版高考生物一轮复习 第八单元 生物与环境 第30讲 生态系统的营养结构及生产量和生物量讲义 浙科版doc.docx

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版高考生物一轮复习第八单元生物与环境第30讲生态系统的营养结构及生产量和生物量讲义浙科版doc

2019版高考生物一轮复习第八单元生物与环境第30讲生态系统的营养结构及生产量和生物量讲义浙科版

[考试标准]

知识内容

必考要求

加试要求

生态系统的营养结构

（1）生态系统的概念和组成成分

（2）食物链、食物网的概念及实例

（3）食物网的复杂程度与生态系统稳定性的关系

（4）生物放大

（5）营养级

（6）生态系统结构模型的建构

（7）生态金字塔

a

b

b

b

a

a

b

b

b

a

b

b

生态系统中的生产量和生物量

初级生产量、次级生产量及生物量的含义

a

考点一　生态系统的营养结构

1．生态系统概述

（1）生态系统：

是由生物群落及非生物环境所构成的一个生态学功能系统。

（2）类型：

自然生态系统和人工生态系统。

（3）结构组成

①生态系统的成分：

非生物成分（无机物、有机物、气候、能源）和生物成分生产者、消费者和分解者。

②营养结构：

食物链和食物网。

（4）功能：

物质循环和能量流动是生态系统的两大重要功能。

2．食物链

（1）含义：

在生态系统各生物之间，通过一系列的取食和被取食关系，不断传递着生产者所固定的能量。

（2）类型：

捕食食物链和腐食食物链。

陆地生态系统常以腐食食物链为主，海洋生态系统则以捕食食物链为主。

（3）作用：

能量流动和物质循环的渠道。

3．生物放大

（1）含义：

化学杀虫剂和各种有害物质通过食物链逐级积累和浓缩，在生物体内高度富集，导致危害的现象。

（2）途径：

食物链。

（3）实例：

DDT的污染。

4．食物网

（1）含义：

在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接的复杂营养关系。

（2）与生态系统稳定性的关系：

食物网越复杂，生态系统抵抗外力干扰的能力越强，反之，生态系统越容易发生波动和毁灭。

5．营养级

（1）含义：

是指处于食物链同一环节上的全部生物的总和。

（2）划分标准

（3）特点：

营养级的位置越高，归属于该营养级的生物种类、数量和能量越少。

6．生态金字塔

（1）含义：

各营养级之间的某种数量关系。

（2）类型：

生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。

在自然生态系统中，能量金字塔绝不会倒置。

[诊断与思考]

1．判断下列叙述的正误

（1）土壤微生物可作为生态系统的分解者（　√　）

（2）稻田生态系统中的分解者能将鸭的粪便分解成无机物以促进水稻的生长（　√　）

（3）所有的生产者都是植物，所有的动物都是消费者，所有的细菌和真菌都是分解者（　×　）

（4）生态系统的结构指的就是食物链和食物网（　×　）

（5）三级消费者在食物链中属于第四营养级（　√　）

（6）草、鹿、兔、狼、狐和土壤中微生物共同形成了一个生态系统（　×　）

2．如图表示某陆地生态系统的食物网，请据图回答下列问题：

（1）图中共有几条食物链？

请写出最长的食物链。

提示　图中共有8条食物链，其中最长的食物链是：

草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰。

（2）图中的食物链为什么能构成食物网？

提示　因为有的生物可以被多种生物所捕食，有的生物可以捕食多种生物。

（3）图中哪些生物同时具有两种种间关系？

并指出种间关系的名称。

提示　吃虫鸟和蜘蛛、青蛙和蜘蛛、猫头鹰和蛇具有捕食和竞争关系。

（4）如果大量引入兔，短时间内会对其他生物的数量造成怎样的影响？

提示　狐的数量会增加，其他生物的数量会因兔大量吃草而减少。

（5）如果要构成一个生态系统，除了图中的成分外还需要哪些成分？

提示　还需要非生物的物质和能量、分解者等。

3．探究生态金字塔的类型

类型

项目　

能量金字塔

数量金字塔

生物量金字塔

形状

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级递减

生物量（现存生物有机物的总量）沿食物链流动逐级递减

每一阶含义

食物链中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

每一营养级生物的总生物量

题组一　生态系统成分的判断

1．关于下图的叙述中正确的是（　　）

A．图示的各种成分在生态学上可以构成一个生态系统

B．图示的各种成分在生态学上可以构成一个生物群落

C．细菌与蝉之间的关系属于竞争

D．蛇属于三级消费者

答案　A

解析　图示中包括了非生物的物质和能量（光、CO2等）、生产者（绿色植物）、消费者（蝉等）和分解者（细菌），它们构成了一个生态系统；群落是指在一定空间内所有生物种群的集合体；蝉是消费者，细菌是分解者，二者之间不能构成竞争关系；蛇属于四级消费者。

2．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。

题组二　食物链和食物网的分析方法

3．如图为非洲某草原生态系统的食物网，下列相关叙述错误的是（　　）

A．该食物网中共有6条食物链

B．狮子在这个食物网中占据三个营养级

C．狮子和野狗的关系是捕食和竞争

D．蛇的数量减少，狮子的数量不会发生明显的变化

答案　A

解析　从草开始，到狮子结束，食物链有草→羚羊→狮子、草→斑马→狮子、草→羚羊→野狗→狮子、草→斑马→野狗→狮子、草→鼠→蛇→食蛇动物→狮子，共5条，A错误。

草→羚羊→狮子、草→斑马→狮子，这两条食物链中，狮子处于第三营养级；草→羚羊→野狗→狮子、草→斑马→野狗→狮子，这两条食物链中，狮子处于第四营养级；草→鼠→蛇→食蛇动物→狮子，这条食物链中，狮子处于第五营养级，B正确。

由图可以直接看出，野狗和狮子都能以羚羊和斑马为食，两者之间存在竞争关系；野狗又能成为狮子的食物，两者之间又存在着捕食关系，C正确。

由于狮子的食物来源较广泛，蛇的数量减少不会明显影响到狮子数量的变化，D正确。

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，会导致蜘蛛的食物减少，进而导致蜘蛛数量减少。

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（　　）

A．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．图示某海湾大陆架的食物网。

浮游植物急剧增加时会引起（　　）

A．a和b的数量保持指数增长

B．c与d因食物丰富而竞争加剧

C．c、d和e的数量可能大量减少

D．b的食性和营养级发生改变

答案　C

解析　由于受空间的限制、天敌的制约，浮游动物a和植食者b的数量增长曲线是“S”形，A错误；c与d的食性不同，只存在生存空间和环境资源上的竞争关系，不会因食物丰富而竞争加剧，B错误；浮游植物急剧增加，可能会导致水体中溶氧量大量下降，鱼类大量死亡，C正确；生物食性及生物在生态系统中所处的营养级是长期自然选择的结果，因此植食者（b）的食性和营养级不会因浮游植物急剧增加而发生改变，D错误。

1．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。

（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、蓝细菌、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：

蓝细菌是原核生物，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。

2．食物链变式模型的分析

下面图中，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。

3．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，会先增加后减少，最后趋于稳定，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。

简单记为：

“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　生态系统中的生产量和生物量

1．生产量与生物量的相关概念及内在联系

（1）初级生产量：

指绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量。

单位为g/（m2·a）或J/（m2·a）（a代表年）。

①生产过程的化学反应式如下：

6CO2＋12H2O

C6H12O6＋6O2＋6H2O

②总初级生产量：

包括呼吸消耗在内的全部生产量，用GP表示。

③净初级生产量：

在初级生产量中，有一部分被植物呼吸（R）消耗掉了，剩下的用于植物的生长和繁殖，用NP表示。

净初级生产量随温度和雨量不同而有很大差异。

（2）生物量：

净生产量在某一调查时刻前的积累量。

①单位：

g/m2或J/m2。

②NP＝GP－R。

（3）次级生产量：

异养生物（包括消费者和分解者）利用现成有机物质而生产出来的有机物质。

①单位：

g/（m2·a）或J/（m2·a）。

②生产过程

2．净初级生产量和生物量的关系

（1）NP>0时，生物量增加。

（2）NP＝0时，生物量不变。

（3）NP<0时，生物量减少。

[诊断与思考]

1．判断下列叙述的正误

（1）生态系统的生产量有初级生产量和次级生产量（　√　）

（2）用字母表示总初级生产量与净初级生产量之间的关系：

GP＝NP＋R（　√　）

（3）陆地的初级生产量<海洋的初级生产量（　×　）

（4）顶极群落的生产量比演替中的群落多（　×　）

2．与陆地生态系统相比，海洋生态系统的总初级生产量更大还是更小？

次级生产量呢？

提示　海洋的初级生产量之和只有陆地初级生产量的1/2，但次级生产量却相当于陆地次级生产量的三倍多。

题组　生产量和生物量关系的分析

1．关于生态系统中生产量与生物量的叙述，正确的是（　　）

A．用于植物生长和繁殖的生产量应为净初级生产量减去呼吸消耗量

B．净生产量实际上就是总初级生产量在某一调查时刻前的积累量

C．生物量与生产量的单位相同均可用g/m2或J/m2表示

D．若GP－R＝0，则生物量不变

答案　D

解析　用于植物生长和繁殖的生产量应为净初级生产量；生物量实际上就是净初级生产量在某一时刻前的积累量，其单位为g/m2或J/m2，但生产量的单位应为g/（m2·a）或J/（m2·a）。

若GP－R＝0，则生物量不变；若GP－R>0，生物量增加；若GP－R<0，生物量减少。

2．下列关于生态系统中净初级生产量与总初级生产量的叙述，不正确的是（　　）

A．初级生产量是指绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量

B．绿色植物的初级生产量形成于叶绿体中

C．初级生产量的单位通常用g/m2或J/m2表示

D．地球各地的净初级生产量随温度和雨量的不同有很大差异

答案　C

解析　初级生产量的单位通常用g/（m2·a）或J/（m2·a）（a代表年）表示，即初级生产量应体现年生产量，而不是某一时刻的生产量。

列表法比较初级生产量、生物量和次级生产量

项目

初级生产量

生物量

次级生产量

定义

指绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量

指生物在某一调查时刻前的有机物或能量的积累量

指在生态系统中第二次的有机物质生产量

能量来源

太阳光能

太阳光能或有机物

植物生产的有机物

能量去向

绿色植物

绿色植物

次级生产者

描述单位

g/（m2·a）

或J/（m2·a）

g/m2

或J/m2

g/（m2·a）

或J/（m2·a）

能量大小

最大

较大

较小

三者的关系

（1）总初级生产量（GP）＝净初级生产量（NP）＋植物呼吸量（R）；

（2）当净生产量表示在某一时刻前的有机物积累量时即为生物量；

（3）次级生产量的能量来源于初级生产量；

（4）初级生产量、生物量和次级生产量的能量均直接或间接来源于太阳光能