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第九单元 生物与环境,第二十九讲 生态系统的结构和 能量流动,1生态系统由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一的整体，它包括四个基本成分：生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。 2生产者都是自养生物，主要是绿色植物。生产者通过光合作用或化能合成作用，把光能或化学能固定在它们制造的有机物中，被生物所利用，因此生产者是生态系统的基石。 3生态系统中各组成成分之间的紧密联系，才使生态系统成为一个统一的整体，具有一定的结构和功能。,4食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而并非取决于生物数量。 5食物链和食物网是生态系统的营养结构，是生态系统能量流动和物质循环的渠道。 6生态系统的能量来自于生产者固定的太阳能，经食物链和食物网的传递，最终以热能形式散失。,7输入第一营养级能量的四个去向：一部分呼吸消耗以热能形式散失；一部分用于生产者自身生长、发育繁殖储存于有机物中；一部分随残枝败叶被分解者分解；另一部分则被初级消费者摄入体内流入第二营养级。 8生态系统能量流动具有两个明显特点，即：能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减，有效传递效率只有10%20%。,基础回扣 一、生态系统的范围 (1)概念：由 与它的 相互作用而形成的统一整体。 (2)范围：有大有小，地球上最大的生态系统是生物圈。 (3)结构： 和营养结构( )。 (4)功能：物质循环、能量流动、信息传递。,生物群落,无机环境,组成成分,食物链和食物网,二、生态系统的组成成分 (1)无机环境：即非生物的 (阳光、热能、水、空气、无机盐等) (2)生物群落：生产者、消费者、分解者。,物质和能量,自养,基石,活跃,解惑 生产者都是自养生物，自养生物也都是生产者。细菌不一定都是分解者，如硝化细菌就是生产者。,三、食物链和食物网 1食物链 (1)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。 (2)特点： 为第一营养级，消费者所处营养级不固定，一般不会超过 个营养级。 (3)营养级：食物链中的环节。,生产者,5,2食物网 (1)概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂 。 (2)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。 (3)功能：是生态系统 和 的渠道。 (4)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。,营养结构,物质循环,能量流动,3食物链与生态系统的成分,固定的太阳能总量,食物链和食物网,化学能,化学能,热能,2过程 解惑 摄入量同化量粪便量；在各营养级中，能量的三个去路：通过呼吸作用以 的形式散失；被下一个营养级生物利用；被 者利用。,热能,分解,五、能量流动的特点及意义 1能量传递效率：是指相邻两个营养级之间 的比值。 2能量流动的特点： 、 。 3研究意义 (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能量流动关系，使能量持续高效地流向 的部分。 解惑 相邻两营养级之间能量传递效率只有10%20%，因此食物链中营养级一般不超过45个。,同化量,单向流动,逐级递减,人工生态系统,最有效,对人类最有益,优化落实 考查一 生态系统的组成成分 1判一判 (1)生产者都是自养生物，但主要类群是绿色植物( ) (2)消费者都是动物，都营异养生活( ) (3)细菌都是分解者，但分解者并不都是细菌( ) (4)生产者是生态系统的基石，消费者和分解者是生态系统的必备成分( ) 提示 生产者通过光合作用，把太阳能固定在制造的有机物中，从而被其他生物利用。实现无机物和有机物相互转化的是生产者和分解者，它们是生态系统的必备成分。,(5)生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，其中生产者处于主导地位( ) (6)在一条食物链中，生产者为第一营养级，消费者所处营养级不固定( ) (7)一个完整生态系统的结构应包括生物群落及其无机环境( ) 提示 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)两个方面。,(8)我国南方热带雨林中分解者的代谢活动比北方森林中的弱( ) 提示 热带雨林与北方森林相比气温较高，分解者的代谢活动相对旺盛。 (9)在生态系统中，连接生物和无机环境的两个重要组成成分是生产者和分解者( ) 提示 生产者把太阳能转化为化学能，把无机物转化为有机物，不仅供给自身的生长发育，也为其他生物提供物质和能量，在生态系统中居于最重要地位。分解者能把动植物残体中复杂的有机物分解成简单的无机物，释放到环境中，供生产者再一次利用。,(10)在生态系统的营养结构中，食物网可使每种生物都限定在一条食物链的固定位置上( ) 提示 某些生物可在不同食物链中占据不同的营养级。 (11)生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大( ) 提示 在食物链的各营养级中，一般情况下，往往随营养级升高，个体体型相对较大，但并不是绝对的，如树木和昆虫的关系。,(12)食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的主渠道，是生态系统维持相对稳定的重要条件( ) 提示 食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。,考查二 能量流动的过程 2判一判 (1)生态系统的能量流动指能量的输入和散失过程( ) 提示 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程称为生态系统的能量流动。 (2)散失的热能可以被生产者固定再次进入生态系统( ) (3)在生态系统中能量流动的渠道由生产者、消费者和分解者组成( ) 提示 食物链和食物网是生态系统中能量流动的渠道，食物链、食物网由生产者、消费者组成。,考查三 能量流动的特点及意义 3判一判 (1)生态系统中的能量流动是单向的，且是逐级递减的( ) (2)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会大于20%( ) (3)能量金字塔可以出现倒置现象( ) (4)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多( ) (5)流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入到体内的能量( ),(6)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能( ) (7)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用( ) 提示 沼渣、沼液作为肥料还田，能够为生产者提供矿质元素，而能量是以有机物形式存在的，因此沼渣、沼液不能为生产者提供能量，即能量是不能循环利用的。 (8)生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的( ) 提示 由于能量流动逐级递减，所以生产者所得到的能量一定大于消费者所得到的。,(9)研究能量流动，可合理设计人工生态系统，高效利用能量( ) (10)研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类( ),考点一 生态系统的结构 关键点击 1生态系统的结构：包括生态系统的成分和营养结构，营养结构包括食物链和食物网。 (1)生态系统的成分,(2)生态系统的营养结构 模型图示： 相关说明： a非生物的物质和能量不参与食物链的组成；食物链一般不超过5个营养级。 b由于第一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级消费者级别1，如兔是初级消费者，第二营养级。一种生物不是固定于一种食物链上。,处于最高营养级的种群有多种食物来源时，若其中一条食物链中断，则该种群可通过多食其他食物而维持其数量基本不变。 在食物网中，当某种生物因外来因素而大量增加时，一般除导致上一营养级生物减少，下一营养级生物增加外，还会导致与其有竞争关系的生物数量减少。,(4)同时占有多个营养级的种群数量变化的连锁反应 食物链中某一种群的数量变化，导致另一种群的营养级连锁性发生变化，因为能量在食物链(网)中流动时只有10%20%流到下一个营养级，且能量流动的环节越多损耗越多，所以该类连锁变化的规律是：当a种群的数量变化导致b种群的营养级降低时，则b种群的数量将增加；若导致b种群的营养级升高时，则b种群的数量将减少。,3生态系统各成分的相互关系 在自然生态系统中，生产者、消费者和分解者都是紧密联系，缺一不可的。,4生态系统的功能 生态系统各种组成成分之间通过能量流动、物质循环和信息传递而联系在一起，是一个具有自我调节能力的统一整体。,(3)依据表格数据(能量值)直接构建食物链(网)：,(4)依据表格数据(重金属、DDT等浓度)间接构建食物链(网)：,(5)根据提供的捕食方面的信息构建食物链(网)： 信息：古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、麻雀、花喜鹊6种动物，它们之间的关系是：草蛉、七星瓢虫捕食红蜘蛛、蚜虫；红蜘蛛、蚜虫以植物的各器官为食物；麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、草蛉为食。 食物链：依据捕食关系由低营养级高营养级或由高营养级低营养级直接绘图。,食物网：,易错清零 易错点1 绿色植物生产者：蓝藻是原核生物，能进行光合作用，属于生产者；而菟丝子营寄生生活，属于消费者。 易错点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。 易错点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。 易错点4 食物链中各营养级生物之间是相互制约的，使它们的数量始终处于一种动态变化中。这种制约可能来自于种间，也可能来自于种内。,易错点5 食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而并非取决于生物数量。 易错点6 食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，不会倒转，因此箭头一定是由上一营养级指向下一营养级(如：兔狐)。 易错点7 高中生物中的食物链，实际上是指捕食食物链，它是由生产者和消费者通过捕食关系形成的，不包括分解者和通过寄生关系形成的寄生食物链等。,演练提升 1(2015南通模拟)下列有关生态系统组成成分的叙述，正确的是( ) A太阳光来源于地球以外，不属于生态系统的成分 B硝化细菌是自养生物，在生态系统中属于生产者 C病毒是异养生物，在生态系统中属于分解者 D蚯蚓是需氧生物，在生态系统中属于消费者,解析 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。非生物的物质和能量包括阳光、无机盐、水等，生产者主要指进行光合作用的绿色植物，另外还有进行化能合成作用的硝化细菌等。病毒营寄生生活，寄生在生物的活细胞内，属于消费者。蚯蚓以腐烂的物质为食物，营腐生生活，属于分解者。 答案 B,2(2015南京模拟)农田生态系统中，假设有两条主要的食物链，如图。如果有人大量捕捉蛙，短期内对该生态系统造成的影响是( ) A有利于生态系统的平衡 B水稻虫害严重 C蛇的数量迅速增加 D鼠的数量迅速增加,解析 若大量捕捉蛙，则害虫的天敌减少，害虫数量增加。蛙减少，蛇对鼠的捕食量会增加，鼠的数量减少，蛇的数量基本不变。 答案 B,3下图1为生态系统的组成成分之间的关系，图2为某生态系统的食物网情况，请据图回答：,据图1回答： (1)从营养功能的角度来填写成分：B._、C._。 (2)B主要是指_。 (3)_和_是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”(填字母)。 (4)最主要成分和最活跃成分分别是_、_(填字母)。,据图2回答： (5)该生态系统共有_条食物链。 (6)鹰占有_个营养级，请写出鹰作为最高营养级的一条食物链_。 (7)蛇和鹰的关系是_。,(8)要使该生态系统完整，还需要增加的成分是_。 (9)若蛇绝种，鹰的数量可能_，原因是_。 (10)若植食性昆虫减少，在短期内哪种生物数量将锐减？_，理由是_。,解析 无机环境和生产者之间的物质联系是双向的，因此图1中A是消费者，B是分解者，C是非生物的物质和能量，D是生产者；分解者主要是指营腐生生活的细菌和真菌；生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”，是生态系统必不可少的组成成分；生产者是生态系统的最主要成分，数量众多的消费者在生态系统中起加快能量流动和物质循环的作用，是生态系统最活跃的成分。食物链以生产者为起点，以不能再被其他生物捕食的生物为终点，,图2中的植物是各条食物链的起点，共有8条食物链；在不同食物链中鹰占有4个营养级，其中鹰占最高营养级的食物链是最长的食物链；蛇和鹰存在捕食关系，又都以食虫鸟为食时，故二者还存在竞争关系；该食物网中只包括生产者和消费者，一个完整的生态系统还应有分解者、非生物的物质和能量；若蛇绝种，鹰会以老鼠、食虫鸟为食，食物链缩短，鹰获得的能量增多，数量增加；若植食性昆虫减少，在短期内食虫昆虫会锐减，因为其食物单一且有许多天敌。,答案 (1)分解者 非生物的物质和能量 (2)营腐生生活的细菌和真菌 (3)D B (4)D A (5)8 (6)4 植物植食性昆虫食虫昆虫蛙蛇鹰 (7)捕食和竞争 (8)分解者、非生物的物质和能量 (9)增多 食物链变短，鹰获得的能量增多 (10)食虫昆虫 其食物单一且有许多天敌,营养结构的确定方法 (1)根据能量传递逐级递减的特点，能量含量越高，营养级级别越低。 (2)根据能量传递效率10%20%，可确定相邻两个营养级能量差别在5倍左右，若能量相差不多，则应列为同一营养级，如据图1四种生物同化的有机物的量的比例，可确定其营养结构如图2所示。,【解题技巧】,考点二 生态系统的能量流动过程及特点 关键点击 1生态系统的能量流动过程，可以概括为下图：,易错清零 易错点1 光能射入量生产者固定量反射量。 易错点2 生产者同化量流经生态系统总能量各营养级同化量总和。 易错点3 动物同化的能量不等于摄入的能量：动物同化的能量摄入量粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利用大象的粪便获得能量，就不能说蜣螂获得了大象的能量。 易错点4 粪便量属于上一营养级的同化量。消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于上一营养级的未被利用的部分。,演练提升 4下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是( ) A兔子吃了1 kg的草，则这1 kg草中的能量就流入了兔子体内 B一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%20%的能量流入狼的体内 C生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落 D生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的,解析 兔子吃的草中的能量一部分被兔子同化，一部分残留在粪便中；能量传递效率中的10%20%指的是营养级与营养级之间的传递效率，并非个体与个体之间的；生产者通过光合作用合成有机物来固定太阳能，而太阳能来自无机环境；生态系统中的能量是单向流动的。 答案 C,5(2015玉溪模拟)下图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。对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析正确的是( ) (注：图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量),Aabcde为本年度流入该生态系统的总能量 Bc1表示次级消费者中被三级消费者同化的能量 C初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在b或d中 Dc和e之一可代表生产者传递给分解者的能量,解析 结合图形分析知，bcde为本年度植物光合作用利用的太阳能(固定的能量)，即流入该生态系统的总能量，A错误； c1代表初级消费者流入次级消费者的能量，即被次级消费者同化的能量，B错误；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，C正确； b和d可代表生产者传递给分解者的能量和未被利用的能量，D错误。 答案 C,【解题技巧】,定量定时：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：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.未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。,(3)在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。,易错清零 易错点1 能量金字塔在任何食物链中均为正金字塔型。 易错点2 数量金字塔一般为正金字塔型，但也有例外，如树林中，树、昆虫和食虫鸟的个体数比例为倒金字塔型。 易错点3 生物量金字塔也有特殊形状，如海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小，寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的浮游植物生物量可能要低于其捕食者浮游动物的生物量。但这并不是说流过生产者这一环节的能量比流过浮游动物的要少。,演练提升 6(2015陕西模拟)如图为某一生态系统的能量金字塔，其中、分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形成。下列叙述正确的是( ),A和是实现物质循环的关键生态成分 B该图所示的食物网只有1条食物链： CE1表示主要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 解析 图中代表生产者，、和都代表消费者，实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者，A错误；每一营养级的生物种类很多，各种生物之间会形成错综复杂的食物网，B错误；生态系统中能量流动是单向的，进入生物群落的是太阳能，释放出来的是热能，能量不能循环利用，D错误。 答案 C,7(2015济南模拟)下图是某草原生态系统中部分营养结构。请据图回答： (1)若草固定的总能量为6.8109kJ，食草昆虫和鼠同化的总能量是1.3108kJ，则人最多能获得能量_kJ。 (2)若蛇取食鼠的比例由1/4调整到3/4，从理论上分析，改变取食比例后蛇体重增加1 kg，人能比原来多增重_kg(能量传递效率按20%计算)。,解析 (1)求最多时按20%计算。草固定的太阳能最多有6.8109kJ20%传递到初级消费者，故羊最多可获得(6.810920%1.3108)kJ，最多传递到人(6.810920%1.3108)kJ20%2.46108kJ。 (2)蛇取食鼠的比例调整之前，蛇体重增加1 kg需要消耗草1/420%20%3/420%20%20%100(kg)，调整比例之后蛇体重增加1 kg需要消耗草3/420%20%1/420%20% 20%50(kg)，即可节省草1005050(kg)，传递到人使人增重5020%20%2(kg)。 答案 (1)2.46108 (2)2,【解题技巧】,实验二十五 生态系统组成成分及其功能实验 关键点击 1实验原理 任何一个生态系统，不论其范围大小，均包含四类成分非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者，它们是紧密联系，缺一不可的，这可通过相关实验予以探究。,2实验方法 设置以生态系统成分为单一变量的对照实验。 (1)对照组：包含四类成分的完整生态系统。 (2)实验组：分别设置缺乏四类成分中某种成分的实验组。 3实验结果 与实验组相比，对照组成分最齐全，生态系统功能最完善、最稳定，其中的消费者存活时间最长。 4实验结论 生态系统各种成分各具独特功能，在生态系统中不可或缺。,演练提升 8生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者四部分，其中非生物的物质和能量、生产者和分解者在一个生态系统中占有非常重要的地位，为验证其重要性和不可缺少性，某生物课外活动小组在老师的指导下，进行了如下实验设计。,(一)实验过程如下图所示： 取同样形状、同样体积的锥形瓶三个，分别标记为1、2、3号，均加等量的水，3号加少许河泥，再在1、2、3中加入同样一尾的金鱼，2、3中加入等量的金鱼藻，均用橡胶塞塞紧，然后放在阳光下。记录结果如下表所示：,(1)1、2、3号锥形瓶相比较，相同的非生物因素有_。 (2)2号和3号锥形瓶相比较，2号锥形瓶中的金鱼存活的时间较短，主要是说明_ 是生态系统成分中不可缺少的。,(3)_两个锥形瓶的实验结果相比较，说明生产者是生态系统成分中不可缺少的。 (4)3号锥形瓶的金鱼最后也死亡，其主要原因是_ _。,(二)请继续设计实验探究阳光(能量)对生态系统的影响。 方法步骤： 第一步：取同样形状同样体积的第4号锥形瓶，第4号锥形瓶的设计处理应该与_号锥形瓶作对照。 第二步：_。 第三步：观察记录瓶中金鱼生存的时间。 推测最可能的实验结果：_。,解析 (一)从题中信息可知1、2、3号锥形瓶相比较，相同的非生物因素有阳光、水、空气、温度。2号与3号瓶的差别是缺少河泥(内含微生物)，因此证明分解者是生态系统中不可缺少的成分。一个生态系统能长期维持下去的关键是生产者所制造的有机物大于或等于生态系统消耗的有机物，此生态瓶中，金鱼藻制造的有机物满足不了金鱼的消耗，最后导致金鱼死亡。(二)3号瓶有生态系统的各种成分，因此4号瓶除了进行遮光处理外，其他条件应该与3号瓶完全相同。由于4号瓶不能通过光合作用制造有机物，因此金鱼的生存时间应该比3号瓶时间短。,答案 (一)(1)阳光、水、空气、温度 (2)分解者 (3)1号和2号 (4)金鱼藻固定的太阳能不足以满足金鱼生存所需的能量 (二)第一步：3 第二步：对第4号锥形瓶作遮光处理 推测最可能的实验结果：第4号锥形瓶中金鱼生存的时间比第3号锥形瓶中金鱼生存的时间短,考向一 生态系统的结构(5年10考) 典例1 (2013安徽卷， 30)合理密养、立体养殖是提高池塘养殖经济效益的有效措施。 (1)某池塘中有水草、绿藻、草鱼、鳙鱼(主要摄食浮游动物)和鳜鱼(肉食性)，以及水溞、轮虫等浮游动物。请按主要捕食关系，绘出该池塘生态系统的食物网。 (2)轮虫和水溞的种间关系是_。,(3)研究池塘生态系统不同水层光合速率，对确定鱼的放养种类和密度有参考价值。从池塘不同深度采集水样，分别装入黑白瓶中(白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布包裹的玻璃瓶)并封闭。 然后将黑白瓶对应悬挂于原水样采集位置，同时测定各水层剩余水样溶氧量，作为初始溶氧量。24 h后，测定各黑白瓶中溶氧量。若测得某水层初始溶氧量为A mgL1，白瓶溶氧量为B mgL1，黑瓶溶氧量为C mgL1，则该水层总光合速率为_mgL1.d1。,若上午黑白瓶被悬挂于水深25cm处时，白瓶意外坠落至池塘底部，短时间内，该瓶内绿藻叶绿体重C3含量_。 (4)从群落结构的角度分析，立体养殖可以_。从能量流动的角度分析，合理密养可以_。,思路点拨 本题考查生物种间关系，光合作用速率的有关计算及判断、群落结构以及生态系统的能量流动。判断生物种间关系需画出食物网，判断捕食与竞争关系；群落的空间结构能够充分利用环境资源，提高能量利用率。,解析 浮游动物以浮游植物为食，食物链从生产者开始，顶级消费者结束。轮虫和水蚤的食物相同存在竞争关系。AC为呼吸量，BA为净光合作用，两者的和为总光合作用。水的深度越深光照越少，光反应产生的 H和ATP减少，C3积累。立体养殖从群落结构的角度考虑，充分利用栖息空间和食物条件等资源，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。合理密养可以帮助人们合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分。,答案 (1) (2)竞争关系 (3)BC 增加 (4) 充分利用栖息空间和食物条件等资源 提高能量利用率，使生产者所固定的能量更多地流向对人类最有益的部分,易错辨析 生态系统的空间结构包括垂直结构和水平结构，植物的垂直结构主要影响因素是光照强度，动物的垂直结构主要影响因素是栖息空间和食物条件；水平结构的主要影响因素是光照强度、地形、盐碱度、湿度等条件；形成空间结构有利于提高生物整体对自然资源的充分利用。,考向二 生态系统的能量流动过程及特点 (5年14考) 典例2 某弃耕地的主要食物链由植物田鼠鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究，结果如下表，单位是J/(hm2a)。,(1)能量从田鼠传递到鼬的效率的_。 (2)在研究能量流动时，可通过标志重捕法调查田鼠种群密度。在1 hm2范围内，第一次捕获并标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只。该种群密度是_只/hm2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果_。,(3)田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%5%用于_，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。 (4)鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见，信息能够_，维持生态系统的稳定。,思路点拨 本题考查能量传递效率、种群密度的计算、每个营养级能量的去向及信息传递的作用，信息传递的作用是学生容易忽视的弱点，主要是识记内容，学生较容易理解。 解析 (1)摄入量同化量粪便量，能量的传递效率该营养级同化能量/上一营养级同化能量100%，即能量从田鼠传递到鼬的效率是(2.25107)/(7.50108)100%3%。,(2)该种群密度是40301580(只/hm2)。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，会导致第二次捕获的标记的田鼠减少，从而使种群密度估算结果偏高。 (3)在每一营养级中，同化的能量绝大部分在呼吸中以热能的形式散失，只有一部分用于生物的生长、发育、繁殖等生命活动。 (4)生态系统中信息传递是双向的，能够调节种间关系，维持生态系统的相对稳定。 答案 (1)3% (2)80 偏高 (3)生长、发育、繁殖等生命活动 (4)调节生物的种间关系,易错辨析 (1)每个营养级能量的去向：a.自身呼吸作用消耗；b.被分解者分解利用；c.流入下一营养级；d.未被利用的能量。 (2)生态系统信息传递的作用：a.生命活动的正常进行，离不开信息的作用；b.生物种群的繁衍，也离不开信息的传递；c.信息还能调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定。,考向三 能量流动的计算及生态金字塔 (5年5考) 典例3 (2014山东卷， 27) 6月8日是世界海洋日。海洋是生物圈的重要组成部分，与人类的生存和发展息息相关。,(1)根据图甲分析，要获得最大持续捕捞量，捕捞后大黄鱼种群数量应处于_点。用标志重捕法调查大黄鱼种群密度时，若标记个体更易于被捕食，则种群密度的估计值_(填“偏高”“偏低”或“不变”)。 (2)海洋鱼类生活在不同的水层，这体现了生物群落的_结构。新建码头的桩柱表面很快被细菌附着，随后依次出现硅藻、藤壶、牡蛎等，该过程称为_。,(3)图乙表示某海域能量流动简图，A、B、C、D表示生态系统的组成成分。图中_和_(填字母)在碳循环过程中起着关键作用；能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为_。 (4)海洋会受到石油、工业废水、生活污水等污染。如果污染超过海洋生态系统的_，海洋生态系统就很难恢复到原来的状态。,思路点拨 种群的数量保持在K/2点时种群增长速率最大，资源再生能力强；垂直方向上的分层现象叫群落的垂直结构；桩柱表面没有土壤，为初生演替；,解析 本题考查了种群数量变化规律中有益动物的利用和种群密度的调查；以及群落的垂直结构和群落演替；生态系统的结构和功能以及生态系统的稳定性等知识；,(1)种群中有益动物的开发和利用，为了能获得最大持续捕捞量，应在种群数量大于K/2时进行捕获，并使捕获后种群的数量保持在K/2点，此时种群增长速率最大，资源再生能力强；用标志重捕法调查动物的种群密度时，根据公式：个体总数N初次捕获个体数M重捕个体总数n重捕中被标记的个体数m，可推出种群个体数NMnm, 由于标记个体更易于被捕食，所以分数中分子不变，分母减小，分数值增大，即种群数量偏大。,(2)群落中各种生物在垂直方向上具有明显的分层现象，叫群落的垂直结构；新建码头的桩柱表面很快被细菌附着，随后依次出现硅藻、藤壶、牡蛎等，是群落演替中的初生演替。 (3)从图中能量流动来看，固定太阳能的是生态系统的生产者，是能量流动的起点，整个生物部分最终都流向B，说明其是分解者，C、D消费者；连接生物部分与非生物的主要生物成分是：生产者和分解者；在食物链ADC中，传递效率为：1.5106/7.510620%。,(4)生态系统之所以能抵抗干扰保持原状，取决于自我调节能力或抗污染的自我净化能力，但其调节能力是有一定限度的，若超过该生态系统自我调节能力或抗污染的自我净化能力，就很难恢复到原来的状态。 答案 (1)b 偏高 (2)垂直 (群落的)演替(或初生演替) (3)A B(注：两空可颠倒) 20% (4)自我调节能力(或自净能力),易错辨析 (1)能量传递效率与能量利用效率不同。能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%20%。能量利用效率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。 (2)生态系统具有一定的自我调节能力。,考向四 生态系统组成成分及其功能实验 (5年6考) 典例4 (2013江苏，26)在江苏某地进行稻田养鱼的实验研究。6月5日在一定面积的实验小区插秧后放养300条小鲫鱼(杂食性)，稻田水深810 cm。对照小区不放鱼，其他条件相同。所有处理设置3次重复实验持续2个月，期间检测浮游植物生物量(干重)。请回答下列问题：,(1)每个处理设置3次重复，其主要目的是_。 (2)实验的第一个月期间，检测发现实验组浮游植物生物量显著高于对照组，原因分析如下：放养鱼对浮游植物的不利之处是鱼的取食作用；有利之处是鱼粪为浮游植物提供营养物质，以及鱼会大量捕食_从而减弱其对浮游植物的捕食作用。在此期间，有利因素占据优势。 (3)实验的第二个月期间，所有小区的浮游植物生物量均显著下降，主要原因是此时生长旺盛的水稻与浮游植物之间具有_关系。,(4)放养鱼增加了该生态系统中_的复杂性，从而增加了该生态系统中_的速率。 (5)除了上述因素之外，对该实验研究影响最大的不定因素是_(填序号)。 鸟 土壤质地 光照 水体肥力 稻田杂草,思路点拨 本题以稻田养鱼实验研究为背景，综合考查了高中生物实验设计的基本原则、生物群落的种间关系、生态系统的功能与结构等知识，具有一定的综合性，难度适中。 解析 (1)进行实验时设置重复实验的目的是为了排除偶然因素对实验结果造成的误差，提高实验结果的准确性。 (2)鱼类会捕食体型较小的浮游动物，减小这些浮游动物对浮游植物的捕食，使实验组浮游植物生物量显著高于对照组。,(3)生长旺盛的水稻和浮游植物会因水中的矿质营养、光照等因素而产生竞争关系。 (4)放养鱼类增加了生态系统的生物种类，增加了该生态系统中营养结构的复杂程度，鱼类作为消费者可以加快生态系统中物质转化和能量流动的速率。 (5)鸟类的存在会改变整个生态系统的食物链和食物网，进而影响生物的种间关系，故对该实验研究影响最大。 答案 (1)减少实验误差(增加实验的准确性) (2)浮游动物 (3)竞争 (4)营养结构(食物网或食物链) 物质转化和能量流动 (5),易错辨析 水稻与浮游植物处在同一生长环境中，为争夺营养物质和光照等而存在竞争关系；生态系统的物种数目越多，生态系统的丰富度越高，营养结构越复杂，从而使生态系统的物质转化效率和能量流动效率增加。,考情一 生态系统的结构 1生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量。下列关于生态系统成分的叙述，正确的是( ) A动物都属于消费者，其中食草动物属于第二营养级 B细菌都属于分解者，其异化作用类型主要是需氧型和厌氧型 C生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分 D一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分,解析 在生态系统中，不是所有动物都是消费者，如蜣螂、蚯蚓为分解者；多数细菌是分解者，但硝化细菌、铁细菌、硫细菌和光合细菌等是生产者；生产者能将无机物合成有机物，属于自养生物，是生态系统中最关键的成分；一种生物可能属于生态系统中的不同生物成分，如猪笼草在进行光合作用时是生产者，在捕食虫子时为消费者。 答案 C,2(2015东北师大附中质检)某同学绘制的生态系统概念图如下图所示，下列叙述不正确的是( ) A表示生态系统的组成成分 B越复杂，生态系统的抵抗力稳定性越强 C中可能有微生物 D该图漏写了生态系统的某项功能,解析 题图中代表生态系统的结构，代表生态系统的成分，代表生态系统的营养结构(食物链、食物网)，代表生产者；生态系统的营养结构越复杂其抵抗力稳定性越强；某些自养的微生物(如硝化细菌)也可作为生态系统中的生产者；生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递，该图漏掉了信息传递。 答案 A,考情二 生态系统的能量流动过程及特点 3(2012海南高考)下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，乙是消费者 B该生态系统是一个开放的系统 C能量通过光合作用固定并进入系统，可以以热能形式输出 D甲、乙和分解者所贮存的能量之和是输入该生态系统的总能量,解析 甲能固定太阳能，是生产者。乙以甲为食，是消费者。该生态系统的能量输出到其他生态系统中，故该生态系统是一个开放的系统。太阳能必须经过生产者的光合作用(化能合成作用)转化成化学能才能进入生态系统并开始流动。生态系统中的能量可以以电能、热能、化学能的形式输出。生产者所固定的太阳能是流经生态系统的总能量。 答案 D,4某同学绘制了下图所示的能量流动图解，相关叙述正确的是( ) A生产者固定的总能量可表示为(A1B1C1A2 B2C2D2) B由生产者到初级消费者的能量传递效率为D2/W1 C初级消费者摄入的能量为(A2B2C2) DW1D1D2,解析 由图可知，W1为生产者固定的太阳能，W1A1B1C1D1；D1为初级消费者同化的能量，D1A2B2C2D2；由于呼吸作用消耗部分能量，所以W1D1D2。 答案 A,考情三 能量流动的计算及生态金字塔 5在下图食物网中，a表示动物性食物所占比例，若鸟要使体重增加x，至少需要生产者的量为y，那么x与y的关系可表示为( ) Ay90xa10x By20xa5x Cy20xa5x Dy100xa10x,解析 根据能量流动效率为10%20%，如果能量流动效率为20%，则y为：xa20%20%x(1a)20%20xa5x；如果能量流动效率为10%，则y为xa10%10%x(1a)10%90xa10x；所以20xa5xy90xa10x。 答案 C,6(2014海南卷，17)用个营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中，第一营养级生物为栎树，第二营养级生物为昆虫，第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。该栎林数量金字塔的示意图是( ),解析 在数量金字塔中昆虫的数量远远大于栎树的数量，第三营养级生物数量小于昆虫的数量，第四营养级生物的数量小于第三营养级生物的数量，故选B。 答案 B,考情四 生态系统组成成分及其功能实验 7(2014大纲卷， 33)现有A、B两个密闭透明的生态瓶，其生物组成和光照条件见下表。一段时间后，发现A瓶的生态系统较B瓶的稳定。,注：“”表示有，“”表示无。 请回答： (1)A瓶中微生物、浮游藻类、水草和浮游动物共同组成了一个_，浮游藻类和水草的种间关系为_。 (2)一段时间后，B瓶中浮游藻类的种群密度_，原因是_；浮游动物的种群密度_，原因是_。 (3)生态系统中分解者的作用是 _。,解析 (1)一定区域中全部生物的总和构成生物群落，因此A瓶中的微生物、浮游藻类、水草和浮游动物共同组成了一个生物群落；浮游藻类和水草都为生产者，会争夺光照、生态瓶中的无机盐等，因此两者为竞争关系。 (2)B瓶缺乏光照，藻类不能进行光合作用，因此一段时间后浮游藻类的种群密度将降低；藻类因不能进行光合作用不但使其数量减少，也会导致瓶内O2含量减少，而浮游动物以植物为食，因此浮游动物会因食物和氧气不足导致其种群密度降低。 (3)在生态系统中，分解者能将动植物遗体残骸中的有机物最终分解成无机物，重新供生产者利用。,答案 (1)生物群落 竞争 (2)降低 没有光照，藻类无法进行光合作用 降低 氧气与食物不足 (3)将动植物遗体残骸中的有机物最终分解成无机物,
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