学年高中生物第六章生态系统第13课时生态系统的营养结构学案浙科版必修3.docx
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学年高中生物第六章生态系统第13课时生态系统的营养结构学案浙科版必修3
第13课时 生态系统的营养结构
考试要求
知识内容
学考要求
选考要求
知识内容
学考要求
选考要求
1.生态系统的概念和组成成分
a
a
4.生物放大
b
b
2.食物链、食物网的概念及实例
b
b
5.营养级
a
a
3.食物网的复杂程度与生态系统稳定性的关系
b
b
6.生态金字塔
b
核心素养要求
1．理解生态系统的概念，能举例说明生态系统的含义。
2.阐明生态系统的组成成分及其构成。
3.能正确理解生态系统的营养结构。
4.举例说明营养级及生物放大。
一、生态系统的概念和组成成分
1．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．类型
分为自然生态系统和人为生态系统两类。
3．范围
生态系统的范围有大有小，地球上最大的生态系统是生物圈。
4．成分
5．两大重要功能：
能量流动和物质循环。
归纳总结
1．生态系统各组成成分的作用
类别
成分
举例
作用
非生物
环境
无机物
水、空气、无机盐
为生物提供物质和能量，是各种生物赖以生存和发展的基础。
其中光能是主要的能量来源
有机物
动植物遗体、落叶、粪便
气候
温度、湿度、光照
能源
太阳能、热能
生物
群落
生产者
绿色植物（主要）、光合细菌、硝化细菌等
将无机物转变成有机物，从而为生物群落提供物质和能量
消费者
植食动物、肉食动物、寄生生物
能够加快生态系统的物质循环，有利于生产者的传粉或种子的传播
分解者
腐生细菌、真菌，腐生动物
将有机物分解为无机物，归还到非生物环境中
2.生态系统各组成成分之间的关系
例1
（2018·金华高二检测）生态系统的生物成分分为生产者、消费者和分解者，其分类依据是（ ）
A．生物在生态系统中的作用
B．组成生物的细胞结构
C．生物的代谢类型
D．生物个体中含有能量的多少
答案 A
解析 生态系统的生物成分按其在生态系统中的作用分为生产者、消费者和分解者，A正确；原核、真核生物中都有生产者、消费者和分解者，B错误；异养型生物中既有分解者又有消费者，代谢类型不是分类依据，C错误；生物个体中有的含有能量多，有的含有能量少，能量多少不是分类依据，D错误。
例2
在阳光明媚、水草丰茂的鄂尔多斯草原上，生活着牛、羊、鹿、狼、兔、鼠，还有秃鹫、蜣螂、细菌、真菌等，关于它们的叙述正确的是（ ）
①它们共同构成一个生态系统
②它们中的牛、羊、鹿分别组成了3个种群
③它们中的所有动物是一个生物群落
④它们中的蜣螂、腐生菌是分解者
A．①②B．③④C．②③D．①④
答案 D
解析 该草原上的草等自养生物为生产者，牛、羊、鹿、狼、兔、鼠为消费者，秃鹫、蜣螂、营腐生生活的细菌和真菌为分解者，此外还包括了阳光、空气等无机环境，因此它们共同构成一个生态系统；其中的牛、羊、鹿分别是3种动物的总称，每一种动物都会涉及很多具体的种类，因而不能看作是3个种群；它们中的所有动物只是生物群落中的一部分，并没有包含所有的生物。
方法技巧
生态系统成分的认识误区和特例
误区
特例
细菌都是分解者
光合细菌是自养型生物，属于生产者；寄生细菌属于特殊的消费者
动物都是消费者
秃鹫、蚯蚓、原生动物等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、硝化细菌等自养型原核生物也是生产者，应该说生产者主要指绿色植物
植物都是生产者
菟丝子营寄生生活，属于消费者
二、食物链和生物放大
1．食物链的概念
在生态系统各生物之间，通过一系列的取食和被取食关系，不断传递着生产者所固定的能量，这种单方向的营养关系叫做食物链。
2．食物链的类型
类型
起点
主要存在的生态系统
捕食食物链
活的动植物
海洋生态系统
腐食食物链
死亡生物或现成有机物
陆地生态系统
3.生物放大
（1）含义：
某些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。
（2）放大物特点：
化学性质稳定不易被分解；在生物体内积累而不易被排出。
（3）放大过程：
随着食物链的延长而不断加强，即营养级越高的生物体内放大物的浓度越高。
（4）危害：
对位于食物链顶位的物种造成灾难性影响。
因为生物放大作用可使环境中低浓度的物质，在最高营养级生物体内的含量提高几十倍甚至成千上万倍。
例3
（2018·温州普通高中质量检测）红花三叶草依赖土蜂为其传粉，田鼠常捣毁土蜂窝，而猫又捕食田鼠，因此猫的数量影响田鼠的数量，最终影响三叶草的数量。
下列相关叙述错误的是（ ）
A．若鼠的年龄结构为增长型，则猫的种群密度可能增大
B．一条捕食食物链上相邻物种间存在着捕食关系
C．一条捕食食物链上相邻物种间存在着相互作用
D．一条捕食食物链上植物、动物、微生物间相互影响
答案 D
解析 微生物不参与捕食食物链的组成。
例4
下列各项中，能通过食物链传递引起生物放大现象的是（ ）
A．DDT污染B．大气中SO2污染
C．噪声污染D．大气中氟利昂污染
答案 A
解析 某些农药如DDT被生物摄入体内后不能被降解，从而沿食物链富集，即生物放大。
三、食物网及其与生态系统抵抗力的关系
1．概念
在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接的复杂营养关系。
2．食物网形成的原因
因为食物链的每一个环节都不止与上、下两种生物发生联系，而是与周围的很多种生物有着错综复杂的联系，好像有一张无形的网和无数的网结把所有生物都直接或间接地联系在一起。
3．食物网与生态系统抵抗力的关系
食物网复杂程度
生态系统抵抗外力干扰的能力
生态系统稳定性
实例
较复杂
较强
稳定
热带雨林
较简单
较弱
易发生波动和毁灭
苔原
归纳总结
食物网分析
（1）食物网越复杂，最高营养级生物就越能获得持续稳定的能量来源。
（2）同一种消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级。
（3）生物量的变化：
①起点减，链上生物都减。
②终点减，被吃生物先增后减再不变。
③中间减，如果是营养结构不太复杂的食物网，应以中间环节少的为依据。
例5
（2017·浙江11月学考）下列关于食物链和食物网的叙述，正确的是（ ）
A．食物网中的植食动物属于不同的营养级
B．陆地生态系统中通常以捕食食物链为主
C．捕食食物链由生产者、消费者和分解者组成
D．难降解的有害物质会沿着食物链转移和富集
答案 D
解析 食物网中的植食动物都属于第二个营养级，A错误；陆地生态系统中通常以腐食食物链为主，B错误；捕食食物链中，不存在分解者，C错误；难降解的有害物质会沿食物链转移和富集，D正确。
例6
（2018·孝义模拟）如图所示为某生态系统的食物网，下列相关叙述正确的是（ ）
A．图中所有生物对应种群的集合，称为该生态系统的群落
B．食草昆虫的锐减对该生态系统的稳定性没有影响
C．该生态系统中共有10条食物链，其中狐处于两条食物链中
D．该食物网中，具有捕食和竞争关系的不仅仅是青蛙和蜘蛛
答案 D
解析 图中包括生产者和消费者，还缺少分解者，因此图中所有生物不能构成一个群落，A错误；食草昆虫的锐减会导致该生态系统的营养结构简单化，致使生态系统的稳定性减弱，B错误；该生态系统中共有9条食物链，C错误；吃虫的鸟和蜘蛛之间、猫头鹰与蛇之间也是捕食和竞争关系，D正确。
方法技巧
“找岔相加法”计算食物链的条数
（1）原理：
找出食物网中同时被两种或两种以上生物捕食的被捕食者，并在所找到的被捕食者后面写上捕食它的生物种类数（生产者后面直接写出它的捕食者数，其他营养级的生物则减去1），然后把各种数字相加所得的总和即为该食物网中食物链的条数。
在较为复杂的食物网中，某生物可以捕食两种生物，但同时也可被另两种生物捕食，这就相当于一个分岔被用了两次，所以在该生物后面要标注“＋1×2”，依此类推。
（2）示例：
如图所示，食物网中的食物链条数为1＋4＋1＋1＋1×2＝9（条）。
四、营养级和生态金字塔
1．营养级
（1）含义：
处于食物链同一环节上的全部生物的总和。
（2）特点：
一般来说，营养级的位置越高，归属于这个营养级的生物种类、数量和能量就越少。
2．生态金字塔（选考）
（1）含义：
各营养级之间的某种数量关系。
（2）种类：
数量金字塔、生物量金字塔和能量金字塔。
（3）特点
①生态金字塔通常都是下宽上窄的正金字塔图形。
②数量金字塔和生物量金字塔可能会有倒金字塔形。
③能量金字塔绝不会出现倒金字塔形。
归纳总结
食物链与营养级
食物链
草―――――――――→兔――――――――→狐―――――――――→狼
生态系统的成分
生产者
一级消费者
二级消费者
三级消费者
营养级
第一个营养级
第二个营养级
第三个营养级
第四个营养级
所属类型
主要是绿色植物
植食动物
小型肉食动物
大型肉食动物
营养状况
自养
直接以植物为食
以植食动物为食
以小型肉食动物为食
重要作用
生态系统的物质循环、能量流动沿此渠道进行
分析上述表格如下：
（1）食物链的方向：
被捕食者→捕食者，经过长期自然选择形成。
（2）食物链中的成分
①由生产者和消费者组成。
②起点是生产者，而终点是不被捕食的消费者。
（3）营养级：
某一个营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，既不代表单个生物个体，也不一定是某种群。
例7
对“三叶草→蜗牛→鸫→雀鹰”这条食物链的叙述，正确的是（ ）
A．该食物链属于腐食食物链
B．蜗牛属于二级消费者
C．三叶草中化学杀虫剂的含量最高
D．大量捕捉雀鹰，会导致蜗牛数量减少
答案 D
解析 该食物链以活的三叶草为起点，属于捕食食物链；蜗牛位于食物链的第二个营养级，属于一级消费者；由于生物放大作用，位于食物链顶位的雀鹰中化学杀虫剂含量最高；雀鹰减少，鸫会增多，从而增加对蜗牛的捕食，导致蜗牛数量减少。
方法技巧
巧判生态系统中的营养级
对于生物在生态系统中所处的营养级，先依据各种生物的生物量、能量、数量或有毒物质的生物放大等绘出食物链，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，因为营养级是从生产者开始的，消费者级别是从一级消费者开始的。
所以营养级级别＝消费者级别＋1。
（3）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，所以不能列入捕食食物链，也就不能列入营养级。
例8
（选考）下列与生物放大及生态金字塔相关的叙述中，不正确的是（ ）
A．杀虫剂与有害物质可沿食物链逐级积累和浓缩，从而在生物体内高度富集，造成生物放大
B．若以杀虫剂与有害物质浓度大小衡量各营养级之间的数量关系，则所构成的金字塔应为正立的
C．就数量金字塔而言，某些状况下可能呈现倒金字塔形
D．就能量而言，天然生态系统的能量金字塔绝不会是倒置的
答案 B
解析 由于生物放大作用，营养级越高，杀虫剂与有害物质浓度越大，因此若以杀虫剂与有害物质浓度大小衡量各营养级之间的数量关系，则所构成的金字塔应为倒立的。
方法技巧
（1）能量金字塔总以生产者作塔基，自下而上依次为生产者、一级消费者、二级消费者、三级消费者等，不存在分解者。
（2）每一塔级的生物可包含多种生物类群，因而同一金字塔中可包含多条食物链。
（3）沿塔基至塔顶有毒物质逐级浓缩递增。
例9
在草原生态系统中生活着多种动植物，其中由部分生物组成的食物关系如图所示，请据图回答下列问题：
（1）根据生态系统的组成成分来划分，________属于生产者，蚯蚓属于________。
（2）图中共有________条食物链，其中鹰占有第________个营养级。
（3）若某种原因导致兔子全部死亡，则蚯蚓的数量将会如何变化？
__________________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）上述生物包括生产者、消费者和分解者，能否说上述生物共同组成一个群落，为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）绿色植物 分解者
（2）3 三、五 （3）先增加后减少，最后趋于稳定 兔子全部死亡，鹰捕食相思鸟的比例变大，相思鸟的数量减少，从而引起蚯蚓的数量增加，随后由于负反馈调节使蚯蚓的数量减少，最后趋于稳定 （4）不能，因为这些生物只是草原生态系统中的部分生物，群落应包括这个区域的所有生物（其他答案合理也可）
解析
（1）题图中绿色植物属于生产者，蚯蚓属于分解者，其他生物属于消费者。
（2）题图中共有3条食物链，鹰占有第三、五个营养级。
（3）兔子全部死亡，鹰捕食相思鸟的比例变大，导致蚯蚓的数量增加，随后由于反馈调节使蚯蚓的数量减少，最后趋于稳定。
（4）题图中的生物只是草原生态系统中的部分生物，不能构成一个群落。
核心素养解读
通过分析生态系统的结构，建立结构与功能相统一的观点及生命系统的物质观；通过建构生态系统组成成分之间的关系模型，培养运用模型分析问题和解决问题的能力。
1．判断正误：
（1）草原上的动物都属于消费者（ ）
（2）一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分（ ）
（3）分解者不一定都是微生物，微生物也不一定都是分解者（ ）
（4）生产者都是自养生物，但主要类群是绿色植物（ ）
（5）没有了分解者，生态系统就会崩溃（ ）
答案
（1）×
（2）× （3）√ （4）√ （5）√
2．（2018·浙江9月学考模拟）下列关于食物网的叙述，正确的是（ ）
A．一个草原生态系统中只有一个食物网
B．食物网仅表达了生物之间的数量关系
C．食物网中包含的生物种类是不会改变的
D．生态系统抗干扰能力与食物网的复杂程度无关
答案 A
解析 食物网是食物链彼此交错连接形成的网络结构，体现的是捕食关系；食物网的生物种类越多，营养结构越复杂，生态系统的稳定性越高。
3．“竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知。
蒌蒿满地芦芽短，正是河豚欲上时。
”诗中没有直接涉及的生态系统的组成成分是（ ）
A．非生物成分B．生产者
C．消费者D．分解者
答案 D
4．（选考）如图为一生态金字塔示意图，字母代表不同的营养级。
下列有关说法错误的是（ ）
A．该金字塔能够代表食物链“草→虫→蜘蛛→蛙→蛇→猫头鹰”各个营养级的生物量关系
B．该金字塔的一部分能够表示食物链“油松→松毛虫→乌鸦”各个营养级之间的个体数量关系
C．该金字塔能够表示食物链“油松→松毛虫→乌鸦”各个营养级之间的能量关系
D．兔子和鹿均吃草，它们所处的塔层相同
答案 B
解析 生态金字塔是指各营养级之间的某种数量关系。
A选项中的食物链各营养级之间的生物量金字塔可表示为正金字塔形。
C选项中的食物链各营养级之间的能量金字塔一定是正金字塔形。
B选项给出的食物链中，松毛虫的数量显然比油松多，所以个体数量呈倒金字塔形，不能用题目中给出的正金字塔形表示。
D选项兔子和鹿均吃草，为植食性动物营养级，即第二个营养级，在金字塔中所处塔层相同。
5.如图是处于平衡状态的简单淡水生态系统，请回答下列问题：
（1）此生态系统中共有________条食物链。
（2）此生态系统中属于第三个营养级的动物是________________，淡水虾与小鱼的关系是________________，大鱼与小鱼的关系是________________。
（3）此生态系统中的分解者是________。
A．水鸟B．水绵
C．水藻D．腐生细菌、真菌
（4）若所有水鸟迁徙到别处则大鱼数目________，水藻数目________，淡水虾数目__________。
（5）若此生态系统中的水绵大量减少，则下列________会随着发生。
A．水藻大量增多B．小鱼的数目增多
C．水鸟的数目减少D．甲壳类的数目增多
（6）此生态系统中各种生物的总和在生态学上称为____________________。
（7）本图所表示的生物在生态系统中分别属于________和________，未表示出的生态系统成分有___________________________________________________________________。
答案
（1）3
（2）水鸟、小鱼、淡水虾 竞争 捕食 （3）D （4）增多 减少 减少 （5）A （6）生物群落 （7）生产者 消费者 分解者及无机物、有机物、气候、能源
解析
（1）本食物网中包括3条食物链。
（2）水鸟、小鱼、淡水虾均处于第三个营养级，大鱼捕食小鱼，两者为捕食关系，淡水虾和小鱼均捕食水蚤，两者为竞争关系。
（3）腐生细菌、真菌为该生态系统中的分解者，水鸟为消费者，水绵、水藻为生产者。
（4）水鸟捕食大鱼和甲壳类，水鸟数目减少，则大鱼、甲壳类数目将增多，水藻数目减少，淡水虾数目也减少。
（5）水绵数目减少，水绵竞争者水藻数目增加，水蚤、小鱼、大鱼等的数目随着水绵数目的减少而减少，水鸟则更多捕食甲壳类，甲壳类数目减少也使水藻数目增加。
（6）生态系统中的全部生物称为生物群落。
（7）图示中仅表示出生产者和消费者，未表示出的生态系统成分为分解者及无机物、有机物、气候、能源。
题组一 生态系统的概念和组成成分
1．（2018·杭州高二检测）一个细菌细胞内发生以下反应：
H2S＋CO2
S＋H2O＋（CH2O），据此判断该生物属于生态系统中的（ ）
A．生产者B．消费者
C．分解者D．无法判断
答案 A
解析 根据题干中的化学反应式可知，该细菌能利用H2S和CO2合成有机物（CH2O），属于自养型生物，即生产者。
2.如图表示生产者、消费者和分解者之间的关系，下列相关叙述中，错误的是（ ）
A．甲是生产者，乙是消费者
B．丙属于二级消费者
C．丙可以为甲提供无机盐
D．丙不属于食物链
答案 B
解析 从图中三种成分的关系可以判断出甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者；分解者可以将有机物分解，产生的无机盐被生产者利用；食物链由生产者和消费者组成，分解者不参与食物链的构成。
题组二 食物链、食物网的概念实例及营养级
3．谚语“螳螂捕蝉，黄雀在后”隐含了一条食物链，绿色植物属于第一个营养级，则螳螂位于这条食物链的（ ）
A．第二个营养级B．第三个营养级
C．第四个营养级D．第五个营养级
答案 B
解析 根据该谚语可以写出如下食物链：
绿色植物→蝉→螳螂→黄雀，因此螳螂处在第三个营养级。
4．某生态系统中有四种生物，并构成一条食物链。
在某一时间确定这四种生物（甲、乙、丙、丁）所含有机物总量的比值如下图所示。
在一段时间内，如果种群乙的有机物总量的比值增大，则引起的变化应是下列图示中的（ ）
答案 D
解析 据题干图示可确定四种生物构成的食物链为丙→甲→乙→丁。
若乙增加会引起丁增加、甲减少，而丙会因甲的减少而增加。
5.（2018·温州一模）如图表示某生态系统的食物网。
下列有关叙述中不正确的是（ ）
A．生态系统中的食物链交错连接形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
B．该食物网由8条食物链组成，蛇与鼠、食虫鸟与蛙的关系分别是捕食和竞争
C．该图仅体现了生态系统成分中的生产者和消费者，未体现的成分是分解者
D．鹰在植物→鼠→蛇→鹰这条食物链中属于三级消费者、第四个营养级
答案 C
解析 食物网是生产者和消费者通过捕食关系形成的营养结构，其中食物链交错连接的原因是多种消费者可以占有不同的营养级，A正确；本食物网中的生产者是植物，从生产者→最高营养级，共有8条食物链，蛇与鼠之间是捕食关系，食虫鸟与蛙之间是竞争关系，B正确；生态系统的成分除了该图所示组成食物网的生产者、消费者外，还有分解者和非生物环境，C错误；在食物链中，消费者等级＋1＝营养级级别，D正确。
题组三 生物放大
6．由于生物放大，某食物链中甲、乙、丙、丁四种生物体内DDT的平均浓度依次是3.4ppm、0.7ppm、0.35ppm、0.04ppm。
则丙在该生态系统中属于（ ）
A．生产者B．一级消费者
C．二级消费者D．三级消费者
答案 B
解析 由于食物链中的DDT浓度存在生物放大，且营养级越高，平均浓度越高，所以甲、乙、丙、丁四种生物的捕食关系为
，所以丙为第二个营养级，即一级消费者。
7．生物体内残留有机汞的情况如下表所列，那么，最可能的食物链构成应是（ ）
生物体
A
B
C
D
E
有机汞浓度（ppm）
0.05
7
0.51
68
0.39
答案 B
解析 在生态系统中，有毒物质沿着食物链传递积累，因此营养级越高的生物体内有毒物质越多，营养级越低的生物体内有毒物质越少。
从表格中可以看出有毒物质有机汞的残留从少到多依次是A0.05、E0.39、C0.51、B7、D68。
其中E0.39和C0.51有毒物质差不多，可能是营养级别相同。
因此食物链是
。
题组四 食物网的复杂程度与生态系统稳定性的关系
8．（2016·浙江10月学考）某海湾水体富营养化严重，大型鱼类种类减少，将导致（ ）
A．生物群落发生演替B．食物网复杂程度降低
C．食物链的环节增多D．生态系统稳定性增强
答案 B
解析 大型鱼类种类的减少不一定会导致生物群落类型发生改变，A错误；鱼类种类的减少肯定会导致食物链环节减少，进而导致食物网复杂程度下降，B正确、C错误；食物网复杂程度下降会导致生态系统稳定性下降，D错误。
9．如果一个生态系统中有甲、乙、丙、丁四种生物，它们之间可以形成下列四种结构，其中最稳定的是（ ）
A．甲→乙→丙→丁B．甲乙丁丙
C.
D.
答案 D
解析 一般来说生态系统的组成成分越多，抵抗外力干扰的能力就越强；若生物成分一样多，则生产者种类越多，生态系统越稳定，故选D项。
题组五 生态金字塔（选考）
10．（2018·桐乡高级中学检测）在生态系统的能量金字塔中，构成金字塔最底层的是（ ）
A．无机环境B．生产者
C．消费者D．分解者
答案 B
解析 在生态系统中，生产者所含能量最多，位于金字塔最底层。
11．一片树林中，树、昆虫和食虫鸟的个体数量比例关系如图所示。
下列选项能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是（选项方框面积表示能量的大小）（ ）
答案 C
解析 数量金字塔是以生态系统中每一营养级的生物个体数目为指标绘制的，有时会倒置，本题就是一个实例。
而能量金字塔是不会倒置的，所以三者之间的能量流动关系应该是沿食物链“树→昆虫→食虫鸟”中营养级的顺序逐级递减的。
12．下列叙述正确的是（ ）
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