版高考生物一轮复习第3部分稳态与环境第四单元生态系统与环境保护学案.docx

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版高考生物一轮复习第3部分稳态与环境第四单元生态系统与环境保护学案

第四单元生态系统与环境保护

第1讲生态系统的结构与能量流动

（一）

生态系统的结构

1.生态系统的组成成分及其作用（连线）

2.据图回答有关食物链和食物网的问题（填空）

（1）图示食物网中包含8条食物链。

（2）写出图中含营养级最多的食物链：

草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰。

（3）图中蜘蛛属于次级消费者，占第三营养级；猫头鹰同时占有第三、四、五、六营养级。

（4）从图中可以看出，青蛙和蜘蛛的种间关系是捕食和竞争。

（5）该图作为生态系统，还缺少的成分是非生物的物质和能量、分解者。

1.根据生物类型巧判生态系统的成分

2.辨析关于食物链和食物网的六个易误点

（1）每条食物链的起点都是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级，中间有任何间断都不算完整的食物链。

（2）分解者及非生物的物质和能量不属于食物链的成分，不出现在食物链（网）中。

（3）由于第一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级＝消费者级别＋1。

（4）某一营养级的生物代表的是处于该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群。

（5）同一种消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级。

（6）在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如青蛙和蜘蛛既是捕食关系，又是竞争关系。

（二）生态系统的能量流动

3.下面是生态系统中能量流动的过程示意图，据图回答相关问题

（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）据图可知，生态系统中能量流动的渠道是食物链和食物网，流动过程中能量的转化形式是：

太阳能→有机物中的化学能→热能。

（3）据图分析食物链中甲营养级能量的去向有：

①通过自身呼吸作用以热能的形式散失。

②流入下一营养级。

③残枝败叶等被分解者分解。

4.下面是能量在相邻两个营养级之间的流动过程示意图，据图回答相关问题

（1）写出图中序号代表的内容：

①同化量；②通过呼吸作用以热能形式散失的能量；③流入下一营养级的能量。

（2）一个营养级同化的总能量是不是全部流向下一个营养级？

为什么？

提示：

不是。

一部分能量被自身呼吸所消耗，一部分被分解者所利用，还有一部分能量被下一营养级利用。

3.必记能量流动的四个知识点

（1）四个环节：

（2）三个去路：

①自身呼吸消耗；

②流向下一营养级（最高营养级除外）；

③被分解者分解利用。

（3）两个特点：

单向流动，逐级递减。

（4）两个研究意义：

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。

4.辨析能量流动的两个易误点

（1）动物同化的能量不等于摄入的能量。

同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量，摄入量是消费者摄入的能量，同化量＝摄入量－粪便量。

（2）粪便量不是该营养级同化量的一部分。

消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量，它是上一营养级同化量的一部分。

———————突破点

（一）　生态系统的结构————

———

1．（2016·全国卷Ⅲ）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　根据文字信息写出食物链：

植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，鹰的迁入会导致黄雀减少、螳螂增加、蝉减少等系列变化。

细菌一般是生态系统的分解者，分解者从动植物遗体、遗物中获得的能量通过分解作用以热能的形式散失，不会再被生产者利用。

鹰的迁入使该生态系统的食物链由4个营养级变为5个营养级，增加了该生态系统能量消耗的环节。

鹰的迁入使该生态系统的食物链营养级增加，但食物链还是只有一条，所以能量流动的方向未改变。

2．（2018·山东省实验中学质检）有关生态系统结构的叙述，正确的是（　　）

A．不能进行光合作用的生物一定不是生产者

B．分解者只包括腐生细菌和真菌

C．生态系统的营养结构是指生态系统中由营养关系形成的食物链和食物网

D．生产者和分解者是生态系统的基石，消费者不是生态系统的必备成分

解析：

选C　有些生物虽然不能进行光合作用，但是能进行化能合成作用，也属于生产者，如硝化细菌，A错误。

分解者包括腐生细菌、真菌以及营腐生生活的动物（如秃鹫、蚯蚓等），B错误。

生态系统的结构包括：

生态系统的组成成分、食物链和食物网，其中食物链和食物网构成生态系统的营养结构，C正确。

生产者是生态系统的基石，能把无机物合成有机物；分解者能把有机物分解成无机物，是生态系统的必备成分；消费者只是加快生态系统的物质循环，如果没有消费者，生态系统的物质循环虽然变慢但是仍可以进行，所以消费者不是生态系统的必备成分，D错误。

考什么

（1）生态系统的组成成分

（2）食物链和食物网构建分析

（3）食物链（网）中某种生物数量变化时对其他生物数量的影响

以选择题、非选择题的形式考查

学什么

（1）理解生态系统成分及作用

（2）分析食物网中食物链的条数、生物数量的变化

1．生态系统的组成成分、作用

成分

范畴

作用

非生物的

物质和能量

阳光、热能、水、空气、无机盐等

生物群落中物质和能量的根本来源

生产者

自养生物，主要是绿色植物

把无机物制造成有机物，把光能转化为有机物中的化学能，从而可以被生物利用

消费者

主要指动物

加快生态系统的物质循环；对植物的传粉、种子传播等具有重要作用

分解者

主要是营腐生生活的细菌和真菌

将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，返回到无机环境中，供生产者重新利用

2．辨明生态系统组成成分的三类“不一定”和两类“一定”

三类“不一定”

①生产者不一定是植物（如蓝藻、硝化细菌），植物不一定是生产者（如菟丝子营寄生生活，属于消费者）

②消费者不一定是动物（如营寄生生活的微生物等），动物不一定是消费者（如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物残体或排泄物为食的腐生动物属于分解者）

③分解者不一定是微生物（如蚯蚓等动物），微生物不一定是分解者（如硝化细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者）

两类“一定”

①生产者一定是自养型生物，自养型生物一定是生产者

②营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是营腐生生活的生物

3.食物链（网）中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，会先增加后趋于稳定，简记为：

“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。

简记为：

“食物网，食物链，生物数量好判断，首先你要有主见，环节少的最先看。

”

4．构建食物链（网）的一般方法

（1）根据提供的捕食方面的信息构建食物链（网）

分类

信息形式

结论

依据曲线

图构建食

物链（网）

分析图1曲线走势，先上升先下降者为被捕食者。

故食物链为：

乙→丙→甲

依据提供

的食物信

息构建食

物链（网）

如古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、麻雀、花喜鹊6种动物，它们之间的关系是：

草蛉、七星瓢虫捕食红蜘蛛、蚜虫；红蜘蛛、蚜虫以植物的各器官为食物；麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、草蛉为食

依据捕食关系得到的食物网如图2所示

（2）以每个营养级中能量值（有机物多少）为依据构建食物链（网）

生态系统中能量流动逐级递减，且相邻营养级之间的传递效率约为10%～20%。

能量值大者为被捕食者，少者为捕食者。

若相邻两能量值相差不大，不足以构成10%～20%的比例，则两者应为同一营养级。

可以确定图3食物链为丙→甲→乙→丁；图4食物网为甲乙丁丙；下表中的食物链为B→D→A→C。

营养级

A

B

C

D

能量（pg）

15.9

870.7

1.9

141.0

（3）依据重金属、DDT等浓度构建食物链（网）

重金属、DDT等存在生物富集现象，即随着营养级的增加，浓度增加，两者在数值上呈正相关。

一般情况下，若相邻两浓度相差不大，不足以构成10%～20%的比例，则两者应为同一营养级。

题点

（一）　生态系统成分的判断

1．（2018·定州质检）可可西里国家级自然保护区有高等植物约202种，以矮小的草本和垫状植物为主，木本植物极少。

另外，还生活着藏羚羊、岩羊、野驴、白唇鹿、狼、雪豹、棕熊、秃鹫、猎隼、细菌、真菌等。

关于以上生物的叙述，正确的是（　　）

A．它们共同构成一个生态系统

B．它们中的植物属于自养型生物，自养型生物都能进行光合作用

C．它们中的动物都属于消费者，其中食草动物属于第二营养级

D．它们中的分解者能将动植物遗体、残骸中的有机物分解成无机物

解析：

选D　矮小的草本、垫状植物、木本植物是生产者，藏羚羊、岩羊、野驴、白唇鹿、狼、雪豹、棕熊、猎隼等是消费者，秃鹫、营腐生生活的细菌与真菌等是分解者，生态系统除包括上述生物成分外，还包括阳光、空气、温度、水、土壤等无机环境，A错误；植物能进行光合作用，属于自养型生物，但并不是所有的自养型生物都能进行光合作用，如硝化细菌，B错误；在生态系统中，不是所有动物都是消费者，如秃鹫为分解者，C错误；分解者能将动植物遗体、残骸中的有机物分解成无机物，如腐生的细菌和真菌，D正确。

2．（2018·聊城模拟）如图表示生产者、消费者和分解者之间的关系，下列相关叙述错误的是（　　）

A．甲是生产者，乙是消费者

B．丙属于次级消费者

C．丙可以为甲提供无机盐

D．丙不属于食物链成分

解析：

选B　由图可知甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者。

分解者将动植物残体中的有机物分解成无机物归还无机环境，为甲提供无机盐。

分解者不能出现在食物链中。

[方法规律]　生态系统中各成分的判断

（1）根据双向箭头AD，确定两者肯定是非生物的物质和能量、生产者。

（2）根据箭头指向判断各成分：

①A有三个指出，应为生产者。

②D有三个指入，为非生物的物质和能量。

③B和C一个为消费者，另一个为分解者，A（生产者）和B均指向C，则C为分解者。

题点

（二）　食物链和食物网的分析与构建

3．（2018·长沙明德中学测试）以虫治虫是生态农业的重要内容，如图表示某一生态系统中四种生物所含有机物的总量。

假设这四种生物只构成一条食物链，那么在一段时间内，如果甲的种群数量增加，其可能引起的后果是（　　）

A．乙和丁的种群数量都增加

B．乙和丁的种群数量都减少

C．乙和丙的种群数量都减少

D．乙和丙的种群数量都增加

解析：

选D　由图可得出食物链：

丙→丁→甲→乙，乙因甲的增加而增加，丁因甲的增加而减少，丙因丁的减少而增加。

4．甲、乙、丙是食性相同、不同种的蝌蚪，三者之间无相互捕食关系。

某研究小组在4个条件相同的人工池塘中各放入1200只蝌蚪（甲、乙、丙各400只）和数量不等的同种捕食者，一段时间后，各池塘中3种蝌蚪的存活率如下表：

池塘

编号

捕食者

数量（只）

蝌蚪存活率

甲

乙

丙

1

0

87

7

40

2

2

58

30

25

3

4

42

32

11

4

8

20

37

10

下列推测不合理的是（　　）

A．捕食者主要捕食甲和丙

B．蝌蚪的种间竞争结果可能受捕食者影响

C．无捕食者时蝌蚪的种间竞争可能导致乙消失

D．随着捕食者数量增加，乙可获得的资源减少

解析：

选D　随着捕食者数量增加，乙存活率逐渐增加，获得的资源也增多，甲、丙存活率逐渐降低，说明捕食者主要捕食甲和丙，蝌蚪间的竞争受捕食者影响，A、B正确，D错误；无捕食者时，乙存活率极低，种间竞争可能导致乙消失，C正确。

————突破点

（二）　生态系统能量流动的过程——

———

1．（2015·海南高考）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

解析：

选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及分解者。

2．（2015·福建高考）下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图（图中数字为能量数值，单位是J·m－2·a－1）。

下列叙述正确的是（　　）

A．该食物网中最高营养级为第六营养级

B．该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%

C．太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357J·m－2·a－1

D．该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统

解析：

选B　该食物网中最长的食物链为：

浮游植物―→浮游动物―→幽蚊幼虫―→太阳鱼―→鲈鱼，食物网中最高营养级鲈鱼属于第五营养级。

第二营养级包括浮游动物和摇蚊幼虫，二者共有的能量为3780＋4200＝7980，因此从第一营养级到第二营养级的能量传递效率为：

7980÷31920×100%＝25%。

一个营养级所含有的能量，一部分流入下一个营养级，还有一部分用于自身呼吸消耗和流向分解者等，选项中1357是1483（太阳鱼总同化量）减去126（下一营养级摄入量）得到的，因此太阳鱼呼吸作用消耗的能量比1357J·m－2·a－1少。

生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和无机环境，而食物网中只有生产者和消费者，无分解者，所以食物网与无机环境不能构成生态系统。

考什么

（1）生态系统能量流动的过程

（2）流入某一营养级能量的来源和去路分析

（3）能量流动的特点

（4）有关能量流动的相关计算等

以选择题、非选择题的形式考查

学什么

（1）了解能量流动的含义

（2）理解和分析能量流经不同营养级的过程

（3）能准确分析和理解某一营养级的能量来源和去路

（4）掌握能量流动的特点和意义

1．能量流经第二、第……营养级的过程分析

图

示

分

析

①摄入量（a）＝同化量（b）＋粪便量（c）。

②同化量（b）＝摄入量（a）－粪便量（c）

＝呼吸消耗量（d）＋净同化量（e）

＝呼吸消耗量（d）＋流入下一营养级（g）＋被分解者利用（f）。

③净同化量（e）＝同化量（b）－呼吸消耗量（d）

＝流入下一营养级（g）＋被分解者利用（f）。

2．流入某一营养级能量的来源和去路

除最高营养级外，能量流经每个营养级所发生的变化基本相同。

图示如下：

（1）能量来源：

生产者的能量主要来自太阳能；消费者的能量来自上一营养级同化的能量。

（2）能量去向：

流入某一营养级（最高营养级除外）的能量去向可从以下两个角度分析：

定量不定时

（能量的最终去路）

自身呼吸消耗；流入下一营养级；被分解者分解利用

定量定时（流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条）

自身呼吸消耗；流入下一营养级；被分解者分解利用；未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。

如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年

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步递减

一般生物有机物的总质量沿食物链升高逐级递减

特点

正金字塔形

一般为正金字塔形

一般为正金字塔形

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

题点

（一）　能量流动的过程

1．（2018·天津和平区月考）如图为能量流动示意图。

其中a1是流入第一营养级的总能量，相关说法正确的是（　　）

A．第一营养级传递给分解者的总能量是a4

B．能量散失a3不能再被生物同化利用

C．a1、a2、a3、a6中的能量都以稳定化学能的形式存在

D．第一营养级和第二营养级之间能量传递效率是a6÷a2

解析：

选B　第二营养级粪便中的能量a7，也属于第一营养级传递给分解者的能量，A错误；能量a3以热能的形式散失，不能再被生物同化利用，B正确，C错误；第一营养级和第二营养级之间能量传递效率应该是a6÷a1×100%，D错误。

2．（2018·定州检测）下面为生态系统中能量流动图解部分示意图（字母表示能量的多少），下列叙述正确的是（　　）

A．图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i

B．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%

C．在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于d

D．缩短食物链可以提高能量传递效率

解析：

选C　首先，生产者固定的能量应该是流经生态系统的总能量，摄入量＝同化量＋粪便中的能量，因此c为同化量，h为粪便中的能量，同化量＝呼吸作用中以热能形式散失的能量＋用于生长、发育、繁殖的能量，因此d是初级消费者用于自身生长、发育、繁殖的能量，f是呼吸作用中以热能形式散失的能量，i是流入分解者的能量，e是下一营养级摄入的能量，所以b＝h＋c＝h＋f＋d＝h＋f＋i＋e＝f＋e＋g。

能量传递效率是相邻营养级同化量之间的比值，生产者与初级消费者之间的能量传递效率为c/a×100%。

狼粪便中的能量应该属于初级消费者兔子的同化量中用于生长、发育、繁殖的能量。

缩短食物链可以提高能量利用率，但不能提高能量传递效率。

题点

（二）　能量流动的特点及应用

3．（2014·海南高考）用各营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。

在某一栎林中，第一营养级生物为栎树，第二营养级生物为昆虫，第三营养级

生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。

该栎林数量金字塔的示意图是（　　）

解析：

选B　在数量金字塔中，昆虫的数量远远大于栎树的数量，第三营养级生物的数量小于昆虫的数量，第四营养级生物的数量小于第三营养级生物的数量。

4．如图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述错误的是（　　）

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，这决定了能量流动的单向性

解析：

选C　由图分析可知，甲为生产者，乙为初级消费者，丙为次级消费者，丁为分解者。

能量流动从生产者固定的太阳能开始，流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能＝175＋200＋875＝1250（kJ）；从乙到丙的能量传递效率为30÷200×100%＝15%；将乙和丙的粪便作为有机肥还田，经分解者的分解作用后能为植物提供无机盐，但不能提高能量传递效率；食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性。

—————突破点（三）　能量流动的有关计算————

———

1．能量传递效率的计算公式

能量传递效率＝

×100%＝（10%～20%）

在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物在营养级上的差别，能量传递效率为10%～20%。

解题时注意题目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊的字眼，从而确定使用10%或20%来解题。

2．能量传递效率的相关“最值”计算

（1）食物链越短，最高营养级获得的能量越多。

（2）生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。

具体计算方法如下：

知低营养级求高营养级

知高营养级求低营养级

获能量最多

选最短食物链

按×20%计算

需最多能量

选最长食物链

按÷10%计算

获能量最少

选最长食物链

按×10%计算

需最少能量

选最短食物链

按÷20%计算

[例1]　下图所示的食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。

[解析]　能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%。

求最少消耗水藻时，选最短的食物链，如水藻→小鱼→人，传递效率按20%计算，设最少消耗水藻为x，则x×20%×20%＝1kg，x＝25kg；求最多消耗水藻时，选最长的食物链，如水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递效率按10%计算，设最多消耗水藻为y，则y×10%×10%×10%×10%×10%＝1kg，y＝100000kg。

[答案]　25　100000

3．能量传递效率的有关“定值”计算

（1）已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计算。

例如，在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。

（2）如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算，然后合并。

[例2]　如图所示的食物网中，戊的食物有1/2来自乙，1/4来自丙，1/4来自丁，且能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。

若戊体重增加20g，需要消耗植物（　　）

A．1125g　　　　　　　B．1600g

C．2000gD．6500g

[解析]　甲为生产者，戊参与以下食物链：

①甲→乙→戊，戊增加20g×1/2＝10g，需要乙10×5＝50g，需要甲50×10＝500g；②甲→丙→戊，戊增加20g×1/4＝5g，需要丙5×5＝25g，需要甲25×10＝250g；③甲→丙→丁→戊，戊增加20g×1/4＝5g，需要丁5×5＝25g，需要丙25×5＝125g，需要甲125×10＝1250g，故共需要甲500＋250＋1250＝2000g。

[答案]　C

4．用拼图法进行能量流动计算

输入第一营养级的能量（W1），被分为两部分：

一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了（A1），一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖（B1＋C1＋D1）。

而后一部分能量中，包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1，如下图所示：

（1）流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。

将图中第三营养