江苏小高考生物专题复习讲义第21讲 生态系统的结构和能量流动.docx
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江苏小高考生物专题复习讲义第21讲生态系统的结构和能量流动
考纲要求
测试内容
测试要求
测试内容
测试要求
1.生态系统的结构
2.生态系统中的能量流动的基本规律及其应用
(1)生态系统的概念和类型
A
(1)生态系统能量流动的过程和特点
B
(2)生态系统的结构
B
(2)研究能量流动的实践意义
B
考点一 生态系统的结构
1.生态系统的概念和类型
(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)生态系统的类型(将a~j按类型入座)
a.海洋生态系统 b.草原生态系统 c.城市生态系统
d.森林生态系统 e.农田生态系统 f.果园生态系统
g.冻原生态系统 h.淡水生态系统 i.荒漠生态系统
j.人工林生态系统
类型
2.生态系统的结构
(1)组成成分
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,从而可以被生物所利用
消费者
主要指动物等异养型生物
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)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的物质和能量。
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。
命题点一 生态系统的组成成分判定
1.(2017·南京学测模拟)中华灵芝,又名紫芝,是一种具有很高的药用价值的珍贵真菌。
下列说法中不正确的是( )
A.紫芝是异养型生物,在生态系统中属于分解者
B.紫芝能分解动植物残体,处于食物链的顶端
C.紫芝的药用价值属于生物多样性的直接价值
D.禁止采伐紫芝属于对生物多样性进行就地保护
答案 B
解析 食物链中无分解者。
2.(2017·徐州学测模拟)如图为某生态系统的能量流动简图,下列叙述错误的是( )
A.甲是生产者,它是生态系统的基石
B.乙是消费者,包括全部的异养生物
C.生态系统的能量主要来源于太阳能
D.图中的“甲→乙”是生态系统的营养结构
答案 B
解析 乙是消费者,但不包括全部的异养生物,如分解者也为异养生物。
命题点二 生态系统的营养结构
3.
(2016·江苏学测)右图表示几种生物之间的食物关系,下列叙述正确的是( )
A.营养级最高的生物是蛇
B.昆虫是次级消费者
C.该食物网2条食物链
D.昆虫与鸟之间只存在竞争关系
答案 A
解析 该图中蛇的营养级最高;昆虫是初级消费者;昆虫与鸟之间有竞争和捕食关系;该食物网中有3条食物链。
4.(2015·江苏学测)下图是某生态系统中几种生物的食物关系,相关叙述正确的是( )
A.草属于第一营养级
B.青蛙是初级消费者
C.蛇只属于第三营养级
D.该食物网有2条食物链
答案 A
解析 任何食物链中,生产者都是第一营养级。
解题技巧
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”,即包括光能自养生物(包括绿色植物和蓝藻等)和化能自养生物(包括硝化细菌、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“非生物的物质和能量”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“非生物的物质和能量”,最后根据D→A→B,确定A为消费者、B为分解者。
考点二 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)能量流经第二营养级的过程
①输入一个营养级的能量:
是指该营养级同化的能量,也就是摄入能量(a)-粪便中能量(c)。
②流入某一营养级(最高营养级除外)的能量可存在的去向:
a.自身呼吸消耗;b.流入下一营养级;c.被分解者分解利用;d.未被利用的能量。
(2)能量流经生态系统的过程
①能量流动的渠道是食物链和食物网。
②能量散失的途径是各种生物的呼吸作用(代谢过程)。
③流动过程中能量的转化是太阳能→有机物中的化学能→热能。
3.能量流动的特点
(1)单向流动
原因:
食物链中各营养级的顺序是长期自然选择的结果,生物之间的捕食关系是一定的,不能逆转;能量以热能的形式散失,不能再被生产者利用。
(2)逐级递减
①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。
②能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值。
相邻营养级之间的传递效率一般为10%~20%。
4.研究能量流动的意义
(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。
命题点一 能量流动的过程
5.(2016·江苏学测)下图是某农业生态系统的示意图,有关叙述正确的是( )
A.该生态系统的主要成分是分解者
B.能量流动是单向的,逐级递减的
C.该生态系统物质不能循环利用
D.阳光不属于该生态系统的组成成分
答案 B
解析 生态系统的主要成分是生产者,A错误;能量流动的特点是单向流动,逐级递减,B正确;生态系统中物质可循环利用,C错误;阳光属于生态系统中的非生物物质和能量,D错误。
6.(2015·江苏学测)下列关于生态系统中能量流动的叙述,错误的是( )
A.几乎所有生态系统需要的能量都来自太阳
B.生态系统中能量流动是反复循环的
C.生态系统中能量流动是逐级递减的
D.生态系统中能量流动是单向的
答案 B
解析 能量流动具有单向性,不能循环。
命题点二 能量流动的综合分析
7.(2010·江苏学测)下图为某生态系统能量流动的部分示意图,其中数字为能量值,单位是kJ/(m2·a),能量在第二营养级和第三营养级间的传递效率为( )
A.16%B.15%
C.12%D.10%
答案 B
解析 第二营养级到第三营养级的传递效率为
×100%=15%。
8.(2008·江苏学测)科学家对某水库生态系统各营养级之间的能量流动进行定量分析,假如测得生产者含有的能量为280J/(cm2·a),初级消费者含有的能量为56J/(cm2·a),按此传递效率,第三营养级含有的能量约为( )
A.5.6J/(cm2·a)B.11.2J/(cm2·a)
C.22.4J/(cm2·a)D.56J/(cm2·a)
答案 B
解析 第三营养级含有能量为56×
=11.2J/(cm2·a)。
易错警示
生态系统的能量流动中的几点误区
(1)误区一:
生产者固定的能量只能是光能。
由于生产者固定能量的方式有光合作用和化能合成作用,光合作用利用的能量是光能,但化能合成作用利用的是化学能,所以生产者固定的能量是光能或化学能。
(2)误区二:
生物数量金字塔与能量金字塔完全一致。
能量金字塔体现的是营养级与营养级所含总能量的关系,而生物数量金字塔体现的是营养级与个体数量的关系,所以生物数量金字塔有时会出现倒置的现象。
(3)误区三:
能量传递效率=能量利用率。
能量传递效率体现的是能量流动过程中所遵循的客观规律,不能随意改变;但能量利用率可以人为改变,例如充分利用作物秸秆就可以提高能量利用率。
真题演练与模拟过关
1.(2014·江苏学测)下图是几种生物的食物关系图,相关叙述正确的是( )
A.草属于生产者
B.食草昆虫属于第一营养级
C.该食物网中有3条食物链
D.猫头鹰只占一个营养级
答案 A
解析 食物链中草是第一营养级,属于生产者。
2.(2013·江苏学测)在“小麦→蚜虫→瓢虫→食虫鸟”的食物链中,属于次级消费者的生物是( )
A.小麦B.蚜虫
C.瓢虫D.食虫鸟
答案 C
解析 次级消费者是第三营养级,就是题干食物链中的瓢虫。
3.(2012·江苏学测)下图为某生态系统中的食物网示意图。
相关叙述正确的是( )
A.草是初级消费者
B.该食物网中有4条食物链
C.鼠和兔之间存在竞争关系
D.狐占有两个不同的营养级
答案 C
解析 鼠和兔共同捕食草,它们之间存在竞争关系。
4.(2013·江苏学测)下图是某同学绘制的生态系统中碳循环和能量流动的示意图,其中A、B、C构成生物群落,a、b、c为碳元素的转移量。
请据图回答:
(1)从生物圈的角度分析,该同学绘制的示意图并不完整,缺少的过程有________________、________________________________________________________________________。
(2)流经该生态系统的总能量是________________(填字母)所固定的太阳能,C所代表的生态系统的组成成分是________________。
(3)生态系统能量流动的特点是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在夏季生长旺盛的森林中,a、b、c三者之间的关系是a________b+c(填“>”“=”或“<”)。
答案
(1)分解者的分解作用 化石燃料的燃烧
(2)A 次级消费者 (3)单向流动、逐级减递 (4)>
解析 在物质循环中,参与的活动有光合作用、呼吸作用、微生物的分解作用和化石燃料的燃烧。
A是生产者,B是初级消费者,C是次级消费者。
夏季光照强烈,植物同化的总能量一定大于自身呼吸消耗和流入下一级的能量,否则植物不能正常生长。
1.(2017·连云港模拟)下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述,错误的是( )
A.物质循环具有全球性
B.能量流动是逐级递减的
C.物质和能量都是循环流动的
D.能量流动一般不超过4~5个营养级
答案 C
解析 能量是流动的,但不能循环流动。
2.稻田里,农民要拔掉稗草;鱼塘中,人们不断清除肉食性的“黑鱼”,用生态学的观点看,这是为了( )
A.保持生态平衡
B.保持生物群落的单一性
C.调整生态系统能量流动方向
D.使物质能够尽快地循环流动
答案 C
解析 稻田中水稻与稗草构成竞争关系,它们共同争夺同一环境中的阳光、CO2、生存空间。
除去杂草(稗草),可使水稻拥有更丰富的生活条件,提高水稻的光合作用强度,为人类提供更多稻谷。
鱼塘中清除更高营养级的肉食性“黑鱼”,可以减少能量在传递过程中的损失。
3.(2017·徐州模拟)下面为生态系统能量流动过程模式图,下列叙述错误的是( )
A.草食动物属于初级消费者
B.能量的最终来源是太阳能
C.能量传递是逐级递减的
D.能量可在食物链中循环利用
答案 D
解析 能量不能循环利用。
4.
(2017·扬州模拟)右图为某一生态系统的能量金字塔,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级,E1、E2代表能量的形式。
下列叙述正确的是( )
A.Ⅰ是初级消费者
B.Ⅳ为分解者
C.E1为太阳能,E2为热能
D.能量可在食物链中循环利用
答案 C
解析 Ⅰ、Ⅳ分别是生产者和三级消费者;能量在食物链中单向流动,不可循环利用。
5.“螳螂捕蝉,黄雀在后”此成语所隐含的食物链具有的营养级数至少有( )
A.2个B.3个
C.4个D.5个
答案 C
解析 解答时应先完整地写出成语所隐含的最短食物链:
生产者→蝉→螳螂→黄雀,然后确定营养级数至少有4个。
6.下图食物网中的猫头鹰每增加20kJ的能量,至少需要消耗的植物所含的能量为( )
A.200kJB.250kJ
C.500kJD.1000kJ
答案 C
解析 至少消耗多少能量按照最高传递效率计算。
7.(2016·扬州学测模拟)下列关于生态系统中生产者的叙述,错误的是( )
A.生产者能利用无机物制造有机物
B.生产者都是自养型生物
C.生产者都是绿色植物
D.生产者是生态系统的主要成分
答案 C
解析 生产者除了绿色植物外,还包括能进行化能合成作用的细菌。
8.(2016·连云港学测模拟)下图是一个陆地生态系统食物网的示意图,据图判断正确的是( )
A.蝗虫是次级消费者
B.鸟和田鼠具有相同的营养级
C.该食物网共有2条食物链
D.若蛇的数量大量减少,田鼠的数量也随之大量减少
答案 C
解析 蝗虫是初级消费者;田鼠属于第二营养级,鸟属于第三营养级;蛇的数量大量减少,田鼠的数量随之增多。
9.(2016·宿迁学测模拟)下图为某河流中营养结构示意图,下列说法正确的是( )
A.该食物网包含生态系统的所有成分
B.鳜鱼属于第三、第四营养级
C.该食物网的能量来源只有水草固定的太阳能
D.该河流中引入外来物种有利于增加生物多样性
答案 B
解析 在“水草→草鱼→鳜鱼”食物链中,鳜鱼属于第三营养级;在“绿藻→水蚤(或轮虫)→鳙鱼→鳜鱼”食物链中,鳜鱼属于第四营养级。
10.(2016·徐州学测模拟)生态系统的结构不包括( )
A.生产者B.消费者
C.信息传递D.食物链和食物网
答案 C
解析 信息传递属于生态系统的功能。
11.如图是某个农业生态系统的结构模式图,该图中能表示生态系统能量流动箭头的是( )
A.①③B.②③⑤
C.①③④D.②⑤
答案 C
解析 农作物的能量可传递给人、鸡、猪、牛,而鸡、猪、牛的能量也可传递给人;但人和鸡、猪、牛的能量不能传递给农作物,这是由食物链的方向决定的。
12.(2015·连云港学测模拟)若牛的摄入量为100%,其中粪便量为36%,呼吸量为48%,则牛的同化量为( )
A.16%B.52%C.64%D.84%
答案 C
解析 牛的同化量=摄入量-粪便量=100%-36%=64%。
13.(冲A练习)(2016·宿迁学测模拟)1957年美国的生态学家H.T.Dum对某生态系统进行了能量流动情况的调查,下表是调查结果。
表中A、B、C、D分别代表不同的营养级,E为分解者(注:
能量单位:
102kJ·m-2·a-1)。
请回答下列问题:
同化固定的能量
呼吸消耗的能量
A
15.9
13.1
B
870.7
501.3
C
0.9
0.6
D
141.0
79.1
E
211.5
191.4
(1)该生态系统的组成成分,除了表中所列出来的外,还应该有________________________。
(2)该生态系统中的营养结构(食物链)可表示为________________________________________
________________________________________(用字母和箭头表示)。
(3)生态系统中能量流动的特点是______________________________________,根据上表数据可知能量从第一营养级到第二营养级的传递效率是________________(小数点后保留一位有效数字)。
(4)在上表中未体现出来的大气库中CO2来源是________________________________。
大气中CO2含量的增加给地球生态环境带来一个重要后果是温室效应,控制温室效应你可以采取哪些措施?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(至少回答出两点)。
答案
(1)非生物的物质和能量(或无机环境)
(2)B→D→A→C
(3)单向流动、逐级递减 16.2%
(4)化石燃料的燃烧 ①减少化石燃料燃烧(或开发绿色新能源);②植树造林(或禁止乱砍滥伐)(至少答两点)
解析 表格中的E属于分解者,按照同化的能量值大小,食物链为B→D→A→C,能量从第一营养级到第二营养级的传递效率=141.0/870.7×100%≈16.2%。
14.(2011·江苏学测)生态农业是指运用生态学原理,在环境与经济协调发展的思想指导下,应用现代科学技术建立起来的多功能综合农业生产体系,下图是某农业生态系统的结构模式图,请据图回答:
(1)该农业生态系统中的生产者是________________________。
沼气池中的微生物在该生态系统中的主要功能是________________________。
(2)图中能量流向人体的途径有(用图中字母表示)________________________。
(3)能量流动是生态系统的重要功能,生态系统中能量流动的特点是______________________
________________________________________________________________。
(4)与传统农业相比,生态农业的优点有(只要求写出两个方面)______________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)玉米等农作物 分解作用
(2)A、B、D
(3)单向流向、逐级递减 (4)能量的多级利用、减少环境污染
解析 一个生态系统中包含生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,各种植物属于生产者,微生物属于分解者。
人可食用玉米、家禽、家畜、蘑菇,相应地通过A、B、D获得能量。
生态农业的优点有促进物质循环利用,减少环境污染等。
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