高三生物一轮复习精品学案生态系统的结构与能量流动.docx
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高三生物一轮复习精品学案生态系统的结构与能量流动
[考纲要求] 1.生态系统的结构（Ⅰ）。
2.生态系统中能量流动的基本规律及应用（Ⅱ）。
考点一 生态系统的结构
1．生态系统的概念和类型
（1）概念：
由________________与它的________________相互作用而形成的统一整体。
（2）生态系统的类型：
（将a～j按类型入座）
a．海洋生态系统 b．草原生态系统 c．城市生态系统 d．森林生态系统 e．农田生态系统 f．果园生态系统 g．冻原生态系统 h．淡水生态系统 i．荒漠生态系统 j．人工林生态系统
类型
2．生态系统的结构
（1）组成成分
成分
范畴
作用
非生物的
物质和能量
________、热能、____、空气、无机盐等
生物群落中物质和能量的根本来源
生产者
自养生物，主要是__________
把无机物制造成________________，把光能转化为有机物中的__________，从而可以被生物所利用
消费者
主要指______等异养型生物
加快生态系统的____________；对植物的______、种子传播等具有重要作用
分解者
主要是营__________生活的细菌和真菌
将动植物遗体和动物的排遗物分解成__________，返回到无机环境中，供生产者重新利用
易错提醒 对生态系统生物成分认识的四个误区
误区1：
生产者都是绿色植物：
蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者包含绿色植物。
误区2：
植物都是生产者：
菟丝子营寄生生活，属于消费者。
误区3：
动物都是消费者：
秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动、植物残体或排泄物为食的腐食性动物属于分解者。
误区4：
细菌都是分解者：
硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于消费者。
（2）营养结构：
________________________。
3．食物链和食物网
（1）食物链
①食物链的起点一定是______者，后面的都是______者，不含__________和非生物的物质和能量。
②营养级一般不超过____个，这是因为能量沿食物链是____________的。
③食物链中体现的种间关系只有________。
④某一营养级生物的含义是该营养级的____________，不代表单个生物个体，也不一定是一个生物种群。
（2）食物网
①概念：
在一个生态系统中，许多食物链彼此________________连接成的复杂营养结构。
②形成原因：
在生态系统中，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________________，也可能被__________________________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__________；食物网中，两种生物之间的种间关系除了捕食，还有________。
（3）食物链和食物网的功能：
是生态系统________________________________的渠道。
1．判断常考语句，澄清易混易错
（1）稻田生态系统中的分解者能将鸭的粪便分解成无机物以促进水稻的生长（ ）
（2）所有的生产者都是植物，所有的动物都是消费者，所有的细菌和真菌都是分解者（ ）
（3）生态系统的结构指的就是食物链和食物网（ ）
（4）生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大（ ）
（5）三级消费者在食物链中属于第四营养级（ ）
（6）草、鹿、兔、狼、狐和土壤中微生物共同形成了一个生态系统（ ）
2．分析命题热图，明确答题要点
如图表示某陆地生态系统的食物网，请据图回答下列问题：
（1）图中共有几条食物链？
请写出最长的食物链。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
（2）图中的食物链为什么能构成食物网？
________________________________________________________________________
（3）图中哪些生物同时具有捕食和竞争两种种间关系？
________________________________________________________________________
（4）如果大量引入兔，短时间内会对其他生物的数量造成怎样的影响？
________________________________________________________________________
命题点一 生态系统成分的判断
1．（2016·襄阳四中高三周考）中华灵芝，又名紫芝，是一种具有很高的药用价值的珍贵真菌。
下列说法中不正确的是（ ）
A．紫芝是异养型生物，在生态系统中属于分解者
B．紫芝能分解动植物残体，处于食物链的顶端
C．紫芝的药用价值属于生物多样性的直接价值
D．禁止采伐紫芝属于对生物多样性进行就地保护
2．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，它是生态系统的基石
B．乙是消费者，包括全部的异养生物
C．生态系统的能量主要来源于太阳能
D．图中的“甲→乙”是生态系统的营养结构
生态系统成分的判断方法
（1）根据生物类型判断生态系统的成分
①“自养型生物”＝“生产者”，即包括光能自养生物（包括绿色植物和蓝藻等）和化能自养生物（包括硝化细菌、硫细菌、铁细菌等）。
②“捕食异养或寄生异养型生物”＝“消费者”，其不能直接把无机物合成有机物，而是以捕食或寄生方式获取现成的有机物来维持生活。
③“腐生异养型生物”＝“分解者”，其是能把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物的腐生生物，也包括少数的动物（如蚯蚓等）。
（2）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。
命题点二 食物链和食物网的分析方法
3．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、第四营养级
4．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。
下列描述错误的是（ ）
A．该食物链是：
丙→甲→乙→丁
B．丙种群数量增加，甲、乙、丁的种群数量均增加
C．丁的体型最大，单个个体占有的能量最多
D．在其他食物链中，乙和丁之间也可能存在竞争关系
根据各类信息书写食物链的方法
（1）根据能量或者有机物的含量“由多到少”书写食物链
营养级
A
B
C
D
能量（有机物）
15.9
870.7
1.9
141.0
根据能量或者有机物的含量由多到少，可以确定食物链为：
B→D→A→C。
（2）根据重金属、DDT等浓度“由少到多”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
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，两者在数值上成正相关，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，从而判断食物链（网）如右图：
（3）根据数据的各种变式模型书写食物链：
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表示的是生态系统的物质循环图解，D是生产者，A是消费者，B是分解者，C是非生物的物质和能量，其中的食物链是D→A。
命题点三 食物链和食物网中的生物数量变化的分析
5．（2016·定州中学高三开学考试）a、b、c表示在某生态系统中三个种群数量变化相互关系，下列描述正确的是（ ）
A．a肯定是生产者，b肯定是初级消费者
B．a→b→c构成一条食物链
C．a与b、b与c为捕食关系
D．a与c为竞争关系
6．下图所示为某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是（ ）
A．鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量
B．土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势
C．浮游动物总量锐减后再急升
D．浮游植物总量急升后再锐减
食物链（网）中各营养级生物数量变动情况分析
（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，会先增加后减少，最后趋于稳定，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的食物有多种来源时，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”。
考点二 生态系统的能量流动
1．能量流动的概念理解
—
⇓
—
⇓
—太阳能→有机物中的________→热能
⇓
—
2．能量流动的过程
（1）能量流经第二营养级的过程
①输入一个营养级的能量：
是指该营养级________的能量，也就是______________________。
②流入某一营养级（最高营养级除外）的能量可存在的去向：
a.自身______________；b.流入________________；c.被____________分解利用；d.未被利用的能量。
特别提醒 ①某营养级“粪便”中能量应属其上一营养级的同化量或上一营养级被分解者分解的能量的一部分，如兔粪便中的能量不属于兔的同化量，而是草同化量的一部分。
②未被利用的能量：
包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量，最终也将被分解者利用。
（2）能量流经生态系统的过程
①能量流动的渠道是____________________________________。
②能量散失的途径是各种生物的__________________（代谢过程）。
③流动过程中能量的转化是太阳能→________________________________→________。
3．能量流动的特点
（1）单向流动
原因：
食物链中各营养级的顺序是长期______________的结果，生物之间的捕食关系是一定的，不能逆转；能量以________的形式散失，不能再被生产者利用。
（2）逐级递减
①原因：
某个营养级同化的能量，________________要消耗一部分，还有一部分被____________利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级。
②能量传递效率是指相邻两个营养级之间____________的比值。
相邻营养级之间的传递效率一般为________________。
4．研究能量流动的意义
（1）帮助人们科学规划、设计______________________，使能量得到____________的利用。
（2）帮助人们合理地调整生态系统中的________________________，使能量持续高效地流向________________________的部分。
1．判断常考语句，澄清易混易错
（1）生态系统相对稳定时无能量的输入和散失（ ）
（2）生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一个营养级（ ）
（3）兔吃草后排出的粪便中的能量是兔同化量的一部分（ ）
（4）一只狼捕食了一只兔子，该狼获得了兔子能量的10%～20%（ ）
（5）能量流动规律可用“能量金字塔”表示，一个生态系统的营养级越多，在能量流动过程中散失的热能越多，所以能量流动一般不会超过4～5个营养级（ ）
（6）拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，可以提高生态系统的能量传递效率（ ）
2．分析命题热图，明确答题要点
如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103kJ/（m2·y）]。
请据图回答下列问题：
（1）该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？
________________________________________________________________________
（2）生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
（3）生产者→植食性动物、植食性动物→肉食性动物的能量传递效率分别是__________。
（结果保留一位有效数字）
（4）假设全部来自于生产者，按照图中的能量流动规律，肉食性动物要增加100kg，则需要消耗________kg生产者？
1．利用图解法分析每一营养级能量的来源与去路
a．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未利用。
2．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级递减
一般生物有机物的总质量沿食物链升高而逐级递减
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：
命题点一 能量流动的过程分析
1．如图为生态系统中能量流动图解的部分示意图，①②③④⑤各代表一定的能量值，下列说法中不正确的是（ ）
A．生物与生物之间的捕食关系不可逆转，所以能量流动具有单向性
B．⑤中包含了三级消费者粪便中的能量
C．第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为
×100%
D．在人工饲养的高密度鱼塘生态系统中，①表示流经该生态系统的总能量
2．下面为生态系统中能量流动图解部分示意图（字母表示能量的多少），下列选项正确的是（ ）
A．图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i
B．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%
C．在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于d
D．缩短食物链可以提高能量传递效率
命题点二 能量流动的特点
3．下列关于生态系统的能量流动的叙述中，错误的是（ ）
A．由于生态系统的能量流动是逐级递减的，所以营养级越高则所同化的能量就越少
B．由于散失的热能不能被生产者重新固定，所以生态系统的能量流动是单向不可循环的
C．充分利用作物秸秆等可以提高能量传递的效率
D．能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网
4．如图表示某一生态系统的能量金字塔，其Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。
下列叙述正确的是（ ）
A．Ⅰ和Ⅳ是实现物质循环的关键生态成分
B．该图所示的食物网中只有1条食物链：
Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ
C．E1表示的能量主要是通过光合作用所摄入的能量
D．能量可在食物链中循环利用
生态系统的能量流动中的几点误区
（1）误区一：
生产者固定的能量只能是光能。
由于生产者固定能量的方式有光合作用和化能合成作用，光合作用利用的能量是光能，但化能合成作用利用的是化学能，所以生产者固定的能量是光能或化学能。
（2）误区二：
生物数量金字塔与能量金字塔完全一致。
能量金字塔体现的是营养级与营养级所含总能量的关系，而生物数量金字塔体现的是营养级与个体数量的关系，所以生物数量金字塔有时会出现倒置的现象。
（3）误区三：
能量传递效率＝能量利用率。
能量传递效率体现的是能量流动过程中所遵循的客观规律，不能随意改变；但能量利用率可以人为改变，例如充分利用作物秸秆就可以提高能量利用率。
一、能量流动中的最值计算
若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%，则：
（1）在食物链中
（2）在食物网中
正推：
知低营养级求高营养级
获能量最多
选最短食物链，按×20%计算
获能量最少
选最长食物链，按×10%计算
逆推：
知高营养级求低营养级
需能量最多
选最长食物链，按÷10%计算
需能量最少
选最短食物链，按÷20%计算
1．（原创）某生态系统中存在下列食物网，若A固定的太阳能总量为M，则C获得的能量范围大约是多少（ ）
A．1/100·M～1/10·M
B．1/250·M～1/25·M
C．1/10000·M～1/25·M
D．M～1000M
2．下图所示的食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。
二、能量流动中的定值计算
1．已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计数。
例如，在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。
2．如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。
3．如图所示的食物网中，戊的食物有1/2来自于乙，1/4来自于丙，1/4来自于丁，且能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。
若戊体重增加20g，需要消耗植物（ ）
A．1125gB．1600gC．2000gD．6500g
4．某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲∶乙＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的（ ）
A．1.375倍B．1.875倍
C．1.273倍D．0.575倍
三、能量流动中的综合应用
利用“拼图法”解决能量的流动
输入第一营养级的能量（W1），被分为两部分：
一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了（A1），一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖（B1＋C1＋D1）。
而后一部分能量中，包括现存的植物体中的能量（B1）、流向分解者的能量（C1）、流向下一营养级的能量（D1）。
如下图所示：
流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。
将图中第三营养级同化的总能量D2“拼回”第二营养级，则A2＋B2＋C2＋D2刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则A1＋B1＋C1＋D1刚好等于生产者固定的总能量W1。
可见，在一个生态系统中，所有生物的总能量都来自W1，所有生物总能量之和都小于W1（呼吸作用消耗的缘故）。
5．某同学绘制了如图所示的能量流动图解（其中W1为生产者固定的太阳能），下列叙述中不正确的是（ ）
A．生产者固定的总能量可表示为（A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2）
B．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1
C．流入初级消费者体内的能量可表示为（A2＋B2＋C2）
D．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
6．如图甲表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。
现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是（注：
图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量）（ ）
A．b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量
B．c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量
C．b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量
D．初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中
[构建知识网络]
[必背答题语句]
1．生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构（食物链和食物网）。
2．生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。
3．太阳能经过生产者的固定进入生物群落，在食物链中以化学能的形式流动，以热能的形式散失。
4．生态系统的能量流动具有单向传递、逐级递减的特点。
5．生态系统的能量单向流动的原因：
食物链中的捕食关系是长期自然选择的结果，不能逆转；生产者不能再利用散失的热能。
6．生态系统的能量流动逐级递减的原因：
某个营养级同化的能量自身呼吸要消耗一部分，还有一部分被分解者利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级。
7．从能量流动角度分析农田除草、除虫的目的是：
调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
重温高考 演练模拟
1．（2016·海南，21）在某一生态系统的下列组分中，能将太阳能转化为化学能的是（ ）
A．田螺B．小球藻
C大肠杆菌D．草鱼
2．（2015·海南，25）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
3．（2015·福建，4）如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
4．（2017·重庆月考）下表是某生态系统食物网中，甲、乙、丙、丁四种生物有机物同化量的比例关系。
下列关于该食物网推断最不可能的是（ ）
生物种类
甲
乙
丙
丁
同化有机物所占比例/%
86
12
1.1
0.9
A.以上四个种群至少构成两条食物链
B．甲、乙两种群不可能处于同一营养级
C．第一营养
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