1、第12单元 生态系统及其稳定性 生态环境的保护,第1讲 生态系统的结构 生态系统的能量流动,-3-,1.生态系统的结构()。 2.生态系统中能量流动的基本规律及应用()。,-4-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,生态系统的结构 1.生态系统 (1)概念:生态系统是由 生物群落 与它的 无机环境 相互作用而形成的统一整体。如下图所示。,(2)范围:有大有小,地球上最大的生态系统是 生物圈 。 (3)结构:由 组成成分 和营养结构(食物链和食物网)构成。 (4)功能:进行 物质循环、能量流动和信息传递 。,-5-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.生态系统的组成成分 (1)各成分
2、的作用及地位,-6-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(2)相互关系生产者 和 分解者 是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”。,-7-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.生态系统的营养结构 (1)食物链(捕食链) 概念:在生态系统中,各生物之间由于 食物 关系形成的一种联系。 特点:起点是 生产者 ,为第一营养级;终点是最高营养级,一般不会超过 五 个营养级;只包含生产者和消费者。 消费者级别=营养级级别-1。,-8-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(2)食物网 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 。 形成原因:在生态系统中,一种
3、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。 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 。,-9-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,食物网分析a.该食物网中含有 12 条食物链。 b.该食物网中所含营养级最多的食物链是 草食草昆虫蜘蛛青蛙蛇猫头鹰 (写出一条即可)。 c.图中猫头鹰所占营养级为 第三、四、五和六营养级 。 d.图中猫头鹰与蛇之间的种间关系为 捕食和竞争 。,-10-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(3)食物链和食物网的作用:生态系统 物质循环和能量流动 的渠道。,-11-,核心
4、梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)一个完整生态系统的结构应包括生物群落及其无机环境。( ) (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的物质和能量与生物群落的桥梁,其中生产者是生态系统的基石。( ) (5)从理论上分析,消费者不是生态系统必需的基础成分。( ) (6)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。( ),-12-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(7)自养型生物一定都是生产者;腐生型生物一定都是分解者
5、;生产者一定处于第一营养级。( ) (8)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。( ) (9)生态系统的食物链中营养级越高的生物,其体型必然越大。( ) (10)食物网中两种生物间只能有一种种间关系。 ( ) (11)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。 ( ) (12)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。 ( ),-13-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,下图为生态系统成分及结构关系图,据图分析回答问题。(1)图中A、B表示的生理过程依次是什么? 提示:A
6、为光合作用或化能合成作用;B为呼吸作用。 (2)图中哪些成分共同构成生物群落?它们是否都参与食物链、食物网的构成? 提示:,其中不参与食物链和食物网的构成。,-14-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向1 生态系统成分的判断 1.呼伦贝尔草原上生长着多种杂草和以杂草为食的食草动物以及小型食肉动物,各种生物数量在一定范围内保持相对稳定。下列关于该生态系统的叙述,错误的是 ( ) A.该生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量 B.各种杂草固定的能量只能直接或间接地被消费者、分解者利用 C.草原生态系统中生物的种类越多,其营养结构就越复杂 D.分解者不一定是微生物
7、,微生物也不一定是分解者,答案,解析,-15-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.下图是生态系统成分的关系图,下列对a、b、c所代表的成分的说法,正确的是( )A.b中有真核生物,也有原核生物,但都是自养型生物 B.a中全是异养型真核生物 C.c只包括腐生细菌和真菌 D.a是该生态系统的基石,一旦遭到破坏会影响整个生态系统的稳定,答案,解析,-16-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.下图表示生态系统各有关成分之间的关系。根据图中的信息,下列叙述正确的是( )A.图中由捕食关系形成的食物链共5条 B.该生态系统的营养结构是指图中所有生物和光能、CO2、H2O、N2 C.图中
8、的动物都属于消费者,其中蝉属于第二营养级,即次级消费者 D.人们大量捕捉黄雀后,短时间内蛇和蝉的数量都会减少,答案,解析,-17-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向2 食物链和食物网的分析方法 4.俗话说:“大鱼吃小鱼,小鱼吃小虾,小虾吃泥巴。”某同学据此设计了一个水池生态系统。下列属于该生态系统第一营养级的是( ) A.小鱼吃的小虾 B.吃小鱼的大鱼 C.泥巴中的藻类 D.泥巴中的大肠杆菌,答案,解析,-18-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,5.(2018海南卷)某地在建设池塘时,设计了如下图所示的食物网,鲫鱼和鲢鱼生活在不同的水层。下列关于该池塘生态系统的叙述,错误的
9、是( )A.鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者 B.消耗等量藻类时,鳜鱼的生长量少于鲢鱼 C.通气可促进水体中生物残骸分解为无机物 D.藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量,答案,解析,-19-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向3 食物链和食物网的数量分析 6.(2018山西沂州一中月考)如果一个生态系统中有四种生物并且它们构成一条食物链。在某一时间分别测得这四种生物(甲、乙、丙、丁)体内所含有机物的量如下表所示:在一段时间内,如果乙的种群数量减少,则会引起( ) A.甲、丁的种群数量减少,丙的种群数量增加 B.甲、丙、丁的种群数量均减少 C.甲、丁的种群数量增加,丙的种群数量减少
10、 D.甲的种群数量增加,丙、丁的种群数量减少,答案,解析,-20-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,7.(2018山西太原检测)下图所示为草原生态系统中的一个食物网。下列叙述正确的是( )A.图中共含有3条食物链 B.在该食物网中,鹰处于4个不同的营养级 C.蛇和鹰既是捕食关系,又是竞争关系 D.若兔的数量大量减少,鹰的数量也会大量减少,答案,解析,-21-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.食物链变式模型的分析 下图中,图1和图2都是以每个营养级中有机物多少为依据,来推测或确定食物链的,图1中的食物链是丙甲乙丁,图2中的食物链是丙丁甲乙。,-22-,核心梳理,提能探究,考向
11、感悟,归纳总结,2.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,被捕食者数量增多,但随着数量增多,种内斗争加剧,种群密度下降,最后趋于稳定。 (3)“中间”营养级生物减少的情况(以下图为例)若青蛙突然减少,则以它为食的蛇将减少;鹰会多捕食兔和食草鸟,从而导致兔、食草鸟减少;因鹰不只捕食蛇这一种生物,蛇减少,鹰可以依靠其他食物来维持数量基本不变。,-23-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,生态系统的能量流动 1.能量流动的四个环节,-24-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.能量流动的过程(1)写出图中甲、乙、丙、丁
12、、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能量的去向。 通过自身 呼吸作用 以 热能 的形式散失。 被 下一营养级 同化。 残枝败叶等被 分解者 分解。 未被利用。,-25-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,教材深挖某一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。某一营养级同化的总能量中,一部分能量被自身呼吸作用消耗,一部分流向下一营养级,一部分被分解者利用,还有一部分能量未被利用。,-26-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.能量流动的特点及意义 (1)能量传
13、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 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。 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。,-27-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(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体内的能量。( ) (4)生产者通过光合作用合成有机物
14、时,能量就从非生物环境输入生物群落。( ) (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。( ) (6)生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的。( ),-28-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(7)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%。( ) (8)能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象。 ( ) (9)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多。( ) (10)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。( ) (11)一只狼捕食了一只兔子,则该狼就
15、获得了这只兔子能量的10%20%。( ) (12)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。( ) (13)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。( ),-29-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.下图表示能量在两个营养级之间的流动过程,据图回答问题。 第一个营养级的同化量与其摄入量和粪便量有怎样的关系?提示:同化量=摄入量-粪便量。,-30-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.为什么生态系统的能量流动具有单向流动和逐级递减的特点? 提示:单向流动的原因: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
16、关系是一定的;散失的热能不能再被利用。 逐级递减的原因:某个营养级同化的能量,一部分被自身呼吸消耗,一部分被分解者利用,还有一部分未被利用,所以不能将全部的能量流入下一个营养级。,-31-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向1 能量流动的过程 1.(2016全国卷)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,答案,解
17、析,-32-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.(2018浙江适应性考试)某池塘底栖动物主要有软体动物类(铜锈环棱螺等)、寡毛类(苏氏尾鳃蚓等)、摇蚊类(羽摇蚊等)。科研人员研究了该池塘底栖动物能量流动过程,构建了下图所示模型。下列相关叙述错误的是 ( )A.流经底栖动物的总能量是2 119.5 kJ/(m2a) B.底栖动物同化能中的大部分用于呼吸作用 C.图中“X”包含被下一营养级同化的能量 D.在能量流动的过程中伴随着物质循环和信息传递,答案,解析,-33-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向2 能量流动的特点 3.(2015福建卷)下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递
18、示意图图中数字为能量数值,单位是J/(m2a)。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1 357 J/(m2a) D.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统,答案,解析,-34-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.某一营养级的能量去向 (1)定量不定时分析 流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路可有三条:自身呼吸消耗;流入下一营养级(最高营养级除外);被分解者分解利用。 但这一定量的能量不管如何传递,最终都以热能形式从生物群落中散失;只有生产者源源不断地固定太
19、阳能,才能保证生态系统能量流动的正常进行。,-35-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(2)定量定时分析 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(最高营养级除外);被分解者分解利用;未被利用,即未被自身呼吸消耗,也未被下一营养级和分解者利用,如果是以年为单位进行研究,这部分能量将保留到下一年。 2.能量流动相关关系式(最高营养级除外) (1)摄入量=同化量+粪便量。 (2)同化量=用于生长、发育和繁殖的能量+呼吸消耗量。 (3)用于生长、发育和繁殖的能量=分解者利用量+下一营养级同化量+未被利用量。,-36-,通关记,通关辨,通关练,1.生
20、态系统的结构包括生态系统的成分和营养结构(食物链和食物网)。 2.由于能量沿食物链流动时是逐级递减的,且相邻两个营养级间的能量传递效率一般为10%20%,所以食物链一般不超过五个营养级。 3.太阳能经过生产者的固定进入生物群落,在食物链中以化学能的形式流动,以热能的形式散失。 4.生态系统的能量流动具有单向传递、逐级递减的特点。,-37-,通关记,通关辨,通关练,1.生态系统的成分 (1)判断生产者时要注意是否为自养型生物,若为自养型生物,则为生产者。 (2)判断消费者时要特别注意异养型、非腐生等关键词,寄生的植物和寄生的微生物都是消费者。 (3)判断分解者的主要依据是能否把动植物的遗体、残枝
21、败叶等转变成无机物,即营腐生生活,如蚯蚓。,-38-,通关记,通关辨,通关练,2.对生态系统成分的认识误区及其特例,-39-,通关记,通关辨,通关练,3.与生态系统能量流动有关的概念及能量流动的过程 (1)能量流动中两组概念的比较 同化量和摄入量 同化量是指每一营养级通过摄食并将食物中的能量转化成自身有机物中的能量,摄入量是消费者摄入的能量,同化量=摄入量-粪便量。消费者产生的粪便中的能量,不属于该营养级同化的能量,它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样,属于上一营养级同化的能量。,-40-,通关记,通关辨,通关练,能量传递效率与能量利用效率 a.能量传递效率:能量在沿食物链流动的过程中,逐级减
22、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%。 b.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。,-41-,通关记,通关辨,通关练,(2)生态系统能量流动过程的分析 生态系统的能量流动不单指能量的输入和输出过程,还包括能量的传递和转化过程。 散失的热能不可以被生产者固定再次进入生态系统,故能量单向流动,不循环。 有些分解者可为消费者提供能量,如人吃蘑菇,鸡吃蚯蚓等,但分解者不能为生产者提供能量。,-42-,通关记,通关辨,通关练,1.某生态系统主要
23、物种之间的食物关系如下图甲,而图乙表示该生态系统中三个物种1、2、3的环境容纳量和某时刻种群实际大小。据图分析,下列说法错误的是( ),-43-,通关记,通关辨,通关练,A.图甲的食物网中H占有的营养级分别是第三、四营养级 B.从图乙中可知,物种2的种内斗争最激烈 C.若生物A从B处直接获得的食物占其食物总量的60%,则A增加10 kg,至少需要B 130 kg D.生态系统的组成成分中除图甲所示的成分外,还应该包括分解者,答案,解析,-44-,通关记,通关辨,通关练,2.图1是生态系统的碳循环部分示意图,其中甲、乙、丙、丁组成该生态系统的生物群落;图2是某生态系统的食物网;图3表示桑基鱼塘农
24、业生态系统局部能量流动过程,图中字母代表相应能量的数值。回答下列问题。,-45-,通关记,通关辨,通关练,(1)图1中缺少一个重要过程,可用文字和箭头的形式表示为 。 (2)若图2中的乙大量减少,则短期内戊的数量会 。 (3)若图2食物网中一种生物摄食(能量传递效率为10%)两种生物时,两种被摄食的生物所占比例相等,则戊每增加10 kg生物量,需要消耗生产者 kg。 (4)若图2食物网中丙取食甲的比例由1/4调整到3/4,从理论上分析,改变取食比例后,丙体重增加1 kg,丁能比原来多增重 kg(能量传递效率按20%计算)。 (5)图3中的C和B1+C1+D1可分别表示桑树和蚕用于 的能量。将蚕
25、沙(粪便)投入鱼塘供给鱼食用,输入该鱼塘生态系统的总能量除了池塘中生产者固定的太阳能还有 ,蚕沙中的能量属于第 营养级所含的能量。,-46-,通关记,通关辨,通关练,答案:(1)甲丙 (2)增加 (3)3 250 (4)2 (5)自身生长、发育、繁殖 蚕沙中的能量 一 解析:(1)图1中丁为生产者,甲、乙为消费者,丙为分解者,生产者和消费者的残枝败叶、遗体等均能被分解者利用,故图中缺少甲丙的过程。(2)图2中乙大量减少,甲更多的能量被丙和丁利用,为戊提供更多的能量,故戊的数量会增加。(3)戊增加10 kg生物量,需要消耗丁和丙1010%=100(kg),丁和丙各为50 kg,丁增加50 kg需
26、要消耗甲5010%=500(kg),丙增加50 kg需要消耗甲和乙各2510%=250(kg),乙增加250 kg需要消耗甲25010%=2 500(kg),故共需要消耗生产者500+250+2 500=3 250(kg)。,-47-,通关记,通关辨,通关练,(4)图2显示,丙的食物来源有甲和乙,相关的食物链为甲丙,甲乙丙;若能量传递效率为20%,则丙体重增加1 kg,丙取食的比例调整前约消耗甲11/420%+13/420%20%=20(kg),丙取食的比例调整后约消耗甲13/420%+11/420%20%=10(kg),故调整后丙增长1 kg可节省甲20-10=10(kg),从理论上分析,1
27、0 kg可供养丁比原来多增重1020%=2(kg)。(5)图中A为生产者的总光合量,B为生产者的呼吸消耗量,C为生产者用于自身生长、发育和繁殖的能量。D为流入下一营养级的能量,B1+C1+D1为蚕储存的能量。蚕沙中的能量被鱼利用,也是输入生态系统的能量,蚕沙是蚕的粪便,蚕沙中的能量是蚕上一营养级的能量,即第一营养级的能量。,-48-,通关记,通关辨,通关练,3.(2018全国卷)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用,这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响,此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题。 (1)当某种大型肉食性动物迁入
28、到一个新的生态系统时,原有食物链的营养级有可能增加,生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多,原因是 。 (2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中,使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转,即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由顶级肉食性动物的直接捕食造成的,那么根据上述“恐惧生态学”知识推测,甲的数量优势地位丧失的可能原因是 (答出一点即可)。,-49-,通关记,通关辨,通关练,(3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现,会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测,产生这一结果的可能原因有 (答出两点即可)。,答案:
29、(1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了,传递到下一营养级的能量较少 (2)甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高,顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多 (3)大型肉食性动物捕食野猪;野猪因恐惧减少了采食,-50-,通关记,通关辨,通关练,解析:(1)食物链中的能量流动是逐级递减的,上一营养级的能量被下一营养级同化的能量约有10%20%,生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了,传递到第四、五营养级的能量很少,所以生态系统中食物链的营养级一般不会超过五个。(2)据题意可知,引入某种大型肉食动物前,甲种植食性动物的竞争能力大于乙种植食性动物,引入某种大型肉食动物后,使得甲、乙两种植食性动物的竞争结果发生了反转,假定该反转不是由顶级肉食性动物的直接捕食造成的,那么就是甲对顶级肉食性动物恐惧程度比乙高,顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多。(3)根据“恐惧生态学”知识推测,若某地区森林中,大型肉食性动物重新出现,会减轻野猪对农作物的破坏程度,其原因可能是大型肉食性动物捕食野猪或野猪因恐惧减少了采食。,
