研究人员对我国某海区生态系统的能量流动情况进行调查,得到下表所示的结果:
11.比较表格中各营养级 的数值,可以验证生态系统能量流动 的特点。
12.该海区输入的总能量是,其与总吸呼量的比值约为 2,这说明该生态系统成熟比较 ,系统的稳定性较 ;如果停止捕捞等干扰,随着群落 的进行,该比值将逐渐趋近于1。
13.研究人员将该海区某种大型底栖藻类切割成大小相同的小段,用两种不同的方法对其光合作用生产力进行了研究。
①方法1: O2 法。将含有藻段的水样分别置于不透光的黑瓶和透光的白瓶中,测定初始溶氧量W0 后将两瓶置于水底,0.5h 后再次测定溶氧量W黑和W白。这段时间藻段光合作用制造的氧气量为 。
②方法2:14 C 法。将含有藻段的水样分别置于不透光的黑瓶和透光的白瓶中,瓶中加入一定量NaH14CO3,在水底放置0.5h 后,向水样中加入80% 的热乙醇以 。反复冲洗藻段除去附和的NaH14CO3,然后分别测定黑瓶和白瓶中藻段的放射性强度C黑和C白,根据即可换算出这段时间藻段光合作用固定的 CO2 量。C黑代表的是 造成的放射性强度。
③ O2法测得的藻段制造的O2摩尔量大于同一时间14 C 法测得的藻段固定的CO2摩尔量,不考虑测量误差,造成这种现象的原因可能是 (从下列选项中选择代号填写)
a.水样中含有的微生物的呼吸作用干扰了 O2法的测定结果
b.藻段实验过程中生成的有机物除了糖类之外还可能有脂肪
c.藻段在光下的呼吸作用速率大于在暗中的呼吸作用速率
d.部分含14 C 有机物已参与呼吸作用导致14 C 法测得CO2固定值偏小
同化量 逐级递减
食物链中能量从一个营养级流下下一营养级,是指同化量而言的。从表中来看从第Ⅰ营养级到第Ⅵ营养级同化量在减少,所以可以验证生态系统能量流动逐级递减的特点。
1)从第Ⅰ营养级到第Ⅵ营养级同化量在减少,所以可以验证生态系统能量流动逐级递减的特点。
2)生产者一定是第一营养级,从表中找到第Ⅰ营养级的同化量为13716.582,根据上文判断稳定性高低;
3)①将黑瓶与白瓶进行比较,可得光合作用实际制造的氧气量为两者相加:W 白-W 黑。
②用14 C 法时,对终止光合作用后的藻段进行分析,用C 白-C 黑可以排除藻段因非光合因素吸收的14CO2 对放射性检测的影响。
③由于脂肪比糖类中氧含量低,且如果已合成的含14C 的有机物参与有氧呼吸,会再次以14CO2形式释放出去,进而导致测得的固定的14CO2 偏低,所以BD可能是造成这种现象的原因。
食物链中能量逐级流动;系统的稳定性的分析
低 弱 演替
输入生态系统的总能量是生产者固定太阳能的总量,生产者一定是第一营养级,所以只需要从表中找到第Ⅰ营养级的同化量(13716.582)即可。由于各个营养级的总呼吸量就是从生态系统流出的能量,所以根据题中信息可得总输入量/总输出量=2,也就是说输入大于输出,所以该生态系统所具有的总能量在不断增加,该生态系统的成熟度较低,系统的稳定性较弱。停止捕捞,随着群落演替的进行,最终会达到顶级群落,此时能量的输入和输出基本相同,即总输入量/总输出量=1。
1)从第Ⅰ营养级到第Ⅵ营养级同化量在减少,所以可以验证生态系统能量流动逐级递减的特点。
2)生产者一定是第一营养级,从表中找到第Ⅰ营养级的同化量为13716.582,根据上文判断稳定性高低;
3)①将黑瓶与白瓶进行比较,可得光合作用实际制造的氧气量为两者相加:W 白-W 黑。
②用14 C 法时,对终止光合作用后的藻段进行分析,用C 白-C 黑可以排除藻段因非光合因素吸收的14CO2 对放射性检测的影响。
③由于脂肪比糖类中氧含量低,且如果已合成的含14C 的有机物参与有氧呼吸,会再次以14CO2形式释放出去,进而导致测得的固定的14CO2 偏低,所以BD可能是造成这种现象的原因。
食物链中能量逐级流动;系统的稳定性的分析
①W W白 黑
②终止光合作用 藻段吸收但未固定的14CO2
③b、d
①黑瓶中可得出,呼吸消耗的氧气量为W0-W 黑;白瓶中可得出,藻段向外释放的氧气量(净光合作用)为W 白-W0;所以光合作用实际制造的氧气量为两者相加:W 白-W 黑。
②14C 法来测定时,光合作用0.5h 后,加入热乙醇的作用是为了迅速将藻段细胞杀死,终止光合作用,防止在后续测定放射性强度时,细胞仍然在吸收14CO2。黑暗条件下应该是不进行光合作用的,不应该测定放射性,但实验中藻段也有可能从溶液中获得少量的14CO2,而这些14CO2 并非是光合吸收的。所以用C 白-C 黑可以排除藻段因非光合因素吸收的14CO2 对放射性检测的影响。
③由于脂肪比糖类中氧含量低,所以如果在合成的有机物中有脂肪,释放的氧气量会更多,所以b 符合题意;如果已合成的含14C 的有机物参与有氧呼吸,会再次以14CO2形式释放出去,进而导致测得的固定的14CO2 偏低,所以d 也符合题意。如果微生物呼吸作用干扰了O2 测定,会使测定的光合放氧量偏低,不合题意;如果藻段在光下的呼吸速率大于在黑暗条件下的呼吸速率会使W 白偏小,也会使W 黑偏大,进而
会使测出的光合放氧量偏低,不合题意。
1)从第Ⅰ营养级到第Ⅵ营养级同化量在减少,所以可以验证生态系统能量流动逐级递减的特点。
2)生产者一定是第一营养级,从表中找到第Ⅰ营养级的同化量为13716.582,根据上文判断稳定性高低;
3)①将黑瓶与白瓶进行比较,可得光合作用实际制造的氧气量为两者相加:W 白-W 黑。
②用14 C 法时,对终止光合作用后的藻段进行分析,用C 白-C 黑可以排除藻段因非光合因素吸收的14CO2 对放射性检测的影响。
③由于脂肪比糖类中氧含量低,且如果已合成的含14C 的有机物参与有氧呼吸,会再次以14CO2形式释放出去,进而导致测得的固定的14CO2 偏低,所以BD可能是造成这种现象的原因。
食物链中能量逐级流动;系统的稳定性的分析