全国版高考生物大一轮复习第九单元生物与环境第38讲生态系统的结构生态系统的能量流动学案.docx

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全国版高考生物大一轮复习第九单元生物与环境第38讲生态系统的结构生态系统的能量流动学案

第38讲生态系统的结构　生态系统的能量流动

　1.生态系统的结构（Ⅰ）　2.生态系统中能量流动的基本规律及应用（Ⅱ）

　生态系统的结构分析

1．生态系统的概念

（1）概念：

由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。

（2）范围：

有大有小。

（3）结构：

组成成分和营养结构（食物链和食物网）。

2．生态系统的结构

3．生态系统的营养结构

（1）食物链

①概念：

生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。

②特点：

生产者为第一营养级，消费者所处营养级不固定，一般不会超过5个营养级。

③生态系统的成分、食物链和营养级之间的关系[连一连]

（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：

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功能：

是生态系统物质循环和能量流动的渠道。

④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。

1．（必修3P90图5—2改编）如图，下列叙述正确的是（　　）

A．图示的各种成分在生态学上可以构成一个生态系统

B．图示的各种成分在生态学上可以构成一个生物群落

C．细菌与蝉之间的关系属于竞争

D．蛇属于三级消费者

答案：

A

2．（深入追问）如图表示某陆地生态系统的食物网，请回答下列问题：

（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。

最长的食物链是：

草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰。

（2）图中哪些生物同时具有两种种间关系？

并指出种间关系的名称。

提示：

吃虫鸟和蜘蛛、青蛙和蜘蛛、猫头鹰和蛇。

种间关系为捕食和竞争。

1．生态系统各类成分关系如图

2．生态系统三种成分的比较

比较项目

生产者

消费者

分解者

营养方式

自养

异养

异养

生物

类型

①光合自养生物：

绿色植物和蓝藻等；

②化能合成生物：

硝化细菌等

大多数动物；寄生植物（如菟丝子）

腐生细菌和真菌，腐食动物

地位

生态系统的基石

生态系统最

活跃部分

生态系统的关键成分

作用

①合成有机物，储存能量；

②为消费者提供食物和栖息场所

①加快物质循环；

②帮助植物传粉和传播种子

将有机物分解为无机物，供生产者重新利用

3.食物网中生物数量变化的分析与判断

（1）食物链的第一营养级生物减少，相关生物都减少。

（2）“天敌”减少，被捕食者数量增加，但随着数量增加，种内斗争加剧，种群密度还是要下降，直到趋于稳定。

（3）“中间”营养级生物减少的情况，举例如图：

若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少，鹰过多捕食兔和鸟，从而导致兔、鸟减少，因鹰不只捕食蛇一种生物，它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。

【感知考题】

（2017·绍兴模拟）图甲是某草原生态系统中几种生物之间的食物关系示意图，据图回答下列问题：

（1）图甲中一共有______条食物链，蚱蜢属于______消费者。

（2）同时具有两个营养级的动物是________，占第________营养级。

（3）蛇和鹰的关系是______________。

（4）给牧草施加含32P标记的复合肥后，检测32P在蚱蜢和青蛙体内的放射性强度，结果见图乙，图中B为________。

若增加对鹰和蛇体内的放射性强度的检测，则达到最高峰时的强度应________（“高于”或“低于”）前两者。

（5）商贩在某一时间大量收购蛇，导致蛇数量大量减少，则鹰的数量会________，青蛙的数量________。

[解析]　

（1）图甲中一共有4条食物链，蚱蜢处于第二营养级，属于初级消费者。

（2）鹰同时占第四、五两个营养级，其他生物都只有一个营养级。

（3）蛇和鹰的关系有捕食、竞争两种。

（4）因蚱蜢所处的营养级低于青蛙，故青蛙体内的放射性出现的时间应落后于蚱蜢。

鹰和蛇所处的营养级高于蚱蜢和青蛙，因此放射性强度达到峰值时应高于蚱蜢和青蛙。

（5）蛇数量大大减少，但蚱蜢和蟋蟀的数量不变，故青蛙数目基本不变，但蛇减少后，由青蛙流向鹰的能量增加，因此鹰的数量增加。

[答案]　

（1）4　初级　

（2）鹰　四、五　（3）捕食和竞争

（4）青蛙　高于　（5）增加　基本不变

高分点拨——类题通法

食物链变式模型总结

（1）表格数据形式直接呈现（能量值）构建食物链（网）：

如表是对某生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，Pg表示生物同化作用固定能量的总量。

营养级

A

B

C

D

Pg

15.9

870.7

1.9

141.0

所以根据能量多少和传递效率10%～20%可以确定食物链为B→D→A→C。

（2）表格数据形式间接呈现（重金属、DDT等浓度）构建食物链（网）：

如某生态系统中生物体内残留有机汞的情况如表：

生物体

A

B

C

D

E

有机汞浓度

/（mg·L－1）

0.05

7

0.51

68

0.39

注意本表直接呈现的是某生物体的有机汞浓度，并非能量值。

有机汞存在生物富集现象，即随着营养级的增加，汞浓度增加，两者在数值上

呈正相关，所以从表中有机汞浓度的大小可推知该生物营养级的高低，从而判断各生物能量值的大小。

其食物链（网）如图：

（3）根据题干提供的各种图形信息构建食物链（网）

图1和图2都是以每个营养级中有机物多少为依据，图1中的食物链是丙→甲→乙→丁；图2中的食物链是丙→丁→甲→乙；图3表示的是生态系统的物质循环图解，先根据双向箭头确定D、C为非生物的物质和能量及生产者，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为非生物的物质和能量，最后确定其中的食物链为D→A。

【跟进题组】

命题1　对生态系统概念的理解

1．（2015·高考江苏卷，9）下列关于种群、群落和生态系统的叙述，正确的是（　　）

A．五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度

B．就食性而言，杂食性鸟类的数量波动小于其他食性的鸟类

C．就生态系统结构而言，生态瓶的稳定性取决于物种数

D．变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息

解析：

选B。

A项，五点取样法适用于圆形或矩形地块上某种双子叶植物或者活动范围较小的动物种群密度的调查，对于灌木类行道树上蜘蛛种群密度的调查，应采用等距取样法。

B项，杂食性鸟类的食物种类较多，某种食物类型数量的变动对其数量的影响较小。

C项，生态瓶的稳定性取决于生态系统各组成成分及系统内不同营养级生物之间的比例。

D项，变色龙善于随环境的变化而改变自己的体色，既利于躲避敌害，又利于捕捉猎物，属于物理信息，并不是在同类生物之间进行信息传递。

命题2　生态系统的成分

2．（高考海南卷改编）关于土壤微生物的叙述，错误的是（　　）

A．土壤微生物参与生态系统的物质循环

B．土壤微生物可作为生态系统的分解者

C．秸秆经土壤微生物分解后可被农作物再利用

D．土壤中的硝化细菌是异养生物，因而不属于生产者

解析：

选D。

大部分土壤微生物作为分解者，参与生态系统的物质循环，A、B正确；秸秆经土壤微生物分解为无机物后，如二氧化碳，可被农作物再利用，C正确；土壤中的硝化细菌是化能自养需氧型生物，因而属于生产者，D错误。

3．如图表示某生态系统中四种成分之间的相互关系，以下相关叙述正确的是（　　）

A．甲是生产者，包括全部的植物和部分细菌

B．所有的动物在生态系统中都属于丙1或丙2

C．理论上，一个生态系统没有丙1和丙2也可以正常行使其功能

D．甲和乙是一个生态系统的基石

解析：

选C。

分析题图，甲和丁之间具有双向箭头，且其他成分也都有箭头指向丁，所以丁为非生物的物质和能量，甲为生产者；甲和丙都有箭头指向乙，所以乙为分解者，丙1和丙2为消费者。

生产者除植物和部分细菌外，一些原核生物（如蓝藻）也属于生产者，且并非全部的植物都属于生产者，如营寄生生活的菟丝子属于消费者，A错误。

一些营腐生生活的动物属于分解者，如蚯蚓和蜣螂，B错误。

由于通过生产者和分解者可以实现生物群落与无机环境之间的物质循环，所以理论上没有消费者的生态系统也可以正常行使其功能，C正确。

生态系统中消费者和分解者的物质和能量来源于生产者，所以生产者才是一个生态系统的基石，D错误。

（1）植物≠生产者：

菟丝子属于植物，营寄生生活，是消费者。

（2）动物≠消费者：

秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者。

（3）细菌≠分解者：

硝化细菌和光合细菌是自养型，属于生产者；寄生细菌属于消费者。

命题3　食物链

4．（2017·江苏启东中学月考）某同学对一个受到轻度农药污染的湖泊进行调查，测得该湖泊内具有食物链关系的甲、乙、丙、丁4个生物种群所同化的总能量如表。

下列说法中正确的是（　　）

生物种群

甲

乙

丙

丁

能量（kJ）

1.1×108

2.8×109

1.1×107

9.9×107

A.分析表中数据可知，4种生物之间只能形成一条食物链

B．除甲种群外，其他3个种群的同化作用类型都属于异养型

C．在上述4个种群中，丁种群体内的农药残留量是最多的

D．因捕食引起的竞争关系，可能涉及到甲、丁两个种群

解析：

选D。

A项错误，根据能量流动特点，能量越多生物所处营养级越低，根据表中数据可知，乙的能量最多，为生产者，丙的能量最少，为顶级消费者。

根据生态系统中的能量传递效率一般为10%～20%，且从甲到丁的能量传递效率为：

9.9×107/（1.1×108）×100%＝90%>20%可知，甲和丁不能形成食物链，故应处于同一营养级，都属于初级消费者，4种生物之间形成两条食物链：

乙→甲→丙和乙→丁→丙。

B项错误，乙为生产者，同化作用类型为自养型，甲、丙、丁为消费者，同化作用类型都属于异养型。

C项错误，根据“生物富集作用”，即食物链营养级级别越高，体内积聚的有毒物质越多，受污染程度越严重，丙种群体内的农药残留量是最多的。

D项正确，甲和丁处于同一营养级，因为都捕食乙而引起竞争关系。

5．长期处于相对稳定状态的生态瓶中只有一条食物链，共含有三个营养级。

若每个营养级每日每小时的耗氧量如图中曲线所示，则曲线a、b、c所反映的营养级依次是（　　）

A．第三营养级、第二营养级、第一营养级

B．第三营养级、第一营养级、第二营养级

C．第二营养级、第三营养级、第一营养级

D．第一营养级、第二营养级、第三营养级

解析：

选D。

由图示曲线可看出，a物种耗氧量随时间发生了较大的变化，说明a可以放出氧气，为生产者；b的耗氧量大，为初级消费者；c的耗氧量最小，为次级消费者。

生产者是第一营养级，初级消费者是第二营养级，c为第三营养级。

命题4　食物链和食物网中的数量动态变化分析

6．（2016·高考全国卷丙，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：

选C。

鹰的迁入会使黄雀数量减少，导致螳螂的数量增加，进而使蝉的数量减少，A项错误；生态系统中流入生产者的能量是光合作用固定的太阳能或化能合成作用固定的化学能，细菌产生的能量不能流向生产者，B项错误；鹰的迁入增加了营养级，增加了能量消耗的环节，C项正确；能量沿食物链由低营养级向高营养级流动，鹰是最高营养级的消费