生物高考一轮复习必备知识点生态系统.docx
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生物高考一轮复习必备知识点生态系统
高考生物考前回扣---生态系统
一、网络构建
二、基础回扣
第五部分生态系统
一.生态系统的结构
生态系统:
一定区域内的所有生物与无机环境
地球上最大的生态系统:
生物圈(大气圈下层,水层,岩石圈上层)
生态系统的类型:
自然生态系统和人工生态系统
人工生态系统的特点:
人为作用突出,物种单一,结构简单,稳定性差。
包括:
人工林,果园,城市农田生态系统。
非生物的物质和能量:
(无机环境)
生产者:
自养生物,主要是绿色植物,化能合成细菌(硝化细菌),光合细菌蓝藻
组成成分消费者:
异养生物,绝大多数动物,寄生细菌。
(病毒)草履虫
1、结构
分解者:
异养生物,营腐生生物的细菌及真菌,能将动植物尸体或粪
便中的有机物分解为无机物。
动物,蚯蚓,蜣螂蘑菇
食物链和食物网(营养结构)
2,各种组分之间的关系:
无机环境呼吸作用(有机物转化为无机物)
无机物光合作用
分解者生产者
有机物消费者有机物
①生态系统中各组分之间紧密联系,才能使生态系统成为一个统一整体。
②联系生命界与非生命界的成分:
生产者及分解者
③构成一个简单的生态系统的必需成分:
生产者,分解者,无机环境。
④食物链:
主要为捕食关系,只有生产者和消费者无分解者,其起点:
生产者植物
(第一营养级:
生产者初级消费者:
植食性动物)
⑤生态系统中的各种生物所处的营养级不是一呈不变的,
⑥食物网越复杂,则生态系统就越稳定,抵抗力就越强。
(如果有某种生物消失,就会有其它生物来代替。
)
⑦食物链和食物网是生态系统中物质循环和能量流动的渠道。
营养级 食物链中的一个个环节称营养级,它是指处于食物链同一环节上所有生物的总和
3,分析生态系统中食物链的各种生物的数量关系
植物昆虫青蛙蛇鹰
①如果生产者减少或增多,则整条食物链的所有生物都减少或增多。
②如果蛇减少,则会发生如图所示情况。
二,生态系统的功能
1能量流动相关知识
生态系统的功能:
物质循环,能量流动,信息传递。
能量流动:
生态系统中能量的流入,传递,转化,和散失的过程。
一般研究能量流动都以种群为单位。
渠道:
食物链和食物网
流经生态系统的总能量是指:
这个生态系统中的生产者固定的全部太阳能
开始:
从生产者固定太阳能开始。
过程:
呼吸(热能)
生产者有机物初级消费者有机物次级消费者
分解者(有氧呼吸和无氧呼吸)
①生产者的能量来源和去路:
来自太阳能,去路有三条;主要是以热能的形式散失,其次是用于自身的生长发育(被下一级吃掉),最后给分解者。
②流入消费者体入的能量是指:
被消费者同化的能量
③分解者的能量:
来自生产者和消费者
④能量去处:
呼吸作用、未利用、分解者分解作用、传给下一营养级
⑤能量流动的特点:
单向流动,不能反复利用
逐级递减(最后以热能的形式散失)能量在相邻两个营养级间的传递效率:
10%~20%(一般营养级不超过5个,一山不容二虎,肉比青菜要贵),当次级消费者食用生产者超过最大传递量(20%)时,生态系统会被破坏(m1<5m2)。
⑥能量流动符合能量守恒定律
⑦能量金字塔:
表示营养级与能量之间的关系,可以看出,营养级越高,则能量越少。
⑧数量金字塔:
表示营养级与数量之间的关系。
一般来说,营养级越高,则数量越少。
也有反例;例如:
松毛虫成灾的松树林,食物链:
树虫鸟
⑨生物量(重量)金字塔:
表示营养级与生物量之间的关系,营养级越高,则生物量越少
⑩生态系统在能量方面是一个开放的系统,需要不断补充。
11)能量流动图解
几乎不能循环,在生产者与消费者之间按食物链的形式,当存在分解者时,注意:
(如果是自然界微生物则不能与生产者构成循环,如果是人工沼气池,则可以与人构成循环。
)
饲料
太阳能农作物家禽家畜
落叶食物
微生物人
(沼气池)粪便
研究能量流动的意义:
①:
可以帮助人们科学规划,设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用
②:
可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系(清除稻田中的杂草,清除鱼塘中的黑鱼。
)
目的:
实现能量的多级利用,从而大大提高能量的作用率,合理的调理生态系统中能量流动关系,使能量持续高效的流向对人类有益的部分。
(生态农业)
生态农业:
是指运用生态学原理,在环境与经济协调发展的思想指导下,应用现代科学技术建立起来的多层次,多功能的综合农业生产体系。
基本原理:
能量多级利用,物质循环再生。
能量流动和物质循环主要是通过食物链来完成的,食物链既是一条能量转换链,也是一条物质传递链,从经济上看还是一条价值增值链。
特点:
综合性,多样性,高效性,持续性
意义:
废物资源化,提高能量转化效率,减少环境污染。
2物质循环知识(元素)(生物地球化学循环)
碳循环
形式:
CO2,(在生命界与非生命界间循环),碳酸盐
范围:
全球性
光合作用
无机环境群落
呼吸作用
能量流动与物质循环之间的异同
不同点:
在物质循环中,物质是被循环利用的;能量在流经各个营养级时,是逐级递减的,而且是单向流动的,而不是循环流动
联系:
①两者同时进行,彼此相互依存,不可分割
②能量的固定、储存、转移、释放,都离不开物质的合成和分解等过程
③物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返
生物富集作用
指有毒物质如农药,重金属通过食物链在生物体内积累的过程
一般来说,营养级越高,则富集作用越强。
“N”氮元素的循环
固氮菌硝化细菌
N2NH3,NH4氨盐NO3硝酸盐
固氮作用硝化作用
反硝化作用(反硝化细菌)
3信息传递相关知识
生态系统中的信息种类:
物理信息、化学信息、行为信息(孔雀开屏、蜜蜂跳舞、求偶炫耀)信息传递在生态系统中的作用:
信息传递不以营养结构为基础
①:
生命活动的正常进行,离不开信息的传递;生物种群的繁衍,也离不信息的传递
②:
信息还能够调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定
信息传递在农业生产中的应用:
①提高农产品和畜产品的产量
②对有害动物进行控制
生态系统的稳定性
生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
生态系统具有自我调节能力,而且自我调节能力是有限的
抵抗力稳定性:
生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的
生态系统能力
的稳定性恢复力稳定性:
生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力
①一般来说,自然原因对生态系统的干扰,我们谈到抵抗力稳定性,人为的原因对生态系统的干扰,我们会谈到恢复力稳定性(除自然森林大火)
②一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性越高,恢复力稳定性越差
③一般来说,在生态系统遭受到较大或彻底的破坏时,抵抗力越强的生态系统,恢复力越弱,但当遭受到相同的干扰时,抵抗力强的生态系统,恢复力也强。
抵抗力与恢复力不一定成反相关,主要要看生态系统的气候条件
a表示抵抗力稳定性
b:
表示恢复力稳定性
提高生态系统稳定性的方法:
①控制对生态系统干扰的程度,对生态系统的利用应该适度,不应超过生态系统的自我调节能力(自然生态系统)
②对人类利用强度较大的生态系统,应实施相应的物质、能量投入,保证生态系统的内部结构和功能的协调(人工生态系统)
第六部分环境问题
生态环境问题是全球性的问题
生物多样性:
生物圈内所有的植物、动物和微生物,它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统,共同构成了生物多样性
生物多样性包括:
物种多样性、基因多样性、生态系统多样性
潜在价值:
目前人类不清楚的价值
生物多样间接价值:
对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能)
性的价值直接价值:
对人类有食用、药用和工业原料等使用意义,以及有旅游观赏、
科学研究和文学艺术创作等非实用意义的
保护生物多样性的措施:
就地保护(自然保护区)、易地保护(动物园)
全球问题:
温室效应,酸雨,
三、考题预测
1.(2013·临沂高三质检)草原生态系统进行着能量流动、物质循环和信息传递。
请回答问题。
(1)对某草原生态系统中一个由草、田鼠和黄鼬三个环节组成的食物链进行了能量流动分析,得到下表相关数据(cal·hm-2·a-1)。
NP(净同化量)=GP(总同化量)-R(呼吸量)。
由上表可知第________环节代表田鼠,该食物链中,第一营养级到第二营养级的能量传递效率为________,该数据不在正常能量传递效率范围内,主要原因________________________。
从生物多样性的价值来看,草地对水土的保持、调节气候等方面的作用属于生物多样性的________价值。
(2)碳在草原生物群落与无机环境之间的循环主要以________的形式进行,碳元素在生物群落中主要以________形式存在。
与能量流动相比,碳循环的特点是______________。
(3)当草原返青时,“绿色”为田鼠等食草动物提供可采食的信息,田鼠能根据黄鼬的气味躲避猎捕。
这说明信息能调节生物间的________关系,以维持生态系统的稳定。
(4)草原管理上,采用轮牧或限制放牧量,这主要是提高________力稳定性。
2.(2013·汕头六校高三联考)下图中甲表示某人工鱼塘生态系统能量流动图解(能量单位为:
J/cm2·a),乙图表示某种鱼迁入该生态系统后的种群数量增长速率变化曲线,请据图分析回答:
甲 乙
(1)甲图中A代表____________________,该生态系统中储存的能量主要以________的形式存在;为保证各营养级都有较高的输出量,随营养级的升高,输入的有机物应增多,原因是____________________________。
(2)甲图生态系统中,第二营养级到第三营养级的能量传递效率为________________。
(3)甲图由于某种因素使得生产者短时间内大量减少,一段时间后又恢复到原来水平,说明生态系统具有________________能力。
(4)乙图中,在t1~t2时期种群的年龄组成为________________型;已知该种鱼的环境容纳量为K,请根据图乙在下面框中画出该鱼种群数量与时间的关系曲线。
要求标出t1、t2对应的数值。
3.(2013·济宁高三模拟)下图表示某淡水湖泊生态系统的食物网。
请据图回答下列问题。
(1)从生态系统的营养结构上看,鳡鱼、翘嘴鲌、蒙古鲌等属于________________。
(2)由该食物网可推出,淡水湖泊群落空间结构在________方向存在较大差异,减弱了由于__________________________________可能造成的竞争。
(3)下表是该水域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
据表画出该水域中这五个种群的营养结构________________。
(4)近几年该湖泊出现了大面积的水华现象,导致水质恶化,若不加以治理,大量繁殖的藻类死亡后被分解,会引起水体溶氧量继续下降,造成鱼类大量死亡,水质恶化加剧,这种现象被称为________________调节。
(5)从种群生态学的原理分析,水华现象是由于浮游藻类的________大于________的结果。
(6)比较发生水华和未发生水华时期的湖水理化因素发现,水华期间水体的N、P等无机盐含量、光照、水温等均未发生变化。
根据上图食物网可以推断引起水华的主要因素为__________________________________。
4.(2013·江西师大附中高三模拟)某环保研究所搜集了4种生物的资料研究环境污染物对生物的影响。
并用于生态风险评估(见下表)。
(1)生态系统的成分包括____________________________________。
一个封闭的、功能完善的生态系统,无需从外界获得物质就可长期维持其正常功能。
但是如果在一个较长时期内断绝对它提供________,这个生态系统就会自行消亡。
(2)碳在生物群落中的传递主要以________的形式进行。
若D每增重10kg至少消耗A________kg。
(3)利用表中信息在上图框中绘出该生态系统的碳循环简图。
(4)在生态系统的营养结构中,________越高,生物体内铅、汞的浓度也越高,即有毒、有害物质沿食物链传递过程中具有富集作用。
5.(2013·通州区高三摸底考试)生态学家对某弃耕农田多年后形成的荒地进行调查。
下表是此生态系统三个营养级生物的能量分析表。
请回答下列问题:
(单位:
J/hm2·a)
(1)输入该生态系统生物群落的总能量是________J/hm2·a,这部分能量是指________。
(2)该生态系统第二营养级到第三营养级的能量传递效率为________。
(3)该弃耕农田上进行的演替类型为________。
若该地区气候条件适宜、雨量丰富,在数十年乃至上百年后,此片弃耕农田可能会变成森林,此过程的演替趋势应该是:
弃耕农田→( )→( )→乔木林(森林)
(4)生态学家为了监测和预报该生态系统鼠害的发生情况,对弃耕后田鼠种群数量的变化规律进行了研究。
Ⅰ.研究者通常采用________法估算该地区田鼠的种群数量。
调查统计发现田鼠繁殖能力很强,在最初的一个月内,种群数量每天增加1.47%。
Ⅱ.研究人员根据最初的一个月内____________________构建的田鼠种群增长模型为Nt=N0·λt(其中,Nt代表t天后田鼠的数量,t表示天数,λ表示倍数,N0表示田鼠的起始数量)。
由此可知田鼠在最初的一个月内的生存环境条件是________________。
Ⅲ.若研究人员对此弃耕农田进行长期研究,并进行数据统计,将会发现田鼠的种群增长模型的变化趋势是____________。
答案及解析
1.【解析】
(1)由表中数据知Ⅲ(GP)>Ⅱ(GP)>Ⅰ(GP),根据能量流动特点,Ⅱ环节代表田鼠;第一营养级到第二营养级的能量传递效率为1.76×105/(5.93×107)≈0.3%;正常的能量传递效率为10%~20%,而此传递效率很低,分析表格知Ⅲ未被Ⅱ利用的能量为99.7%,即Ⅲ的大部分能量没有往下一营养级流动。
草地在维护生态系统方面的作用称为生态功能即间接价值。
(2)碳在群落与环境间的循环形式主要是CO2,而在群落间如食物链(或食物网)间主要是以有机物形式进行循环的。
能量流动是单向流动,逐级递减的,不能循环利用,而物质可被反复循环利用。
(3)食物链的生物间通过信息传递使捕食关系得以维持,从而可调整种群数量动态变化,维持生态系统的稳定,即信息可调整种间关系,以维持生态系统的稳定。
(4)草原上如果放牧的牲畜太多,超过其承载量,会使草原荒漠化,自我调节能力降低,生态系统的抵抗力稳定性也随之降低。
【答案】
(1)Ⅱ 0.3% Ⅲ未被Ⅱ利用的能量多 间接
(2)CO2 有机物碳 可以被生物群落反复利用(碳在无机环境和生物群落之间循环往复),具有全球性 (3)种间 (4)抵抗
2.【解析】
(1)流入下一营养级的能量即同化量的去向有两个,其一是用于下一营养级的生长、发育及繁殖,另一为呼吸作用散失,因此甲图中的A代表呼吸作用散失的热能;能量流动的特点是逐级递减的,随着营养级的升高,流入的能量会变得很少,为了维持生态系统的稳定,必须加大物质的输入。
(2)肉食性动物获得的能量为0.25+5.1+2.1+0.05=7.5,其中包括5J的有机物输入,则其同化量为7.5-5=2.5;植食性动物的同化量为4+9+0.5+2.5=16,因此第二营养级到第三营养级的能量传递效率为2.5/16×100%≈15.6%。
(3)生态系统具有一定的自我调节能力,以维持生态系统的稳定。
(4)乙图中,在t1~t2时期,增长速率大于零,种群的出生率大于死亡率,年龄组成为增长型;t1的增长速率最大,此时的种群数量达到K/2值,而t2时增长速率为零,此时种群数量达到最大值即K值,图示如下:
【答案】
(1)呼吸作用散失的热能 有机物 能量沿食物链流动是逐级递减的
(2)15.6% (3)自我调节 (4)增长型
3.【解析】
(1)鳡鱼、翘嘴鲌、蒙古鲌等在不同的食物链中所处的营养级不同,有的是第三营养级,有的处于第四营养级。
(2)由于底栖藻类、浮游藻类及挺水植物芦苇、眼子菜等生长的水层不同,致使以此为食物及栖息环境的鱼类在垂直结构上分层分布。
不同的鱼类所捕食的植物也不一样,因此这样的分布减弱了由于共同的食物及空间资源发生的竞争。
(3)分析表中数据知戊的能量最大,为生产者,而乙、丙的能量差别不是很大,即处于同一个营养级,丁的能量最小,应处于最高营养级,由此可推断五种生物组成的食物链为
(4)水质恶化加剧了藻类的死亡,水体溶氧量的降低最终导致鱼类大量死亡,水体的自我净化、物理沉降等已经无法使其稳定性得以恢复,此现象为正反馈调节。
(5)藻类植物大量繁殖,说明其出生率大于死亡率。
(6)水华期间水体的理化性质未发生变化,说明浮游藻类植物的大量繁殖是由于其天敌即鲢鱼、浮游动物数量减少造成的。
【答案】
(1)第三、第四营养级
(2)垂直 争夺共同的食物和活动空间
(3)
(4)反馈(正)(答负反馈者不得分) (5)出生率 死亡率 (6)鲢鱼和浮游动物的数量减少
4.【解析】
(1)生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者;能量是生态系统得以稳定的动力,没有能量的供应,生态系统很快就会崩溃。
(2)碳在生物群落中以有机物的形成进行循环。
根据重金属在A、B、D三类生物体内的富集量,知它们间的食物关系为A→B→D,由A×20%×20%=10得A=250。
(3)大气中的CO2库与生产者之间是双向关系,A、B、D之间是单向关系,A、B、D死亡的遗体都被分解者C分解即都指向C,而C将有机物分解后将CO2又归还到大气中的CO2库,碳循环简图如答案所示。
(略)
(4)由于重金属的富集作用,食物链上生物所处的营养级越高,则富集的重金属浓度越大。
【答案】
(1)非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者 能量
(2)有机物 250
(3)见下图
(4)营养级(消费者级别)(合理答案都给分)
5.【解析】
(1)读表中数据知A为生产者,其同化量即为输入该生态系统生物群落的总能量2.48×1011J/hm2·a;这部分能量是由生产者固定的全部太阳能。
(2)A、B、C间的关系为A→C→B;因此第二营养级到第三营养级的能量传递效率为2.40×107/(7.50×108)=3.2%。
(3)弃耕农田上发生的是次生演替,弃耕农田由于缺乏人的管理,农作物被杂草丛取代,在与植株较高的灌木争夺阳光、资源的过程中,杂草被灌木优势取代,最后演替到森林。
(4)Ⅰ.田鼠的活动能力较强,活动范围较大,一般用标志重捕法调查其种群密度;Ⅱ.构建的田鼠种群增长模型是数量模型,因此最初的一个月内要对其进行数量调查与统计;构建的田鼠种群增长模型的前提条件是理想条件即食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害。
Ⅲ.由于外界因素包括疾病、天气、资源的局限及天敌的增加,会使种群的数量由指数式增长变为S型增长。
【答案】
(1)2.48×1011 被A(生产者)通过光合作用所固定的全部太阳能
(2)3.2% (3)次生演替 杂草丛 灌木林(丛)
(4)Ⅰ.标志重捕 Ⅱ.田鼠的数量调查数据 理想条件(或食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害)
Ⅲ.由“J”型增长变为“S”型增长