[高三生物教案]037生态系统的概念、类型和结构

第五部分 生态学基础第37讲 生态系统的概念、类型和结构一、考点内容全解（一）本讲考什么1.概念2.类型(1)森林生态系统特点：以乔木为主，动物的生活习性大多以树栖、攀缘。种群密度和群落结构能长期处于较稳定状态。(2)草原生态系统特点：以草本植物为主，啮齿目和适于奔跑的动物较多。但动植物种类较少，种群密度和群落结构常发生剧烈变化。(3)农田生态系统特点：人的作用很突出，群落结构单一，主要成分是农作物。(4)海洋生态系统特点：生物数量和种类繁多。以浮游植物为主，是植食性动物的主要饵料，一般都分布在米以内的海域中。(5)淡水生态系统特点：浅水区以挺水、浮水植物为主，深水区分布大量的浮游植物，是浮游动物和鱼类的饵料。(6)苔原（冻原）生态系统特点：主要是分布在北纬60以北，北极圈以南的永久冻土带，土壤几厘米以下终年结冰，有机物不能彻底分解。其中地衣是极地苔原的典型植物。(7)城市生态系统特点：具有很大的依赖性，它所需求的物质和能量，大多从其他生态系统人为地输入。它所产生的废物大多输送到其他生态系统中分解和再利用。对其他生态系统中会造成冲击和干扰。(8)深海热泉口生态系统特点：无光、高温、高压。生产者是硫细菌等化能合成作用的细菌。消费者是一些高等无脊椎动物。3.生态系统的结构 组成：（见右图）结构 食物链 营养结构 食物网 （二）考点例析 例1据图回答，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细菌属于消费者D蛇属于三级消费者解析本题考查生态系统的概念知识。图所示一个生态系统，由生物成 分和非生物成分构成，生物成分包括生产者(绿色植物)、分解者(细菌)和消费者(动物)组成。生产者和消费者之间存在着直接或间接关系，蛇属于四级消费者。 答案 A例21977年，科学家在深海中的火山口周围发现热泉。热泉喷出的海水温度超过300摄氏度，并且富含硫化氢和硫酸盐。令人惊奇的是，在这样的海水中，竟发现大量的硫细菌。这些细菌通过氧化硫化物和还原二氧化碳来制造有机物，在热泉口周围还发现多种无脊椎动物，如大海蛤、蟹、管水母、没有口也没有消化道的管居环节动物等。近20年来，人们不断在深海发现这样的热泉生态系统。有些科学家认为热泉口的环境与地球上早期生命所处的环境类似。请根据以上材料回答：（）上述硫细菌的同化作用类型是。（）与一般生态系统相比，深海热泉口生态系统有何特殊之处?（）研究深海热泉口生态系统有什么意义？解析该题是一个开放型试题，要求考生能根据题目所给的条件，在已有的知识基础上，独立发表自己的见解，它考查了学生的综合素质，也代表了今后试题的一种取向，并将逐渐增多。回答时，可以从生物的多样性、科学研究的价值、生命的起源与进化等方面进行。深海中没有阳光，自然也就没有绿色植物的生存。从题目所给出的情景看，深海中的热泉生态系统，其生产者是硫细菌，消费者是多种无脊椎动物，某些生物生活在高温(海水温度超过300)、高压(海水的静压)、无光照的环境中，所有的这一切都与我们平常所见的生态系统不一样。在无阳光条件下生存的硫细菌是化能自养型生物，它利用氧化硫化物获得的能量，还原二氧化碳制造有机物。同常见的生态系统相比，热泉生态系统的特点是：生产者是化能自养型细菌，不是绿色植物；无机环境是高温、高压、无光环境，不是常温、常压、有光环境。答案(1)化能自养型 (2)a能源是化学能，不是太阳能；b生产者是化能自养细菌，不是绿色植物；c无机环境是高温、高压、无光环境，不是常温、常压、有光的环境。(3)a丰富了人们对生物适应性和多样性的认识；b对研究生物抗高温、抗高压的机理有重要作用；c对研究生命的起源与生命的进化有一定的意义。例3如果一个生态系统有四种生物，并构成一条食物链。在某一时间分别测得这四种生物（甲、乙、丙、丁）所含有机物的总量，如右图所示。在一段时间内，如果乙的种群数量增加，则会引起A甲、丁的种群数量增加，丙的种群数量下降B甲、丙、丁的种群数量均增加C甲、丁的种群数量下降，丙的种群数量增加D甲的种群数量下降，丙、丁的种群数量增加解析本题主要考查学生对食物链中各营养级之间关系的了解程度。在本题的生态系统中这四种生物之间的关系是：丙甲乙丁。如果乙的种群数量增加，则甲的种群数量下降，丙、丁的种群数量增加。答案D二、能力提升技巧1.理解“菌”所包含的两种含义。一种指结构较小的真核微生物如酵母菌、霉菌、食用菌等，它们都是异养型的，在生态系统中是分解者；另一种指结构简单、极微小的原核生物如细菌、放线菌、蓝藻等，它们既有自养型的如光合细菌、蓝藻、硝化细菌等，也有异养型的如乳酸菌、大肠杆菌等，两者分别是生态系统中的生产者和分解者。该生态系统中分解者数量的多少、环境温度的高低与腐殖质的积累量有密切关系。2.理解食物链与生物富集的关系。某些元素(如汞)或难分解的化合物(如DDT)被生物体吸收后难以排出，并通过食物链而逐级浓缩，常可积累到毒害的程度。因此，营养级越高，生物富集越明显，富集物浓度越高。通过测定环境及各生物体内富集物如DDT的浓度，可大致确定各生物所处的营养级及营养关系。例4右图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，则分解者的作用强弱依次是( )A. abc B cba C cba D acb解析从图可知，、三地区的落叶量是abc，而土壤有机物量却是abc，说明分解者分解能力由强到弱是：abc。答案A解题技巧要看清图中a、b、c三点所对应的纵坐标与横坐标的意义。土壤中有机物量在减少是因为被分解者分解所致。例5将煮稻草所得的液汁放人大果酱瓶A中，放于野外一段时间后，发现瓶中出现细菌、绿藻、丝状蓝藻、原生动物和一种小虫。持续观察二个月，发现瓶中的这些生物个体数几乎没有变化。另取一只大果酱瓶B，内含有多种无机盐和蛋白质水解物的溶液，从A瓶中吸取数滴液体加人B瓶中，定期在显微镜下检查B瓶内生物数量变化，结果如图。在第50天时滴人数滴一定浓度的DDT，继续观察，发现生物个体数开始变化。开始小虫死亡，继而原生动物死亡，不久蓝藻和绿藻开始减少。请分析回答：（1）持续观察二个月后的A瓶可看作是一个处于 系统，其中的各种生物组成 ，它们之间通过 相互联系。（2）据图分析，B瓶中细菌在最初几天数量剧增的原因是 ；这几种生物中二者间存在着取食和被食关系的是 （3）滴入DDT后，体内DDT浓度最高的生物是 ，这是由于 。解析A瓶中有绿藻，丝状蓝藻作为生产者，原生动物、小虫为消费者，细菌为分解者，持续两个月，瓶中的生物个体数几乎没有变化，说明这一个小小的生态环境中物质循环与能量流动达到了一个动态平衡，即稳态。瓶中的所有生物共同组成一个生物群落，彼此通过食物链相互联系，小虫可以藻类为食，也可以原生动物为食，而原生动物可以吞食细菌，细菌以水中有机物颗粒及藻类、小虫、原生动物的尸体、排泄物等为养料来源。小虫在该生态系统中所处的营养级最高，所以在滴 DDT后，通过食物链的富集作用，小虫体内DDT的含量最高，结果中毒死亡，从而食物链被破坏，最终原生动物死亡，藻类数量也减数。答案(1)生态平衡的生态(稳定的生态) 生物群落 食物链 (2)培养液中含大量有机物，使细菌分裂繁殖加快 原生动物和细菌 小虫和原生动物 小虫和绿藻 (3)小虫 DDT通过食物链的富集作用，使处于营养级高位的生物中浓度最高(或生物的富集作用)解题技巧本题考查生态系统的结构、生物富集作用及生态系统的稳态等生态系统的相关知识，并与生活实际相结合，考查学生的阅读、理解、分析和综合运用知识的能力。从这些曲线的先后出现和动态平衡中关键要能得出这些生物在生态系统中分别属于什么成分，营养结构关系怎样即可。三、基础能力测试1.对右图所示的生态系统，下列叙述中不正确的是( ) A是草原生态系统，动物为草食性动物B 该生态系统生物种类多，营养结构复杂C是森林生态系统，适于攀援生活的动物特别多D该生态系统种群密度和群落结构能长期处于较稳定状态2.不会造成食物链破坏的有（ ）A稻田养鱼 B围湖造田 C开垦草原 D砍伐森林3.火灾常给森林带来较大危害，但是某些国家有时对寒带地区森林中的残枝落叶等进行有限度的人工火烧，以对森林进行资源管理，这种人工火烧的主要目的是A消灭森林病虫害 B刺激树木种子萌发 C加速生态系统的分解过程 D提高森林的蓄水能力4.以虫治虫是生态农业的重要内容，右图表示某一生态系统中四种生物所含有机物的总量。假设这四种生物只构成一条食物链。请问在一段时间内，如果甲的种群数量增加，其可能引起的后果是（ ）A.乙和丁的种群数量都增加 B.乙和丁的种群数量都减少C.乙和丙的种群数量都减少 D.乙和丙的种群数量都增加5.海洋生态系统依水深的程度可分为沿岸区与远洋区。远洋区通常指远离岸边深度超过200 公尺以上的整个海域(如图) 。试问生活在远洋区海面上的主要生产者是（ ）A.大型水生植物 B.海带 C.硝化细菌等 D 绿藻等藻类6.下列关于农田生态系统的叙述，错误的是 A.农田生态系统比自然生态系统简单，必须要靠人力来维持B.现代化的农业，输入的能量要超出生产收获的能量C.合理开发土地和耕作的主要措施是沿湖填土造田，把热带雨林改为农田D.农田生态系统的物质循环是不完全的7.实验表明森林生态系统对太阳能的利用率远大于农田生态系统，其主要原因是前者（ ）A.C4 植物多 B.土壤有机物含量高 C.不施农肥 D.群落垂直结构8.右图表示大型动物和小型动物在各种生态系统中的生物量，由该图对落叶层的分解速度和土壤中腐殖质的积累，能得出的结论是( )。A冻土苔原落叶层分解速度低，腐殖质积累低B冻土苔原落叶层分解速度低， 腐殖质积累高C热带雨林落叶层分解速度高，腐殖质积累高D热带雨林落叶层分解速度低，腐殖质积累低四、潜能挑战测试9.某中学研究性学习小组参观调查市郊一生态村，并绘出该生态系统的结构模式如图，请据图分析回答：（1）生态系统的主要功能 和 是该村建造此生态系统所依据的主要生态学原理。该生态系统的最大优点是 。（2）在该生态系统中起决定作用的是 ，若要生产2kg的鸡肉最多需要水稻和大豆共计 kg。 （3）蘑菇在该生态系统中属于 。（4）氨是植物生长必需的矿质元素。但种植大豆时，不施氮肥，仍能旺盛生长，其原因是 生物及环境因素重金属质量分数（10-6）生物及环境因素重金属质量分数（10-6）池塘水0.02土壤0.01浮游动物2秃鹰12浮游植物0.5猫头鹰5大鱼10鼠0.2小鱼5草0.02（5）在沼气池中，常有一种刺激性的臭气，该物质是 ，通过 细菌的作用可将臭气除去，并能形成 被植物吸收。10.某同学为了研究环境中重金属元素对生物的污染情况，分别测定了池塘和草原生态系统中某种重金属元素在各种生物体内的质量分数，结果如下.请根据下表回答问题：（1）请分别写出两个生态系统中最长的一条食物链：池塘生态系统：_ _，草原生态系统：_ _。（2）重金属元素在这两条食物链的各种生物体内分布有什么规律：_ _。（3）出现这种现象，合理的假设是 _ 。（4）在上述所给出的池塘生态系统中，属于生产者的是_，在上述所给出的草原生态系统中，属于消费者的是_。(5)人如果误服重金属盐会引起中毒，原因是 ，采取的相应措施是可服用大量的_ _。A. 水 B.牛乳 C.食盐水 D.糖浆11.右图是某海洋生态系统中,生产者固定太阳能和海洋水深关系的曲线。据图回答：(1)在远洋水域，从水深30米处开始，随着水深增加，固定太阳能的数量逐渐减少。影响这一变化的主要非生物因素是 。生产者中，主要的生物类群是 。(2)近海水域水深 米左右处生产者的数量最多。(3)生活在水深100米以下的生物，从生态系统的成分看主要是 。五、标答与提示1.A(点拨：森林生态系统动物落树栖息和攀援生活的种类特多)2.A(点拨：稻田养鱼可人为增加食物链的数目)3.C (点拨：焚烧有利于种子的萌发、消灭部分森林病虫害，但这不是主要目的，也会降低森林的蓄水能力) 4.D(点拨：构成一条食物链 丙丁甲乙)5.D(点拨：深海面上不可能有大型植物、海带，主要是绿藻等)6.C(点拨：人为破坏原有的生态平衡不太合理)7.D(点拨：要求对具体生态系统的特点与功能分析)8.B(点拨：生物数量越少，分解者亦少，冻土苔原温度低，分解速度慢，腐殖质积累就多)9.(1) 物质循环 能量流动 提高物质利用率，减少环境污染 (3) 水稻 大豆 20 (4)由与之共生的根瘤菌进行固氮作用 (5)氨 硝化 硝酸盐10.（1）浮游植物浮游动物小鱼大鱼 草鼠猫头鹰秃鹰 （2）越到食物链的顶端，金属元素的质量分数越大 （3）生物体不能将进入体内的重金属元素排出，从而累积起来 （4）浮游植物 鼠、猫头鹰、秃鹰 （5）重金属盐能使人体内的蛋白质发生变性而失去生理活性 B11.本题考查生态因素对海洋生态系统的影响，属综合分析能力层次试题。一般情况下，大气中的可见光质是比较均匀的，对陆生植物的分布几乎无影响，但在水域生态系统中不同了，特别是海洋生态系统，藻类植物由上到下的分布为：绿藻一褐藻一红藻。据图分析可知：从水深30米处开始，随着水深增加固定太阳能的数量逐渐减少，影响这一变化的主要非生物因素是光；生产者主要是藻类；在近海水域水深10米左右，生产者固定的光能最多，所以生产者的数量也最多；在水深100米以下，几乎接受不到阳光，主要生活着动物和一些微生物，所以主要成分是消费者和分解者。答案：(1) 光 藻类(或答浮游植物) (2) 10 (3) 消费者和分解者5