高中生物第4章生物与环境的协调发展章末整合学案北师大版.docx

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高中生物第4章生物与环境的协调发展章末整合学案北师大版

第4章生物与环境的协调发展

章末整合（四）

本章网络构建

①________；②________；③________；④________；⑤________；⑥________；⑦________；⑧________；⑨________；⑩________。

答案　①非生物成分　②生产者　③消费者　④分解者　⑤食物网　⑥物理　⑦化学　⑧行为　⑨抵抗力　⑩恢复力

规律方法整合

方法一　巧判生态系统中的营养级

典例1

　兔子吃草，红狐吃兔，狼吃红狐构成的食物链中，红狐所处的消费者级别及营养级级别分别是（　　）

A．次级消费者，第二营养级

B．次级消费者，第三营养级

C．三级消费者，第二营养级

D．三级消费者，第三营养级

答案　B

解析　在生态系统中，消费者是指直接或间接以植物为食的异养生物（主要是动物）。

直接以植物为食的是初级消费者，以植食动物为食的是次级消费者，以小型肉食动物为食的是三级消费者。

而营养级是指一条食物链的每一环节上所有生物的总和，生产者为第一营养级，植食动物（初级消费者）为第二营养级，小型肉食动物（次级消费者）为第三营养级。

方法链接

对于生物在生态系统中所处的营养级，先依据各种生物的有机物总量、能量、数量或有毒物质富集量等绘出食物链，然后加以判断。

1．营养级的计算从生产者开始，每一个环节为一个营养级。

2．营养级与消费者的级别并不一致，营养级＝消费者级别＋1。

因为营养级是从生产者开始的，消费者级别是从初级消费者开始的。

3．消费者所处的营养级级别并不是一成不变的，一种消费者可在同一食物网的不同食物链中占据多个营养级。

4．分解者在生态系统中不能归入任何一个营养级。

这是由于分解者与动植物形成的是腐生关系而不是捕食关系，所以不能列入食物链，也就不能列入营养级。

迁移训练

1．长期处于相对稳定状态的生态瓶中只有一条食物链，共含有三个营养级。

若每个营养级每日每小时的耗氧量如图中曲线所示，则曲线a、b、c所反映的营养级依次是（　　）

A．第三营养级、第二营养级、第一营养级

B．第三营养级、第一营养级、第二营养级

C．第二营养级、第三营养级、第一营养级

D．第一营养级、第二营养级、第三营养级

答案　D

解析　a的耗氧量随着时间变化，在有光照时释放氧气，所以应该是进行光合作用的生产者，为第一营养级。

低营养级所含有机物的总量比高营养级多，呼吸消耗有机物的量多，所以耗氧量也多。

b、c相比，b所示生物耗氧量大于c所示生物，故b为第二营养级，推断此食物链方向a→b→c，故选D。

方法二　食物链和食物网的分析

典例2

　如图所示为某生态系统的食物网简图，分析回答有关问题。

（1）在此食物网中共有________条食物链。

（2）在此食物网中，________________________________属于初级消费者，处于最高营养级的生物是____________________。

（3）在此食物网中，可以占有两个及以上不同营养级的生物有________________________________。

（4）兔和食草昆虫之间的关系是________；猫头鹰与蛇之间的关系是________________；食物链中各种生物之间的最根本的联系是________联系。

（5）由于捕猎的原因，猫头鹰的数量大量减少，则蛇的数量将会________。

答案　

（1）10　

（2）兔、鼠、吃草籽的鸟、食草昆虫　猫头鹰、狐　（3）食虫鸟、蟾蜍、蛇、猫头鹰　（4）竞争　捕食和竞争　食物　（5）增多

解析　对于有关食物网的题目，解题时首先要数清有几条食物链；其次，理清某一生物在每一条食物链上所处的营养级，归纳出该生物共有哪几个营养级；最后，弄清该生物与其他生物之间的关系有哪几种，当某种生物因某种因素而减少时，对另一生物的影响，可顺着关系线路进行综合分析。

方法链接

1．食物链的分析

如食物链：

A→B→C→D→E。

（1）每条食物链的起点总是生产者（如A），终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级（如E），中间为多种动物，有任何地方间断都不能算完整的食物链。

（2）在食物链中，当某种生物大量增加时，一般会导致作为其食物的上一营养级数量减少，作为其天敌的下一营养级数量增多。

如C大量增加时，B减少，A、D、E增多。

（3）食物链中各营养级生物之间是相互制约的，使它们的数量始终处于一种动态平衡中。

这种制约可能来自于种间，也可能来自于种内。

如当C大量增加时，虽然其他几个营养级数量暂时变化较大，但一段时间后数量又趋于新的稳定。

2．食物网的分析（如图所示）

（1）由于同种生物在食物网不同食物链中占有不同的营养级，所以两种生物之间的关系有可能出现不同。

（2）在食物网中，当某种生物因外界因素而大量增加时，一般除导致上一营养级数量减少，下一营养级数量增加外，还会导致与其有竞争关系的生物数量下降（如图中E大量增加时，会导致A数量减少，F数量增加，同时会引起与E有竞争关系的B数量减少）。

（3）在食物网中，当一种生物因某种原因而大量减少，对另一种生物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。

（4）食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物的种类而非生物的数量。

（5）生物数量往往还表现出与生物的生殖周期等有关的复杂关系。

即分析问题时，既要注意遵循一定的规律，还要注意事物的复杂性，如环境不同，生物可能表现不同。

迁移训练

2．如图是某陆生生态系统食物网的结构模式图。

下列各项叙述中，错误的是（　　）

A．此生态系统中有8条食物链

B．沿食物链甲→丙→己→庚，庚获得的能量最多

C．若丙种群数量下降5%，辛种群不会发生明显变化

D．丁和辛之间存在竞争和捕食关系

答案　B

解析　沿食物链甲→丙→己→庚，庚获得的能量最少，因为这条食物链中庚所处的营养级最高。

方法三　生态系统能量流动的分析

典例3

　如图为某生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为7.1×109kJ，B生物种群总能量为2.3×108kJ。

从理论上计算，A储存的总能量最少为（　　）

A．7.1×108kJB．4.8×107kJ

C．5.95×107kJD．2.3×107kJ

答案　B

解析　由图可知，D为生产者，要使A获得的能量最少，则必须保证三个条件：

一是能量来源途径要最少，二是能量传递效率要最低，三是食物链要最长。

故从理论上讲，与A储存的能量最少相关的食物链不可能是D→A，也不可能是D→A、D→E→C→A同时存在，只能是D→E→C→A。

为此，E的能量在传给A的途径中，只有确保：

①E在传给B时用去的能量最多，②E的总能量减去传给B的后再传给C时效率最低，③C在传给A时效率最低，结果才能使A获得的能量最少。

所以据此计算得A储存的总能量最少为（7.1×109kJ－2.3×108kJ÷10%）×10%×10%＝4.8×107kJ。

方法链接

能量沿着食物链或食物网从一个种群流到另一个种群时，需要考虑能量被利用和未被利用等多方面的能量值，其关系可用下图表示：

生产者

1．借助该图分析，生态系统能量流动具有以下特点

（1）生态系统中能量流动的起点是生产者。

（2）能量的变化情况：

光能→生物体中的化学能→热能，因此热能是能量流动的最终归宿。

（3）能量流动的途径是食物链和食物网。

（4）流入生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能的总量，流入各级消费者的总能量是指各级消费者在进行同化作用时所同化的物质中含有的总能量。

（5）能量不能100%地流向下一营养级，且只能单向流动。

2．能量流动中的最值计算问题

（1）首先要确定相关的食物链，然后注意题目中的“最多”、“最少”、“至多”、“至少”等字眼，从而确定是使用10%或20%来解决。

知低营养级求高营养级

知高营养级求低营养级

总之，用最少的生产者传给最高级消费者最多的能量，能量损耗得少，链短传递的效率高；反之，链长传递的效率低。

（2）如果在食物网中，同一营养级同时从上一营养级多种生物中获得能量，且各途径所获生物量相等，则按照各自单独的食物链进行计算后合并。

迁移训练

3．根据图示的食物网，若黄雀的全部同化量来自两种动物，蝉和螳螂各占一半，则当绿色植物增加G千克时，黄雀增加的体重最多是（　　）

A．G/75千克B．3G/125千克

C．6G/125千克D．G/550千克

答案　A

解析　根据生态系统能量流动的最高传递效率20%计算，设黄雀增加体重X千克，则根据题意可列出计算式：

÷20%÷20%＋

÷20%÷20%÷20%＝G，X＝G/75（千克）。

方法四　生态系统三大功能类群的关系及生态功能分析

典例4

　如图为生态系统中碳循环的模式图。

下列相关叙述正确的是（　　）

A．1代表生产者，5可以代表化能合成作用

B．碳元素在1、2、3、4间以含碳有机物的形式传递

C．在食物链中含有碳元素最多的营养级可能是1

D．1、2、3中含有的有机物可以作为动力促进碳元素在生物群落和无机环境之间循环

答案　C

解析　由题图看出，4是大气中的CO2,1代表生产者，2代表消费者，3代表分解者，6代表光合作用或化能合成作用，5、7代表呼吸作用。

该食物链1→2中含碳元素最多的营养级是1,1中的碳除了流向2、3外，还通过生产者的呼吸作用直接以CO2的形式排放到无机环境中。

物质是能量流动的载体，能量作为物质循环的动力促进碳元素在生物群落和无机环境之间循环。

方法链接

从图中可以看出，非生物环境为生物提供了物质和能量，生产者是消费者和分解者能量的源泉，也是生态系统生存和发展的基础，因此生产者是生态系统的基石，是最基本的成分。

从物质循环角度看，分解者在生态系统中占有不可替代的地位，它将有机物分解成无机物归还到非生物环境中去。

从理论上讲，非生物环境、生产者、分解者是生态系统的必备成分，而消费者只是加快物质的循环过程，不会影响生态系统的根本性质，所以消费者不是生态系统的必备成分。

迁移训练

4．如图为生态系统中碳循环示意图，箭头表示循环方向。

下列相关叙述正确的是（　　）

A．图中甲、乙、丙、丁构成了该生态系统的生物群落

B．图中b、c、d过程均可表示不同生物的细胞呼吸

C．缺少类群丙则生态系统的物质循环不能正常进行

D．由于细胞呼吸的消耗，乙对食物的同化量远小于摄入量

答案　A

解析　甲、丁分别表示生产者、分解者，乙、丙表示消费者。

图中甲、乙、丙、丁的全部生物构成生物群落；c、d分别表示乙、丙同化的能量，b表示生产者的呼吸量；缺少丁类生物，物质循环将不能正常进行；乙同化的能量中有大部分通过呼吸作用散发到环境中，只有少部分用于乙生长、发育、繁殖。

方法五　生态系统的稳定性

典例5

　假若某生态系统有四种生物，并构成一条食物链a→b→c→d，在某一时间分别测得这四种生物a、b、c、d所含的有机物总量分别为m1、m2、m3、m4。

下列叙述中错误的是（　　）

A．四种生物中所含的能量归根结底来自于a固定的能量

B．在一段时间内，若b种群数量增加，则a种群数量下降，d种群数量增加

C．若m1<5m2，则生态系统的稳定性就会遭到破坏

D．d个体所含的有机物的质量一定比c个体所含的有机物质量小

答案　D

解析　a是生产者，其固定的能量就是用于系统流动的能量；由于能量流动是逐级递减的，所以m4

方法链接

生态系统稳定性原理的主要内容可概括如下：

图中所隐含的信息包括以下5条：

（1）稳定性是生态系统发展到一定阶段（成熟稳定阶段）而具有的一种“自稳”能力。

（2）生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面，这两个方面往往存在着相反的关系（抵抗力稳定性较高的系统，其恢复力稳定性就较低；反之亦然）。

（3）具有抵抗力稳定性是因为系统内部具有一定的自我调节能力。

（4）自我调节能力有大有小，因此抵抗力稳定性有高有低，它取决于生态系统的成分和营养结构的复杂程度（成分越多，营养结构越复杂，自我调节能力越大，抵抗力稳定性就越高；反之越低）。

（5）生态系统的自我调节能力是有一定限度的，外来干扰超过该限度，“稳定性”就会被破坏。

迁移训练

5．下列有关生态系统稳定性的叙述，错误的是（　　）

A．生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础

B．生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统稳定性

C．生物多样性对维持生态系统的稳定性具有重要作用

D．生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统的恢复力稳定性就越高

答案　D

解析　生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础；生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统的稳定性；生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用；生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统的抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越低。

方法六　生物多样性

典例6

　湿地是地球上生物生产力最大的生态系统之一。

它是天然的蓄水库，并能过滤和分解水中的污染物进而改善水质，被喻为“地球之肾”。

湿地类型众多，如红树林、河流、湖泊和稻田等。

（1）湿地由于其特殊的水文及地理特征，具有________、________和__________等功能。

（2）在红树林等湿地生态系统中，碳元素主要通过____________过程被固定在有机物中，并沿着________进行传递。

（3）与生物多样性丰富的湖泊相比，稻田的____________稳定性较低。

（4）调查表明，我国相当一部分湖泊已不同程度富营养化，原因是含氮、磷等元素丰富的污染物的排放量超过了湖泊____________________的限度，使其自我调节能力下降。

富营养化水体中造成鱼类大量死亡的原因有______________、____________。

答案　

（1）调节水流量　控制洪水（蓄洪抗旱）　净化水质　

（2）光合作用　食物链（网）　（3）抵抗力　（4）自我净化能力　溶氧量下降　有毒物质增加

方法链接

地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。

它包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次的内容。

遗传多样性，即为基因多样性，而基因多样性取决于DNA分子的多样性。

不同生物的DNA分子是不同的。

基因又通过转录和翻译，将其多样性反映到蛋白质分子的空间结构上，使其变化多端，进而反映出生物性状的多样性。

而物种多样性和生态系统多样性是经过漫长的进化历程而逐渐形成的。

生物多样性是人类赖以生存和发展的基础，是人类及其子孙后代共有的宝贵财富，保护生物多样性就是在基因、物种、生态系统三个层次上采取保护战略和保护措施。

迁移训练

6．如图表示生物多样性的三个不同层次，下列叙述正确的是（　　）

A．图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示遗传多样性、种群多样性和生态系统多样性

B．图Ⅰ说明基因重组导致多种等位基因的产生，从而形成遗传多样性

C．图Ⅱ反映出存在生殖隔离的生物可以在同一环境中相对稳定地共存

D．图Ⅲ反映出河流、森林和城市生态系统具有相同的小气候特点

答案　C

解析　图Ⅰ表示的是遗传多样性，图Ⅱ表示的是物种多样性，图Ⅲ表示的是生态系统多样性，A错误；基因重组不会产生新的基因，可产生新的基因型，基因突变可以产生新的基因，是遗传多样性产生的根本原因，B错误；不同物种间存在生殖隔离，因此具有生殖隔离的生物能在同一环境中相对稳定地共存，C正确；不同的生态系统可以形成不同的小气候，其特点也各不相同，D错误。

方法七　生态学概念图类题目的解题技巧

典例7

　如图为植物固定太阳能的限制因素图解，下列有关分析不正确的是（　　）

A．影响植物固定太阳能的因素除了光、水、CO2、营养外还有温度等

B．对于所有生态系统的植物来说，水都是它们固定太阳能的一个重要限制因素

C．通过取食，流入下一营养级的能量大约占总生产量的10%～20%

D．图中的营养是指落叶和枯枝中被分解者分解后植物再利用的无机营养

答案　B

解析　从题图中可以看出，影响植物固定太阳能的因素有光、水、CO2、营养、温度等；水域生态系统中的植物固定太阳能时，水不是它的限制因素；植物从环境中获得无机营养转换为自身的组成部分，但不利用环境中的有机营养。

方法链接

如图1、2是生物与环境方面的两个常见图解，如何识别它们并解决相关问题呢？

1．图1表示的是生态系统能量流动过程，识别该图时要注意以下几点：

（1）明确生态系统的能量来源，入射的太阳能并非全部被生产者吸收；

（2）每个营养级的能量总和，除了最高营养级外，每个营养级的能量都是四个数值之和：

本身呼吸消耗的能量、流向下一营养级的能量、被分解者利用的能量、未利用的能量，最高营养级没有流向下一营养级的能量；（3）两个相邻营养级之间的能量传递效率是两个营养级的同化量之比。

2．图2表示的是生态系统的碳循环过程，识别时要注意：

（1）参与循环的物质：

组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素。

（2）物质循环的两个支点：

通过生产者和分解者，使化学元素在无机环境和生物群落间往返循环。

（3）碳在无机环境和生物群落间循环的主要方式是CO2，在生物群落内循环的方式是含碳有机物的形式。

（4）正确判断图解中字母表示的成分。

A与CO2大气库之间是双向箭头，则A为生产者，C、D为消费者，B为分解者。

（5）正确识别图解中数字表示的生理过程及发生的场所。

过程①主要为光合作用，是大气中CO2进入生物群落的主要途径，主要发生在绿色植物叶肉细胞的叶绿体中。

过程②③⑤是生物的呼吸作用，过程⑤又称分解者的分解作用。

（6）该图中还缺少化石燃料的燃烧，如果该过程过度，则会导致温室效应。

迁移训练

7．如图表示某生态系统一年中CO2的释放和消耗状况。

下列有关叙述正确的是（　　）

注：

①生产者呼吸释放量，②分解者呼吸释放量，③消费者呼吸释放量，④生产者光合作用消耗量。

A．流经该生态系统的总能量可用④表示

B．②的量越小，说明该生态系统施用的有机肥料越多

C．该生态系统中消费者同化量的多少可用③表示

D．该生态系统一年中CO2的释放量与消耗量相等

答案　A

解析　④表示生产者光合作用消耗的CO2量，可表示流经该生态系统的总能量；生态系统施用的有机肥料越多，分解者呼吸越旺盛，释放的CO2量越多；生态系统中消费者同化量大于③表示的呼吸量；该生态系统一年中CO2的释放量小于消耗量，这是因为还有一部分能量储存在生物体内。