Question

【題目】如圖表示綠色植物所固定的太陽能的限制因素的圖解，請結合所學知識回答下列問題：

（1）在生態系統中，能量流動的起點開始于 ，其含量或制造的有機物稱為總初級生產量（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和繁殖，這部分能量稱凈初級生產量（NP）。請嘗試建立這三者之間關系式 。被草食性動物取食的能量屬于這三者中的 。

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

（3）欲測定某水域生態系統的初級生產量，可用3個玻璃瓶，其中一個瓶用黑膠布包上，再包以錫箔（黑瓶DB）。從待測的水體深度取水，保留一個初始瓶（IB）以測定水中原來的溶氧量。另一個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，經過24小時或其他適宜時間，取出進行溶氧測定。請嘗試構建三者的數量關系式：光合作用總初級生產量為 ，凈初級生產量為 ，呼吸量為 。

Answer 1

【答案】

（1）綠色植物光合作用固定的太陽能 GP=NP+ R（或NP=GP-R） NP（或凈初級生產量）

（2）光和水 不同，光合作用和呼吸作用相關酶所需最適溫度不同

（3）LB-DB LB-IB IB-DB

【解析】

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