注意異養(yǎng)型、非腐生等關(guān)鍵詞,植物、微生物都有可能成為消費(fèi)者。

    ③判斷分解者的主要依據(jù)是看能否把動植物的遺體、殘枝敗葉等轉(zhuǎn)變成無機(jī)物,即營腐生生活,如蚯蚓。

    (2)“三看法”判斷碳循環(huán)的各環(huán)節(jié)

    二、以食物網(wǎng)為背景,考查生態(tài)系統(tǒng)能量流動的分析及計(jì)算

    例2 (高考改編題)圖2為某人工魚塘食物網(wǎng)及其能量傳遞示意圖(圖中數(shù)字為能量數(shù)值,單位是J·m-2·a-1)。下列敘述正確的是( )

    A.該食物網(wǎng)中最高營養(yǎng)級為第六營養(yǎng)級

    B.該食物網(wǎng)中第一到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為25%

    C.太陽魚呼吸作用消耗的能量為1357 J·m-2·a-1

    D.鱸魚排出的糞便中的能量是其同化量的一部分

    【解析】該食物網(wǎng)中最長的食物鏈為:浮游植物→浮游動物→幽蚊幼蟲→太陽魚→鱸魚,食物網(wǎng)中最高營養(yǎng)級鱸魚屬于第五營養(yǎng)級,A選項(xiàng)錯誤。第二營養(yǎng)級包括浮游動物和搖蚊幼蟲,二者共有的能量為:3780+4200=7980(J·m-2·a-1)。因此從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為:7980÷31920×100%=25%,B選項(xiàng)正確。一個營養(yǎng)級所含有的能量,一部分流入下一個營養(yǎng)級,還有一部分用于自身呼吸消耗和流向分解者等,題目中的1357是1483(太陽魚總同化量)減去126(下一營養(yǎng)級同化量)得到的,因此太陽魚呼吸作用消耗的能量比1357 J·m-2·a-1要少,C選項(xiàng)錯誤。鱸魚的同化量等于攝入量減去糞便量,故鱸魚排出的糞便中的能量是太陽魚同化量的一部分,D選項(xiàng)錯誤。

    【答案】B

    【技法點(diǎn)撥】

    (1)能量流動的兩種分流模型分析

    ①定量不定時模型(如圖3所示)。流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在足夠長的時間內(nèi)的去路可有三條:a.自身呼吸散失;b.流入下一營養(yǎng)級(最高營養(yǎng)級除外);c.被分解者分解利用。

    ②定量定時模型(如圖4所示)。流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在一定時間內(nèi)的去路可有四條:a.自身呼吸散失;b.流入下一營養(yǎng)級(最高營養(yǎng)級除外);c.被分解者分解利用;d.未利用,即未被自身呼吸消耗,也未被下一營養(yǎng)級和分解者利用,如果是以年為單位研究,這部分的能量將保留到下一年。

    (2)能量流動的相關(guān)計(jì)算方法

    ①相鄰兩個營養(yǎng)級的傳遞效率=下一營養(yǎng)級同化量/上一營養(yǎng)級同化量×100%,一般能量傳遞效率為:10%—20%。

    ②在食物網(wǎng)中求某一營養(yǎng)級能量的最值,要視情況而定:a.若相關(guān)營養(yǎng)級生物(生產(chǎn)者或最高營養(yǎng)級)提供能量的比例或獲取能量的比例未知時,則需要選取具體的食物鏈,即選食物網(wǎng)中最長的食物鏈或最短的食物鏈來求得能量的最值;b.若相關(guān)營養(yǎng)級生物(生產(chǎn)者或最高營養(yǎng)級)提供能量的比例或獲取能量的比例已知時,則需要用乘法或除法計(jì)算每一條食物鏈的能量值,然后求和。

    三、以生產(chǎn)實(shí)踐為背景,考查生態(tài)學(xué)知識和觀念的綜合運(yùn)用

    例3 (名校聯(lián)考題)人工濕地是為了處理污水而人為設(shè)計(jì)建造的、工程化的濕地生態(tài)系統(tǒng),如圖5所示。對該人工濕地作用效果進(jìn)行檢測,結(jié)果如表1所示。其中化學(xué)耗氧量(COD)表示在強(qiáng)酸性條件下重鉻酸鉀氧化1L污水中有機(jī)物所需的氧氣量;生化耗氧量(BOD)表示微生物分解水體中有機(jī)物所需的氧氣量。調(diào)查結(jié)果顯示此人工濕地生態(tài)系統(tǒng)中( )

    A. COD、BOD值越高,表明污染程度越低

    B.植物的吸收作用可降低水體富營養(yǎng)化程度

    C.流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能

    D.由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力,故該濕地可以處理大量的污水

    【解析】COD、BOD值越高,表明水體中有機(jī)物越多,污染程度越高,A選項(xiàng)錯誤。水生植物能吸收水體中N、P等元素,使之減少,從而降低水體富營養(yǎng)化程度,B選項(xiàng)正確。流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能及生活污水中的化學(xué)能,C選項(xiàng)錯誤。生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力有限,若排入的污水超過其調(diào)節(jié)能力范圍,則該濕地不能進(jìn)行處理,D選項(xiàng)錯誤。

    【答案】B

    【技法點(diǎn)撥】

    (1)有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的概念圖構(gòu)建

    如圖6所示。

    (2)有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的幾個生命觀念

    ①平衡觀:當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定階段,它的生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者之間能夠較長時間地保持一種動態(tài)平衡,即生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和物質(zhì)循環(huán)能夠較長時間地保持著一種動態(tài)的平衡。生態(tài)系統(tǒng)能夠維持平衡狀態(tài),是因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力。

    ②能量觀:食物鏈和食物網(wǎng)中,由于生物之間的捕食與被捕食的關(guān)系,必然會造成生物體內(nèi)能量的變化。能量在沿食物鏈流動的過程中,逐級減少,若以“營養(yǎng)級”為單位,能量在相鄰兩個營養(yǎng)級之間的傳遞效率約為:10%—20%。endprint

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