1、第32讲 生态系统的结构 生态系统的能量流动,1.讨论某一生态系统的结构。 2.分析生态系统中的能量流动的基本规律及其应用。 3.活动:调查或探讨某一生态系统中的能量流动。,-3-,必备知识梳理,关键能力突破,生态系统的结构 1.生态系统的概述 (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。 (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、信息传递 。,-4-,必备知识梳理,关键能力突破,2.生态系统的组成成分 (1)各成分的作用及地位,-5-,必
2、备知识梳理,关键能力突破,(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”。,-6-,必备知识梳理,关键能力突破,3.生态系统的营养结构 (1)食物链 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。 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。,-7-,必备知识梳理,关键能力突破,生态系统的成分、食物链和营养级之间的关系连一连,-8-,必备知识梳理,关键能力突破,(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: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
3、既可能吃多种植物,也可能被 多种肉食性动物 所食。 功能:是生态系统 物质循环和能量流动 的渠道。 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-,必备知识梳理,关键能力突破,教材拾遗1.(必修3第88页“旁栏思考题”改编)一个动物园中的全部动物是一个系统吗?全部动物和植物呢?为什么? 答案动物园中的全部动物不是一个系统,因为不同种动物是分开饲养的,彼此之间没有内在联系和相互影响,不是一个有机的整体。同理,动物园中的全部动物和植物也不是一个系统。 2.(必修3第92页“拓展题”改编)在农田、果园等人工生态系统中,可否通过增加或延长食物链,提高生态系统稳定性并获得更多产品?
4、为什么? 答案可以。农田和果园等人工生态系统的食物链单一,自身稳定性差,易受病虫害破坏。通过研究生物之间的相互关系,增加或延长食物链,使之成为立体农田和立体果园,可以提高生态系统的稳定性,同时获得更多的产品。例如,水田养鱼、果园养鸡等。,-10-,必备知识梳理,关键能力突破,凝练核心素养 1.生命观念通过分析生态系统的结构,建立起生态系统是具有一定结构和功能的统一体的观念。 2.科学思维运用模型与建模方法,构建生态系统组成成分之间的关系模型,讨论某一生态系统中生产者和消费者通过食物链和食物网联系在一起形成复杂的营养结构。,-11-,必备知识梳理,关键能力突破,(科学思维)某岛屿居民与该岛上的植
5、物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如下图,据图回答下列问题。(1)该食物网中,共有 6 条食物链。 (2)鹰与鼬的种间关系是 捕食和竞争 。 (3)此食物网没有表示出的生态系统成分是 非生物的物质和能量、分解者 。 (4)通常情况下,寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响 小于 (填“大于”“小于”或“相当于”)鼬对鼠种群数量的影响。,-12-,必备知识梳理,关键能力突破,考向1 生态系统组成成分的判断 1.(2019山西孝义摸底)下图表示生态系统中四种成分(甲、乙和丙、丁、戊所对应方框各代表一种成分)之间的关系,下列相关叙述正确的是( )A.甲、乙和丙所包含的所有种群构成群落 B.戊不一定是微生物
6、 C.图中存在竞争关系的只有乙2和丙2 D.丁的含量增加将导致臭氧层被破坏,答案,解析,-13-,必备知识梳理,关键能力突破,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 “自养型生物”=“生产者”,包括光能自养生物(如绿色植物和蓝藻等)和化能自养生物(如硝化细菌、硫细菌、铁细菌等)。 “捕食异养或寄生异养型生物”=“消费者”,它们不能直接把无机物合成有机物,而是以捕食或寄生的方式获取现成的有机物来维持生活(如寄生细菌、病毒,寄生植物菟丝子,寄生动物蛔虫等)。 “腐生异养型生物”=“分解者”,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)。,-
7、14-,必备知识梳理,关键能力突破,(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DAB确定A为消费者,B为分解者。,-15-,必备知识梳理,关键能力突破,考向2 食物链和食物网的分析方法 2.(2018河北冀州中学期中)如图曲线表示某生态系统中三个不同种群的生长繁衍情况。已知种群c是自养生物,下列说法不正确的是( )A.该生态系统的简单食物链可表示为cba B.种群b在第37年时间内个体
8、数下降是由于a的增加和c的减少 C.b和a的存在能加快该生态系统的物质循环 D.一定自然区域内,a、b、c三个种群中全部的生物构成生物群落,答案,解析,-16-,必备知识梳理,关键能力突破,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的多少为依据的,图1中的食物链是丙甲乙丁,图2中的食物链是丙丁甲乙。图3表示甲和乙之间为捕食关系,甲是被捕食者,乙是捕食者,在食物链中,甲处于低营养级,乙处于高营养级。图4表示的是生态系统的物质循环图解,A是生产者,B是消费者,C是分解者,D是非生物的物质和能量,其中的食物链是AB。,-17-,必备知识梳理,关键能力突破,-18-,必备知识梳理
9、,关键能力突破,考向3 食物链和食物网的数量分析 3.(2018江苏盐城阜宁期中)下图表示生态系统中的食物网,下列相关叙述正确的是( )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.蝗虫和鼠在不同食物链中属于同一营养级 D.若鼠全部死亡消失,对狼的影响比对猫头鹰显著,答案,解析,-19-,必备知识梳理,关键能力突破,食物网中生物数量变化的分析与判断 (1)第一营养级生物的数量减少,该食物链上的相关生物的数量都减少。 (2)“天敌”的数量减少,则被捕食者数量增多,但随着数量增多,种内斗争加剧,种群密度又会下降,直到趋于稳定。,-20-,必备知识梳理,关键能力突破,(3)
10、“中间”营养级生物的数量减少情况(以下图为例)若青蛙的数量突然减少,则以它为食的蛇的数量将减少;鹰会过多捕食兔和食草鸟,从而导致兔和食草鸟的数量减少;鹰不只捕食蛇这一种生物,蛇的数量减少,鹰可以依靠其他食物来维持数量基本不变。,-21-,必备知识梳理,关键能力突破,生态系统的能量流动 1.对能量流动概念的理解,-22-,必备知识梳理,关键能力突破,2.能量流动的过程 (1)能量流经第二营养级的过程,-23-,必备知识梳理,关键能力突破,输入一个营养级的能量是指该营养级 同化 的能量,也就是 摄入的能量(a)-粪便中的能量(c) 。 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
11、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。,-24-,必备知识梳理,关键能力突破,(2)能量流经生态系统的过程,-25-,必备知识梳理,关键能力突破,3.能量流动的特点及研究意义,-26-,必备知识梳理,关键能力突破,凝练核心素养 1.生命观念通过分析生态系统的能量流动的过程,建立起生态系统的稳态和平衡观念。 2.科学思维运用归纳与概括的方法,理解生态系统中能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律;解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。,-27-,必备知识梳理,关键能力突破,(生命观念、科学思维)下图是某人工鱼塘生态系
12、统能量流动过程中的部分环节,数字为涉及的能量值单位为103 kJ/(m2a)。请据图回答下列问题。,-28-,必备知识梳理,关键能力突破,(1)该生态系统中流入生物群落的总能量来源有两个:一个是光能,另一个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 110103 kJ/(m2a) 、 14103 kJ/(m2a) 、 2.5103 kJ/(m2a) 。 (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 12.7% 、 15.6% 。(结果保留一位小数) (4)假设食物全部来自生产者,按照图中的能量流动规律,肉食性动物要增加100 kg,则
13、约需要消耗 5 047 kg生产者。,-29-,必备知识梳理,关键能力突破,考向1 能量流动的过程 1.(2018湖南师大附中月考)下图表示能量在营养级之间的流动过程,下列说法错误的是( )A.粪便量中的能量属于上一营养级的生物同化的能量 B.各营养级中同化的能量的去路是通过呼吸作用散失和被下一营养级利用 C.能量只能沿食物链由低营养级流向高营养级 D.营养级越高的生物最终获得的能量越少,答案,解析,-30-,必备知识梳理,关键能力突破,某一营养级的能量去向 (1)定量不定时分析 在足够长的时间内,流入某一营养级的一定量的能量的去路可有三条: 自身呼吸消耗;流入下一营养级(最高营养级除外);被
14、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阳能,才能保证生态系统能量流动的正常进行。 (2)定量定时分析 在一定时间内,流入某一营养级的一定量的能量的去路可有四条: 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。,-31-,必备知识梳理,关键能力突破,考向2 能量流动的特点 2.下图为某生态系统中能量传递示意图(单位:kJ),下列叙述不正确的是( )A.流入该生态系统的总能量为1 250 kJ B.从
15、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,答案,解析,-32-,1,2,3,4,1.在美国西海岸的一个基岩质海岸的潮间带栖息着藤壶、贻贝、帽贝和石鳖等几种动物,这些动物被海星所捕食。科学家将海星从实验小区中移除一段时间后,调查小区中被捕食物种的数量由15种迅速下降到8种,同时发现藤壶和贻贝种群数量明显增加。下列相关叙述不正确的是 ( ) A.小区中藤壶、贻贝、帽贝和石鳖等动物构成一个生物群落 B.海星可以位于第三营养级 C.海星移除后,小区物种数量下降的原因是被捕食者之间竞争加剧 D.实验结果
16、说明捕食者的存在有利于维持生态系统物种多样性,答案,解析,-33-,1,2,3,4,2.某河流中有如下食物链:绿藻植食性小鱼肉食性鱼。如图表示该食物链中各生物在河流不同深度的分布情况。下列有关分析错误的是( )A.甲、乙、丙之间存在生殖隔离,不存在地理隔离 B.丙表示肉食性鱼,该种群营养级高,所含能量较少 C.乙的数量突增,短时间内物种丙的数量会增加 D.甲在不同水深处的个体数量不同,主要是食物的原因,答案,解析,-34-,1,2,3,4,3.关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用的叙述,错误的是( ) A.除虫除草可以让农田生态系统中的能量流向对人类更有意义的部分 B.多途径利用农作物可以
17、实现对生态系统中能量的多级利用 C.根据草场能量流动的特点,可以合理确定草场的载畜量,从而保持畜产品的持续高产 D.“桑基鱼塘”的生产方式,在桑、蚕、鱼之间形成良性循环,提高了能量传递效率,答案,解析,-35-,1,2,3,4,4.下表是某池塘生态系统的一个食物网中6个种群同化能量的相对值,其中只有种群A是生产者。请回答下列问题。,(1)该池塘中的这6个种群 (填“能”或“不能”)构成一个群落。研究该池塘中这6个种群之间的相互关系属于从 水平上研究的问题。 (2)若能量传递效率按10%计算,请画出这6个种群构成的食物网。F同化的能量最终的去向包括通过自身的呼吸作用散失和 。 (3)如果向该池塘
18、引入以种群F为专一食物的水生动物,则A、B、C、D、E 5个种群中密度首先下降的是 。 (4)一般情况下,该池塘生态系统的结构和功能能够维持相对稳定,这是由于该池塘生态系统具有一定的 能力。,-36-,1,2,3,4,答案 (1)不能 群落 (2)如下图 被分解者利用 (3)B和C (4)自我调节,-37-,1,2,3,4,解析 (1)群落包括生产者、消费者和分解者,而食物网中没有分解者,故这6个种群不能构成一个群落。研究种群之间的相互关系属于从群落水平上研究的问题。(2)若能量传递效率按10%计算,根据表中各种群同化能量的相对值可得,种群A属于第一营养级,种群B、C属于第二营养级,种群D、E属于第三营养级,且种群D、E均从B和C两种群处获得能量,种群F属于第四营养级,据此可绘出相应的食物网(图见答案)。最高营养级同化的能量包括通过自身的呼吸作用散失和被分解者利用两个去向。(3)当引入专食种群F的水生动物后,种群D、E的数量增加,导致种群B、C的数量减少。(4)生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有一定的自我调节能力。,
