浙江专版版高考生物一轮复习第25讲生态系统的结构与功能教案.docx
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浙江专版版高考生物一轮复习第25讲生态系统的结构与功能教案
第25讲 生态系统的结构与功能
考点
知识内容
考试属性及要求
考查频率
必考
加试
生态系统
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
2015年10月第29题
（1）、
（2）、（4）（4分）
2016年4月第29题
（1）（2分）
2016年10月第29题
（1）、
（2）（3分）
2017年4月第29题
（1）（2分）
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
2017年4月第27题（2分）
能量流动和物质循环
（1）生态系统中的能量流动
（2）生态系统中的碳循环
（3）能量流动和物质循环的关系
c
c
c
c
c
2015年10月第29题
（2）（1分）
2016年4月第29题（3）（1分）
2016年10月第29题（3）（3分）
2017年4月第29题（3）（2分）
考点一 生态系统的营养结构
1.生态系统的概念和组成成分
（1）生态系统的概念：
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）生态系统的组成成分：
有机物、无机物、气候、能源、生产者、消费者和分解者七大成分。
2.生态系统的营养结构
（1）食物链种类：
捕食食物链和腐食食物链，陆地生态系统通常以腐食食物链为主，海洋生态系统以捕食食物链为主。
（2）生物放大：
化学杀虫剂和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。
3.营养级和生态金字塔
（1）营养级的概念：
处于食物链同一环节上的全部生物的总和。
（2）生态金字塔：
是指各营养级之间的某种数量关系，可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位。
所以生态金字塔有三种，分别称为生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。
生态金字塔通常都是下宽上窄的正金字塔图形，但也有倒金字塔形的。
但能量金字塔不可能倒置。
4.食物网
许多食物链彼此相互交错连接的复杂营养关系，叫做食物网。
5.如图表示生态系统结构模型，据图回答相关问题
（1）由上图可知：
非生物环境是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源。
（2）生产者通过光合作用把太阳能转变为化学能，固定在有机物中，从而可以被生物所利用。
（3）从理论上讲，消费者的功能活动不会影响生态系统的根本性质。
（4）如果一个生态系统中没有分解者的话，动植物的遗体和动物的排遗物就会堆积如山，生态系统就会崩溃。
（5）由图示可知各成分的关系分别是：
①基础：
非生物环境；②桥梁：
生产者、分解者；③主导（基石）：
生产者。
1.（2015·10月浙江选考节选）某农田生态系统的食物网如图所示，请回答：
（1）该农田生态系统中的生产者是________。
写出该食物网中最短的一条食物链________________。
（2）黑鸢在最长的食物链中处于第________个营养级。
（3）若施用某农药控制三化螟的数量，会导致该农药在黑鸢体内积累并对其造成危害。
这种现象称为________。
解析
（1）生产者是自养生物，上述食物网中水稻是自养生物，故水稻是生产者。
最短的一条食物链，要从水稻开始环节最少的食物链，即水稻→黑线姬鼠→黑鸢。
（2）题述食物网中最长的食物链是水稻→三化螟→八哥（或黑斑蛙）→乌梢蛇→黑鸢，黑鸢在其中的营养级是第五级。
（3）施用农药导致农药在黑鸢体内积累并对其造成危害，这种现象称为生物放大。
答案
（1）水稻 水稻→黑线姬鼠→黑鸢
（2）五 （3）生物放大
2.（2016·4月浙江选考节选）某生态系统的部分食物网如图所示。
请回答：
蛇在最长的食物链中处于第________个营养级。
通常情况下，变温动物所在食物链的营养级的数目比仅有恒温动物的________。
解析 题图中最长的食物链是草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰，蛇在其中处于第五个营养级。
在题图中仅有恒温动物的食物链是草→鼠（兔）→猫头鹰，变温动物所在食物链的营养级的数目比仅有恒温动物的多。
答案 五 多
3.（2016·10月浙江选考节选）某苔原生态系统的部分食物网如下图所示。
请回答：
（1）图中的生物构成了________条食物链，其中处于第二个营养级的生物有________种。
（2）图中生物体内DDT浓度最高的生物是________________。
解析
（1）图中生物构成了10条食物链，其中处于第二营养级的生物有3种，分别是雪兔、旅鼠和驯鹿。
（2）由于生物放大作用，营养级最高的生物体内DDT浓度最高，所以是北极狐和雪鸮。
答案
（1）10 3
（2）北极狐、雪鸮
4.（2017·4月浙江选考节选）某湿地生态系统的部分食物网如图所示。
回答下列问题：
该食物网中，藻类固定的能量可通过________条食物链传递给绿鹭。
绿鹭分别处于第________个营养级。
解析 该食物网中，由藻类到绿鹭的食物链有8条不同食物链，绿鹭分别处于第四、五和六个营养级。
答案 8 四、五和六
本题组对应必修三P99～P104，生态系统的营养结构
1.生态系统结构包括组成结构和营养结构。
2.在任何生态系统中都存在着两种类型的食物链：
捕食食物链是以活的动植物为起点的食物链；腐食食物链是以死亡生物或现成有机物为起点的食物链。
陆地生态系统通常以腐食食物链为主，而海洋生态系统则以捕食食物链为主。
3.食物链不仅是能量流动和物质移动的通道，而且也是杀虫剂和各种有害物质移动和浓缩的通道。
杀虫剂和各种有害物质能发生生物放大，是因为随着营养级的提高，生物体内代谢排出有害物质就越少，从而发生积累和浓缩。
4.食物网越复杂，生态系统抵抗外力干扰的能力就越强；食物网越简单，生态系统就越容易发生波动和毁灭。
热带雨林是地球上最稳定的生态系统，而苔原则是最脆弱的生态系统。
角度 生态系统的组成结构和营养结构
1.（2017·衢丽湖舟四地模拟）下图为一个简单的食物网，相关叙述正确的是（ ）
A.该食物网中的各种生物构成生物群落
B.甲虫为初级消费者，雀鸟属于第二营养级
C.若甲虫的年龄结构为增长型则能呈现指数增长
D.若植物被农药污染则雀鸟是最重的受害者
解析 构成该食物网的生物主要是生产者和消费者，而构成生物群落的是该地区所有生物，A错误。
在该食物网中，甲虫为初级消费者，雀鸟属于第二或第三营养级，B错误。
若甲虫的年龄结构为增长型，则甲虫数量会增长，但不会呈现指数增长，因为指数增长只出现在无限环境中，C错误。
若植物被农药污染，则通过生物放大，高营养级的雀鸟是最重的受害者，D正确。
答案 D
2.（2017·3月稽阳联考）我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。
若将鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。
下列叙述错误的是（ ）
A.蝉为一级消费者，属第二营养级
B.鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节
C.鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量
D.树林中的食物链以腐食食物链为主
解析 鹰迁入后，形成了食物链：
植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，共有五个营养级，其中蝉为一级消费者，属第二营养级，因此A正确；鹰的迁入增加了该生态系统的能量消耗环节，B正确；鹰的迁入会使该树林中螳螂（蝉的天敌）的数量减少，C项错误；陆地生态系统中的食物链通常以腐食食物链为主，D正确。
答案 C
方法与技巧
1.生态系统成分的误区类型与特例
误区类型
特例
细菌都是分解者
硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于特殊消费者
动物都是消费者
蚯蚓、蜣螂、秃鹰及某些种类的软体动物是以动植物残体为食的腐生动物，属于分解者
生产者都是绿色植物
蓝细菌、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者主要是绿色植物
植物都是生产者
菟丝子等一些寄生植物营寄生生活，属于消费者
2.生态系统组成成分的判断技巧
（1）先根据双向箭头确定“非生物环境”和“生产者”，再判断两者中有“3”个指出箭头的D为“生产者”，有“3”个指入箭头的C为“非生物环境”，最后根据D→A、A→B、D→B，确定A为消费者、B为分解者。
（2）若问D、A、B具体是什么生物，则D主要为绿色植物，A主要为动物，B主要为营腐生生活的细菌和真菌。
（3）图示中D、A、B共同构成生物群落，食物链（网）中只包括D和A。
3.食物网中种群数量变化连锁反应的分析方法
食物链和食物网中，某种生物数量增多或减少时，其他生物数量的变化可以从以下四个方面进行分析：
（1）食物链中第一营养级的生物减少对其他物种变动的影响
食物链中若处于第一营养级的生物减少，直接以其为食物的第二营养级生物因食物缺乏而数量减少，又会引起连锁反应，致使第三、第四营养级生物依次减少。
（2）“天敌”一方减少，对被捕食者数量变动的影响
一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者的数量变化是先增加后减少，最后趋于稳定。
（3）复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析
①以中间环节少的作为分析依据，考虑方向和顺序为：
从高营养级依次到低营养级。
②生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不需要考虑生产者数量的增加或减少。
③处于最高营养级的种群有多种食物来源时，若其中一条食物链被中断，则该种群可通过多食其他食物来维持其数量基本不变。
（4）同时占有两个营养级的种群数量变化的连锁反应分析
①a种群的数量变化导致b种群的营养级降低时，则b种群的数量将增加。
②a种群的数量变化导致b种群的营养级升高时，则b种群的数量将减少。
考点二 生态系统中的生产量和生物量
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：
g/（m2·a）或J/（m2·a）（a代表年）。
（1）生产过程的化学反应式：
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，即NP＝GP－R。
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。
（2）NP＝GP－R
3.次级生产量
异养生物（包括消费者和分解者）等次级生产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：
次级生产者的同化量－呼吸量即为次级生产量。
（2017·4月浙江选考）下列关于生态系统生产量和生物量的叙述，正确的是（ ）
A.陆地生态系统的总初级生产量随着纬度的增加而增加
B.顶极群落的净初级生产量小于同类型的非顶极群落
C.因海洋生态系统中以捕食食物链为主而导致生物量为倒金字塔形
D.食高等植物的消费者比食单细胞藻类的消费者具有更高的次级生产量
解析 陆地生态系统的总初级生产量随着纬度的增加应当减少，因为随着纬度的增加温度、光照下降明显，而温度和降雨量变化对陆地生态系统的总初级生产量影响很大，A错误。
顶极群落的净初级生产量小于同类型的非顶极群落，因为相比非顶极群落，顶极群落的特点是复杂而稳定，长期维持原状，发展是停滞的，顶极群落的总初级生产量大，但顶极群落的呼吸消耗也大，净初级生产量很低，B正确。
海洋生态系统中之所以出现倒的生物量金字塔形，是因为海洋中藻类个体小繁殖快，被捕食后可以迅速转化为下个营养级的生物量，与捕食食物链为主没有直接关系，C错误。
高等植物细胞中纤维素含量极高，动物对纤维素消化吸收效率极低，相反单细胞藻类中纤维素含量低，动物捕食后转化效率高，所以食高等植物的消费者比食单细胞藻类的消费者具有更低的次级生产量，D错误。
答案 B
本题组对应必修三P106～P108，生态系统中的生产量和生物量
1.净初级生产量随温度和雨量不同而有很大差异。
海洋生态系统年净初级生产量只有陆地生态系统的一半。
但是海洋生态系统次级生产量相当于陆地生态系统的三倍多，这是因为陆地植物主要是纤维素含量极高的高等植物，而动物利用纤维素能力极低。
2.净初级生产量的大小比较：
①陆地生态系统：
热带雨林>北方针叶林>温带草原>苔原；②陆地>海洋。
3.通过动物生物量的计算，可以推测各类动物在生态系统中的相对重要性。
角度 生产量和生物量
1.下图表示次级生产量的生产过程，以下描述错误的是（ ）
A.次级生产量归根结底是要依靠植物在光合作用中产生的有机物
B.凡是异养生物都是次级生产者
C.海洋的初级生产量之和虽是陆地初级生产量的1/2，但次级生产量却相当于陆地的3倍多
D.次级生产量减去呼吸量即为净次级生产量
解析 次级生产过程是指消费者和分解者利用初级生产量进行的二次同化过程，次级生产量是指在单位时间内由于动物和微生物的生长和繁殖而增加的生物量或所贮存的能量，次级生产量＝同化量－呼吸量，D错误。
答案 D
2.如图表示动物利用食物的过程，下列叙述正确的是（ ）
A.次级生产量的食源都是初级生产量
B.次级生产量是次级生产者的同化量
C.哺乳动物的③/①值一般为10%
D.恒温动物的④/③值一般低于变温动物
解析 次级生产量的食源可以是初级生产量，也可以是上一营养级的次级生产量，A错误；在单位时间内由于动物和微生物（异养型）的生长和繁殖而增加的生物量或所贮存的能量即为次级生产量，所以次级生产量等于同化量减去呼吸量，B错误；哺乳动物与其食物之间的能量传递效率应为：
③/（①＋未收获量）＝10%，C错误；与变温动物相比，恒温动物需要消耗更多的能量维持体温，所以细胞呼吸消耗的能量多，有机物的积累量（④）较少，所以恒温动物的④/③值一般低于变温动动物，D正确。
答案 D
1.列表法比较初级生产量、生物量和次级生产量
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次级生产量的能量直接或间接来源于初级生产量；
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
2.顶极群落的生产量和生物量
生产与呼吸消耗平衡时达到稳定状态，即所谓顶极群落的状态，如果生产量大于呼吸量，则还可以继续演替，群落的丰度还能继续上升。
换句话说顶极群落中的总生产量等于总呼吸量，初级生产者生产的能量基本全部沿食物链被各个营养级消耗，因此群落总的净生产量约为零。
考点三 生态系统中的能量流动
1.能量流动概述
—
↓
—
↓
—
↓
—
2.某一营养级生物的能量收支分析
（1）能量来源
（2）能量去向：
流入某一营养级（最高营养级除外）的能量去向可从以下两个角度分析：
3.能量流动的特点
（1）能量流动的特点是单方向的、不可逆的和逐级递减的。
（2）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约为10%。
能量传递效率＝
×100%。
1.（2015·10月浙江选考节选）某农田生态系统的食物网如图所示，请回答：
从能量流动角度看，处于食物链顶位的黑鸢种群数量最少、能量也最少，原因是能量流动是单向的且________________。
解析 处于食物链顶位的黑鸢种群数量最少、能量也最少，原因是能量流动是单向的且逐级递减。
答案 传递效率约10%（逐级递减）
2.（2016·4月浙江选考节选）某生态系统的部分食物网如图所示。
请回答：
图中的“→”除表示捕食关系外，还可表示________的方向。
解析 食物链不仅是表示捕食关系，食物链还是能量流动的渠道，所以图中的“→”还可表示能量流动的方向。
答案 能量流动
3.（2016·10月浙江选考节选）某苔原生态系统的部分食物网如图1所示，其能量流动过程如图2所示。
请回答：
图2中，甲代表的生态系统成分是________，能量从第一个营养级到第二个营养级的传递效率是________（用图中的字母表示）。
流入生态系统的能量是通过________的同化实现的。
解析 分析图2不难发现，甲代表的生态系统成分是分解者。
营养级的传递效率是两个营养级生物同化能量之比，从第一个营养级到第二个营养级传递效率就是b与a之比。
流入生态系统的能量就是生产者固定的太阳能总量。
答案 分解者 b/a×100% 生产者
4.（2017·4月浙江选考节选）某湿地生态系统的部分食物网如图所示。
回答下列问题：
从生态系统能量流动的特点分析，鲶鱼粪便中的能量________（填“能”或“不能”）直接被水蚤利用。
在该食物网中，体形较大的鲶鱼数量比水蚤的少，其原因是___________________________________________________________。
解析 从生态系统能量流动的特点分析，鲶鱼粪便中的能量不能直接被水蚤利用，因为能量流动是单向的不循环的，鲶鱼粪便中的能量将被分解者利用。
在该食物网中，体形较大的鲶鱼数量比水蚤的少，从能量流动的角度分析，原因是鲶鱼所处的营养级比水蚤的高，获得能量较少，因而整个营养级生物量比水蚤的少，而且鲶鱼体形较大，因此个体生物量大于水蚤个体的生物量，导致相应的数量比水蚤的少。
答案 不能 鲶鱼所处的营养级比水蚤的高，获得能量较少
本题组对应必修三P109～P110，生态系统中的能量流动
1.在生态系统中，能量不断沿着太阳→植物→植食动物→肉食动物→顶位肉食动物的方向流动，这就是生态系统中的能量流动。
2.从能量流动过程可以推知：
植食动物比肉食动物多。
高营养级生物量小、能量少、价值高。
一个生态系统必须不断地从外界输入能量才能维持其正常功能。
角度 能量流动
1.（2017·1月杭州期末）生态系统中能量沿着食物链流动过程中逐级递减的原因不包括（ ）
A.每个营养级生命活动的维持总要消耗能量
B.照射到生产者上的太阳能没有被全部固定
C.每个营养级中总有一部分能量被分解者利用
D.上一个营养级中总有一部分个体未被下一个营养级捕食
解析 由于每个营养级生物呼吸消耗维持生命的能量，被分解者利用的能量，以及未利用的能量等不能被下一营养级生物利用，所以能量流动总是逐级递减的。
而流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，未被生产者固定的太阳能本来就不能在食物链传递，B错误。
答案 B
2.（2017·1月太原期末）下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是（ ）
A.兔子吃了1千克的草，则这1千克草中的能量就流入了兔子体内
B.一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%的能量流入狼的体内
C.生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入了生物群落
D.生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的
解析 兔子吃的草中的能量一部分被兔子同化，一部分残留在粪便中，A错误。
能量传递效率中的10%指的是营养级与营养级之间的传递效率，并非个体与个体之间的，B错误。
生产者通过光合作用合成有机物来固定太阳能，而太阳能来自无机环境，C正确。
生态系统中的能量是单向流动、逐级递减的，最终都会以热能的形式散失，D错误。
答案 C
1.摄入量≠同化量
（1）原因分析：
消费者摄入的食物大部分经消化吸收后被同化，未被吸收的食物残渣以粪便形式排出体外，这些粪便中含有的能量未流入本营养级，不属于本营养级同化的能量，它实际与上一营养级的遗体、残骸一样，属于被分解者分解的那一部分。
（2）二者关系：
同化量＝摄入量－粪便量。
2.能量传递效率≠能量利用率
（1）能量传递效率：
能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，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约为10%。
（2）能量利用率：
通常考虑的是被人类利用（包含但不仅限于同化）的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。
例如：
农业生态工程中的“过胶还田”做法，可提高能量利用率，但营养级之间的能量传递效率不变。
考点四 生态系统中的物质循环（碳循环）
1.物质循环
（1）物质循环的概念
（2）碳循环过程
图中①光合作用；②呼吸作用；③摄食；④呼吸作用；⑤燃烧；⑥分解作用。
2.能量流动和物质循环之间的关系
项目
能量流动
物质循环（以碳循环为例）
形式
以有机物为载体
以化学元素形式流动
特点
单向流动、逐级递减
全球性、循环性
范围
生态系统各营养级
生物圈（全球性）
图示
（2014·浙江6月学考）下图是碳循环示意图，其中表示碳从大气进入生物群落的序号是（ ）
A.①B.②
C.③D.④
解析 图中③所示的生理过程为光合作用，它可实现碳从大气进入生物群落。
答案 C
本题组对应必修三P110～P113，生态系统中的物质循环
1.能量流动和物质循环是生态系统的两大重要功能。
2.物质循环与能量流动不同，它是在一个相对封闭的循环圈中周而复始、往复循环的，参与循环的物质数量恒定，而且可以得到重复利用。
因此，一个完善的生态系统，不需要从外界获得任何的物质补给，就能长期维持其正常功能。
3.由于有很多因素影响植物的光合作用和呼吸作用，所以大气中二氧化碳的含量有着明显的昼夜变化和季节变化。
4.二氧化碳在大气圈和水圈的界面上通过扩散作用而互相交换着，如果大气圈中二氧化碳发生局部短缺，水圈里溶解态的二氧化碳就会更多地进入大气圈，同样，如果水圈里的碳酸氢根离子在光合作用中被植物耗尽，也可及时从大气中得到补充。
角度 物质循环
1.（2017·金丽衢十二校）下图中甲、乙、丙、丁代表生态系统的成分，字母代表各成分之间交换的有机物或气体，下列说法中正确的是（ ）
A.乙中某种群的领域行为可明显调节种群密度
B.乙、丁属于次级生产者，其次级生产量即同化量
C.乙中的某种群只要保持替补出生率，就会实现零增长
D.丙成分中极端的温度和湿度是影响乙种群最强烈的内源性因素
解析 据图分析，甲是生产者，乙是消费者，丁是分解者，丙是非生物环境（大气CO2库）。
领域行为是调节种群密度的内源性调节因素，A正确。
消费者和分解者都属于次级生产者，其次级生产量即同化量减去呼吸量，B错误。
通常一个稳定型年龄结构的种群，若保持替补出生率，其数量就会实现零增长，C错误。
气候因素尤其是极端的温度和湿度是影响种群最强烈的外源性因素，D错误。
答案 A
2.（2017·湖州模拟）细枯落物主要由凋落的叶片和草本植物组成，木质枯落物主要是死亡的木本植物的茎。
全球陆生生态系统中的两类枯落物产量随纬度变化如下图所示，下列有关叙述错误的是（ ）
A.据图可知枯落物生产量随纬度升高而降低
B.枯落物将经过分
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