高考生物总复习第9单元第32讲生态系统的结构学案.docx
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高考生物总复习第9单元第32讲生态系统的结构学案
第32讲生态系统的结构
[考纲点击] 生态系统的结构（Ⅰ）
一、生态系统的概念
1．定义：
由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。
2．范围：
有大有小。
3．结构：
组成成分和营养结构（食物链和食物网）。
4．功能：
物质循环、能量流动和信息传递。
二、生态系统的组成成分
1．无机环境：
即非生物的物质和能量。
2．生物群落
生产者
消费者
分解者
营养方式
自养
异养
异养
主要生物
绿色植物
动物
细菌和真菌
地位
生态系统的基石
生态系统最活跃的部分
生态系统的关键成分
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利于植物传粉和种子传播
将有机物分解为无机物，供生产者重新利用
三、生态系统的营养结构
1．食物链
（1）概念：
生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。
（2）特点：
生产者为第一营养级，消费者所处营养级不固定，一般不会超过5个营养级。
[连一连]
2．食物网
（1）概念：
在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。
（2）形成原因：
生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。
（3）特点：
同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。
1．生态系统的四种成分
非生物的物质和能量，生产者，消费者，分解者。
2．生产者、消费者和分解者的地位
（1）生产者是生态系统的基石。
（2）消费者是生态系统最活跃的部分。
（3）分解者是生态系统的关键成分。
3．捕食食物网中体现的两种种间关系
捕食关系和竞争关系。
4．食物链和食物网的特点和功能
（1）特点：
在食物链中，第一营养级总是生产者，各种动物在不同的食物链中所处的营养级可能不同。
（2）功能：
食物链和食物网是生态系统的营养结构，是生态系统能量流动和物质循环的渠道。
考法一 比较分析生态系统的组成成分
1．生态系统的组成成分
两大部分，四种基本成分。
可表示为：
2．生态系统中各种组成成分的关系
据图可知：
（1）非生物的物质和能量是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源。
（2）生产者是生态系统中唯一能把非生物的物质和能量转变成生物体内的物质和能量（有机物及其储存的化学能）的成分，因此说生产者是生态系统的基石。
（3）分解者在生态系统中占有重要地位。
从物质循环角度看，如果一个生态系统中没有分解者，动植物的遗体残骸就会堆积如山，生态系统就会崩溃。
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、蓝藻、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）。
视角► 以基础判断或示意图分析的形式，考查对生态系统的四种成分及其联系
1．（集合图信息类）（2016·湖南怀化模拟）下图中的圆分别表示：
a—生产者、b—分解者、c—原核生物、d—蓝藻、e—腐生细菌。
能正确表示它们之间相互关系的是图（ ）
解析：
选A。
生产者是指能进行光合作用或化能合成作用的生物，即能利用一定的能量将无机物转化成有机物的一类生物，包括绿色植物、蓝藻等，蓝藻又属于原核生物；分解者为腐生型生物，许多原核生物属于分解者，除此之外，分解者还包括腐生真菌、动物等。
2.（关系模型类）（2016·广东晋宁一测）如图是一个生态系统内成分的相互关系图，下列有关说法正确的是（ ）
A．该生态系统的成分包括b、c、d、e、f
B．若b产生60mol氧气，则流入c的能量一般不超过相当于2mol葡萄糖的能量
C．由于长期使用DDT，c类群产生了对DDT的抗药性，c类群抗药性的增强是基因突变的结果
D．可以用标志重捕法调查某种b的种群密度
解析：
选B。
分析图形可知，c是初级消费者，e是三级消费者，生态系统的成分包括生物部分与非生物部分，也包含a，A错误；生产者b产生60mol氧气，则产生的葡萄糖为10mol，因此流入c的能量一般不超过相当于10×20%＝2mol葡萄糖的能量，B正确；抗药性的增强是药物对动物抗药性变异长期选择的结果，C错误；可以用样方法调查某种植物b的种群密度，D错误。
3．（概念图类）某同学绘制的生态系统概念图如图所示，下列叙述不正确的是（ ）
A．①表示生态系统的组成成分
B．③越复杂，生态系统的抵抗力稳定性越强
C．④中可能有微生物
D．该图漏写了生态系统的某项功能
解析：
选A。
题图中①代表生态系统的结构，②代表生态系统的成分，③代表生态系统的营养结构（食物链、食物网），④代表生产者；生态系统的营养结构越复杂其抵抗力稳定性越强；某些自养的微生物（如硝化细菌）也可作为生态系统中的生产者；生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递，该图漏掉了信息传递。
考法二 食物链和食物网的分析
1．食物链分析
（2）营养级
（3）单向性：
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，也不一定是一个种群。
2．食物网分析
（1）营养级位置：
同一种消费者在不同食物链中，可以占据不同的营养级，如狼占据第三、第四营养级。
（2）种间关系：
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。
（3）食物网复杂程度：
食物网复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而并非取决于生物数量。
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其食物有多种来源时，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”。
视角1► 以基础判断、图解分析的形式，考查生态系统营养结构的概念分析
1．（原理判断类）（2016·广东佛山一模）某弃耕地杂草丛生，生活着田鼠、黄鼬等动物，下列有关说法正确的是（ ）
A．杂草、田鼠和鼬构成了生物群落
B．用样方法可以调查某种田鼠的种群密度
C．草→鼠→鼬这条食物链中，第三营养级含有的能量最少
D．同种田鼠的不同个体通过生存斗争实现共同进化
解析：
选C。
生物群落是指一定区域内各种群的总和，该弃耕地上还应该有分解者，它与生产者和消费者一起才能构成生物群落，A错误。
田鼠的种群密度调查应采取标志重捕法，B错误。
食物链中营养级别越高，所含能量越少，草→鼠→鼬这条食物链中，鼬含有的能量最少，C正确。
共同进化是指不同物种之间，生物与无机环境之间的共同进化，不是指种群内的个体共同进化，D错误。
2．（图示分析类）（2016·河北邯郸摸底）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．图中食物链的条数为2条
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。
由图可知，绿色植物是生产者，蝉、螳螂、黄雀和蛇属于消费者，细菌属于分解者，光、CO2、H2O等属于非生物的物质和能量，共同构成一个生态系统，A正确；图中食物链的条数为1条，即绿色植物→蝉→螳螂→黄雀→蛇，B错误；细菌属于分解者，而蝉属于消费者，二者之间不存在竞争关系，C错误；蛇属于四级消费者，D错误。
视角2► 以食物网分析的形式，考查食物网中生物数量的变化
3．（概念模型类）（2016·河北唐山模拟）图示为某湖泊中的食物网。
浮游植物急剧增加时不会引起（ ）
A．水华现象
B．a和b的数量增长
C．c、d和e的数量可能大量减少
D．c与d因食物丰富而竞争加剧
解析：
选D。
浮游植物急剧增加，可能是由于水体富营养化，导致水华现象发生；a和b以浮游植物为食，浮游植物增加，a、b食物来源增加，数量增长；若发生水华，水体缺氧，导致水中鱼类大量死亡，数量减少；c和d摄取食物不同，不会在食物上形成竞争关系。
4．（曲线坐标类）如图曲线表示某生态系统中三个不同种群的生长繁衍情况。
已知种群c是自养生物，下列说法不正确的是（ ）
A．该生态系统简单食物链可表示为c→b→a
B．种群b在第3～7年时间内个体数下降可能是由于a的增加和c的减少
C．b和a的存在能加快该生态系统的物质循环
D．一定自然区域内，a、b、c三个种群中全部的生物构成生物群落
解析：
选D。
由图中曲线可知：
①生态系统中三个不同种群的生长繁衍情况，②三个种群的生物的捕食关系。
根据图中a、b、c三个种群个体数的关系，可确定该生态系统简单食物链可表示为c→b→a；种群b在第3～7年时间内个体数下降的原因可能是a的增加和c的减少；b和a均为消费者，它们的存在能加快该生态系统的物质循环；一定自然区域内，生物群落是由生产者、消费者和分解者组成，a、b、c三个种群中不包含分解者，因此不能构成生物群落。
5．（柱状图类）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
解析：
选D。
由图可知，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。
[误区补短]
易错点1 生态系统的成分误区归纳
[点拨]
（1）绿色植物≠生产者：
蓝藻是原核生物，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。
易错点2 不会正确判断营养级
[点拨]
（1）生产者永远是第一营养级，第一营养级必须为生产者。
（2）消费者级别＝营养级级别－1。
（3）分解者不占据营养级。
►微观清障
1．判断下列有关生态系统组成成分的叙述
（1）（2015·全国卷ⅡT4A）生态系统的组成成分中含有非生物成分。
（ ）
（2）（2015·江苏卷T9B）就食性而言，杂食性鸟类的数量波动小于其他食性的鸟类。
（ ）
（3）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。
（ ）
（4）河流中所有的生物和底泥共同组成河流生态系统。
（ ）
（5）动物的存在加快了人工松林的物质循环。
（ ）
（6）组成消费者的各种元素返回无机环境都需经分解者的分解作用。
（ ）
（7）有一种生态农业模式是在水稻田中养鸭，利用鸭控制稻田中的杂草和害虫，鸭粪用作肥料。
其中杂草和水稻是生产者。
（ ）
答案：
（1）√
（2）√ （3）× （4）× （5）√ （6）× （7）√
2．判断下列有关生态系统营养结构的叙述
（1）食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的主渠道，是生态系统维持相对稳定的重要条件。
（ ）
（2）生态系统的营养结构是食物链和食物网。
（ ）
（3）从生态系统的营养结构上看，蓝藻处于第一营养级。
（ ）
（4）生态系统中的食物链交错连接成食物网的原因是多种生物在不同食物链中占有不同营养级。
（ ）
答案：
（1）√
（2）√ （3）√ （4）√
[能力培优]
食物链变式模型的分析
（1）如下图中图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。
（2）以数据表格形式直接呈现（能量值）构建食物链（网）
下表是对某生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，Pg表示生物同化作用固定能量的总量。
营养级
A
B
C
D
Pg
15.9
870.7
0.9
141.0
所以根据能量多少和传递效率为10%～20%可以确定食物链为B→D→A→C。
（3）数据表格形式间接呈现（重金属、DDT等浓度）构建食物链（网）：
如某生态系统中生物体内残留有机汞的情况如下表：
生物体
A
B
C
D
E
有机汞浓度（ppm）
0.05
7
0.51
68
0.39
由于生物富集现象，随着营养级的增加，有机汞浓度增加，表中A有机汞浓度最低，属于第一营养级，含能量也最多，C和E的有机汞浓度差不多，表明两者属于同一营养级，D有机汞浓度最高，属于最高营养级，含能量也最少，那么，最可能的食物网如右图所示。
►强化训练
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：
种 群
甲
乙
丙
丁
戊
能量（107kJ·m－2）
2.50
13.30
9.80
0.28
220.00
图①～④是根据该表数据作出的一些分析，其中与表中数据不相符合的是（ ）
A．①③ B．②③ C．②④ D．①④
解析：
选A。
①分析表格数据可知，乙、丙之间的传递率大于50%，与能量的传递率在10%到20%之间矛盾，所以乙、丙应在同一营养级上，所以①与表中数据不符合，②与表中数据符合。
③由①已经判断出乙、丙应在同一营养级上，属于竞争关系，不属于捕食关系，所以③与表中数据不相符。
④甲、丁去掉后，乙、丙失去了天敌，竞争激烈，可能一方占优势，另一方被淘汰，所以④与表格数据符合。
综上所述，与表格数据不符合的模型有①③。
故应选A。
2．某同学为了研究环境中重金属元素对生物的污染情况，分别测定了池塘和草原生态系统中某金属元素在各种生物体内的质量分数，结果如下表。
请据表回答问题。
生物及环境因素
重金属质量分数/%
生物及环境因素
重金属质量分数/%
土壤
0.01
池塘水
0.02
猫头鹰
12
浮游植物
0.5
食虫鸟
5
浮游动物
2
昆虫
0.2
大鱼
10
草
0.02
小鱼
5
（1）请分别写出两个生态系统中最长的一条食物链。
池塘生态系统：
________________________________________________________________________。
草原生态系统：
________________________________________________________________________。
（2）重金属元素在这两条食物链中的各种生物体内的分布有什么规律？
________________________________________________________________________。
（3）出现这种现象，你认为合理的假设应当是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）在上述池塘生态系统中，属于生产者的是________________________________________________________________________；
在上述草原生态系统中，属于消费者的是________________________________________________________________________
________________。
（5）人如果误服重金属盐会引起中毒，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
采取解毒的相应措施是可服用大量的____________（选填：
A.水；B.食盐水；C.牛奶；D.蛋清；E.豆浆）（多选）。
解析：
有毒物质的生物富集作用是沿着食物链逐级增加的。
营养级越高含有的有毒物质越多。
人如果误服重金属盐会引起人体内的蛋白质变性失活，相应的解毒措施是服用蛋白质类物质。
答案：
（1）浮游植物→浮游动物→小鱼→大鱼
草→昆虫→食虫鸟→猫头鹰
（2）营养级越高，含有的有毒物质越多
（3）在生物体内有毒的物质不被分解，有生物富集的作用
（4）浮游植物 昆虫、食虫鸟、猫头鹰
（5）重金属盐能使人体内的蛋白质发生变性而失去生理活性 C、D、E
考点一 生态系统的成分
1．（2016·吉林长春模拟）关于生态系统中分解者的叙述，正确的是（ ）
A．专门营腐生生活的细菌也不一定是分解者，而有可能是生产者和消费者
B．分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物，可以供硝化细菌再利用
C．分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物同化作用再利用
D．微生物不一定都是分解者，分解者一定是微生物
[导学号29520549] 解析：
选B。
专门营腐生生活的细菌一定是分解者，A项错误；分解者释放出的能量散失，不能被绿色植物利用，C项错误；分解者不一定是微生物，如蚯蚓等，D项错误。
2．（2015·高考天津卷）右图表示生态系统、群落、种群和个体的从属关系。
据图分析，下列叙述正确的是（ ）
A．甲是生物进化的基本单位
B．乙数量达到环境容纳量后不再发生波动
C．丙是由生产者和消费者构成的
D．丁多样性的形成受无机环境影响
[导学号29520550] 解析：
选D。
由图分析可知，甲表示个体，乙表示种群，丙表示群落，丁表示生态系统。
A项，生物进化的基本单位应该是种群（乙）。
B项，种群数量达到环境容纳量（K值）后，种群数量会在K值附近上下波动。
C项，群落应包括生态系统中所有的生物成分，即生产者、消费者和分解者。
D项，生态系统多样性的形成是生物与生物之间、生物与无机环境之间共同进化的结果。
3．若甲代表生产者，乙代表消费者，丙代表分解者，丁代表大气中的CO2库，则图中能正确表示甲、乙、丙、丁在碳循环中的关系的是（ ）
[导学号29520551] 解析：
选B。
生产者和无机环境之间是双箭头，因为生产者从无机环境中吸收二氧化碳进行光合作用同时通过呼吸作用把二氧化碳释放到大气中，故D错误。
由于捕食关系，甲和乙之间应该是单箭头，故A、C错误，本题选B。
考点二 生态系统的营养结构
4．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
[导学号29520552] 解析：
选D。
曲线a在6点到18点时为负值，表现为释放氧气，所以应表示生产者，b和c区别在于耗氧量多少不同，一般来说，营养级越高，生物量越小，耗氧量越小。
5．图1表示某草原生态系统的有关成分及其关系，图2为其中a、b、c三种生物的数量变化关系图，其中有一种为草。
下列说法正确的是（ ）
A．图1中有两条食物链，狐与鸟之间既存在捕食关系又存在竞争关系
B．图1中狐为第三、四营养级，细菌占有第二、三、四、五营养级
C．图2中a、b、c三者之间的营养结构是：
a→b→c
D．图2中a、b、c三者一定不能构成生物群落
[导学号29520553] 解析：
选D。
在图1中有两条食物链，狐与鸟之间只存在捕食关系而不存在竞争关系，A项错；图1中分解者细菌不占有营养级，B项错；图2中有一种是草，草是生产者，草的数量增加（减少），引起其他生物数量都增加（减少），据此判断c是草，食物链关系是c→b→a，C项错；生物群落包含生产者、分解者、消费者三个方面，a、b、c中没有分解者，三者一定不能构成生物群落。
6．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
[导学号29520554] 解析：
选B。
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。
7．（2016·湖北部分重点中学联考）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
[导学号29520555] 解析：
选B。
太阳光属于生态系统成分中的非生物的物质与能量，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。
8．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
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