Question

12．生物學(xué)的研究已經(jīng)從定性走向定量，用數(shù)據(jù)定量表示生物學(xué)的特性并統(tǒng)計(jì)分析是生物學(xué)研究的方向．請(qǐng)結(jié)合高中生物的相關(guān)知識(shí)回答下列數(shù)據(jù)計(jì)算題（保留小數(shù)點(diǎn)后兩位有效數(shù)字）：
（1）在能量金字塔中，如果生產(chǎn)者在光合作用過程中產(chǎn)生180mol的氧氣，其全部用于初級(jí)消費(fèi)者分解血糖，則其釋放并貯存在ATP中的能量最多有2.79×10⁵J（焦）可被四級(jí)消費(fèi)者捕獲．
（2）低磷酸脂酶癥是一種遺傳�。�一對(duì)夫婦均正常，妻子的父母均正常，丈夫的父親完全正常，母親是攜帶者，妻子的妹妹患有低磷酸脂酶癥．這對(duì)夫婦所生的兩個(gè)正常孩子都是純合子的概率是$\frac{36}{121}$．
（3）經(jīng)調(diào)查，第一年某種昆蟲種群數(shù)量為N₀，如果在理想的條件下，每年的增長(zhǎng)率λ=1.5保持不變，則第三年該種群數(shù)量為2.25N₀．
（4）為調(diào)查黃鸝的種群密度，用捕鳥網(wǎng)網(wǎng)獲80只鳥，其中黃鸝15只，做標(biāo)記后放回自然界，第二年又網(wǎng)獲了80只鳥，其中有標(biāo)記的黃鸝有4只，沒有標(biāo)記的有12只，則此地區(qū)黃鸝種群個(gè)體數(shù)大約是60只．
（5）大象是植食性動(dòng)物，有一種蜣螂專以象糞為食．設(shè)一大象在某段時(shí)間所同化的能量為10⁷kJ，則這部分能量中可流入蜣螂體內(nèi)的為0kJ．

Answer 1

分析 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的特點(diǎn)是：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)，逐級(jí)遞減．能量流動(dòng)渠道是食物鏈和食物網(wǎng)．流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能的總量．光合作用固定的能量最終都被呼吸作用消耗．
妻子的父母均正常，但其妹妹患有該病，即“無中生有為隱性，隱性看女病，女病男正非伴性”，說明該病是常染色體隱性遺傳�。ㄓ肁、a表示），則妻子父母的基因型均為Aa，妻子的基因型及概率為$\frac{1}{3}$AA、$\frac{2}{3}$Aa；丈夫的父親完全正常（AA），母親是攜帶者（Aa），則丈夫的基因型及概率為$\frac{1}{2}$AA、$\frac{1}{2}$Aa．
在理想環(huán)境下，種群數(shù)量持續(xù)增加，種群數(shù)量呈現(xiàn)J型增長(zhǎng)，種群的起始數(shù)量為N₀，第二年的數(shù)量是第一年的λ倍，t年后種群的數(shù)量可以表示為：N_t=N₀λ^t．
標(biāo)志重捕法是在被調(diào)查種群的生存環(huán)境中捕獲一部分個(gè)體將這些個(gè)體進(jìn)行標(biāo)志后再放回原來的環(huán)境，經(jīng)過一定期限后進(jìn)行重捕，根據(jù)重捕中標(biāo)志的個(gè)體占總捕數(shù)的比例，來估計(jì)該種群的數(shù)量．
某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的消費(fèi)者的攝入能=該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化能+糞便能．某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化能的主要去路有：呼吸作用消耗、流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)、未被利用和流向分解者．糞便能屬于未被消化吸收的上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量．

解答 解：（1）依據(jù)有氧呼吸反應(yīng)式，可知180mol的氧氣能分解30mol的葡萄糖，又由于每摩爾葡萄糖徹底氧化分解產(chǎn)生的能量有1161kJ轉(zhuǎn)移到ATP中，故初級(jí)消費(fèi)者產(chǎn)生的ATP中的能量最多有“1161×1000×30×20%×20%×20%=2.79×10⁵J”被四級(jí)消費(fèi)者捕獲．
（2）據(jù)以上分析可知，妻子的基因型及概率為$\frac{1}{3}$AA、$\frac{2}{3}$Aa，丈夫的基因型及概率為$\frac{1}{2}$AA、$\frac{1}{2}$Aa．他們所生后代可能是$\frac{1}{2}$AA、$\frac{5}{12}$Aa、$\frac{1}{12}$aa，因此正常孩子的基因型為$\frac{6}{11}$AA、$\frac{5}{11}$Aa．因此，這對(duì)夫婦所生的兩個(gè)正常孩子都是純合子的概率為$\frac{6}{11}$×$\frac{6}{11}$=$\frac{36}{121}$．
（3）根據(jù)題意，在理想的條件下，種群數(shù)量持續(xù)增加，種群數(shù)量呈現(xiàn)J型增長(zhǎng)．第一年某種昆蟲種群數(shù)量為N₀，第二年的數(shù)量是第一年的1.5倍，則第三年該種群數(shù)量N_t=N₀（1.5）²=2.25N₀．
（4）根據(jù)題干分析，黃鸝的活動(dòng)能力強(qiáng)，活動(dòng)范圍廣，采用的是標(biāo)記重捕法；根據(jù)標(biāo)志重捕法計(jì)算公式：種群中個(gè)體數(shù)（N）：標(biāo)記總數(shù)=重捕總數(shù)：重捕中被標(biāo)志的個(gè)體數(shù)，即N：15=（12+4）：4，計(jì)算得出N=60只．
（5）已知大象在某段時(shí)間所同化的能量為10⁷KJ，其糞便中的能量是沒有被同化的，屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)固定的能量；而蜣螂是以大象的糞便為食物的，所以蜣螂獲得的能量不是來自于大象，而是大象的上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，即大象同化的能量中可以流入蜣螂體內(nèi)的約0KJ．
故答案為：
（1）2.79×10⁵J
（2）$\frac{36}{121}$
（3）2.25N₀
（4）60
（5）0

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的計(jì)算、基因分離定律的應(yīng)用、種群數(shù)量變化、標(biāo)志重捕法的計(jì)算方法、生態(tài)系統(tǒng)中的攝入能與同化能的關(guān)系，意在考查考生的識(shí)記能力和理解所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)，把握知識(shí)間內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，準(zhǔn)確判斷問題的能力．