版高考生物复习生物与环境第38讲生态系统的结构生态系统的能量流动学案.docx

1、版高考生物复习生物与环境第38讲生态系统的结构生态系统的能量流动学案第38讲生态系统的结构生态系统的能量流动1.生态系统的结构()2.生态系统中能量流动的基本规律及应用()生态系统的结构分析1生态系统的概念(1)概念：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)。2生态系统的结构3生态系统的营养结构(1)食物链概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。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。生态系统的成分、食物链和营养级之间的关系连一连(2)食物网概念：在一个生态系统中，

2、许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。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。功能：是生态系统物质循环和能量流动的渠道。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(必修3 P90图52改编)如图，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图示的各种成分在生态学上可以构成一个生物群落C细菌与蝉之间的关系属于竞争D蛇属于三级消费者答案：A2(深入追问)如图表示某陆地生态系统的食物网，请回答下列问题：(1)图中共有几条食物链？请写出最长的食物链。提示：图中共有8条食物

3、链。最长的食物链是：草食草昆虫蜘蛛青蛙蛇猫头鹰。(2)图中哪些生物同时具有两种种间关系？并指出种间关系的名称。提示：吃虫鸟和蜘蛛、青蛙和蜘蛛、猫头鹰和蛇。种间关系为捕食和竞争。1生态系统各类成分关系如图2生态系统三种成分的比较比较项目生产者消费者分解者营养方式自养异养异养生物类型光合自养生物：绿色植物和蓝藻等；化能合成生物：硝化细菌等大多数动物；寄生植物(如菟丝子)腐生细菌和真菌，腐食动物地位生态系统的基石生态系统最活跃部分生态系统的关键成分作用合成有机物，储存能量；为消费者提供食物和栖息场所加快物质循环；帮助植物传粉和传播种子将有机物分解为无机物，供生产者重新利用3.食物网中生物数量变化的分

4、析与判断(1)食物链的第一营养级生物减少，相关生物都减少。(2)“天敌”减少，被捕食者数量增加，但随着数量增加，种内斗争加剧，种群密度还是要下降，直到趋于稳定。(3)“中间”营养级生物减少的情况，举例如图：若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少，鹰过多捕食兔和鸟，从而导致兔、鸟减少，因鹰不只捕食蛇一种生物，它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。【感知考题】(2017绍兴模拟)图甲是某草原生态系统中几种生物之间的食物关系示意图，据图回答下列问题：(1)图甲中一共有_条食物链，蚱蜢属于_消费者。(2)同时具有两个营养级的动物是_，占第_营养级。(3)蛇和鹰的关系是_。(4)给牧草施加含32P标记的

5、复合肥后，检测32P在蚱蜢和青蛙体内的放射性强度，结果见图乙，图中B为_。若增加对鹰和蛇体内的放射性强度的检测，则达到最高峰时的强度应_(“高于”或“低于”)前两者。(5)商贩在某一时间大量收购蛇，导致蛇数量大量减少，则鹰的数量会_，青蛙的数量_。解析(1)图甲中一共有4条食物链，蚱蜢处于第二营养级，属于初级消费者。(2)鹰同时占第四、五两个营养级，其他生物都只有一个营养级。(3)蛇和鹰的关系有捕食、竞争两种。(4)因蚱蜢所处的营养级低于青蛙，故青蛙体内的放射性出现的时间应落后于蚱蜢。鹰和蛇所处的营养级高于蚱蜢和青蛙，因此放射性强度达到峰值时应高于蚱蜢和青蛙。(5)蛇数量大大减少，但蚱蜢和蟋蟀

6、的数量不变，故青蛙数目基本不变，但蛇减少后，由青蛙流向鹰的能量增加，因此鹰的数量增加。答案(1)4初级(2)鹰四、五(3)捕食和竞争(4)青蛙高于(5)增加基本不变 高分点拨类题通法食物链变式模型总结(1)表格数据形式直接呈现(能量值)构建食物链(网)：如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ABCDPg15.9870.71.9141.0所以根据能量多少和传递效率10%20%可以确定食物链为BDAC。(2)表格数据形式间接呈现(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

7、况如表：生物体ABCDE有机汞浓度/(mgL1)0.0570.51680.39注意本表直接呈现的是某生物体的有机汞浓度，并非能量值。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，两者在数值上呈正相关，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，从而判断各生物能量值的大小。其食物链(网)如图：(3)根据题干提供的各种图形信息构建食物链(网)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，先根据双向箭头确定D、C为非生物的物质和能量及生产者，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

8、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，最后确定其中的食物链为DA。【跟进题组】 命题1对生态系统概念的理解1(2015高考江苏卷，9)下列关于种群、群落和生态系统的叙述，正确的是()A五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度B就食性而言，杂食性鸟类的数量波动小于其他食性的鸟类C就生态系统结构而言，生态瓶的稳定性取决于物种数D变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息解析：选B。A项，五点取样法适用于圆形或矩形地块上某种双子叶植物或者活动范围较小的动物种群密度的调查，对于灌木类行道树上蜘蛛种群密度的调查，应采用等距取样法。B项，杂食性鸟类的食物种类较多

9、，某种食物类型数量的变动对其数量的影响较小。C项，生态瓶的稳定性取决于生态系统各组成成分及系统内不同营养级生物之间的比例。D项，变色龙善于随环境的变化而改变自己的体色，既利于躲避敌害，又利于捕捉猎物，属于物理信息，并不是在同类生物之间进行信息传递。 命题2生态系统的成分2(高考海南卷改编)关于土壤微生物的叙述，错误的是()A土壤微生物参与生态系统的物质循环B土壤微生物可作为生态系统的分解者C秸秆经土壤微生物分解后可被农作物再利用D土壤中的硝化细菌是异养生物，因而不属于生产者解析：选D。大部分土壤微生物作为分解者，参与生态系统的物质循环，A、B正确；秸秆经土壤微生物分解为无机物后，如二氧化碳，可

10、被农作物再利用，C正确；土壤中的硝化细菌是化能自养需氧型生物，因而属于生产者，D错误。3如图表示某生态系统中四种成分之间的相互关系，以下相关叙述正确的是()A甲是生产者，包括全部的植物和部分细菌B所有的动物在生态系统中都属于丙1或丙2C理论上，一个生态系统没有丙1和丙2也可以正常行使其功能D甲和乙是一个生态系统的基石解析：选C。分析题图，甲和丁之间具有双向箭头，且其他成分也都有箭头指向丁，所以丁为非生物的物质和能量，甲为生产者；甲和丙都有箭头指向乙，所以乙为分解者，丙1和丙2为消费者。生产者除植物和部分细菌外，一些原核生物(如蓝藻)也属于生产者，且并非全部的植物都属于生产者，如营寄生生活的菟丝

11、子属于消费者，A错误。一些营腐生生活的动物属于分解者，如蚯蚓和蜣螂，B错误。由于通过生产者和分解者可以实现生物群落与无机环境之间的物质循环，所以理论上没有消费者的生态系统也可以正常行使其功能，C正确。生态系统中消费者和分解者的物质和能量来源于生产者，所以生产者才是一个生态系统的基石，D错误。(1)植物生产者：菟丝子属于植物，营寄生生活，是消费者。(2)动物消费者：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。(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。 命题3食物链4(2017江苏启东中学月考)某同学对一个受到轻度农药污染的湖泊进行调查，测得该湖

12、泊内具有食物链关系的甲、乙、丙、丁4个生物种群所同化的总能量如表。下列说法中正确的是()生物种群甲乙丙丁能量(kJ)1.11082.81091.11079.9107A.分析表中数据可知，4种生物之间只能形成一条食物链B除甲种群外，其他3个种群的同化作用类型都属于异养型C在上述4个种群中，丁种群体内的农药残留量是最多的D因捕食引起的竞争关系，可能涉及到甲、丁两个种群解析：选D。A项错误，根据能量流动特点，能量越多生物所处营养级越低，根据表中数据可知，乙的能量最多，为生产者，丙的能量最少，为顶级消费者。根据生态系统中的能量传递效率一般为10%20%，且从甲到丁的能量传递效率为：9.9107/(1.

13、1108)100%90%20%可知，甲和丁不能形成食物链，故应处于同一营养级，都属于初级消费者，4种生物之间形成两条食物链：乙甲丙和乙丁丙。B项错误，乙为生产者，同化作用类型为自养型，甲、丙、丁为消费者，同化作用类型都属于异养型。C项错误，根据“生物富集作用”，即食物链营养级级别越高，体内积聚的有毒物质越多，受污染程度越严重，丙种群体内的农药残留量是最多的。D项正确，甲和丁处于同一营养级，因为都捕食乙而引起竞争关系。5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

14、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、第三营养级解析：选D。由图示曲线可看出，a物种耗氧量随时间发生了较大的变化，说明a可以放出氧气，为生产者；b的耗氧量大，为初级消费者；c的耗氧量最小，为次级消费者。生产者是第一营养级，初级消费者是第二营养级，c为第三营养级。 命题4食物链和食物网中的数量动态变化分析6(2016高考全国卷丙，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

15、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解析：选C。鹰的迁入会使黄雀数量减少，导致螳螂的数量增加，进而使蝉的数量减少，A项错误；生态系统中流入生产者的能量是光合作用固定的太阳能或化能合成作用固定的化学能，细菌产生的能量不能流向生产者，B项错误；鹰的迁入增加了营养级，增加了能量消耗的环节，C项正确；能量沿食物链由低营养级向高营养级流动，鹰是最高营养级的消费者，鹰的迁入不会改变该生态系统能量流动的方向，D项错误。7如图表示一个海滩湿地生态系统中部分生物的食物关系。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

16、有食草虫、线虫、海螺C若大米草死亡，将导致细菌数量增加，沼蟹数量亦增加D若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛数量将减少解析：选B。细菌在生态系统中可以作为生产者、消费者或分解者，图示中的细菌可以作为消费者线虫的食物；食物链的营养级一般以捕食链划分，生产者为第一营养级，食草虫、线虫和海螺都是第二营养级，第三营养级的生物有沼蟹、蜘蛛；若大米草死亡，则细菌数量增加，以细菌为食物的线虫数量增加，沼蟹数量亦增加；若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛的食物减少，引起蜘蛛数量减少。易错点1误认为一个营养级是一个种群点拨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，也不一定是一个种群。易错点2误认

17、为食物网的复杂程度取决于生物的种类和数量点拨食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而非取决于生物数量。生态系统能量流动的过程及特点分析生态系统能量流动示意图1图中标号代表的内容甲：生产者，乙：初级消费者，丙：次级消费者，丁：呼吸作用，戊：分解者。2生态系统所需能量的最终来源：太阳能。3食物链中甲营养级能量的去向(1)通过自身呼吸作用以热能的形式散失。(2)被下一营养级同化。(3)残枝败叶、遗体残骸等被分解者分解。(4)未被利用。4特点：单向流动和逐级递减。5研究意义(1)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)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能

18、量持续高效地流向对人类最有益的部分。1(必修3 P94图57改编)如图为生态系统中能量流动示意图，各代表一定能量，下列有关叙述正确的是()A从能量关系来看B都属于初级消费者的同化量C分解者获得的能量最少D/代表初级消费者流入次级消费者的能量传递效率答案：D2(深入追问)(1)生产者固定的能量只能是光能吗？提示：不只是光能。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)为什么生态系统的能量流动具有单向流动和逐级递减的特点？提示：单向流动的原因是：食物链中各营养级的顺序是长期自然选择的结果，生物之

19、间的捕食关系是一定的；能量流动不能循环，原因是散失的热能不能再被利用。逐级递减的原因是：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。 突破1某一营养级能量的来源和去路如图为以第二营养级为例，能量的来源和去路图解。结合图解分析：(1)某营养级摄入量粪便量该营养级的同化量。(2)某营养级同化量呼吸消耗量用于该营养级生长、发育和繁殖的能量。(3)用于某营养级生长、发育和繁殖的能量一部分可被下一营养级摄入，另一部分可被分解者利用。(4)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

20、于兔同化量，而是草同化量的一部分。 突破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所含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情况下，生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减一般情况下，生物有机物的总质量沿食物链升高逐级递减特征正金字塔形一般为正金字塔形一般为正金字塔形分析能量流动的过程中总是有能量的耗散，故能量流动时逐级递减成千上万只昆虫生活在一棵大树上时，该数量金字塔的塔形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

21、来表示)可能低于浮游动物的生物量生态系统中同化量和摄入量不同(1)同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量。(2)摄入量是消费者摄入的能量。 【感知考题】(2015高考福建卷，4改编)如图为某湖泊食物网及其能量传递示意图图中数字为能量数值，单位是(Jm2a1)。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输入该湖泊的总能量为31 920 Jm2a1C太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1 357 Jm2a1D该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统解析A项，该食物网中最长的食物链为：浮游植物浮游动物幽蚊幼虫太阳鱼鲈鱼，食物网中最高营养级鲈鱼属于第五营养级。C项，一个营养级所含

22、有的能量，一部分流入下一个营养级，还有一部分用于自身呼吸消耗和流向分解者等，题目中1 357是1 483(太阳鱼总同化量)减去126(下一营养级同化量)得到的，因此太阳鱼呼吸作用消耗的能量比1 357 Jm2a1要少。D项，生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和无机环境，而食物网中只有生产者和消费者，无分解者，所以食物网与无机环境不能构成生态系统。答案B(1)在题中食物网中太阳鱼占有第三、四营养级，其同化的能量去向是呼吸消耗、流向下一营养级、被分解者分解利用。(2)若因某种因素导致幽蚊幼虫大量减少，则太阳鱼的数量会增多，原因是食物链缩短，获得能量增多。 高分点拨类题通法利用“拼图法”巧

23、解能量流动输入第一营养级的能量(W1)，即生产者的同化量被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失(A1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖(B1C1D1)。后一部分能量中包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。【跟进题组】 命题1能量流动过程分析1(2015高考海南卷，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解析：选D。能量流动包括能量的输入、

24、传递、转化和散失的过程，A正确；分解者的作用就是将有机物分解成无机物，并从中获取生命活动所需的能量，B正确；生态系统维持正常功能需要不断地输入光能，C正确；生产者固定的能量除用于自身呼吸外，部分流向分解者，部分流向下一营养级，D错误。2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)()Abcde为本年度流入该生态系统的总能量Bc1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量Cb和d之一可代表生产者传递给分解者的能量D初级消

25、费者产生的粪便中所含的能量是包含在c中的解析：选D。由图可知，c、c1分别是生产者流入初级消费者、初级消费者流入次级消费者的能量，即初级消费者、次级消费者同化的能量。bcde为生产者固定的能量，即本年度流入该生态系统的总能量；b和d(b1和d1、b2和d2)之一可代表粪便、遗体残骸等传递给分解者的能量；初级消费者产生的粪便中所含的能量属于生产者同化的能量，应包含在b或d中。 命题2能量流动的特点3.下列关于图示的说法，正确的是() A若三角形为数量金字塔，则此图适合所有的生态系统各营养级的数量关系B若三角形为能量金字塔，则所有营养级的总能量为该生态系统的总能量C若图示为一个生态系统，则该生态系

26、统的结构包括无机环境和生物群落两大部分D若需对图中土壤小动物类群丰富度进行研究，常用取样器取样的方法进行采集、调查解析：选D。不是所有的生态系统各营养级的数量都呈现金字塔形式，如城市生态系统中生产者数量较少，消费者数量较多；流经生态系统的总能量是第一营养级固定的能量，而不是所有营养级的总能量；生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构；调查土壤中小动物类群丰富度时常用取样器取样法。不要误认为能量金字塔中每一级只包含一种生物，或者认为能量金字塔中生物仅构成一条食物链。能量流动原理的应用4(2017广东珠海摸底)如图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是() A微生物也能利用农作

27、物通过光合作用储存的能量B沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者C沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用D多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率解析：选C。在生态系统中，能量流动是单向的，不能循环利用，选项C错误；该生态系统中，沼气池中的微生物能利用农作物固定的太阳能，属于分解者，选项A、B正确；物质和能量的多级利用，减少了能量的流失，提高了能量的利用率，选项D正确。能量流动原理的应用(1)调整能量流动的方向，使其流向对人类有益的部分。草原上放养一些牲畜：由于人类不能直接利用牧草中的能量，因此放养一些草食性动物，使储存在牧草中的能量经草食性动物流向人类。农田除草、除虫：田间杂草与农作物之

28、间属于竞争关系，杂草会和农作物争夺空间和资源；作物害虫与农作物之间属于捕食或寄生关系。可见，田间杂草和作物害虫都将导致一部分能量流向对人类无益的部分，因此除草、除虫有助于调整能量的流向，使其流向对人类有益的部分。(2)能量多级利用。能量多级利用指的是使生态系统中的能量分层次多级利用，使生产一种产品时产生的有机废物，成为生产另一种产品的资源，使废物资源化，从而提高能量的利用效率。能量流动的传递效率及相关计算1能量流动传递效率的定义：相邻两个营养级的传递效率100%。一般能量传递效率为10%20%。能量传递效率是指“相邻两营养级”间的传递效率，即下一营养级全部生物同化量/上一营养级全部生物同化量1

29、00%，而不是相邻营养级中某个体间的传递效率。 2能量流动的相关计算(1)涉及一条食物链的能量流动的最值计算设食物链为ABCD。已知问题求解思路D营养级净增重M至少需要A营养级多少(设为N)NM(20%)3最多需要A营养级多少(设为N)NM(10%)3A营养级净增重ND营养级最多增重多少(设为M)MN(20%)3D营养级至少增重多少(设为M)MN(10%)3(2)涉及多条食物链的能量流动计算若根据要求只能选择食物网中的一条食物链，计算某一生物获得的最多(或最少)的能量。其规律如图：(3)能量传递效率的有关“定值”计算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ABCD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Ma%b%c%。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。【感知考题】如图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图单位J/(cm2a)，据