生物高考大一轮复习第九单元生物与环境第讲生态系统的结构与能量流动学案北师大Word文档下载推荐.docx

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（2）营养结构：

食物链和食物网。

3.食物链和食物网

（1）食物链

①食物链的起点一定是生产者，后面的都是消费者，不含分解者和非生物成分。

②营养级一般不超过5个，这是因为能量沿食物链是逐级递减的。

③食物链中体现的种间关系只有捕食。

④某一营养级生物的含义是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个生物种群。

（2）食物网

①概念：

在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。

②形成原因：

在生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。

③特点：

同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级；

食物网中，两种生物之间的种间关系除了捕食，还有竞争。

（3）食物链和食物网的功能：

是生态系统能量流动和物质循环的渠道。

1.有关生态系统成分的判断

（1）一个完整生态系统的结构应包括生物群落及其非生物环境（　×

　）

（2）生产者都是自养生物，但未必都是植物；

消费者营异养生活，但未必都是动物（　√　）

（3）细菌都是分解者，但分解者并不都是细菌（　×

（4）生产者、分解者是联系非生物成分与生物群落的桥梁，其中生产者是生态系统的基石（　√　）

（5）理论上分析，只有消费者不是生态系统必需的基础成分（　√　）

2.有关食物链与食物网的判断

（1）在捕食食物链中，食物链的起点总是生产者，占据最高营养级的是不被其他动物捕食的动物（　√　）

（2）自养型生物一定都是生产者；

腐生型生物一定都是分解者；

生产者一定处于第一营养级（　√　）

（3）在生态系统的营养结构中，食物网可使每种生物都限定在同一营养级上（　×

（4）生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大（　×

（5）食物网中两种生物间只能有一种种间关系（　×

（6）食物链纵横交错形成的复杂营养结构就是食物网。

食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量（　×

（7）食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的主渠道，是生态系统维持相对稳定的重要条件（　√　）

如图表示某陆地生态系统的食物网，请据图回答下列问题：

（1）图中共有几条食物链？

请写出最长的食物链。

提示　图中共有8条食物链，其中最长的食物链是：

草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰。

（2）图中的食物链为什么能构成食物网？

提示　因为有的生物可以被多种生物所捕食，有的生物可以捕食多种生物。

（3）如果大量引入兔，短时间内会对其他生物的数量造成怎样的影响？

提示　狐的数量会增加，其他生物的数量会因兔大量吃草而减少。

1.食物链（网）中各营养级生物数量变动情况分析

（1）若处于食物链中第一营养级的生物（生产者）数量减少，整个食物链中的其他生物都会减少，简单记为：

“一级生物若减少，其他生物跟着跑。

”

（2）“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但从长时间来看，会先增加后减少，最后趋于稳定，简单记为：

“如果天敌患了病，先增后减再稳定”。

（3）若处于中间营养级的生物数量减少，则这种生物数量的变化视具体食物链而定：

“中间生物被捕杀，不同情况要分家”。

大体遵循如下思路：

①生产者数量相对稳定原则，即消费者某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。

②最高营养级的生物种群数量相对稳定原则，即当处于最高营养级的生物种群的食物有多种来源时，若其中一条食物链中某种生物减少，该种群的数量不会发生较大变化。

③在食物网中，当某种生物因某种原因而数量减少时，对另一种生物数量的影响，沿不同的食物链分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。

2.构建食物链（网）的方法

（1）根据图1构建食物链

①信息：

营养级越低，生物数量往往越多；

营养级较低者，先出现波峰。

②食物链：

丁→乙→丙→甲。

（2）根据图2构建食物网

能量逐级递减；

若两种生物能量差距过小（不在10%～20%内），则很可能位于同一营养级。

②食物网如图所示：

（3）根据重金属、农药的含量构建食物网

某相对稳定的水域生态系统中食物网主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群，各种群生物体内某重金属的含量如表所示。

已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。

假设在这5个种群构成的食物网中，消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。

种群

甲

乙

丙

丁

戊

重金属含量（μg/kg鲜重）

0.0037

0.0036

0.035

0.036

0.34

重金属（农药、一些难于降解的物质）随着食物链富集，营养级越高，含量越高，甲、乙中重金属含量差别不大，所以处于同一营养级，同理，丙、丁处于同一营养级。

。

命题点一　生态系统组成成分的判断

1.下列有关生态系统的叙述，正确的是（　　）

A.每种生物在生态系统中只能处在一个营养级上

B.动物都属于消费者，其中食草动物处于第二营养级

C.自养生物都是生产者，是生态系统的主要成分

D.细菌都属于分解者，其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类

答案　C

解析　每种生物在食物网上可能处在多个营养级上，A项错误；

动物多数是消费者，但像蜣螂等属于分解者，B项错误；

生产者可以自己制造有机物，属于自养型生物，是生态系统的主要成分，C项正确；

细菌中多数是分解者，但硝化细菌等属于生产者，D项错误。

2.（2017·

江西新余四中段考）如图表示某生态系统各成分（丁为非生物成分）之间的关系，有关分析错误的是（　　）

A.光能通过甲输入生态系统

B.参与构成食物链的成分有甲和乙

C.碳元素在乙与丙之间以CO2形式传递

D.丙主要是指营腐生生活的细菌和真菌

解析　依据题意和图示分析可知，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者。

光能通过生产者的光合作用输入生态系统，A项正确；

参与构成食物链的成分是生产者和消费者，即甲和乙，B项正确；

碳元素在乙和丙之间以有机物的形式传递，C项错误；

分解者主要是指营腐生生活的细菌和真菌，D项正确。

生态系统成分的判断方法

（1）根据生物类型判断生态系统的成分

①“自养型生物”＝“生产者”，包括光能自养生物（如绿色植物和蓝细菌等）和化能自养生物（如硝化细菌、硫细菌、铁细菌等）。

②“捕食异养或寄生异养型生物”＝“消费者”，其不能直接把无机物合成有机物，而是以捕食或寄生方式获取现成的有机物来维持生活。

③“腐生异养型生物”＝“分解者”，其是能把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物的腐生生物，也包括少数的动物（如蚯蚓等）。

（2）根据结构图判断生态系统的成分

如图所示，先根据双向箭头确定D、C为“非生物成分”和“生产者”，则A、B为消费者和分解者；

再根据出入箭头数量的多少进一步判断，在D、C中指出箭头多的D为“生产者”，指入箭头多的C为“非生物成分”，最后根据D→A→B确定A为消费者、B为分解者。

命题点二　食物链（网）的分析

3.（2018·

贵阳一中质检）如图表示生态系统中的食物网，相关叙述正确的是（　　）

A.该食物网中共有6条食物链

B.该食物网中的所有生物构成生物群落

C.蝗虫和老鼠在不同食物链中都属于同一营养级

D.若老鼠全部死亡消失，对狼的影响比对猫头鹰显著

解析　食物链的起点是草，终点是不被其他营养级捕食的生物，则食物链共有5条，故A项错误；

食物网中只包括生产者和消费者，构成生物群落还应该包括分解者，故B项错误；

蝗虫和老鼠都位于第二营养级，属于初级消费者，故C项正确；

猫头鹰的食物来源只有老鼠，狼的食物来源有浣熊、鹿和老鼠，若老鼠全部死亡消失，对狼的影响比对猫头鹰小，故D项错误。

4.（2017·

重庆巴蜀中学期末）如果一个生态系统中有4种生物，并构成一条食物链，在某一时间分别测得这4种生物（甲、乙、丙、丁）所含有机物的总量如图所示。

下列描述错误的是（　　）

A.该食物链是：

丙→甲→乙→丁

B.丙种群数量增加，甲、乙、丁的种群数量均增加

C.丁的体型最大，单个个体占有的能量最多

D.在其他食物链中，乙和丁之间也可能存在竞争关系

解析　由上图可知，丙种群的有机物总量最多，应是该生态系统的第一营养级，所以上述4种生物构成的食物链是丙→甲→乙→丁，A项正确；

丙种群数量增加，甲、乙、丁都随丙的增加而增加，B项正确；

丁的营养级最高，但是体型不一定最大，单个个体占有的能量也不一定最多，C项错误；

不同的食物链中，动物占有的营养级不同，在其他食物链中，乙和丁之间也可能存在竞争关系，D项正确。

命题点三　食物网中生物数量的变化分析

5.右图所示为某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是（　　）

A.鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量

B.土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势

C.浮游动物总量锐减后再急升

D.浮游植物总量急升后再锐减

答案　A

解析　鲈鱼与土著鱼之间是捕食关系；

引入以中小型鱼类为食的鲈鱼后，土著鱼a、b的数量都下降，短期内浮游动物总量先急升后下降最后趋于稳定，相应地浮游植物先锐减后急升最后趋于稳定，A项正确。

6.（2018·

山西质检）如图表示在某生态系统中，a、b、c三个种群数量变化相互关系，下列描述正确的是（　　）

A.a肯定是生产者，b肯定是初级消费者

B.a→b→c构成一条食物链

C.a与b、b与c为捕食关系

D.a与c为竞争关系

解析　根据图中数量关系可以判断a、b、c三者构成的捕食关系为c→b→a，a为次级消费者，A项错误；

c→b→a构成一条食物链，B项错误；

a与b、b与c为捕食关系，C项正确；

a与c不存在竞争关系，D项错误。

考点二　生态系统的能量流动

1.能量流动的概念理解

—

　⇓

—太阳能→有机物中的化学能→热能

2.能量流动的过程

（1）写出图中甲、乙、丙、丁、戊代表的内容：

甲.生产者，乙.初级消费者，丙.次级消费者，丁.呼吸作用，戊.分解者。

（2）据图分析食物链中甲营养级能量的去向

①通过自身呼吸作用以热能的形式散失。

②被下一营养级同化。

③残枝败叶等被分解者分解。

④未被利用。

3.能量流动的特点及意义

（1）能量传递效率：

指相邻两个营养级之间同化量的比值。

（2）能量流动的特点：

单向流动、逐级递减（两相邻营养级间的能量传递效率一般为10%～20%）。

（3）研究意义

①帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。

②帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。

1.有关能量流动过程的判断

（1）生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失过程（　×

（2）流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能（　×

（3）流经第三营养级的总能量是指三级消费者摄入到体内的能量（　×

（4）生产者通过光合作用合成有机物时，能量就从非生物环境输入到了生物群落（　√　）

（5）除最高营养级外，某一营养级的总能量由四个部分组成：

自身呼吸消耗的能量、流向下一个营养级的能量、被分解者利用的能量和未被利用的能量（　√　）

2.有关能量流动特点、目的的判断

（1）生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的（　×

（2）相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会大于20%（　×

（3）能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象（　×

（4）多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多（　√　）

（5）生态系统中的能量可被多级循环利用，从而大大提高能量的利用率（　×

（6）由于散失的热能不能被生产者再固定，且食物链中捕食与被捕食的关系不可逆转，所以生态系统的能量流动是单向的（　√　）

（7）一只狼捕食了一只兔子，则该狼就获得了这只兔子能量的10%～20%（　×

（8）研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类（　×

（9）拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，可以提高生态系统的能量传递效率（　×

如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103kJ/（m2·

y）]，据图分析：

（1）该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？

提示　一个来源是光能，另一个来源是输入的有机物中的化学能。

（2）生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少？

提示　肉食性动物固定的总能量＝0.25＋0.05＋2.1＋5.1＝7.5×

103kJ/（m2·

y）；

植食性动物固定的总能量＝（7.5－5）＋0.5＋4＋9＝16×

生产者固定的总能量＝（16－2）＋3＋70＋23＝110×

y）。

（3）生产者→植食性动物、植食性动物→肉食性动物的能量传递效率分别是多少？

（结果保留一位有效数字）

提示　生产者→植食性动物的能量传递效率＝植食性动物固定的能量中来自生产者的能量/生产者固定的总能量×

100%＝（16－2）/110×

100%＝12.7%；

植食性动物→肉食性动物的能量传递效率＝肉食性动物固定的能量中来自植食性动物的能量/植食性动物固定的总能量×

100%＝（7.5－5）/16×

100%＝15.6%。

（4）假设全部来自于生产者，按照图中的能量流动规律，肉食性动物要增加100kg，则需要消耗多少kg生产者？

提示　肉食性动物要增加100kg，则需要生产者的质量＝100÷

15.6%÷

12.7%≈5047（kg）。

1.能量流动概念模型解读

（1）第二营养级能量流动分析

①初级消费者摄入能量（a）＝初级消费者同化能量（b）＋粪便中的能量（c），即动物粪便中的能量不属于该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。

②初级消费者同化能量（b）＝呼吸消耗的能量（d）＋用于生长、发育和繁殖的能量（e）。

③生长、发育和繁殖的能量（e）＝分解者利用的能量（ 

f 

）＋下一营养级同化的能量（i）＋未被利用的能量（ 

j 

）。

（2）各营养级能量流动分析

①未被利用的能量：

包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料的形式被储存起来的能量。

②一个营养级所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。

③动物同化的能量与摄入量之间的关系：

动物同化的能量＝摄入量－粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有一部分被同化。

④流入一个营养级的能量：

是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。

2.能量流动的特点及原因

（1）单向流动的原因

①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。

②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。

（2）逐级递减的原因

①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。

②各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物利用的部分。

3.生态金字塔的类型及特点

项目

能量金字塔

数量金字塔

生物量金字塔

形状

每一阶

含义

每一营养级生物所含能量的多少

每一营养级生物个体的数目

每一营养级生物的有机物总量

象征含义

能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性

一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减

一般生物有机物的总质量沿食物链升高而逐级递减

分析

能量流动的过程中总是有能量的耗散，故能量流动逐级递减

成千上万只昆虫生活在一株大树上时，该数量金字塔的塔形也会发生变化：

浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量（用质量来表示）可能低于浮游动物的生物量：

命题点一　能量流动的文字题分析

1.（2015·

海南，25）关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是（　　）

A.能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程

B.分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量

C.生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量

D.生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级

答案　D

解析　生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动，A项正确；

分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，动物和植物构成食物链和食物网，所以分解者所需的能量可来自各营养级生物储存的能量，B项正确；

地球上几乎所有的生态系统所需的能量都来源于太阳光能，通过生产者的固定使能量流入生态系统，经过食物链和食物网能量逐渐散失，不能重复利用，所以需要不断得到来自系统外的能量，C项正确；

生产者固定的能量，去向有自身的呼吸、流入下一营养级、流向分解者，D项错误。

2.由草、兔、狐组成的食物链中，兔所获得的能量，其去向不包括（　　）

A.兔呼吸作用释放的能量

B.由兔的粪便流入分解者体内的能量

C.流入狐体内的能量

D.由狐的粪便流入分解者体内的能量

答案　B

解析　兔的同化能量去向有：

一是呼吸作用散失的能量；

二是流入下一营养级如狐体内的能量；

三是形成的遗体、残骸和排出物等的能量被分解者利用。

兔粪便中储藏的能量是没有被兔消化的草的能量，不属于兔同化的能量，因此B选项所述能量既不是兔所获得的能量，也不是兔体内能量的去向。

命题点二　能量流动的过程图分析

3.（2017·

郑州模拟）如图表示在某生态系统中，能量流经第二营养级的示意图。

对该图分析不合理的是（　　）

A.能量流动是伴随着物质利用进行的

B.图中甲为初级消费者同化的能量，即第二营养级所含有的能量

C.该图不够完善，缺少甲中因呼吸作用以热能散失的能量

D.乙比甲的能量少的原因是甲的遗体、残骸中的能量被分解者利用而未传递下去

解析　能量是单向流动、逐级递减的，不能循环利用，是伴随着物质利用而进行的，故A项正确；

图中甲是初级消费者的同化量，即第二营养级所含有的能量，故B项正确；

该图不够完善是因为缺少甲中因呼吸作用以热能散失的能量，故C项正确；

乙比甲的能量少的原因是因为呼吸作用散失了能量，故D项错误。

4.如图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是（　　）

A.能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1250kJ

B.从乙到丙的能量传递效率为15%

C.将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率

D.食物链的营养关系一般不可逆转，这决定了能量流动的单向性

解析　能量流动是从甲（生产者）固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为175＋200＋875＝1250kJ，A项正确；

从乙到丙的能量传递效率＝

×

100%＝15%，B项正确；

将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，C项错误；

食物链的营养关系一般不可逆转，这决定了能量流动的单向性，D项正确。

能量传递效率与能量利用效率的比较

能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%～20%。

（2）能量利用效率：

流入最高营养级的能量占生产者所固定的能量的比值。

在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，因此食物链越短，能量利用效率越高。

矫正易错　强记长句

1.生态系统的结构分析的3个易错点

（1）并非所有生态系统的成分都参与构成食物链或食物网。

因为食物链起点是生产者，终点是不被其他动物所食的动物（最高营养级），所以非生物的成分、分解者这两种成分不参与构成食物链或食物网。

（2）同一种消费者在不同食物链中，可以占据不同的营养级。

（3）在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐之间既有捕食关系，又有竞争关系。

2.最高营养级能量去路只有3个，没有传递给下一营养级这一去路。

3.分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。

4.流经各营养级的总能量：

对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”，对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”。

5.“相邻两营养级”的传递效率≠“相邻两个生物个体”间的传递效率。

如“一只狼”捕获“一只狐”时，应获得了狐的“大部分能量”而不是获得“10%～20%”的能量，“所有狼”可获得“所有狐”的能量的10%～20%。

1.生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构（食物链和食物网）。

2.生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。

3.（2016·

全国Ⅲ，T31

（2））与热带森林生态系统相比，通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累，其原因是低温下，分解者的分解作用弱。

4.（2016·

全国Ⅲ，T31（3））通常，生态系统的食物链不会很长，原因是能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。

5.生态系统的能量流动具有单向传递、逐级递减的特点。

6.生态系统的能量单向流动的原因：

食物链中的捕食关系是长期自然选择的结果，不能逆转；

生产者不能再利用散失的热能。

7.生态系统的能量流动逐级递减的原因：

某个营养级同化的能量自身呼吸要消耗一部分，还有一部分被分解者利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级。

8.从能量流动角度分析农田除草、除虫的目的是：

调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。

重温高考　演练模拟

1.（2016·

全国Ⅲ，5）我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。

若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。

下列叙述正确的是（　　）

A.鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量

B.该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者

C.鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节

D.鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向

解析　鹰迁入后，形成了食物链：

植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，据此可知，鹰的迁入会使该树林中黄雀的数量减少、螳螂增加、蝉减少等系列变化，A项错误；

能量流动是沿着食物链进行的，细菌是分解者，不参与食物链的构成，即细菌的能量不能流向生产者，B项错误；

能量流动是沿着食物链进行的，鹰的迁入没有改变该生态系统能量流动的方向，D项错误。