届 一轮复习人教版 生态系统的结构与能量流动 学案doc.docx
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届一轮复习人教版生态系统的结构与能量流动学案doc
2020届一轮复习人教版生态系统的结构与能量流动学案
一、生态系统的概念及组成成分
二、生态系统的营养结构
三、生态系统的能量流动
1．过程理解
2．第一营养级的能量流动
3．消费者的能量流动
注：
最高营养级消费者的能量没有流向下一营养级这条途径。
（1）从上述图解可以得到：
摄入量＝同化量＋粪便量。
（2）在各营养级中，能量的几个去路：
通过呼吸作用以热能的形式散失；被下一营养级生物利用；被分解者利用；未被利用。
4．能量流动的特点及意义
[基础微点全练]
1．判断正误
（1）趋光性昆虫是该农田生态系统的消费者（√）
（2018·全国卷Ⅲ，T6A）
（2）生态系统中细菌产生的能量可流向生产者（×）
（2016·全国卷Ⅲ，T5B）
（3）若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用
（2016·全国卷Ⅰ，T5B）（×）
（4）土壤微生物可作为生态系统的分解者（√）
（2014·海南卷，T16B）
（5）土壤中的硝化细菌是异养生物，因而不属于生产者（2014·海南卷，T16D）（×）
（6）植物→鼠→鹰这条食物链中，第三营养级含能量最少（√）
（2013·全国卷Ⅰ，T5D）
（7）硝化细菌虽不能进行光合作用，但是自养生物（√）
（8）河流中所有生物和底泥共同组成河流生态系统（×）
2．下列关于生态系统组成成分的叙述，错误的是（ ）
A．自然生态系统需要源源不断地输入太阳能
B．土壤微生物都可作为生态系统的分解者
C．消费者能加快生态系统的物质循环
D．菟丝子等寄生植物不属于生产者
解析：
选B 土壤微生物可作为生态系统的分解者、消费者，B错误。
3．（2018·山东省实验中学质检）俗话说：
“大鱼吃小鱼，小鱼吃小虾，小虾吃泥巴”。
某同学据此设计了一个水池生态系统。
下列属于该生态系统第一营养级的是（ ）
A．小鱼吃的小虾 B．泥巴中的藻类
C．吃小鱼的大鱼D．泥巴中的大肠杆菌
解析：
选B 生产者处于生态系统第一营养级，泥巴中的藻类是生产者；根据题意，小虾是初级消费者，小鱼是次级消费者，大鱼是三级消费者，泥巴中的大肠杆菌属于分解者。
4．（2015·海南高考）关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是（ ）
A．能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程
B．分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量
C．生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量
D．生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级
解析：
选D 生产者固定的能量除用于自身呼吸外，还有流入下一营养级和分解者的能量，另外还有未被利用的能量。
5．根据图示判断，下列叙述正确的是（ ）
A．图示的各种成分在生态学上可以构成一个生态系统
B．图示生物可以形成的食物链：
绿色植物→蝉→螳螂→黄雀→蛇→细菌
C．细菌与蝉之间的关系属于竞争
D．蛇属于三级消费者
解析：
选A 图中既有生产者、消费者和分解者，又有非生物的物质和能量，能构成一个生态系统；细菌属于分解者，不占据营养级；细菌与蝉不存在共同食物资源，不属于竞争关系；蛇属于四级消费者，位于第五营养级。
6．有关生态系统结构的叙述，正确的是（ ）
A．不能进行光合作用的生物一定不是生产者
B．分解者只包括腐生细菌和真菌
C．生态系统的营养结构是指生态系统中由营养关系形成的食物链和食物网
D．生产者和分解者是生态系统的基石，消费者不是生态系统的必备成分
解析：
选C 有些生物虽然不能进行光合作用，但是能进行化能合成作用，也属于生产者，如硝化细菌，A错误。
分解者包括腐生细菌、真菌以及营腐生生活的动物（如秃鹫、蚯蚓等），B错误。
生态系统的结构包括：
生态系统的组成成分、食物链和食物网，其中食物链和食物网构成生态系统的营养结构，C正确。
生产者是生态系统的基石，能把无机物合成有机物；分解者能把有机物分解成无机物，是生态系统的必备成分；消费者只是加快生态系统的物质循环，如果没有消费者，生态系统的物质循环虽然变慢但是仍可以进行，所以消费者不是生态系统的必备成分，D错误。
一、生态系统的结构
[试考题·查欠缺]
1．（2018·海南高考）某地在建设池塘时，设计了如图所示的食物网，鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层。
关于该池塘生态系统的叙述，错误的是（ ）
A．鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者
B．消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼
C．通气可促进水体中生物残骸分解为无机物
D．藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量
解析：
选D 鲫鱼在不同的食物链中分别处于第二和第三营养级，既是初级消费者又是次级消费者，A正确；能量流动是逐级递减的，由于鳜鱼所处的营养级高于鲢鱼，所以消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼，B正确；水中的需氧微生物能够分解有机物，通气可促进水体中生物残骸分解为无机物，促进物质的循环，C正确；由于能量的流动具有逐级递减的特点，藻类固定的能量并不是全部流入次级消费者体内，所以藻类固定的能量高于流入次级消费者的能量，D错误。
2．（2016·全国卷Ⅲ）我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。
若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。
下列叙述正确的是（ ）
A．鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量
B．该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者
C．鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节
D．鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向
解析：
选C 根据文字信息写出食物链：
植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，鹰的迁入会导致黄雀减少、螳螂增加、蝉减少等系列变化。
细菌一般是生态系统的分解者，分解者从动植物遗体、遗物中获得的能量通过分解作用以热能的形式散失，不会再被生产者利用。
鹰的迁入使该生态系统的食物链由4个营养级变为5个营养级，增加了该生态系统能量消耗的环节。
鹰的迁入使该生态系统的食物链营养级增加，但食物链还是只有一条，所以能量流动的方向未改变。
[强知能·补欠缺]
1．生态系统的组成成分
（1）非生物的物质和能量：
阳光、热能、水、空气、无机盐等。
（2）生物群落
生产者
消费者
分解者
营养方式
自养
异养
异养
生物类型
①光合自养生物：
绿色植物和蓝藻等
②化能合成生物：
硝化细菌等
大多数动物，寄生植物（如菟丝子）
腐生细菌和真菌，腐食动物
地位
生态系统的基石，主要成分
生态系统最活跃部分，但非必要成分
生态系统的关键成分，必要成分
作用
①合成有机物，储存能量
②为消费者提供食物和栖息场所
①加快物质循环
②帮助植物传粉和传播种子
将有机物分解为无机物，供生产者重新利用
2．辨明生态系统组成成分的三类“不一定”和两类“一定”
三类“不一定”
①生产者不一定是植物（如蓝藻、硝化细菌），植物不一定是生产者（如菟丝子营寄生生活，属于消费者）
②消费者不一定是动物（如营寄生生活的微生物等），动物不一定是消费者（如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物残体或排泄物为食的腐生动物属于分解者）
③分解者不一定是微生物（如蚯蚓等动物），微生物不一定是分解者（如硝化细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者）
两类“一定”
①生产者一定是自养型生物，自养型生物一定是生产者
②营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是营腐生生活的生物
3．图解食物链（如图）
（1）表现形式：
起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物（最高营养级）。
（2）营养级：
一般不超过5个
①植物（生产者）：
第一营养级；
②动物所处营养级级别＝消费者级别＋1。
（3）食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，通常不会逆转。
（4）某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个物种。
4．构建食物链（网）的一般方法
（1）依据曲线图构建食物链（网）
解读：
分析图1曲线走势，先上升先下降者为被捕食者。
或以各营养级数量为依据，一般来说，营养级越低时，数量越多（看起点），即该图中的食物链为C→B→A。
（2）依据柱形图或饼状图构建食物链（网）
解读：
图2和图3都是以每个营养级中有机物的多少为依据，图2中的食物链是丙→甲→乙→丁；图3中的食物链是
。
（3）依据生态系统物质循环模型图构建食物链（网）
解读：
图4表示的是生态系统的物质循环图解，其中D是生产者、A是消费者、B是分解者、C是无机环境，包含的食物链是D→A。
（4）依据表格数据（能量值）直接构建食物链（网）
营养级
A
B
C
D
能量（Pg）
15.9
870.7
1.9
141.0
解读：
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。
（5）依据表格数据（重金属、DDT等浓度）间接构建食物链（网）
生物体
A
B
C
D
E
有机汞浓度（mg·L－1）
0.05
7
0.51
68
0.39
解读：
注意本表直接呈现的是某生物体的有机汞浓度，并非能量值。
有机汞存在“生物富集”现象，即随着营养级的增加，汞浓度增加，两者在数值上呈正相关，所以从表中有机汞浓度的大小可推知该生物营养级的高低，从而判断各生物能量值的大小。
其食物链（网）如图所示。
[练题点·全过关]
1．（2019·湖南重点中学联考）下列有关生态系统组成成分的叙述，正确的是（ ）
A．太阳光来源于地球以外，不属于生态系统的成分
B．硝化细菌是原核生物，在生态系统中属于生产者
C．病毒是原核生物，在生态系统中属于分解者
D．蚯蚓是真核生物，在生态系统中属于消费者
解析：
选B 太阳光属于生态系统成分中的非生物的物质和能量，A错误。
硝化细菌是原核生物，可通过化能合成作用将无机物合成有机物，在生态系统中属于生产者，B正确。
病毒无细胞结构，不是原核生物；由于病毒严格寄生在活细胞内，因此其在生态系统中属于消费者，C错误。
蚯蚓是真核生物，从土壤中的残枝败叶中获得食物，在生态系统中属于分解者，D错误。
2.（2019·聊城模拟）如图表示生产者、消费者和分解者之间的关系，下列相关叙述错误的是（ ）
A．甲是生产者，乙是消费者
B．丙属于次级消费者
C．丙可以为甲提供无机盐
D．丙不属于食物链成分
解析：
选B 由图可知甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者。
分解者将动植物残体中的有机物分解成无机物归还无机环境，为甲提供无机盐。
分解者不能出现在食物链中。
[方法技巧] 生态系统中各成分的判断
1．根据生物类型巧判生态系统的成分
2．根据图示中的箭头判断
图1 图2
（1）若有双箭头，如图1所示
①根据双向箭头AD，确定两者肯定是非生物的物质和能量、生产者。
②根据箭头指向判断各成分：
a．A有三个指出，应为生产者。
b．D有三个指入，为非生物的物质和能量。
c．B和C一个为消费者，另一个为分解者，A（生产者）和B均指向C，则C为分解者。
（2）若无双箭头，如图2所示
①箭头指向最多的是分解者（丙）。
②分解者指向生产者（甲）。
二、生态系统的能量流动过程
[试考题·查欠缺]
1．（2018·全国卷Ⅱ）大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用，这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。
回答下列问题：
（1）当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级有可能增加。
生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是_________________________
________________________________________________________________________。
（2）如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。
假定该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的可能原因是_______________________________
__________________________________________________________（答出一点即可）。
（3）若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。
根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
（答出两点即可）。
解析：
（1）生态系统中能量沿食物链的传递特点是单向流动、逐级递减。
食物链中生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少，所以一条食物链的营养级数量一般不会太多。
（2）根据题中信息可知，顶级肉食性动物对环境中的植食性动物有驱赶作用，这种作用是建立在“威慑”与“恐惧”基础上的。
甲的数量优势地位丧失的原因可能是其对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，导致甲逃离该生态系统的数量比乙多。
（3）大型肉食性动物捕食野猪或野猪因恐惧减少了采食，从而减轻了野猪对该地区农作物的破坏。
答案：
（1）生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少
（2）甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多
（3）大型肉食性动物捕食野猪；野猪因恐惧减少了采食
2．（2018·江苏高考）某城市河流由于生活污水和工业废水的排入，水质逐渐恶化。
经过治理后，河水又恢复了清澈。
图1表示该河流的能量金字塔（甲、乙、丙为3种鱼，丁为1种水鸟，甲不摄食藻类，箭头指示能量流动方向），图2表示部分能量流动关系（图中数字表示同化的能量）。
请回答下列问题：
（1）图1所示食物网中，遗漏了一条能量流动途径，该条途径是__________________。
（2）图1所示食物网中，次级消费者是________，丁与丙之间的种间关系是______________。
（3）根据图1分析，除了图2中已经标出的能量去向之外，乙的能量去向还有________________________________________________________________________。
（4）结合图2分析，图1所示食物网中第一营养级到第二营养级能量的传递效率________（在“大于”“小于”或“等于”中选择）7.6%。
（5）经检测，水体中含有某种可被生物富集的农药，推测此农药含量最高的物种是________。
（6）从生态学角度解释，污染物排放导致水质恶化的主要原因是________________________________________________________________________。
解析：
（1）根据题中信息可知，甲不摄食藻类，水草、藻类是第一营养级，甲、乙是第二营养级，丁是第三、第四营养级，甲和丁未体现出食物联系，所以还可能有的一条食物链是水草→甲→丁。
（2）图1中丙、丁都可以作为第三营养级即次级消费者。
丁捕食丙，且丙、丁都捕食乙，所以丁与丙之间的种间关系是捕食和竞争。
（3）图1中乙可以被丙和丁捕食，所以乙的能量去向除了流向分解者和丁之外，还可以传递给丙以及通过自身呼吸作用以热能形式散失。
（4）根据图2可知，第一营养级到乙的能量传递效率是1900/25000×100%＝7.6%，但是因为第二营养级包括乙和其他鱼类，再加上其他鱼类的能量，第一营养级到第二营养级的能量传递效率大于7.6%。
（5）有些农药不易被分解，营养级级别越高的生物，其体内积累的农药越多，因此体内农药含量最高的物种是丁。
（6）生态系统的自我调节能力是有一定限度的，如果污染物排放超过该限度，生态系统的稳态就会遭到破坏。
答案：
（1）水草→甲→丁
（2）丙和丁 捕食和竞争
（3）传递给丙、自身呼吸作用以热能形式散失 （4）大于
（5）丁 （6）河流生态系统自我调节（自我修复）能力有限
[强知能·补欠缺]
1．能量流经第二、第……营养级的过程分析
图示
分析
①摄入量（a）＝同化量（b）＋粪便量（c）
②同化量（b）＝摄入量（a）－粪便量（c）
＝呼吸消耗量（d）＋净同化量（e）
＝呼吸消耗量（d）＋流入下一营养级（g）＋被分解者利用（f）
③净同化量（e）＝同化量（b）－呼吸消耗量（d）
＝流入下一营养级（g）＋被分解者利用（f）
能量传递效率的计算公式
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
2．流入某一营养级能量的来源和去路
除最高营养级外，能量流经每个营养级所发生的变化基本相同。
图示如下：
3．生态系统中能量流动的分析方法
（1）定量不定时分析：
流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路有三条：
①自身呼吸消耗；②流入下一营养级（最高营养级除外）；③被分解者分解利用。
但这一定量的能量不管如何传递，最终都以热能形式从生物群落中散失；生产者源源不断地固定太阳能，才能保证生态系统能量流动的正常进行。
（2）定量定时分析：
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：
①自身呼吸消耗；②流入下一营养级（最高营养级除外）；③被分解者分解利用；④未利用，即未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。
但从长远来看，“未利用”的能量最终会被自身呼吸消耗、流入下一营养级或被分解者利用。
[练题点·全过关]
1．下图为桑基鱼塘农业生态系统的能量流动图解，图中字母代表能量，相关说法正确的是（ ）
A．图中用于桑树生长发育繁殖的能量是a
B．图中未利用的能量是指蚕粪便中的能量
C．第一、二营养级间的能量传递效率用（e＋f＋g＋h）/a表示
D．桑基鱼塘具有较强的稳定性，不存在负反馈调节
解析：
选C 图中用于桑树生长、发育和繁殖的能量是c；图中未利用的能量是指桑树同化的能量减去呼吸消耗的能量、流向蚕的能量及被分解者利用的能量；蚕同化的能量为e＋f＋g＋h，所以第一、二营养级间的能量传递效率＝（e＋f＋g＋h）/a；桑基鱼塘动植物种类少，稳定性较低，但也存在负反馈调节。
2.（2019·长沙模拟）某草原生态系统中能量金字塔由最下面一层到最上面一层共四层，分别为甲、乙、丙、丁（如图），若有外来生物戊入侵，且会与丙竞争食物，但不会被丁所捕食。
下列有关说法错误的是（ ）
A．甲可能为绿色植物，甲固定的能量大于乙、丙、丁同化的能量之和
B．甲、乙、丙、丁构成该生态系统的生物群落
C．丁生物的种群数量很可能会逐渐减少
D．戊在生态系统中处于第三营养级
解析：
选B 处于能量金字塔底层的是生产者，所以甲可能为绿色植物，生产者甲固定的能量大于乙、丙、丁同化的能量之和；能量金字塔包含生产者和消费者，不包含分解者，而生物群落应该包含该生态系统中的所有生物，可见甲、乙、丙、丁尚不能构成该生态系统的生物群落；由于生物戊入侵，与丙（丁的食物）竞争食物，所以丙的数量会下降，又由于戊不会被丁所捕食，所以丁生物的种群数量很可能会因食物减少而逐渐减少；戊与丙竞争食物，所以在生态系统中处于第三营养级。
[深化拓展] 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
科学思维
（一）——能量流动的相关计算
1．（2015·福建高考）下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图（图中数字为能量数值，单位是J·m－2·a－1）。
下列叙述正确的是（ ）
A．该食物网中最高营养级为第六营养级
B．该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%
C．太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357J·m－2·a－1
D．该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统
解析：
选B 该食物网中最长的食物链为：
浮游植物―→浮游动物―→幽蚊幼虫―→太阳鱼―→鲈鱼，食物网中最高营养级鲈鱼属于第五营养级。
第二营养级包括浮游动物和摇蚊幼虫，二者共有的能量为3780＋4200＝7980，因此从第一营养级到第二营养级的能量传递效率为：
7980÷31920×100%＝25%。
一个营养级所含有的能量，一部分流入下一个营养级，还有一部分用于自身呼吸消耗和流向分解者等，选项中1357是1483（太阳鱼总同化量）减去126（下一营养级摄入量）得到的，因此太阳鱼呼吸作用消耗的能量比1357J·m－2·a－1少。
生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和无机环境，而食物网中只有生产者和消费者，无分解者，所以食物网与无机环境不能构成生态系统。
2．如图为生态系统能量流动示意图，请回答以下问题：
（1）流经该生态系统的总能量应该是图中的_____________________________________。
（2）图中第一和第二营养级之间的能量传递效率为_______________________________。
（3）蜣螂（N6）所利用的能量是直接来自生产者还是初级消费者所同化的？
____________________________________________________________________________。
请说明理由___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）生态系统能量流动的特点是单向流动和逐级递减。
请据图分析能量流动逐级递减的原因有哪些？
___________________________________________________________________
___________________________________________________（至少答出两点）。
解析：
（1）流经生态系统的总能量就是生产者固定的太阳能，即为N2。
（2）能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为：
第二营养级的同化量/第一营养级的同化量＝N5/N2。
（3）N6为蜣螂从粪便中获取的能量
升级会员 