2016届高考生物大一轮总复习第九单元生物与环境第34讲生态系统的结构与能量流动

1第34讲生态系统的结构与能量流动[考纲要求]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)。考点一生态系统的结构(归类食物链的呈现形式)1．生态系统的概念：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。地球上最大的生态系统是生物圈。2．生态系统的结构3．生态系统的营养结构(1)食物链①食物链的起点一定是生产者，后面的营养级是消费者。②次级消费者在食物链中属于第三营养级。③食物链中体现的种间关系是捕食。(2)食物网：由于一种生物的食物来源可能来自多种生物，且某种生物可能为多种生物所食，所以一个生态系统的营养结构往往是由多种食物链交错而成，从而构成食物网。[思维诊断](1)所有的生产者都是植物(×)(2)所有的动物都是消费者(×)(3)所有的细菌和真菌都是分解者(×)(4)生态系统的结构包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量(×)(5)三级消费者在食物链中属于第四营养级(√)(6)理论上分析，只有消费者不是生态系统必要的基础成分(√)2题组一生态系统成分的判断1．下列有关生态系统成分的叙述，正确的是()A．自养生物都属于生产者，都可以进行光合作用，把无机物转变成有机物B．动物都是消费者，其中食草动物为初级消费者C．分解者都是腐生生物，是生态系统不可缺少的成分D．非生物的物质和能量是指阳光、水、空气、细菌等答案C解析自养生物都属于生产者，但不一定都可以进行光合作用，如硝化细菌，其进行的是化能合成作用；动物不一定都是消费者，如蚯蚓属于分解者；分解者都是腐生生物，是生态系统不可缺少的成分，它们能将有机物分解成无机物，让有机物返回无机环境；非生物的物质和能量主要包括阳光、热能、水、空气、无机盐等，细菌是生物，不属于非生物的物质和能量。2．下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，包括各种异养生物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解析从图中甲、乙和分解者的关系可以判断，甲是生产者，乙是消费者，其中生产者是生态系统的基石，A正确。异养生物中一部分是消费者，如大部分动物，一部分是分解者，如腐生细菌、真菌和少数动物，B错误。太阳能是生态系统的主要能量来源，C正确。食物链是生态系统的营养结构，D正确。技法提炼生态系统成分的判断方法(1)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。3(2)根据生物类型判断生态系统的成分①判断生产者的主要依据是是否为自养型生物，若为自养型生物，则为生产者，包括绿色植物、蓝藻、光合细菌以及化能合成细菌等。②判断消费者时要特别注意“异养型”“非腐生”等关键词，植物、微生物都有可能成为消费者。③判断分解者的主要依据是能否把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物，分解者是腐生生物，也包括少数的动物(如蚯蚓)。易错警示关于生态系统成分的三个易混点①绿色植物≠生产者：蓝藻是原核生物，能进行光合作用，属于生产者；而菟丝子营寄生生活，属于消费者。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。题组二食物链和食物网的分析方法3．如图表示某生态系统中的食物网，下列相关叙述正确的是()A．图中共含有7条食物链B．伯劳鸟和袋鼬只存在捕食关系C．该食物网中最长的食物链含有6个营养级D．食物链中营养级越高的生物，体型越大答案C解析此食物网中共含有8条食物链，故A错误；伯劳鸟和袋鼬既存在捕食关系，又存在竞争关系，故B错误；该食物网中最长的食物链有6个营养级，如桉树→甲虫→蜘蛛→知更鸟→伯劳鸟→袋鼬，故C正确；甲虫的营养级虽比桉树高，但体型小，故D错误。4.如图表示一个海滩湿地生态系统中部分生物的食物关系。下列有关分析错误的是()A．细菌既可作为分解者，又可作为消费者的食物B．第三营养级的生物有食草虫、线虫、海螺C．若大米草死亡，将导致细菌数量增多，沼蟹数量亦增多D．若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛数量将减少答案B解析食物链的起点是生产者，海螺、线虫和食草虫均能以生产者为食，故三者应为第二营养级；大米草与藻类之间存在竞争关系，大米草死亡会导致藻类数量增多，还会使细菌数量增多，细菌和藻类数量增多会导致线虫数量增多，进而导致以线虫为食的沼蟹数量增多；杀虫剂杀死食草虫，4会导致蜘蛛的食物减少，进而导致蜘蛛数量减少。技法提炼食物链变式模型的分析(1)如下图中图1和图2都是以每个营养级中有机物多少为依据，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，甲是低营养级，乙是高营养级；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A→B。(2)数据表格形式直接呈现(能量值)构建食物链(网)下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ABCDPg15.9870.70.9141.0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。(3)数据表格形式间接呈现(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下表：生物体ABCDE有机汞浓度(ppm)0.0570.51680.39由于生物富集现象，随着营养级的增加，有机汞浓度增加，表中A有机汞浓度最低，属于第一营养级，含能量也最多，C和E的有机汞浓度差不多，表明两者属于同一营养级，D有机汞浓度最高，属于最高营养级，含能量也最少，那么，最可能的食物网如右图所示。题组三食物链和食物网中的数量分析5．如果一个生态系统中有4种生物，并构成一条食物链，在某一时间分别测得这4种生物(甲、乙、丙、丁)所含有机物的总量，如图所示。在一段时间内，如果乙的种群数量增加，则会引起()5A．甲、丁的种群数量增加，丙的种群数量下降B．甲、丙、丁的种群数量均增加C．甲、丁的种群数量下降，丙的种群数量增加D．甲的种群数量下降，丙、丁的种群数量增加答案D解析由上图可知，丙种群的有机物总量最多，应该是该生态系统的第一营养级，所以上述4种生物构成的食物链是丙→甲→乙→丁。乙种群数量增加，就要捕食更多的甲生物，因而甲生物的数量减少；随之丙的数量将增加，丁又是以乙为食，所以丁的数量随乙的增加而增加。6.某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如图。下列叙述错误的是()A．兔与人的种间关系是捕食和竞争B．若去除鼬，则草原容纳鹰的数量会增加C．大量捕杀鼬会导致鼠种内斗争增强D．植物中的能量能通过5条食物链传递给鹰答案D解析兔和人有共同的食物来源，二者存在竞争关系，同时兔也能被人捕食，二者存在捕食关系，A正确；鼬和鹰都能捕食兔和鼠，若鼬减少时，鹰缺乏竞争者，数量会增多，B正确；大量捕杀鼬时，鼠的数量会增多，种内斗争会增强，C正确；植物到鹰的食物链有4条，D错误。技法提炼食物链和食物网中的数量变化分析(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，简单记为：“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，简单记为：“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，则这种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其食物有多种来源时，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。简单6记为：“食物网，食物链，生物数量好判断，首先你要有主见，环节少的先看见”。考点二生态系统的能量流动1．能量流动的过程(1)概念理解输入—源头：太阳能流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能总量⇓传递—途径：食物链和食物网形式：有机物中的化学能⇓转化—太阳能→有机物中的化学能→热能⇓散失—形式：最终以热能形式散失过程：自身呼吸作用(2)流动过程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。④上述过程中，能量流动不能(填“能”或“不能”)逆转，原因是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；能量流动不能(填“能”或“不能”)循环，原因是最终散失的热能不能再被利用。(3)如图表示能量在两个营养级之间的流动过程①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？答案同化量＝摄入量－粪便量。②上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？7答案不是。一部分能量被自身呼吸所消耗，还有一部分被分解者所利用，总有一部分能量未被下一营养级利用。2．能量流动的特点及意义(1)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%，若将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高可绘成能量金字塔。(2)能量流动的特点：单向流动、逐级递减。(3)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。[思维诊断](1)生态系统中能量的初始来源只有太阳能(2014·江苏，10B)(×)(2)直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量(2010·江苏，11B)(×)(3)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(√)(4)由于散失的热能不能被生产者再固定，且食物链中捕食与被捕食的关系不可逆转，所以生态系统的能量流动是单向的(√)(5)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(×)(6)兔吃草后排出的粪便中的能量是兔同化量的一部分(×)(7)一只狼捕食了一只兔子，该狼获得了兔子能量的10%～20%(×)(8)能量流动规律可用“能量金字塔”表示，一个生态系统的营养级越多，在能量流动过程中散失的热能越多，所以能量流动一般不会超过4～5个营养级(√)题组一能量流动的过程及特点分析1．某生态系统中有A、B、C、D四种生物，构成食物链A→B→C，D为分解者，如图是该生态系统中能量流入B处发生的一系列变化示意图，下列说法错误的是()A．图中的甲表示B的同化量，乙表示B用于生长、发育和繁殖的能量B．参与丁过程的都是异养型生物，包括细菌、真菌等C．当生态系统处于相对稳定状态时，B的种群数量一般处于K/2D．图中D的能量不全部来自B生物8答案C解析当生态系统处于相对稳定状态时，B种群数量达到环境容纳的最大值，一般处于K值，C错误；B摄入量为其同化量和粪便量之和，其同化量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身的生长、发育和繁殖；丁过程为分解者的分解作用，分解者主要是营腐生生活的细菌、真菌等，都是异养型生物；D的能量可来自于B的粪便，而此部分属于上一营养级A的能量。2.如图表示某一生态系统的能量金字塔，其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和Ⅳ是实现物质循环的关键生态成分B．该图所示的食物网只有1条食物链：