高考背诵第九单元 生态系统与环境保护教材.docx
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高考背诵第九单元生态系统与环境保护教材
第四单元生态系统与环境保护
第一讲生态系统的结构和能量流动
[循着图示·想一想]
知识点一生态系统的结构
1．组成成分
成分
范畴
作用
非生物的物质和能量
阳光、热能、水、空气、无机盐等
生物群落中物质和能量的根本来源
生产者
自养生物，主要是绿色植物
把无机物制造成有机物，把光能转化为有机物中的化学能，从而可以被生物所利用
消费者
主要指动物
加快生态系统的物质循环；对植物的传粉、种子传播等具有重要作用
分解者
主要是营腐生生活的细菌和真菌
将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，返回到无机环境中，供生产者重新利用
2．营养结构
知识点二生态系统的能量流动
[结合题目·试一试]
1．连线生态系统的成分与其在生态系统中的地位
2．连线食物链中的生物与其在生态系统中的成分及在食物链中的营养级级别
3．判断下列有关生态系统结构叙述的正误
（1）硝化细菌虽不能进行光合作用，但是自养生物（2012·海南卷T6A）（√）
（2）河流中所有生物和底泥共同组成河流生态系统（2012·海南卷T20D）（×）
（3）生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大（2011·海南卷T21C）（×）
（4）我国南方热带雨林中分解者的代谢活动比北方森林中的弱（2010·全国卷ⅡT3C）（×）
4．填写生态系统中能量流动的过程图解
5．判断下列有关生态系统能量流动叙述的正误
（1）生态系统中能量的初始来源只有太阳能（2014·江苏卷T10B）（×）
（2）植物→鼠→鹰这条食物链，第三营养级含能量少（√）
（3）生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的（2011·海南卷T21A）（√）
（4）沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用（×）
考点一︱生态系统的组成及营养结构
[必备知能]
1．生态系统的成分
生产者
消费者
分解者
营养方式
自养
异养
异养
生物种类
①进行光合作用的绿色植物、蓝藻、光合细菌等
②进行化能合成作用的硝化细菌等
①绝大多数动物
②营寄生生活的植物（如菟丝子）、细菌和病毒等
①营腐生生活的细菌、真菌
②腐生动物，如蜣螂、蚯蚓等
[易误提醒]
对生态系统成分认识的四个误区
错误说法
特例
细菌都是分解者
硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于消费者
动物都是消费者
秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动、植物残体或排泄物为食的腐食性动物属于分解者
生产者是绿色植物
蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者包含绿色植物
植物都是生产者
菟丝子营寄生生活，属于消费者
2．生态系统各成分的相互关系
3．生态系统的营养结构
（1）模型图示：
（2）相关说明：
①每条食物链的起点都是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级，中间有任何间断都不算完整的食物链。
②分解者及非生物的物质和能量不属于食物链的成分，不出现在食物链（网）中。
③由于第一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级＝消费者级别＋1，如兔是初级消费者，第二营养级。
④某一营养级生物的含义是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群。
⑤同一种消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级，如狼分别是第三、第四营养级。
⑥在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐既是捕食关系，又是竞争关系。
食物链（网）中各营养级生物数量变动情况分析
（1）处于食物链的第一营养级生物减少的情况。
第一营养级生物数量的减少会导致其他生物数量都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级生物是其他生物直接或间接的食物来源。
（2）“天敌”减少的情况。
“天敌”减少，则被捕食者数量增加。
但随着其数量的增加，种内斗争加剧，种群密度下降，直到趋于稳定，但最终结果比原来数量要大。
（3）“中间”营养级生物减少的情况。
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，若其中一条食物链中断，则该种群可通过多食其他食物而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0少。
考点二︱生态系统的能量流动
[必备知能]
1．流入某一营养级的能量来源和去路
（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：
②定量定时：
流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：
a.自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。
如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。
[易误提醒]
分析能量流动时的两个易误点
（1）动物同化的能量不等于摄入的能量。
同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量，摄入量是消费者摄入的能量，同化量＝摄入量－粪便量。
（2）粪便量不是该营养级同化量的一部分。
消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于上一营养级的同化量的一部分，要通过分解者的分解作用释放出来。
2．能量流动特点及原因分析
（1）单向流动：
①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。
②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。
（2）逐级递减：
①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。
②各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物利用的部分。
3．生态金字塔的类型及特点
项目
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
形状
每一阶含义
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
每一营养级生物的有机物总量
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步递减
一般生物有机物的总质量沿食物链升高逐级递减
特点
正金字塔形
一般为正金字塔形
一般为正金字塔形
分析
能量流动的过程中总是有能量的耗散，故能量流动逐级递减
成千上万只昆虫生活在一株大树上时，该数量金字塔的塔形也会发生变化
浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量（用质量来表示）可能低于浮游动物的生物量
食物链（网）的构建
[典型图示]
[信息解读]
（1）依据捕食关系曲线构建食物链（网）。
先上升先下降者为被捕食者，后上升后下降者为捕食者，可以确定图1食物链为：
乙→丙→甲。
（2）依据所同化能量的多少构建食物链（网）。
生态系统中能量流动逐级递减，且相邻营养级之间的传递效率约为10%～20%。
能量值大者为被捕食者，少者为捕食者。
若相邻两能量值相差不大，不足以构成10%～20%的比例，则两者应为同一营养级。
可以确定图2食物链为：
；图3食物网为甲；表一的食物链为B→D→A→C。
（3）依据生物体内残留农药的浓度构建食物链（网）。
生态系统中存在生物富集现象，即营养级越高，体内相关农药的浓度越高，两者在数值上呈正相关。
可以确定表二中食物网为
。
[解题技法]
（1）要注意题目中提供的相关信息，如有机物总量或能量多少、富集的有毒物质的多少等。
（2）分析此类问题要依据捕食关系曲线、能量传递效率、生物富集作用等生物学原理进行综合分析。
[针对训练]
1．下表是一个相对封闭的生态系统中五个种群（存在着营养关系）的能量调查结果：
种群
甲
乙
丙
丁
戊
能量/（107kJ·m－2）
2.50
13.30
9.80
0.28
220.00
下图①～④是根据该表数据做出的一些分析，其中与表中数据不相符合的是（）
A．①③B．②③
C．②④D．①④
解析：
选A由表中数据可推知，戊为第一营养级，乙、丙为第二营养级，甲为第三营养级，丁为第四营养级。
图③中表示的两种生物间为捕食关系，而乙和丙的关系为竞争关系，所以图③与表中数据不相符合。
乙和丙之间的能量数值不符合两个营养级之间能量传递效率的特点，所以乙和丙不是两个营养级，图①与表中数据也不相符合。
2．（2014·全国卷Ⅱ）某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群。
调查得知，该生态系统有4个营养级，营养级之间的能量传递效率为10%～20%，且每个种群只处于一个营养级。
一年内输入各种群的能量数值如下表所示，表中能量数值的单位相同。
种群
甲
乙
丙
丁
戊
能量
3.56
12.80
10.30
0.48
226.50
回答下列问题：
（1）请画出该生态系统中的食物网。
（2）甲和乙的种间关系是________；种群丁是该生态系统生物组分中的________。
解析：
（1）根据“营养级之间的能量传递效率为10%～20%”可知，戊中能量最多，处于第一营养级，乙和丙中能量相差
不多，都处于第二营养级，甲处于第三营养级，丁处于第四营养级，因此可得出该生态系统中的食物网。
（2）根据
（1）中的食物网简图可以看出甲和乙之间的关系为捕食，戊是生产者，而甲、乙、丙和丁都为消费者。
答案：
（1）戊乙丙甲丁
（2）捕食消费者
因思维定势或解题习惯而失误
[编者按]思维定势对解决问题有积极的一面，也有消极的一面：
情境不变，思维定势能够提供解题途径，从而缩短解题时间；一旦情境发生变化，思维定势不仅阻碍考生采用新方法解题，还会影响解题的准确性。
因此，编者总结了以下几个方面的常见失误及分析，并给出了应对策略，以期对广大考生的备考有所帮助。
[易误分析]
1．由于套用教材中的原理、公式或结论而导致的思维定势。
如教材中涉及的有关有丝分裂和减数分裂的曲线图，纵坐标为“细胞中的DNA含量”，但若试题中相应的曲线图纵坐标为“每条染色体上DNA含量”，则考生很容易忽略现有条件而按照固有解题思路得到错误的答案。
2．由于日常生活中形成的“常识”或在平时生活学习中获得的“经验”而导致的思维定势。
由于这些直观的“经验”很多并不科学，而且比较片面，如果在解题中把它当成解题依据常常会导致失误。
如误认为大草履虫与双小核草履虫为种内斗争关系、尿素是由肾脏产生的等。
3．受固有的解题思路影响而形成的思维定势。
如“基因型为AaB的绵羊可产生哪几种配子？
”给学生造成了较大思维困难，感觉无从下手；再如“求某人患甲病而不患乙病的概率”时，不能分开求概率而是两者一起计算，就会很浪费解题时间，甚至得不到正确答案。
[应对策略]
平时要多进行一些变式训练与题组训练，养成良好的思维习惯；对基本概念进行对比分析，加深对概念、知识点的理解；注重生物学中的知识特例；多进行错例剖析；注重发散思维的培养等。
能量传递效率＝
×100%＝10%～20%
在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物在营养级上的差别，能量传递效率为10%～20%，解题时注意题目中是否有“最多”、“最少”、“至少”等特殊的字眼，从而确定使用10%或20%来解题。
1．能量传递效率的相关“最值”计算
（1）食物链越短，最高营养级获得的能量越多。
（2）生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的越少。
具体计算方法如下：
知低营养级求高营养级
知高营养级求低营养级
获得（需要）能量最多
选最短食物链按×20%计算
选最长食物链按÷10%计算
获得（需要）能量最少
选最长食物链按×10%计算
选最短食物链按÷20%计算
2．能量传递效率的有关“定值”计算
（1）已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计数。
例如，在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。
（2）如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。
3．巧用拼图法解决能量流动计算难点
输入第一营养级的能量（W1），被分为两部分：
一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了（A1），一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖（B1＋C1＋D1）。
而后一部分能量中，包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1，如下图所示：
（1）流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。
将图中第三营养级同化的总能量D2“拼回”第二营养级，则刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则刚好等于生产者固定的总能量W1。
可见，在一个生态系统中，所有生物的总能量都来自W1，所有生物总能量之和都小于W1（呼吸作用消耗的缘故）。
（2）能量传递效率不会是100%。
从上图可以看出，从第一营养级向第二营养级能量的传递效率等于
×100%，一般情况下，能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%～20%。
第二讲生态系统的物质循环、信息传递与稳定性
[循着图示·想一想]
知识点一生态系统的物质循环
知识点二生态系统的信息传递
1．信息的种类
2．信息的作用及应用
知识点三生态系统的稳定性
[结合题目·试一试]
1．填写碳循环模式图
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．判断下列有关生态系统物质循环叙述的正误
（1）光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环（2013·天津卷T3A）（×）
（2）碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行[2010·海南卷T23
（1）]（√）
（3）植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环（2010·全国卷ⅡT3D）（√）
（4）由于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的碳平衡，导致大气中二氧化碳浓度增加并引起全球气候变化[2010·广东卷T26（4）]（√）
3．连线信息的种类、特点、来源及实例
4．连线生态系统稳定性的种类
5．判断下列有关生态系统信息传递及稳定性叙述的正误
（1）害虫与拟水狼蛛间的信息传递，不利于维持生态系统的稳定（2013·四川卷T6A）（×）
（2）当食草动物看到青草明显减少时，部分个体会另觅取食地，这体现了生态系统的信息传递功能[2012·山东卷T26（3）]（√）
（3）成年大熊猫经常用尿液和肛腺的分泌物在岩石或树干上进行标记，这种行为传递的信息类型属于化学信息[2011·安徽卷T29Ⅱ
（2）]（√）
（4）落叶阔叶林、针阔叶混交林和针叶林遭到严重破坏时，往往不易在短时间内恢复到原来的状态，原因是其抵抗力稳定性较低（2013·海南卷T29）（×）
（5）某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量的变化是一种正反馈调节（2012·浙江卷T5D）（×）
（6）与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性高[2011·江苏卷T29
（1）]（√）
考点一︱生态系统的物质循环
[必备知能]
1．碳循环过程
（1）碳循环及存在形式：
①在生物群落和无机环境间：
以CO2形式循环。
②在生物群落内部：
以含碳有机物形式传递。
③在无机环境中：
主要以CO2和碳酸盐形式存在。
（2）碳出入生物群落的途径：
①碳进入生物群落的途径：
生产者的光合作用或化能合成作用。
②碳返回无机
环境的途径
（3）温室效应的产生原因：
①化学燃料的大量燃烧，产生大量CO2。
②植被破坏，降低了对大气中CO2的调节能力。
[易误提醒]
正确理解生态系统物质循环的四个关键点
（1）生态系统的物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统——生物圈，因此物质循环具有全球性。
（2）生态系统的物质循环中所说的“物质”并不是指组成生物体的化合物，而是指组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等。
（3）碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递均是单向的。
（4）重金属和DDT等农药的生物富集：
生物富集问题与能量流动相反，能量沿食物链流动时逐级递减，而农药或重金属在食物链中则存在“生物富集作用”，即营养级越高，该物质浓度越高。
2．物质循环与能量流动的关系
项目
能量流动
物质循环（以碳循环为例）
形式
太阳能→化学能→热能
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）
联系
同时进行、相互依存，不可分割
①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解
②物质是能量沿食物链（网）流动的载体
③能量是物质在生态系统中往复循环的动力
图示
考点二︱生态系统的信息传递与稳定性
[必备知能]
1．生态系统三大功能的比较
项目
区别
联系
来源
途径
特点
范围
能量流动
太阳能
食物链或食物网
单向流动，逐级递减
食物链各营养级生物间
共同把生态系统各组分联系成一个统一整体，
并调节生态系统的稳定性
物质循环
生态系统
反复出现，循环流动
群落与无机环境之间
信息传递
生物或无机
环境
多种
发生生理或行为的变化（单向或双向）
生物与生物之间或生物
与环境之间
[易误提醒]
关于信息传递的两个易错点
（1）信息传递的方向通常是双向的，不同于能量的单向流动，也不同于物质循环。
（2）生态系统信息传递的范围并不局限于生物与生物之间，而是存在于三个方面：
同种生物个体之间（性外激素、蜜蜂跳舞及孔雀开屏等）；异种生物之间（物理、化学、行为中警示作用）；生物与无机环境之间（主要有物理信息中的光、磁等）。
2．反馈调节的种类
项目
正反馈
负反馈
调节方式
加速最初发生变化的那种成分所发生的变化
抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化
结果
常使生态系统远离稳态
有利于生态系统保持相对稳定
实例分析
已污染的湖泊污染加剧
草原上食草动物与植物的平衡
3．抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较
项目
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
区别
实质
保持自身结构功能相对稳定
恢复自身结构功能相对稳定
核心
抵抗干扰、保持原状
遭到破坏、恢复原状
联
系
①一般呈相反关系，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性差，反之亦然
②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定。
如图所示：
注：
抵抗力稳定性与恢复力稳定性并不都呈负相关：
在某些特殊生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低，如北极苔原生态系统和荒漠生态系统
[学法指导]
生态系统抵抗力稳定性大小的判断
后又逐渐恢复到原来状态，所以可确定乙在S点后经历了次生演替过程。
抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系
（1）图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。
（2）y的大小可以作为抵抗力强弱的指标，偏离大说明抵抗力弱；反之，抵抗力强。
例如，热带雨林与草原生态系统相比，受到相同干扰，草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。
（3）x可以表示恢复到原状所需的时间，x越大，表示恢复力越弱；反之，恢复力越强。
（4）TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为总稳定性的定量指标，这一面积越大，说明这个生态系统的总稳定性越低。
设计并制作生态缸，观察其稳定性
……………………………………
………………………………………
[典例]为观察生态系统的稳定性，设计并制作了4个密闭、透明的生态缸，各缸内的组成和条件见下表。
经过一段时间的培养和观测后，发现甲缸是最稳定的生态系统。
生态系统组成
光
水草
藻类
浮游动物
小鱼
泥沙
生态缸编号
甲
＋
＋
＋
＋
－
＋
乙
－
＋
＋
＋
－
＋
丙
＋
＋
＋
＋
－
－
丁
＋
＋
＋
＋
＋
＋
注：
“＋”表示有；“－”表示无。
请回答以下问题：
（1）甲缸为什么最稳定？
甲缸中成分齐全，搭配合理。
（2）实验结果分析：
①乙缸中，藻类的种群密度变化趋势为减小，原因是缺乏光照，无法进行光合作用。
②丙缸比甲缸有较多的有机物，原因是没有微生物的分解作用。
③丁缸与甲缸相比，氧气含量低，原因是小鱼呼吸要消耗部分氧气。
（3）根据观测结果，得出结论：
①分解者是生态系统的重要组成成分；
②光照是维持该生态系统长期稳定的必要条件。
………………………………………
……………………………………
考查实验设计要求及分析
设计要求
相关分析
生态缸必须是封闭的
防止外界生物或非生物因素的干扰
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全（具有生产者、消费者和分解者）
生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
生态缸的材料必须透明
为光合作用提供光能；便于观察
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间
便于操作；缸内储备一定量的空气
考查实验结果的观察与结论的得出
（1）观察稳定性，可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。
（2）由于生态缸中的生态系统极为简单，自我调节能力极差，所以抵抗力稳定性极低，生态系统的稳定性极易被破坏。
因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。
碳循环示意图中各种成分的判断
[典型图示]
[信息解读]
只有生产者与大气中的CO2（非生物的物质和能量）之间是双向箭头，因为只有生产者既可以通过光合作用（或化能合成作用）从大气中吸收CO2，又通过呼吸作用向大气中释放CO2，生产者、消费者、分解者都有箭头指向大气中的CO2，因为这三种成分都可通过呼吸作用向大气中释放CO2。
除大气中的CO2外，生产者、消费者都有箭头指向分解者，因为生产者、消费者的遗体、遗物都会被分解者分解。
（1）图1——先根据双向箭头确定A和B一个为生产者，一个为大气中的CO2（或非生物的物质和能量），其中A、C、D都有箭头指向B，可判断B为非生物的物质和能量，则A为生产者，再根据A、C都指向D，确定D为分解者，剩下C为消费者。
（2）图2——根据A与C之间的双向箭头及A、B、E、D都指向C，判断：
A和C分别是生产者和非生物的物质和能量。
根据A、B、D的碳都流向E，可进一步判断：
E为分解者，B是初级消费者，D是次级消费者。
（3）图3——首先找出相互之间具有双向箭头的两个成分即A和E，一个为生产者，一个是大气中的CO2库。
又因为其他各个成分都有箭头指向A，所以A
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