Question

【題目】如圖表示綠色植物所固定的太陽(yáng)能的限制因素的圖解，請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題：

（1）在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)的起點(diǎn)開(kāi)始于 ，其含量或制造的有機(jī)物稱為總初級(jí)生產(chǎn)量（GP），有一部分GP 被自身的呼吸（R）所消耗，剩下的用于植物的生長(zhǎng)和繁殖，這部分能量稱凈初級(jí)生產(chǎn)量（NP）。請(qǐng)嘗試建立這三者之間關(guān)系式 。被草食性動(dòng)物取食的能量屬于這三者中的 。

（2）冠層是指喬木樹(shù)干以上連同集生枝葉的部分，冠層大小可以通過(guò)葉面積指數(shù)來(lái)反映。“冠層下邊”的葉子接受光輻射可能不足，低于最適光照強(qiáng)度。冠層下的葉子和干旱地區(qū)植物的凈初級(jí)生產(chǎn)量的主要限制因素分別為 ，溫度對(duì)GP 和NP的影響是否相同？為什么？ 。

（3）欲測(cè)定某水域生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)量，可用3個(gè)玻璃瓶，其中一個(gè)瓶用黑膠布包上，再包以錫箔（黑瓶DB）。從待測(cè)的水體深度取水，保留一個(gè)初始瓶（IB）以測(cè)定水中原來(lái)的溶氧量。另一個(gè)是不做處理的透明瓶子（白瓶LB）。將黑瓶（DB）和白瓶（LB）沉入取水樣深度，經(jīng)過(guò)24小時(shí)或其他適宜時(shí)間，取出進(jìn)行溶氧測(cè)定。請(qǐng)嘗試構(gòu)建三者的數(shù)量關(guān)系式：光合作用總初級(jí)生產(chǎn)量為 ，凈初級(jí)生產(chǎn)量為 ，呼吸量為 。

Answer 1

【答案】

（1）綠色植物光合作用固定的太陽(yáng)能 GP=NP+ R（或NP=GP-R） NP（或凈初級(jí)生產(chǎn)量）

（2）光和水 不同，光合作用和呼吸作用相關(guān)酶所需最適溫度不同

（3）LB-DB LB-IB IB-DB

【解析】

（1）能量流動(dòng)的起點(diǎn)開(kāi)始于食物鏈和食物網(wǎng)的開(kāi)端，即綠色植物光合作用固定的太陽(yáng)能。總初級(jí)生產(chǎn)量（GP）即生產(chǎn)者的同化量，總初級(jí)生產(chǎn)量（GP）-自身呼吸作用消耗的能量（R）=構(gòu)成植物體的有機(jī)物中的能量（用于植物的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖），即凈初級(jí)生產(chǎn)量（NP）。所以，GP、R、NP三者之間關(guān)系式為GP= NP+R（或NP=GP-R）。被草食性動(dòng)物取食的能量屬于這三者中的凈初級(jí)生產(chǎn)量（NP）。（2）對(duì)于生物的生存來(lái)說(shuō)，都有相對(duì)主要的限制因素，題目中“冠層下邊”的葉子接受光輻射可能不足，低于最適光照強(qiáng)度，所以光成為主要限制因素，干旱地區(qū)的主要限制因素則為水。由于光合作用和呼吸作用相關(guān)酶所需最適溫度不同，所以溫度對(duì)GP、NP的影響也不同。（3）本題中的黑白瓶法用于水生生態(tài)系統(tǒng)，白天由于水中自養(yǎng)生物的光合作用，溶氧量逐漸上升；夜間由于全部好氧生物的細(xì)胞呼吸而使溶氧量逐漸減少。根據(jù)溶氧的晝夜變化，來(lái)分析水體群落的代謝狀況。白瓶就是透光瓶，里面可進(jìn)行光合作用和呼吸作用；黑瓶就是不透光瓶，里面不能進(jìn)行光合作用，僅有呼吸作用。黑瓶和白瓶同時(shí)被懸浮在水樣所在的深度水體中,放置一定時(shí)間后從水體中取出，用化學(xué)滴定法或電子檢測(cè)器測(cè)定黑瓶和白瓶中的含氧量，根據(jù)白瓶中含氧量的變化可以確定凈光合作用產(chǎn)氧量，而黑瓶中所測(cè)得的數(shù)據(jù)可以得知正常的呼吸耗氧量。初始瓶（IB）以測(cè)定水中原來(lái)的溶氧量，黑瓶（DB）測(cè)定呼吸剩余量，白瓶（LB）測(cè)定光合作用后的溶氧量，所以凈初級(jí)生產(chǎn)量= LB-IB，呼吸量=IB-DB，總初級(jí)生產(chǎn)量= LB-DB。