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第第3 3节生态系统的结构和功能节生态系统的结构和功能知识点一知识点二知识点三知识点一各种生物之间存在着直接或间接的食物关系1.分析草原生态系统中部分生物的关系(1)草原上的植物通过光合作用合成有机物,为该生态系统提供有机物和能量。(2)草原生态系统中各种生物之间的关系如下图所示。知识点一知识点二知识点三2.食物链(1)概念:生态系统中,生产者与消费者之间、消费者与消费者之间通过吃与被吃形成了食物关系,这种不同生物之间由于食物关系而形成的链条式联系,叫食物链。(2)举例:“螳螂捕蝉,黄雀在后”,这个成语中反映出的食物链是树木蝉螳螂黄雀。知识点一知识点二知识点三知识延伸 捕食食物链中不可以出现非生物环境和分解者,只有生产者和消费者。以生产者为食的动物为一级消费者,也叫初级消费者;以初级消费者为食的动物为二级消费者,也叫次级消费者。依次还有三级消费者、四级消费者,直至生态系统中的最高级消费者。每条食物链的起点总是生产者,终点是不被其他动物所食的动物,缺少任何环节都不能算作完整的食物链。其构成形式为:植物草食动物肉食动物。食物链中的箭头指向捕食者,箭头方向代表物质和能量传递的方向,不能颠倒。知识点一知识点二知识点三3.食物网(1)概念:生态系统中,多条食物链彼此交错,形成复杂的网状联系,生物之间由于食物关系构成的网状联系,称为食物网。(2)特点:在生态系统中,生物种类越多,个体数量越多,食物网就越复杂。食物网内的各种生物之间相互影响,相互制约,无论是生产者还是消费者,只要某一物种的数量突然发生较大变化,就会牵动整个食物网。知识点一知识点二知识点三知识延伸 生态学上把处于食物链某一环节上的所有生物的总和称为一个营养级。例如,作为生产者的绿色植物位于食物链的起点,共同构成第一营养级;以绿色植物为食的草食动物共同构成第二营养级;以草食动物为食的肉食动物共同构成第三营养级,依此类推。同一种动物在不同的食物链中所处的营养级别不一定相同。如在草食草籽鸟猫头鹰和草食草籽鸟蛇猫头鹰中,猫头鹰分别属于第三营养级和第四营养级。知识点一知识点二知识点三【例1】 (2017云南曲靖中考)“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃泥巴。”据此可写出的一条食物链是()A.虾小鱼大鱼B.水虾小鱼大鱼C.微小水生植物虾小鱼大鱼D.泥巴虾小鱼大鱼解析 虾是动物属于消费者,而食物链必须从生产者开始,A错误;水与泥巴是非生物部分,而食物链不包括非生物部分,B、D都错误;虾米真正食用的是泥巴中的微小水生植物,据此可写出的一条食物链是微小水生植物虾小鱼大鱼。答案 C知识点一知识点二知识点三知识点二能量沿着食物链单向流动1.能量的流动生物都需要能量来维持生命,输入生态系统的能量经食物链和食物网传递给生态系统中的每一个生物。太阳能是所有生物生命活动的能量来源。绿色植物通过光合作用将太阳能贮存在有机物中,这些能量会依次流入草食动物和肉食动物体内。动植物死亡留下的遗体被分解者分解,有机物中的能量也就被释放到无机环境中。由此可见,在生态系统中,能量是沿食物链依次流动的。知识点一知识点二知识点三知识点一知识点二知识点三2.能量流动的特点当能量顺着食物链逐级传递时,每一个环节都要把其中一部分能量用于维持自己的生命活动。通常,一个环节只能把所获能量的10%20%传递给下一个环节,也就是说,能量在沿食物链各个环节的传递过程中逐级递减。这样,愈向食物链的后端,生物体的数量愈少,贮存的能量也愈少,就形成了金字塔形的生物体数量与能量的关系。知识点一知识点二知识点三例如,在“草兔鹰”这条食物链中,如果鹰获得了1千焦的能量,则至少需要消耗草的能量为120%20%=25(千焦)。特别提醒 在生态系统中,能量是沿着食物链依次流动的,是单向流动、逐级递减的,是不能循环的。知识点一知识点二知识点三【例2】 下列关于生态系统中能量流动的描述,不正确的是()A.生态系统中能量流动具有单向性B.生态系统中流动的总能量是生物体通过呼吸作用释放出的能量C.生态系统中流动的能量最终来源是太阳能D.生态系统中能量流动伴随着物质循环解析 生命活动离不开能量的供给,而能量最初来自于太阳能,在生态系统中,能量流动一般是从生产者固定太阳能开始的,这样生态系统中流动的总能量是生产者固定的太阳能。答案 B知识点一知识点二知识点三知识点三物质在生物与无机环境之间循环1.生态系统的碳循环过程可用下图表示。知识点一知识点二知识点三绿色植物通过光合作用利用空气中的二氧化碳制造有机物,而碳是有机物的重要成分。动物直接或间接以绿色植物为食,这样植物制造的有机物就进入了动物的体内。植物和动物体内的有机物通过呼吸作用被分解,产生的二氧化碳进入空气。同时,动植物的遗体等被分解者分解,产生的二氧化碳也进入空气中。另外,形成化石燃料的动植物遗体也可以经过燃烧释放二氧化碳进入大气。这些二氧化碳又可以被植物利用制造有机物,这样,碳就在生态系统中不断地循环。知识点一知识点二知识点三2.物质循环的概念和过程(1)生态系统中的物质循环是指组成生物体的物质在生物与无机环境之间的往返循环。(2)绿色植物将从环境中获得的各种物质构成植物体,并使这些物质进入食物链。生物死亡后,其遗体经分解者分解,这些物质又返回到无机环境中。知识延伸 某些有毒物质进入生态系统后,会通过食物链不断积累,越向食物链后端的生物,其体内有毒物质含量越多,这就是有毒物质的富集作用。知识点一知识点二知识点三【例3】 如图是生物圈中碳循环的示意图,请分析作答。(1)碳元素在无机环境与生物之间主要以的形式进行循环,碳元素通过作用由无机环境进入生物体。(2)过程和是指生物的作用,此生理活动主要是在细胞内中完成的。(3)过程起重要作用的生物是。(4)伴随着物质循环,能量沿食物链传递的特点是。知识点一知识点二知识点三解析 图中乙能利用无机环境中的二氧化碳,因此乙是生产者,丙、丁是消费者,甲能将动植物遗体遗物分解为二氧化碳、水和无机盐,因此甲是分解者。(1)植物利用二氧化碳做原料进行光合作用制造有机物,二氧化碳进入有机(生物)环境。(2)和是指生物的呼吸作用产生二氧化碳,主要是在细胞的线粒体中进行的。(3)甲能分解生物的遗体和排泄物,可以是营腐生的细菌、真菌及腐食性动物。(4)物质能量是沿着食物链、食物网流动的,是单向的,并且逐级减少。答案 (1)二氧化碳光合(2)呼吸线粒体(3)营腐生的细菌和真菌及腐食性动物(4)单向流动、逐级递减考点一考点二考点一食物链和食物网【例1】 (2017甘肃武威中考节选)在某一草原生态系统中,存在着下图所示的食物关系,请根据图回答问题。(1)该食物网中共有条食物链。(2)该食物网中,生产者是。(用字母表示)(3)作为一个完整的生态系统,该图中没有表示出来的生物成分是。(4)图中生物E和生物D的关系是。考点一考点二解析 (1)食物网中食物链的条数有4条:ABE;ABCE;ACE;ADE。(2)(3)生态系统的生物部分包括生产者A,消费者B、C、D、E和分解者,图中没有表示出来的生物成分是分解者。(4)E与D存在捕食关系。答案 (1)4(2)A(3)分解者(4)捕食考点一考点二考点二生态系统中的能量流动和物质循环【例2】 (2017浙江嘉兴中考)下面是生态系统的碳循环示意图,请据图回答下列问题。(1)图中表示的生理过程是。(2)在生态系统中,物质可以循环利用,而能量只能单向流动。能量只能单向流动的原因是。考点一考点二(3)2016年4月22日将是人类历史上一个意义非凡的“世界地球日”,一百多个国家在联合国签署了全球性的气候新协议巴黎协定,要求于21世纪下半叶实现碳的净零排放。要降低碳的排放,其重要措施之一是要大量减少途径(用图中序号表示)的碳排放量。(4)作为签约国,我国正在大力倡导绿色、低碳的发展与生活方式。我们每个人都应为此做出自己的努力,以下做法符合绿色、低碳要求的是。(选填序号)购物时使用一次性塑料袋选择自行车、公共交通出行拒绝使用一次性筷子交换、捐赠旧的书籍和衣物考点一考点二解析 (1)图中是植物从外界获取二氧化碳和水等物质,进行光合作用制造有机物。(2)能量流经生态系统各个营养级时,是逐级递减的,大部分能量在流动过程中以热的形式散失,所以能量不是循环的,最终在环境中消失。(3)要降低碳的排放,就要减少煤炭、石油等化石燃料的使用,即图中过程。(4)大力倡导绿色、低碳的发展与生活方式,要尽量不开私家车,选择自行车、公共交通出行;不使用一次性的碗筷;节约材料,交换、捐赠旧的书籍和衣物,使物质能够多次利用等,故选。答案 (1)光合作用(2)能量沿食物链流动,而食物链中各营养级关系不可逆转(3)(4)教材问题详解活动分析草原生态系统中部分生物的关系1.草原上的植物在生态系统中具有什么作用?答案 能进行光合作用,将二氧化碳、水等无机物制造成有机物,为生态系统各种生物的生活提供物质和能量。2.草原上的各种动物与草原的植被有什么关系?答案 草原上的各种动物直接或间接以绿色植物为食。3.草原上的各种动物之间具有什么关系?答案 草原上的各种动物之间具有吃与被吃的捕食关系或竞争关系。4.尝试将草原生态系统中各种生物之间的关系用线连接起来。答案 见课本P73图23-6。活动讨论水族箱中能量的来源和流动1.水族箱中的各种动物如何获得维持生命活动的能量?答案 水族箱中的各种动物直接或间接从植物制造的有机物中获得维持生命活动的能量。2.水族箱中的各种植物维持生命活动的能量来自何方?这些植物是怎样获得所需的能量的?答案 各种植物生命活动的能量来自太阳。绿色植物通过光合作用将光能贮存在合成的有机物中。3.能量如何在生态系统的各种生物中流动?答案 生态系统中各种生物通过吃与被吃的关系构成食物链,能量是沿着食物链流动的。4.各种生物获得的能量是不是可以全部用于它们的生命活动?答案 生物不能将所获得的能量全部用于生命活动,因为一部分能量会在流动中损失。这样,越到食物链的后端,生物体的数量越少,贮存的能量也越少。5.生态系统中的能量流动具有什么特点?答案 生态系统中的能量流动的特点是单向流动,逐级递减。活动分析生态系统的碳循环1.无机环境中的二氧化碳是怎样进入到生物体的?答案 绿色植物的光合作用将无机环境中的二氧化碳和水合成有机物,使二氧化碳进入植物体,动物以绿色植物为食,这些含碳的有机物进入动物体。2.与生产者比较,消费者获得含碳化合物的方式有什么特点?答案 生产者可以利用无机环境中的二氧化碳合成有机物,而消费者只能利用现成的含碳有机物。因此,生产者属于自养生物,消费者属于异养生物。3.生物体哪些生命活动可以使无机环境中的二氧化碳得到补充?答案 动物和植物的呼吸作用、微生物的分解作用产生的二氧化碳以及工厂生产、居民生活排放的二氧化碳都可以使无机环境中的二氧化碳得到补充。4.碳在生态系统中是怎样循环的?答案 绿色植物的光合作用将大气中的二氧化碳转化成有机物;动物直接或间接以绿色植物为食,含碳的有机物进入动物体,构成动物体或为动物体生命活动利用;动植物死亡后,其遗体被细菌、真菌等分解者分解,碳又以含碳无机物的形式进入无机环境。5.根据碳循环的途径和特点,推测生态系统中的水循环途径和方式。答案 碳循环是在生物与无机环境之间进行的,具有往返循环的特点。水循环同样具有上述特点。活动制作生态瓶1.要使模拟的生态系统维持更长时间,生态系统中除了要有非生物物质、生产者、消费者等成分,还有什么因素必须得到保证?答案 阳光。太阳能是生态瓶中各种生命活动的能量来源,如果不能保证该生态瓶的阳光供应,其中的生物将会死亡。2.为什么相对封闭的生态瓶中的生物能存活较长的时间?答案 生态瓶是一个生态系统,其中包含了生态系统的各种成分,只要保证该生态瓶的能量供应,并且维持其中的生物之间以及生物与无机环境之间的相对稳定的关系,就可以使其中的生物存活较长的时间。教材习题详解思考与练习1.阅读本章第1节有关凯巴森林的内容,分析凯巴森林中生物的关系,绘制凯巴森林的食物链和食物网。答案 2.(1)5(2)浮游植物(3)浮游植物浮游动物大鱼企鹅虎鲸或浮游植物浮游动物大鱼海豹虎鲸3.人鲈鱼浮游动物浮游植物
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