考点29 聚焦生态系统的结构功能及相关分析.docx

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考点29聚焦生态系统的结构功能及相关分析

考点29　聚焦生态系统的结构、功能及相关分析

题组一　生态系统的结构

1．（2014·新课标全国Ⅱ，31节选）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____________。

答案　

（1）

（2）捕食　消费者

解析　根据生态系统中相邻两营养级间能量的传递效率为10%～20%和能量流动逐级递减的理论进行分析：

戊含有的能量最多，处于第一营养级；乙和丙含有的能量较多且相差很小，都处于第二营养级；甲含有的能量较少，处于第三营养级；丁含有的能量最少，处于第四营养级。

由此可画出该生态系统中的食物网为：

。

2．（2015·全国Ⅱ，31节选）假设某生态系统的食物链为甲种植物→乙种动物→丙种动物，若丙种动物的数量增加，则一段时间后，甲种植物数量也增加，其原因是___________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　丙种动物的数量增加导致乙种动物的数量减少，从而导致甲种植物数量的增加

3．（地方卷重组）判断下列有关生态系统结构的叙述：

（1）土壤微生物可作为生态系统的分解者，而硝化细菌是异养生物，因而不属于生产者（2014·海南，16BD）（　×　）

（2）如图为南极某海域的食物网，其中共有9条食物链，磷虾在不同食物链上都属于同一营养级，硅藻属于生产者，其遭到破坏要比蓝鲸遭到破坏对食物网的影响大（2009·广东，14改编）（　√　）

题组二　生态系统的功能

4．（2014·新课标全国Ⅱ，31节选）一般来说，生态系统的主要功能包括____________、________________，此外还具有信息传递等功能。

碳对生物和生态系统具有重要意义，碳在________________和____________之间的循环主要以CO2的形式进行。

答案　物质循环　能量流动　生物群落　无机环境

5．（2015·全国Ⅰ，31节选）现有一未受人类干扰的自然湖泊，在该湖泊中，能量沿食物链流动时，所具有的两个特点是____________________________。

答案　单向流动、逐级递减

6．（2015·全国Ⅱ，31节选）假设某生态系统的食物链为甲种植物→乙种动物→丙种动物，则在该食物链中，乙种动物同化的能量____________（填“大于”“等于”或“小于”）丙种动物同化的能量。

答案　大于

7．（2016·全国丙，31）与热带森林生态系统相比，通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累，其原因是_____________________________________________________________

________________________________________________________________________。

通常，生态系统的食物链不会很长，原因是___________________________________

________________________________________________________________________。

答案　低温下分解者的分解作用弱　能量在沿食物链流动的过程中是逐级递减的

8．（2016·全国丙，5）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

答案　C

解析　鹰迁入后，形成了食物链：

植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，据此可知，鹰的迁入会使该树林中发生黄雀的数量减少、螳螂增加、蝉减少等系列变化，故A错误；能量流动是沿着食物链进行的，细菌是分解者，不参与食物链的构成，即细菌的能量不能流向生产者，B错误；能量流动是沿着食物链进行的，鹰的迁入没有改变该生态系统能量流动的方向，D错误。

9．（地方卷重组）判断下列有关生态系统功能的叙述：

（1）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（2015·海南，25D）（　×　）

（2）在如图所示的某生态系统的能量流动简图中，甲是生产者，乙是消费者，二者和分解者所贮存的能量之和是输入该生态系统的总能量（2012·海南，19）（　×　）

（3）变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息（2015·江苏，9D）（　×　）

10．请在下列空格处填写适当内容：

（1）（2012·安徽，30Ⅱ改编）下表为生态学家对食物链——“植物→田鼠→鼬”能量流动进行研究的结果[单位是J/（hm2·a）]，则能量从田鼠传递到鼬的效率是________，田鼠和鼬同化的能量中只有3%～5%用于____________________________等生命活动，其余在呼吸作用中以热能形式散失。

植物

田鼠

鼬

固定的太阳能

摄入量

同化量

呼吸量

摄入量

同化量

呼吸量

2.45×1011

1.05×109

7.50×108

7.15×108

2.44×107

2.25×107

2.18×107

答案　3%　生长、发育、繁殖

（2）（2014·山东，27节选）如图表示某海域能量流动简图，A、B、C、D表示生态系统的组成成分，则图中________和________在碳循环过程中起着关键作用；能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为________。

答案　A　B（注：

两空可颠倒）　20%

（3）（2015·海南，28节选）某红树林生态系统的碳循环如图所示。

图中A是一种气体，B、C、D、E和F表示生物成分，箭头表示碳流动的方向。

图中A表示______________________，生物成分E表示________，生物成分F表示________，________表示初级消费者。

答案　大气中CO2库　生产者　分解者　C

（4）（2011·山东，26节选）某草原生态系统的食物网如图所示。

如果图中草能提供10000kJ的能量，营养级间的能量传递效率为10%～20%，那么鹰占据的营养级能得到的最低和最高能量值分别是______kJ和______kJ。

若去除蛇，且狐的数量不变，则草原容纳鹰的数量会________。

答案　10　400　增加

（5）（2013·安徽，30节选）从能量流动的角度分析，合理密植可以_________________

________________________________________________________________________。

答案　提高能量利用率，使生产者所固定的能量更多地流向对人类最有益的部分

（6）（2011·海南，28节选）蘑菇属于生态系统的____________（生产者、消费者、分解者），其体内储存的能量________（能、不能）传递给植物。

答案　分解者　不能

依纲联想

1．准确判断生态系统的组成成分

（1）通过代谢类型判断：

生产者一定是自养生物，消费者一定是寄生异养或捕食异养的生物，分解者一定是腐生异养的生物。

（2）从图中信息判断：

先根据双向箭头“”确定“非生物的物质和能量”和“生产者”，再根据D中有“3”个指出箭头，确定其为“生产者”，C有“3”个指入箭头，确定其为“非生物的物质和能量”，最后根据D→A、A→B、D→B，确定A为消费者，B为分解者。

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。

2．生态系统的营养结构分析

（1）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。

（2）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。

（3）同一消费者在不同食物链中可以占据不同的营养级。

（4）在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐之间既有捕食关系，又有竞争关系。

3．掌握碳进入生物群落和返回无机环境的途径及循环范围

（1）进入生物群落的途径：

光合作用、化能合成作用。

（2）返回无机环境的途径：

呼吸作用、分解作用、化石燃料燃烧。

（3）范围：

整个生物圈，单纯某个小的生态系统无法独立完成。

4．掌握能量流动图解，理清摄入量、粪便量和同化量之间的关系

（1）摄入量＝同化量＋粪便量。

（2）同化量＝用于生长、发育、繁殖的能量＋呼吸量。

（3）用于生长、发育、繁殖的能量＝分解者分解利用量＋下一营养级同化量＝同化量－呼吸消耗量。

（4）流经生产者的总能量强调关键词“固定”而非“照射”。

（5）流经各级消费者的能量强调关键词“同化”而非“摄入”或“储存”。

5．有关能量流动计算问题的3个核心点提醒

（1）传递效率的计算一定要注意是两营养级同化量之比而非个体摄入量之比。

（2）在食物网中：

①在没有限制能量来源比例或能量分配比例，当求最多需求量时，按最长食物链、最低能量传递效率计算；当求最少需求量时，按最短食物链、最高能量传递效率计算。

②限制能量来源比例或能量分配比例，当求最多需求量时，在限制范围内的所有食物链中按最低能量传递效率计算；求最少需求量时，在限制范围内的所有食物链中按最高能量传递效率计算。

（计算时注意当限制能量来源比例时，由高营养级向低营养级逐级递推。

当限制能量分配比例时，假设出低营养级的需求量，由低营养级向高营养级逐级递推，同时要注意分配比例）

（3）人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但不是从上一营养级流入的能量。

6．有关信息传递的2点提醒

（1）发生范围：

生物与生物之间或生物与无机环境之间，往往具有双向性。

（2）3大作用：

个体——维持生命活动的正常进行；种群——维持生物种群的繁衍；群落——调节种间关系。

考向一　以文字表述形式考查生态系统的结构与功能

1．玉米螟是玉米的主要害虫，赤眼蜂把卵产在玉米螟的卵内孵化，瓢虫则直接以玉米螟的卵和幼虫为食。

回答下列问题：

（1）一块玉米田里的玉米、杂草和玉米螟等生物共同构成____________。

赤眼蜂和瓢虫之间的关系是________。

（2）玉米螟在产卵时会释放信息素，据此赤眼蜂能很快找到玉米螟卵，这体现了生态系统的信息能够________________________，以维持生态系统的稳定。

（3）从生态系统的结构分析，玉米田易受玉米螟侵害的主要原因是___________。

（4）合理密植可提高玉米产量，从能量流动角度分析，栽种密度过高会导致产量降低的原因是____________________________________________________________。

答案　

（1）群落　竞争　

（2）调节生物的种间关系

（3）玉米田的营养结构简单　（4）固定的太阳能总量不变，通过呼吸作用散失的能量增多

思维延伸

判断与填充：

（1）从生态系统的成分分析，在人体活细胞内的寨卡病毒属于消费者（　√　）

（2）生产者在制造有机物时，所利用的能量类型可能不同（　√　）

（3）动物的食性越杂其种群数量波动幅度越大（　×　）

（4）向农田施肥、向鱼塘投放饵料和通过物质多级利用都可提高能量的传递效率（　×　）

（5）生态系统中的信息是沿食物链从低营养级向高营养级传递（　×　）

（6）流经某一生态系统的总能量是该生态系统中生产者体内的能量（　×　）

（7）近几年随着生态农业的发展，水稻田中养殖河蟹已成为一种有效的增产、增收模式。

如图是某稻田中养殖河蟹后食物网的主要部分。

①若养殖河蟹后食物网中其他生物的原捕食关系没有改变，则稻田中新增加食物链________条；河蟹与稻螟、稻飞虱形成了______________关系。

稻螟和稻飞虱的蛾虫被蛛网粘住时挣扎，蛛网的振动频率属于________信息。

②河蟹在稻田中主要吞食稻田杂草幼嫩茎叶和稻秆基底叶，同时捕食稻螟和稻飞虱的虫蛹。

试从能量流动的角度分析稻田养蟹的意义：

a．________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

b．________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　①6　捕食、竞争　物理　②a.调整了能量流动关系，使能量更多地流向对人类有益的部分　b．实现了能量的多级利用，提高能量的利用率（使能量得到最有效的利用）

考向二　透过相关图像考查生态系统的结构与功能特点

2．图1为某池塘生态系统中4种生物的食物网，图2为不同体长D种群的食性相对值，下列叙述错误的是（　　）

A．C和D之间的种间关系是竞争和捕食

B．若体长为6.5cm的D种群增重1kg，至少需要消耗第一营养级生物10kg

C．若池塘中投放大量体长小于2.8cm的D种群，一定时间内A、B数量会增加

D．池塘中的植物能实现水体净化，体现了生物多样性的直接价值

答案　D

解析　D捕食C，为捕食关系，C和D都捕食A和B，为竞争关系，故C和D之间的种间关系是竞争和捕食，A正确；若体长为6.5cm的D种群增重1kg，肉食性占25%，植食性占75%，至少需要消耗第一营养级生物1×25%÷20%÷20%＋1×75%÷20%＝10（kg），B正确；若池塘中投放大量体长小于2.8cm的D种群，它们为100%的肉食性动物，而A、B为植物，不被D种群捕食，故一定时间内A、B数量会增加，C正确；池塘中的植物能实现水体净化，体现了生物多样性的间接价值，D错误。

思维延伸

（1）下图甲为某草原生态系统的食物网简图，图乙和图丙表示野兔和灰鼠从不同牧草中获取食物比例在进化过程中的变化情况。

①图甲中鹰属于__________级消费者，当因气候原因出现蝗灾时，鹰的数量将________，主要原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②野兔和灰鼠的种间关系为________，根据图乙和图丙分析这种关系在进化过程中________（填“变强”“不变”或“变弱”），两种生物中对环境适应能力越来越弱的是________。

答案　①次级或三　减少　牧草中的能量更多通过较长食物链流向鹰，鹰获得的能量减少　②竞争　变弱　灰鼠

（2）若某生态系统中部分生物间的食物关系如下图，判断如下分析：

①图中若蛇的食物有4/5来自鼠，1/5来自蛙，则从理论上讲，蛇每增加1kJ能量，至少消耗植物45kJ（　√　）

②假如蛇的食物中，鼠的比例由4/5变为1/5，消耗相同的植物，蛇同化的能量是原来的4/7（　×　）

（3）狼被引入某生态系统后，建立了如图所示的食物关系，则狼与野狗的种间关系为________。

若一种生物被下一营养级各种生物平均摄食，则狼增重1千克，至少消耗牧草________千克。

答案　捕食、竞争　41.7

3．（2016·天津，3）在丝瓜地生态系统中，丝瓜、昆虫甲、昆虫乙存在捕食关系。

下图为某年度调查甲、乙两种昆虫种群数量变化的结果。

下列叙述正确的是（　　）

A．该丝瓜地的碳循环在丝瓜、昆虫与无机环境之间完成

B．依据随机取样原则统计成虫数量可计算出昆虫种群密度

C．乙与甲的数量比值代表两种昆虫间的能量传递效率

D．乙数量的增加会减少甲种群对丝瓜的摄食量

答案　D

解析　碳循环发生范围为“生物圈”，并非一个小生态系统，A错误；进行种群密度调查时应统计所有的同种昆虫数量，不能只统计成虫数量，B错误；能量传递效率是相邻两个营养级之间的同化量之比，不是两种生物之间的数量比值，C错误；图示信息表明乙为甲的天敌，则乙增多，甲会减少，因此，甲对丝瓜的摄食量将减少，D正确。

思维延伸

（1）若某生态系统中a、b、c三种生物的数量变化关系如图所示，其中有一种为草。

则a、b、c三者之间的营养结构如何？

a、b、c三者能否构成生物群落？

答案　食物链关系是c→b→a；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。

（2）若下图表示某生态系统的某条食物链中四种不同种群数量的变化曲线，则：

①在O～2时间段中，四种生物相互之间的变化关系是什么呢？

答案　由于丙数量的增加，直接引起甲数量增加和乙数量减少，而乙数量的减少进而引起植物数量增加。

②图中所示的食物链是什么？

答案　植物→乙→丙→甲。

4．如图为某生态系统的碳循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分；A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物，其生物量所占比例如图所示；下表为该生态系统能量流动数据表（不考虑未利用的能量），请回答下列问题：

营养级

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

分解者

从上一营养级固定的能量（kJ）

141.0

15.9

0.9

221.7

呼吸消耗的能量（kJ）

501.2

79.1

13.2

0.5

192.6

（1）生态系统具有一定的结构，除了甲、乙、丙、丁所示的组成成分外，还包括________________。

表中的Ⅰ对应图中的__________。

③过程中碳的传递形式是____________。

（2）据表分析，A与下一营养级的能量传递效率为________（保留小数点后一位）。

（3）若下图表示能量流经第二营养级的过程，那么图中G代表________________________的能量。

设E中的能量为xkJ，F为E的40%，按营养级间能量传递效率可知，该生态系统中生产者所固定的太阳能至少为________kJ，流入次级消费者的能量至少为________kJ。

（4）A生物在捕食过程中可通过叫声召唤同伴，这种叫声属于生态系统的________信息。

由于某种原因造成了生物C灭绝，而其他生物数量发生较大波动后又逐渐趋于稳定，这是由于生态系统________________________________________________________________________。

（5）人们通过引种等措施，使该生态系统短期内出现物种比较丰富的生物群落，这说明____________________________________________。

研究表明A中某种生物可以提高人体的免疫力和抵抗力，这体现了生物多样性的____________价值。

答案　

（1）营养结构（食物链和食物网）　乙　二氧化碳

（2）11.3%

（3）用于生长、发育、繁殖　5x　

（4）物理　具有一定的自我调节能力

（5）人类的活动可以改变群落演替的方向和速度　直接

解析　

（1）生态系统的结构包括组成成分和营养结构，生态系统的结构除了甲、乙、丙、丁所表示的成分外，还包括营养结构（食物链和食物网）。

表中的Ⅰ对应的是图中的乙，表示生产者。

③分解者的分解作用过程中碳以二氧化碳的形式返回无机环境。

（2）据图分析，A表示初级消费者，属于第二营养级，B和C表示第三营养级的动物。

据表分析，A的同化能为141.0kJ，下一营养级的同化能为15.9kJ，所以A到下一营养级的能量传递效率为：

15.9÷141.0×100%≈11.3%。

（3）如图表示能量流经第二营养级的过程，那么图中G代表用于生长、发育、繁殖的能量。

设E中的能量为xkJ，F为E的40%，按营养级间能量传递效率可知，该生态系统中生产者所固定的太阳能至少为x÷20%＝5xkJ，流入次级消费者的能量至少为x×10%＝

kJ。

（4）A生物在捕食过程中可通过叫声召唤同伴，这种叫声属于生态系统的物理信息，生态系统具有一定的自我调节能力，故某种原因造成了生物C灭绝，而其他生物数量发生较大波动后又逐渐趋于稳定。

（5）人们通过引种等措施，使该湿地生态系统短期内出现物种比较丰富的生物群落，这说明人类的活动可以改变群落演替的方向和速度，研究表明A中某种生物可以提高人体的免疫力和抵抗力，这体现了生物多样性的直接使用价值。

思维延伸

（1）若下图表示某一生态系统的相关内容模式图，则：

a．若上图表示生态系统中的碳循环，则D代表的成分是__________，该成分在生态系统中的作用是____________________________。

碳在过程①～⑤中以CO2的形式进行传递的是____________。

b．如果去掉图中的箭头①和⑤，用该图表示生态系统中的食物网，其中A、B、C和D都只代表一个物种，则图中共有________条食物链，其中A和D的关系是______________。

答案　a．分解者　将有机物分解成无机物　①②③⑤　b．3　捕食和竞争

（2）如图是某人工鱼塘能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103kJ/（m2·y）]。

判断下列说法：

①图中A代表的生理过程是呼吸作用（　√　）

②该生态系统中生产者固定的总能量是9.6×104kJ/（m2·y）（　×　）

③碳从动物流向分解者的形式为有机物（　√　）

④捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性（　√　）

⑤第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为12.7%（　√　）

⑥由植物性动物到肉食性动物的能量传递效率为15.6%（　√　）