《高考生物一輪復習 第9單元 第29講 生態(tài)系統(tǒng)的結構和能量流動課件 (2).ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考生物一輪復習 第9單元 第29講 生態(tài)系統(tǒng)的結構和能量流動課件 (2).ppt（138頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第九單元 生物與環(huán)境,第二十九講 生態(tài)系統(tǒng)的結構和 能量流動,,1．生態(tài)系統(tǒng)由生物群落與它的無機環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一的整體，它包括四個基本成分：生產者、消費者、分解者和非生物的物質和能量。 2．生產者都是自養(yǎng)生物，主要是綠色植物。生產者通過光合作用或化能合成作用，把光能或化學能固定在它們制造的有機物中，被生物所利用，因此生產者是生態(tài)系統(tǒng)的基石。 3．生態(tài)系統(tǒng)中各組成成分之間的緊密聯(lián)系，才使生態(tài)系統(tǒng)成為一個統(tǒng)一的整體，具有一定的結構和功能。,4．食物網的復雜程度主要取決于有食物聯(lián)系的生物種類，而并非取決于生物數(shù)量。 5．食物鏈和食物網是生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構，是生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質循環(huán)的渠道。 6．生態(tài)系統(tǒng)的能量來自于生產者固定的太陽能，經食物鏈和食物網的傳遞，最終以熱能形式散失。,7．輸入第一營養(yǎng)級能量的四個去向：一部分呼吸消耗以熱能形式散失；一部分用于生產者自身生長、發(fā)育繁殖儲存于有機物中；一部分隨殘枝敗葉被分解者分解；另一部分則被初級消費者攝入體內流入第二營養(yǎng)級。 8．生態(tài)系統(tǒng)能量流動具有兩個明顯特點，即：能量流動是單向的；能量在流動過程中逐級遞減，有效傳遞效率只有10%～20%。,[基礎回扣] 一、生態(tài)系統(tǒng)的范圍 (1)概念：由 與它的 相互作用而形成的統(tǒng)一整體。 (2)范圍：有大有小，地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)是生物圈。 (3)結構： 和營養(yǎng)結構( )。 (4)功能：物質循環(huán)、能量流動、信息傳遞。,生物群落,無機環(huán)境,組成成分,食物鏈和食物網,二、生態(tài)系統(tǒng)的組成成分 (1)無機環(huán)境：即非生物的 (陽光、熱能、水、空氣、無機鹽等) (2)生物群落：生產者、消費者、分解者。,物質和能量,自養(yǎng),基石,活躍,[解惑] 生產者都是自養(yǎng)生物，自養(yǎng)生物也都是生產者。細菌不一定都是分解者，如硝化細菌就是生產者。,三、食物鏈和食物網 1．食物鏈 (1)概念：生態(tài)系統(tǒng)中各生物之間由于食物關系形成的一種聯(lián)系。 (2)特點： 為第一營養(yǎng)級，消費者所處營養(yǎng)級不固定，一般不會超過 個營養(yǎng)級。 (3)營養(yǎng)級：食物鏈中的環(huán)節(jié)。,生產者,5,2．食物網 (1)概念：在一個生態(tài)系統(tǒng)中，許多食物鏈彼此相互交錯連接成的復雜 。 (2)形成原因：生態(tài)系統(tǒng)中，一種綠色植物可能是多種植食性動物的食物，而一種植食性動物既可能吃多種植物，也可能被多種肉食性動物所食。 (3)功能：是生態(tài)系統(tǒng) 和 的渠道。 (4)特點：同一種消費者在不同的食物鏈中，可以占據(jù)不同的營養(yǎng)級。,營養(yǎng)結構,物質循環(huán),能量流動,3．食物鏈與生態(tài)系統(tǒng)的成分,,固定的太陽能總量,食物鏈和食物網,化學能,化學能,熱能,2．過程 [解惑] 攝入量＝同化量＋糞便量；在各營養(yǎng)級中，能量的三個去路：通過呼吸作用以 的形式散失；被下一個營養(yǎng)級生物利用；被 者利用。,,熱能,分解,五、能量流動的特點及意義 1．能量傳遞效率：是指相鄰兩個營養(yǎng)級之間 的比值。 2．能量流動的特點： 、 。 3．研究意義 (1)幫助人們科學規(guī)劃、設計 ，使能量得到________的利用。 (2)幫助人們合理地調整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關系，使能量持續(xù)高效地流向 的部分。 [解惑] 相鄰兩營養(yǎng)級之間能量傳遞效率只有10%～20%，因此食物鏈中營養(yǎng)級一般不超過4～5個。,同化量,單向流動,逐級遞減,人工生態(tài)系統(tǒng),最有效,對人類最有益,[優(yōu)化落實] 考查一 生態(tài)系統(tǒng)的組成成分 1．[判一判] (1)生產者都是自養(yǎng)生物，但主要類群是綠色植物( ) (2)消費者都是動物，都營異養(yǎng)生活( ) (3)細菌都是分解者，但分解者并不都是細菌( ) (4)生產者是生態(tài)系統(tǒng)的基石，消費者和分解者是生態(tài)系統(tǒng)的必備成分( ) 提示 生產者通過光合作用，把太陽能固定在制造的有機物中，從而被其他生物利用。實現(xiàn)無機物和有機物相互轉化的是生產者和分解者，它們是生態(tài)系統(tǒng)的必備成分。,√,×,×,×,(5)生產者、分解者是聯(lián)系非生物的物質和能量與生物群落的橋梁，其中生產者處于主導地位( ) (6)在一條食物鏈中，生產者為第一營養(yǎng)級，消費者所處營養(yǎng)級不固定( ) (7)一個完整生態(tài)系統(tǒng)的結構應包括生物群落及其無機環(huán)境( ) 提示 生態(tài)系統(tǒng)的結構包括生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和營養(yǎng)結構(食物鏈和食物網)兩個方面。,√,√,×,(8)我國南方熱帶雨林中分解者的代謝活動比北方森林中的弱( ) 提示 熱帶雨林與北方森林相比氣溫較高，分解者的代謝活動相對旺盛。 (9)在生態(tài)系統(tǒng)中，連接生物和無機環(huán)境的兩個重要組成成分是生產者和分解者( ) 提示 生產者把太陽能轉化為化學能，把無機物轉化為有機物，不僅供給自身的生長發(fā)育，也為其他生物提供物質和能量，在生態(tài)系統(tǒng)中居于最重要地位。分解者能把動植物殘體中復雜的有機物分解成簡單的無機物，釋放到環(huán)境中，供生產者再一次利用。,×,√,(10)在生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構中，食物網可使每種生物都限定在一條食物鏈的固定位置上( ) 提示 某些生物可在不同食物鏈中占據(jù)不同的營養(yǎng)級。 (11)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中營養(yǎng)級越高的生物，其體型必然越大( ) 提示 在食物鏈的各營養(yǎng)級中，一般情況下，往往隨營養(yǎng)級升高，個體體型相對較大，但并不是絕對的，如樹木和昆蟲的關系。,×,×,(12)食物鏈和食物網是生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質循環(huán)的主渠道，是生態(tài)系統(tǒng)維持相對穩(wěn)定的重要條件( ) 提示 食物鏈和食物網是生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構，生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動就是沿著這種渠道進行的。一般認為，食物網越復雜，生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾的能力就越強。,√,考查二 能量流動的過程 2．[判一判] (1)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動指能量的輸入和散失過程( ) 提示 生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。 (2)散失的熱能可以被生產者固定再次進入生態(tài)系統(tǒng)( ) (3)在生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的渠道由生產者、消費者和分解者組成( ) 提示 食物鏈和食物網是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的渠道，食物鏈、食物網由生產者、消費者組成。,×,×,×,考查三 能量流動的特點及意義 3．[判一判] (1)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動是單向的，且是逐級遞減的( ) (2)相鄰兩個營養(yǎng)級的能量傳遞效率不會小于10%，也不會大于20%( ) (3)能量金字塔可以出現(xiàn)倒置現(xiàn)象( ) (4)多吃肉食比多吃素食消耗的糧食總量更多( ) (5)流經第二營養(yǎng)級的總能量指次級消費者攝入到體內的能量( ),√,×,×,√,×,(6)流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量是照射在生產者上的太陽能( ) (7)沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用( ) 提示 沼渣、沼液作為肥料還田，能夠為生產者提供礦質元素，而能量是以有機物形式存在的，因此沼渣、沼液不能為生產者提供能量，即能量是不能循環(huán)利用的。 (8)生態(tài)系統(tǒng)中生產者得到的能量必然大于消費者得到的( ) 提示 由于能量流動逐級遞減，所以生產者所得到的能量一定大于消費者所得到的。,×,×,√,(9)研究能量流動，可合理設計人工生態(tài)系統(tǒng)，高效利用能量( ) (10)研究能量流動，可調整能量流動關系，使生產者固定的能量全部流向人類( ),√,×,考點一 生態(tài)系統(tǒng)的結構 [關鍵點擊] 1．生態(tài)系統(tǒng)的結構：包括生態(tài)系統(tǒng)的成分和營養(yǎng)結構，營養(yǎng)結構包括食物鏈和食物網。 (1)生態(tài)系統(tǒng)的成分,,(2)生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構 ①模型圖示： ②相關說明： a．非生物的物質和能量不參與食物鏈的組成；食物鏈一般不超過5個營養(yǎng)級。 b．由于第一營養(yǎng)級一定是生產者，因此一種動物在某一食物鏈中的營養(yǎng)級＝消費者級別＋1，如兔是初級消費者，第二營養(yǎng)級。一種生物不是固定于一種食物鏈上。,③處于最高營養(yǎng)級的種群有多種食物來源時，若其中一條食物鏈中斷，則該種群可通過多食其他食物而維持其數(shù)量基本不變。 在食物網中，當某種生物因外來因素而大量增加時，一般除導致上一營養(yǎng)級生物減少，下一營養(yǎng)級生物增加外，還會導致與其有競爭關系的生物數(shù)量減少。,(4)同時占有多個營養(yǎng)級的種群數(shù)量變化的連鎖反應 食物鏈中某一種群的數(shù)量變化，導致另一種群的營養(yǎng)級連鎖性發(fā)生變化，因為能量在食物鏈(網)中流動時只有10%～20%流到下一個營養(yǎng)級，且能量流動的環(huán)節(jié)越多損耗越多，所以該類連鎖變化的規(guī)律是：當a種群的數(shù)量變化導致b種群的營養(yǎng)級降低時，則b種群的數(shù)量將增加；若導致b種群的營養(yǎng)級升高時，則b種群的數(shù)量將減少。,3．生態(tài)系統(tǒng)各成分的相互關系 在自然生態(tài)系統(tǒng)中，生產者、消費者和分解者都是緊密聯(lián)系，缺一不可的。,4．生態(tài)系統(tǒng)的功能 生態(tài)系統(tǒng)各種組成成分之間通過能量流動、物質循環(huán)和信息傳遞而聯(lián)系在一起，是一個具有自我調節(jié)能力的統(tǒng)一整體。,(3)依據(jù)表格數(shù)據(jù)(能量值)直接構建食物鏈(網)：,(4)依據(jù)表格數(shù)據(jù)(重金屬、DDT等濃度)間接構建食物鏈(網)：,(5)根據(jù)提供的捕食方面的信息構建食物鏈(網)： ①信息：古樹上有紅蜘蛛、蚜蟲、草蛉、七星瓢蟲、麻雀、花喜鵲6種動物，它們之間的關系是：草蛉、七星瓢蟲捕食紅蜘蛛、蚜蟲；紅蜘蛛、蚜蟲以植物的各器官為食物；麻雀、花喜鵲以紅蜘蛛、蚜蟲、草蛉為食。 ②食物鏈：依據(jù)捕食關系由低營養(yǎng)級→高營養(yǎng)級或由高營養(yǎng)級→低營養(yǎng)級直接繪圖。,③食物網：,[易錯清零] 易錯點1 綠色植物≠生產者：藍藻是原核生物，能進行光合作用，屬于生產者；而菟絲子營寄生生活，屬于消費者。 易錯點2 動物≠消費者：禿鷲、蚯蚓、原生動物等以動植物殘體為食的腐生動物屬于分解者。 易錯點3 細菌≠分解者：硝化細菌和光合細菌是自養(yǎng)型，屬于生產者；寄生細菌屬于消費者。 易錯點4 食物鏈中各營養(yǎng)級生物之間是相互制約的，使它們的數(shù)量始終處于一種動態(tài)變化中。這種制約可能來自于種間，也可能來自于種內。,易錯點5 食物網的復雜程度主要取決于有食物聯(lián)系的生物種類，而并非取決于生物數(shù)量。 易錯點6 食物鏈中的捕食關系是長期自然選擇形成的，不會倒轉，因此箭頭一定是由上一營養(yǎng)級指向下一營養(yǎng)級(如：兔→狐)。 易錯點7 高中生物中的食物鏈，實際上是指捕食食物鏈，它是由生產者和消費者通過捕食關系形成的，不包括分解者和通過寄生關系形成的寄生食物鏈等。,[演練提升] 1．(2015·南通模擬)下列有關生態(tài)系統(tǒng)組成成分的敘述，正確的是( ) A．太陽光來源于地球以外，不屬于生態(tài)系統(tǒng)的成分 B．硝化細菌是自養(yǎng)生物，在生態(tài)系統(tǒng)中屬于生產者 C．病毒是異養(yǎng)生物，在生態(tài)系統(tǒng)中屬于分解者 D．蚯蚓是需氧生物，在生態(tài)系統(tǒng)中屬于消費者,解析 生態(tài)系統(tǒng)的組成成分包括非生物的物質和能量、生產者、消費者和分解者。非生物的物質和能量包括陽光、無機鹽、水等，生產者主要指進行光合作用的綠色植物，另外還有進行化能合成作用的硝化細菌等。病毒營寄生生活，寄生在生物的活細胞內，屬于消費者。蚯蚓以腐爛的物質為食物，營腐生生活，屬于分解者。 答案 B,2．(2015·南京模擬)農田生態(tài)系統(tǒng)中，假設有兩條主要的食物鏈，如圖。如果有人大量捕捉蛙，短期內對該生態(tài)系統(tǒng)造成的影響是( ) A．有利于生態(tài)系統(tǒng)的平衡 B．水稻蟲害嚴重 C．蛇的數(shù)量迅速增加 D．鼠的數(shù)量迅速增加,解析 若大量捕捉蛙，則害蟲的天敵減少，害蟲數(shù)量增加。蛙減少，蛇對鼠的捕食量會增加，鼠的數(shù)量減少，蛇的數(shù)量基本不變。 答案 B,3．下圖1為生態(tài)系統(tǒng)的組成成分之間的關系，圖2為某生態(tài)系統(tǒng)的食物網情況，請據(jù)圖回答：,據(jù)圖1回答： (1)從營養(yǎng)功能的角度來填寫成分：B.________、C.________。 (2)B主要是指__________________________________。 (3)________和________是聯(lián)系生物群落和無機環(huán)境的兩大“橋梁”(填字母)。 (4)最主要成分和最活躍成分分別是________、________(填字母)。,據(jù)圖2回答： (5)該生態(tài)系統(tǒng)共有________條食物鏈。 (6)鷹占有________個營養(yǎng)級，請寫出鷹作為最高營養(yǎng)級的一條食物鏈________________________________________。 (7)蛇和鷹的關系是________________________________。,(8)要使該生態(tài)系統(tǒng)完整，還需要增加的成分是________________________________________________。 (9)若蛇絕種，鷹的數(shù)量可能________，原因是____________________________________________________。 (10)若植食性昆蟲減少，在短期內哪種生物數(shù)量將銳減？________，理由是____________________________。,解析 無機環(huán)境和生產者之間的物質聯(lián)系是雙向的，因此圖1中A是消費者，B是分解者，C是非生物的物質和能量，D是生產者；分解者主要是指營腐生生活的細菌和真菌；生產者和分解者是聯(lián)系生物群落和無機環(huán)境的兩大“橋梁”，是生態(tài)系統(tǒng)必不可少的組成成分；生產者是生態(tài)系統(tǒng)的最主要成分，數(shù)量眾多的消費者在生態(tài)系統(tǒng)中起加快能量流動和物質循環(huán)的作用，是生態(tài)系統(tǒng)最活躍的成分。食物鏈以生產者為起點，以不能再被其他生物捕食的生物為終點，,圖2中的植物是各條食物鏈的起點，共有8條食物鏈；在不同食物鏈中鷹占有4個營養(yǎng)級，其中鷹占最高營養(yǎng)級的食物鏈是最長的食物鏈；蛇和鷹存在捕食關系，又都以食蟲鳥為食時，故二者還存在競爭關系；該食物網中只包括生產者和消費者，一個完整的生態(tài)系統(tǒng)還應有分解者、非生物的物質和能量；若蛇絕種，鷹會以老鼠、食蟲鳥為食，食物鏈縮短，鷹獲得的能量增多，數(shù)量增加；若植食性昆蟲減少，在短期內食蟲昆蟲會銳減，因為其食物單一且有許多天敵。,答案 (1)分解者 非生物的物質和能量 (2)營腐生生活的細菌和真菌 (3)D B (4)D A (5)8 (6)4 植物→植食性昆蟲→食蟲昆蟲→蛙→蛇→鷹 (7)捕食和競爭 (8)分解者、非生物的物質和能量 (9)增多 食物鏈變短，鷹獲得的能量增多 (10)食蟲昆蟲 其食物單一且有許多天敵,營養(yǎng)結構的確定方法 (1)根據(jù)能量傳遞逐級遞減的特點，能量含量越高，營養(yǎng)級級別越低。 (2)根據(jù)能量傳遞效率10%～20%，可確定相鄰兩個營養(yǎng)級能量差別在5倍左右，若能量相差不多，則應列為同一營養(yǎng)級，如據(jù)圖1四種生物同化的有機物的量的比例，可確定其營養(yǎng)結構如圖2所示。,【解題技巧】,,考點二 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程及特點 [關鍵點擊] 1．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程，可以概括為下圖：,,[易錯清零] 易錯點1 光能射入量＝生產者固定量＋反射量。 易錯點2 生產者同化量＝流經生態(tài)系統(tǒng)總能量≠各營養(yǎng)級同化量總和。 易錯點3 動物同化的能量不等于攝入的能量：動物同化的能量＝攝入量－糞便有機物中的能量，即攝入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利用大象的糞便獲得能量，就不能說蜣螂獲得了大象的能量。 易錯點4 糞便量屬于上一營養(yǎng)級的同化量。消費者產生的糞便不屬于該營養(yǎng)級同化的能量，它實際上與上一營養(yǎng)級的遺體、殘骸一樣，屬于上一營養(yǎng)級的未被利用的部分。,[演練提升] 4．下列有關生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的敘述，正確的是( ) A．兔子吃了1 kg的草，則這1 kg草中的能量就流入了兔子體內 B．一只狼捕食了一只兔子，則這只兔子中約有10%～20%的能量流入狼的體內 C．生產者通過光合作用合成有機物，能量就從無機環(huán)境流入生物群落 D．生態(tài)系統(tǒng)的能量是伴隨著物質循環(huán)而被循環(huán)利用的,解析 兔子吃的草中的能量一部分被兔子同化，一部分殘留在糞便中；能量傳遞效率中的10%～20%指的是營養(yǎng)級與營養(yǎng)級之間的傳遞效率，并非個體與個體之間的；生產者通過光合作用合成有機物來固定太陽能，而太陽能來自無機環(huán)境；生態(tài)系統(tǒng)中的能量是單向流動的。 答案 C,5．(2015·玉溪模擬)下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的能量錐體圖，P為生產者，Q1為初級消費者，Q2為次級消費者。對圖中的各營養(yǎng)級所含有的能量進行分類剖析，其中分析正確的是( ) (注：圖中a、a1、a2表示上一年留下來的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量),,A．a＋b＋c＋d＋e為本年度流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量 B．c1表示次級消費者中被三級消費者同化的能量 C．初級消費者產生的糞便中所含的能量包含在b或d中 D．c和e之一可代表生產者傳遞給分解者的能量,解析 結合圖形分析知，b＋c＋d＋e為本年度植物光合作用利用的太陽能(固定的能量)，即流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量，A錯誤； c1代表初級消費者流入次級消費者的能量，即被次級消費者同化的能量，B錯誤；初級消費者產生的糞便中所含的能量屬于生產者同化的能量，應包含在b或d中，C正確； b和d可代表生產者傳遞給分解者的能量和未被利用的能量，D錯誤。 答案 C,,【解題技巧】,②定量定時：流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在一定時間內的去路可有四條：a.自身呼吸消耗；b.流入下一營養(yǎng)級；c.被分解者分解利用；d.未被自身呼吸消耗，也未被下一營養(yǎng)級和分解者利用，即“未利用”。如果是以年為單位研究，這部分的能量將保留到下一年。,(3)在食物網中，某一營養(yǎng)級同時從上一營養(yǎng)級的多種生物按一定比例獲取能量，則按照單獨的食物鏈進行計算后再合并。,,,,,[易錯清零] 易錯點1 能量金字塔在任何食物鏈中均為正金字塔型。 易錯點2 數(shù)量金字塔一般為正金字塔型，但也有例外，如樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥的個體數(shù)比例為倒金字塔型。 易錯點3 生物量金字塔也有特殊形狀，如海洋生態(tài)系統(tǒng)中，生產者浮游植物個體小，壽命短，又會不斷被浮游動物吃掉，因而某一時間調查到的浮游植物生物量可能要低于其捕食者浮游動物的生物量。但這并不是說流過生產者這一環(huán)節(jié)的能量比流過浮游動物的要少。,[演練提升] 6．(2015·陜西模擬)如圖為某一生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養(yǎng)級，E1、E2代表能量的形成。下列敘述正確的是( ),,A．Ⅰ和Ⅳ是實現(xiàn)物質循環(huán)的關鍵生態(tài)成分 B．該圖所示的食物網只有1條食物鏈：Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ C．E1表示主要通過光合作用所攝入的能量 D．能量可在食物鏈中循環(huán)利用 解析 圖中Ⅰ代表生產者，Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ都代表消費者，實現(xiàn)物質循環(huán)的關鍵生態(tài)成分是生產者和分解者，A錯誤；每一營養(yǎng)級的生物種類很多，各種生物之間會形成錯綜復雜的食物網，B錯誤；生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是單向的，進入生物群落的是太陽能，釋放出來的是熱能，能量不能循環(huán)利用，D錯誤。 答案 C,7．(2015·濟南模擬)下圖是某草原生態(tài)系統(tǒng)中部分營養(yǎng)結構。請據(jù)圖回答： (1)若草固定的總能量為6.8×109kJ，食草昆蟲和鼠同化的總能量是1.3×108kJ，則人最多能獲得能量________kJ。 (2)若蛇取食鼠的比例由1/4調整到3/4，從理論上分析，改變取食比例后蛇體重增加1 kg，人能比原來多增重________kg(能量傳遞效率按20%計算)。,,解析 (1)求最多時按20%計算。草固定的太陽能最多有6.8×109kJ×20%傳遞到初級消費者，故羊最多可獲得(6.8×109×20%－1.3×108)kJ，最多傳遞到人(6.8×109×20%－1.3×108)kJ×20%＝2.46×108kJ。 (2)蛇取食鼠的比例調整之前，蛇體重增加1 kg需要消耗草1/4÷20%÷20%＋3/4÷20%÷20%÷20%＝100(kg)，調整比例之后蛇體重增加1 kg需要消耗草3/4÷20%÷20%＋1/4÷20%÷20% ÷20%＝50(kg)，即可節(jié)省草100－50＝50(kg)，傳遞到人使人增重50×20%×20%＝2(kg)。 答案 (1)2.46×108 (2)2,,【解題技巧】,,實驗二十五 生態(tài)系統(tǒng)組成成分及其功能實驗 [關鍵點擊] 1．實驗原理 任何一個生態(tài)系統(tǒng)，不論其范圍大小，均包含四類成分——非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者，它們是緊密聯(lián)系，缺一不可的，這可通過相關實驗予以探究。,2．實驗方法 設置以生態(tài)系統(tǒng)成分為單一變量的對照實驗。 (1)對照組：包含四類成分的完整生態(tài)系統(tǒng)。 (2)實驗組：分別設置缺乏四類成分中某種成分的實驗組。 3．實驗結果 與實驗組相比，對照組成分最齊全，生態(tài)系統(tǒng)功能最完善、最穩(wěn)定，其中的消費者存活時間最長。 4．實驗結論 生態(tài)系統(tǒng)各種成分各具獨特功能，在生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺。,[演練提升] 8．生態(tài)系統(tǒng)的成分包括非生物的物質和能量、生產者、消費者和分解者四部分，其中非生物的物質和能量、生產者和分解者在一個生態(tài)系統(tǒng)中占有非常重要的地位，為驗證其重要性和不可缺少性，某生物課外活動小組在老師的指導下，進行了如下實驗設計。,(一)實驗過程如下圖所示： 取同樣形狀、同樣體積的錐形瓶三個，分別標記為1、2、3號，均加等量的水，3號加少許河泥，再在1、2、3中加入同樣一尾的金魚，2、3中加入等量的金魚藻，均用橡膠塞塞緊，然后放在陽光下。記錄結果如下表所示：,,(1)1、2、3號錐形瓶相比較，相同的非生物因素有________________________________________________________________________。 (2)2號和3號錐形瓶相比較，2號錐形瓶中的金魚存活的時間較短，主要是說明_________________________________ 是生態(tài)系統(tǒng)成分中不可缺少的。,(3)________兩個錐形瓶的實驗結果相比較，說明生產者是生態(tài)系統(tǒng)成分中不可缺少的。 (4)3號錐形瓶的金魚最后也死亡，其主要原因是_________ ____________________________________________________________。,(二)請繼續(xù)設計實驗探究陽光(能量)對生態(tài)系統(tǒng)的影響。 方法步驟： 第一步：取同樣形狀同樣體積的第4號錐形瓶，第4號錐形瓶的設計處理應該與________號錐形瓶作對照。 第二步：_________________________________。 第三步：觀察記錄瓶中金魚生存的時間。 推測最可能的實驗結果：______________________。,解析 (一)從題中信息可知1、2、3號錐形瓶相比較，相同的非生物因素有陽光、水、空氣、溫度。2號與3號瓶的差別是缺少河泥(內含微生物)，因此證明分解者是生態(tài)系統(tǒng)中不可缺少的成分。一個生態(tài)系統(tǒng)能長期維持下去的關鍵是生產者所制造的有機物大于或等于生態(tài)系統(tǒng)消耗的有機物，此生態(tài)瓶中，金魚藻制造的有機物滿足不了金魚的消耗，最后導致金魚死亡。(二)3號瓶有生態(tài)系統(tǒng)的各種成分，因此4號瓶除了進行遮光處理外，其他條件應該與3號瓶完全相同。由于4號瓶不能通過光合作用制造有機物，因此金魚的生存時間應該比3號瓶時間短。,答案 (一)(1)陽光、水、空氣、溫度 (2)分解者 (3)1號和2號 (4)金魚藻固定的太陽能不足以滿足金魚生存所需的能量 (二)第一步：3 第二步：對第4號錐形瓶作遮光處理 推測最可能的實驗結果：第4號錐形瓶中金魚生存的時間比第3號錐形瓶中金魚生存的時間短,考向一 生態(tài)系統(tǒng)的結構(5年10考) 典例1 (2013·安徽卷， 30)合理密養(yǎng)、立體養(yǎng)殖是提高池塘養(yǎng)殖經濟效益的有效措施。 (1)某池塘中有水草、綠藻、草魚、鳙魚(主要攝食浮游動物)和鱖魚(肉食性)，以及水溞、輪蟲等浮游動物。請按主要捕食關系，繪出該池塘生態(tài)系統(tǒng)的食物網。 (2)輪蟲和水溞的種間關系是________。,(3)研究池塘生態(tài)系統(tǒng)不同水層光合速率，對確定魚的放養(yǎng)種類和密度有參考價值。從池塘不同深度采集水樣，分別裝入黑白瓶中(白瓶為透明玻璃瓶，黑瓶為黑布包裹的玻璃瓶)并封閉。 然后將黑白瓶對應懸掛于原水樣采集位置，同時測定各水層剩余水樣溶氧量，作為初始溶氧量。24 h后，測定各黑白瓶中溶氧量。若測得某水層初始溶氧量為A mg·L－1，白瓶溶氧量為B mg·L－1，黑瓶溶氧量為C mg·L－1，則該水層總光合速率為________mg·L－1.d－1。,若上午黑白瓶被懸掛于水深25cm處時，白瓶意外墜落至池塘底部，短時間內，該瓶內綠藻葉綠體重C3含量________。 (4)從群落結構的角度分析，立體養(yǎng)殖可以________。從能量流動的角度分析，合理密養(yǎng)可以________。,思路點撥 本題考查生物種間關系，光合作用速率的有關計算及判斷、群落結構以及生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。判斷生物種間關系需畫出食物網，判斷捕食與競爭關系；群落的空間結構能夠充分利用環(huán)境資源，提高能量利用率。,解析 浮游動物以浮游植物為食，食物鏈從生產者開始，頂級消費者結束。輪蟲和水蚤的食物相同存在競爭關系。A－C為呼吸量，B－A為凈光合作用，兩者的和為總光合作用。水的深度越深光照越少，光反應產生的 [H]和ATP減少，C3積累。立體養(yǎng)殖從群落結構的角度考慮，充分利用棲息空間和食物條件等資源，幫助人們科學規(guī)劃、設計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。合理密養(yǎng)可以幫助人們合理調整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關系，使能量持續(xù)高效的流向對人類最有益的部分。,答案 (1) (2)競爭關系 (3)B－C 增加 (4) 充分利用棲息空間和食物條件等資源 提高能量利用率，使生產者所固定的能量更多地流向對人類最有益的部分,,易錯辨析 生態(tài)系統(tǒng)的空間結構包括垂直結構和水平結構，植物的垂直結構主要影響因素是光照強度，動物的垂直結構主要影響因素是棲息空間和食物條件；水平結構的主要影響因素是光照強度、地形、鹽堿度、濕度等條件；形成空間結構有利于提高生物整體對自然資源的充分利用。,考向二 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程及特點 (5年14考) 典例2 某棄耕地的主要食物鏈由植物→田鼠→鼬構成。生態(tài)學家對此食物鏈能量流動進行了研究，結果如下表，單位是J/(hm2·a)。,(1)能量從田鼠傳遞到鼬的效率的________。 (2)在研究能量流動時，可通過標志重捕法調查田鼠種群密度。在1 hm2范圍內，第一次捕獲并標記40只田鼠，第二次捕獲30只，其中有標記的15只。該種群密度是________只/hm2。若標記的田鼠有部分被鼬捕食，則會導致種群密度估算結果________。,(3)田鼠和鼬都是恒溫動物，同化的能量中只有3%～5%用于__________________，其余在呼吸作用中以熱能的形式散失。 (4)鼬能夠依據(jù)田鼠留下的氣味去獵捕后者，田鼠同樣也能夠依據(jù)鼬的氣味或行為躲避獵捕。可見，信息能夠________________________，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。,思路點撥 本題考查能量傳遞效率、種群密度的計算、每個營養(yǎng)級能量的去向及信息傳遞的作用，信息傳遞的作用是學生容易忽視的弱點，主要是識記內容，學生較容易理解。 解析 (1)攝入量＝同化量＋糞便量，能量的傳遞效率＝該營養(yǎng)級同化能量/上一營養(yǎng)級同化能量×100%，即能量從田鼠傳遞到鼬的效率是(2.25×107)/(7.50×108)×100%＝3%。,(2)該種群密度是40×30÷15＝80(只/hm2)。若標記的田鼠有部分被鼬捕食，會導致第二次捕獲的標記的田鼠減少，從而使種群密度估算結果偏高。 (3)在每一營養(yǎng)級中，同化的能量絕大部分在呼吸中以熱能的形式散失，只有一部分用于生物的生長、發(fā)育、繁殖等生命活動。 (4)生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞是雙向的，能夠調節(jié)種間關系，維持生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定。 答案 (1)3% (2)80 偏高 (3)生長、發(fā)育、繁殖等生命活動 (4)調節(jié)生物的種間關系,易錯辨析 (1)每個營養(yǎng)級能量的去向：a.自身呼吸作用消耗；b.被分解者分解利用；c.流入下一營養(yǎng)級；d.未被利用的能量。 (2)生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞的作用：a.生命活動的正常進行，離不開信息的作用；b.生物種群的繁衍，也離不開信息的傳遞；c.信息還能調節(jié)生物種間關系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。,考向三 能量流動的計算及生態(tài)金字塔 (5年5考) 典例3 (2014·山東卷， 27) 6月8日是世界海洋日。海洋是生物圈的重要組成部分，與人類的生存和發(fā)展息息相關。,(1)根據(jù)圖甲分析，要獲得最大持續(xù)捕撈量，捕撈后大黃魚種群數(shù)量應處于________點。用標志重捕法調查大黃魚種群密度時，若標記個體更易于被捕食，則種群密度的估計值________(填“偏高”“偏低”或“不變”)。 (2)海洋魚類生活在不同的水層，這體現(xiàn)了生物群落的________結構。新建碼頭的樁柱表面很快被細菌附著，隨后依次出現(xiàn)硅藻、藤壺、牡蠣等，該過程稱為________。,(3)圖乙表示某海域能量流動簡圖，A、B、C、D表示生態(tài)系統(tǒng)的組成成分。圖中________和________(填字母)在碳循環(huán)過程中起著關鍵作用；能量在第一營養(yǎng)級和第二營養(yǎng)級之間的傳遞效率為________。 (4)海洋會受到石油、工業(yè)廢水、生活污水等污染。如果污染超過海洋生態(tài)系統(tǒng)的________________，海洋生態(tài)系統(tǒng)就很難恢復到原來的狀態(tài)。,思路點撥 種群的數(shù)量保持在K/2點時種群增長速率最大，資源再生能力強；垂直方向上的分層現(xiàn)象叫群落的垂直結構；樁柱表面沒有土壤，為初生演替；,解析 本題考查了種群數(shù)量變化規(guī)律中有益動物的利用和種群密度的調查；以及群落的垂直結構和群落演替；生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能以及生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等知識；,(1)種群中有益動物的開發(fā)和利用，為了能獲得最大持續(xù)捕撈量，應在種群數(shù)量大于K/2時進行捕獲，并使捕獲后種群的數(shù)量保持在K/2點，此時種群增長速率最大，資源再生能力強；用標志重捕法調查動物的種群密度時，根據(jù)公式：個體總數(shù)N∕初次捕獲個體數(shù)M＝重捕個體總數(shù)n∕重捕中被標記的個體數(shù)m，可推出種群個體數(shù)N＝M×n∕m, 由于標記個體更易于被捕食，所以分數(shù)中分子不變，分母減小，分數(shù)值增大，即種群數(shù)量偏大。,(2)群落中各種生物在垂直方向上具有明顯的分層現(xiàn)象，叫群落的垂直結構；新建碼頭的樁柱表面很快被細菌附著，隨后依次出現(xiàn)硅藻、藤壺、牡蠣等，是群落演替中的初生演替。 (3)從圖中能量流動來看，固定太陽能的是生態(tài)系統(tǒng)的生產者，是能量流動的起點，整個生物部分最終都流向B，說明其是分解者，C、D消費者；連接生物部分與非生物的主要生物成分是：生產者和分解者；在食物鏈A→D→C中，傳遞效率為：1.5×106/7.5×106＝20%。,(4)生態(tài)系統(tǒng)之所以能抵抗干擾保持原狀，取決于自我調節(jié)能力或抗污染的自我凈化能力，但其調節(jié)能力是有一定限度的，若超過該生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)能力或抗污染的自我凈化能力，就很難恢復到原來的狀態(tài)。 答案 (1)b 偏高 (2)垂直 (群落的)演替(或初生演替) (3)A B(注：兩空可顛倒) 20% (4)自我調節(jié)能力(或自凈能力),易錯辨析 (1)能量傳遞效率與能量利用效率不同。①能量傳遞效率：能量在沿食物鏈流動的過程中，逐級減少，若以“營養(yǎng)級”為單位，能量在相鄰兩個營養(yǎng)級之間的傳遞效率約為10%～20%。②能量利用效率：通常考慮的是流入人體中的能量占生產者能量的比值，或流入最高營養(yǎng)級的能量占生產者能量的比值，或考慮分解者的參與，以實現(xiàn)能量的多級利用。 (2)生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調節(jié)能力。,考向四 生態(tài)系統(tǒng)組成成分及其功能實驗 (5年6考) 典例4 (2013·江蘇，26)在江蘇某地進行稻田養(yǎng)魚的實驗研究。6月5日在一定面積的實驗小區(qū)插秧后放養(yǎng)300條小鯽魚(雜食性)，稻田水深8－10 cm。對照小區(qū)不放魚，其他條件相同。所有處理設置3次重復實驗持續(xù)2個月，期間檢測浮游植物生物量(干重)。請回答下列問題：,(1)每個處理設置3次重復，其主要目的是________。 (2)實驗的第一個月期間，檢測發(fā)現(xiàn)實驗組浮游植物生物量顯著高于對照組，原因分析如下：放養(yǎng)魚對浮游植物的不利之處是魚的取食作用；有利之處是魚糞為浮游植物提供營養(yǎng)物質，以及魚會大量捕食________從而減弱其對浮游植物的捕食作用。在此期間，有利因素占據(jù)優(yōu)勢。 (3)實驗的第二個月期間，所有小區(qū)的浮游植物生物量均顯著下降，主要原因是此時生長旺盛的水稻與浮游植物之間具有________關系。,(4)放養(yǎng)魚增加了該生態(tài)系統(tǒng)中________的復雜性，從而增加了該生態(tài)系統(tǒng)中________的速率。 (5)除了上述因素之外，對該實驗研究影響最大的不定因素是________(填序號)。 ①鳥 ②土壤質地 ③光照 ④水體肥力 ⑤稻田雜草,思路點撥 本題以稻田養(yǎng)魚實驗研究為背景，綜合考查了高中生物實驗設計的基本原則、生物群落的種間關系、生態(tài)系統(tǒng)的功能與結構等知識，具有一定的綜合性，難度適中。 解析 (1)進行實驗時設置重復實驗的目的是為了排除偶然因素對實驗結果造成的誤差，提高實驗結果的準確性。 (2)魚類會捕食體型較小的浮游動物，減小這些浮游動物對浮游植物的捕食，使實驗組浮游植物生物量顯著高于對照組。,(3)生長旺盛的水稻和浮游植物會因水中的礦質營養(yǎng)、光照等因素而產生競爭關系。 (4)放養(yǎng)魚類增加了生態(tài)系統(tǒng)的生物種類，增加了該生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)結構的復雜程度，魚類作為消費者可以加快生態(tài)系統(tǒng)中物質轉化和能量流動的速率。 (5)鳥類的存在會改變整個生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈和食物網，進而影響生物的種間關系，故對該實驗研究影響最大。 答案 (1)減少實驗誤差(增加實驗的準確性) (2)浮游動物 (3)競爭 (4)營養(yǎng)結構(食物網或食物鏈) 物質轉化和能量流動 (5)①,易錯辨析 水稻與浮游植物處在同一生長環(huán)境中，為爭奪營養(yǎng)物質和光照等而存在競爭關系；生態(tài)系統(tǒng)的物種數(shù)目越多，生態(tài)系統(tǒng)的豐富度越高，營養(yǎng)結構越復雜，從而使生態(tài)系統(tǒng)的物質轉化效率和能量流動效率增加。,考情一 生態(tài)系統(tǒng)的結構 1．生態(tài)系統(tǒng)的成分包括生產者、消費者、分解者及非生物的物質和能量。下列關于生態(tài)系統(tǒng)成分的敘述，正確的是( ) A．動物都屬于消費者，其中食草動物屬于第二營養(yǎng)級 B．細菌都屬于分解者，其異化作用類型主要是需氧型和厭氧型 C．生產者屬于自養(yǎng)型生物，是生態(tài)系統(tǒng)中最基本、最關鍵的生物成分 D．一種生物只能屬于生態(tài)系統(tǒng)中的一種生物成分,解析 在生態(tài)系統(tǒng)中，不是所有動物都是消費者，如蜣螂、蚯蚓為分解者；多數(shù)細菌是分解者，但硝化細菌、鐵細菌、硫細菌和光合細菌等是生產者；生產者能將無機物合成有機物，屬于自養(yǎng)生物，是生態(tài)系統(tǒng)中最關鍵的成分；一種生物可能屬于生態(tài)系統(tǒng)中的不同生物成分，如豬籠草在進行光合作用時是生產者，在捕食蟲子時為消費者。 答案 C,2．(2015·東北師大附中質檢)某同學繪制的生態(tài)系統(tǒng)概念圖如下圖所示，下列敘述不正確的是( ) A．①表示生態(tài)系統(tǒng)的組成成分 B．③越復雜，生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性越強 C．④中可能有微生物 D．該圖漏寫了生態(tài)系統(tǒng)的某項功能,,解析 題圖中①代表生態(tài)系統(tǒng)的結構，②代表生態(tài)系統(tǒng)的成分，③代表生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構(食物鏈、食物網)，④代表生產者；生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構越復雜其抵抗力穩(wěn)定性越強；某些自養(yǎng)的微生物(如硝化細菌)也可作為生態(tài)系統(tǒng)中的生產者；生態(tài)系統(tǒng)的功能包括能量流動、物質循環(huán)和信息傳遞，該圖漏掉了信息傳遞。 答案 A,考情二 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程及特點 3．(2012·海南高考)下圖為某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動簡圖，下列敘述錯誤的是( ),,A．甲是生產者，乙是消費者 B．該生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng) C．能量通過光合作用固定并進入系統(tǒng)，可以以熱能形式輸出 D．甲、乙和分解者所貯存的能量之和是輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量,解析 甲能固定太陽能，是生產者。乙以甲為食，是消費者。該生態(tài)系統(tǒng)的能量輸出到其他生態(tài)系統(tǒng)中，故該生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)。太陽能必須經過生產者的光合作用(化能合成作用)轉化成化學能才能進入生態(tài)系統(tǒng)并開始流動。生態(tài)系統(tǒng)中的能量可以以電能、熱能、化學能的形式輸出。生產者所固定的太陽能是流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量。 答案 D,4．某同學繪制了下圖所示的能量流動圖解，相關敘述正確的是( ) A．生產者固定的總能量可表示為(A1＋B1＋C1＋A2＋ B2＋C2＋D2) B．由生產者到初級消費者的能量傳遞效率為D2/W1 C．初級消費者攝入的能量為(A2＋B2＋C2) D．W1＝D1＋D2,,解析 由圖可知，W1為生產者固定的太陽能，W1＝A1＋B1＋C1＋D1；D1為初級消費者同化的能量，D1＝A2＋B2＋C2＋D2；由于呼吸作用消耗部分能量，所以W1＞D1＋D2。 答案 A,考情三 能量流動的計算及生態(tài)金字塔 5．在下圖食物網中，a表示動物性食物所占比例，若鳥要使體重增加x，至少需要生產者的量為y，那么x與y的關系可表示為( ) A．y≥90xa＋10x B．y≤20xa＋5x C．y≥20xa＋5x D．y≥100xa＋10x,解析 根據(jù)能量流動效率為10%～20%，如果能量流動效率為20%，則y為：xa÷20%÷20%＋x(1－a)÷20%＝20xa＋5x；如果能量流動效率為10%，則y為xa÷10%÷10%＋x(1－a)÷10%＝90xa＋10x；所以20xa＋5x≤y≤90xa＋10x。 答案 C,6．(2014·海南卷，17)用個營養(yǎng)級生物的能量、數(shù)量構建的金字塔分別稱為能量金字塔、數(shù)量金字塔。在某一櫟林中，第一營養(yǎng)級生物為櫟樹，第二營養(yǎng)級生物為昆蟲，第三營養(yǎng)級生物為蛙、蜥蜴和鳥，第四營養(yǎng)級生物為蛇。該櫟林數(shù)量金字塔的示意圖是( ),解析 在數(shù)量金字塔中昆蟲的數(shù)量遠遠大于櫟樹的數(shù)量，第三營養(yǎng)級生物數(shù)量小于昆蟲的數(shù)量，第四營養(yǎng)級生物的數(shù)量小于第三營養(yǎng)級生物的數(shù)量，故選B。 答案 B,考情四 生態(tài)系統(tǒng)組成成分及其功能實驗 7．(2014·大綱卷， 33)現(xiàn)有A、B兩個密閉透明的生態(tài)瓶，其生物組成和光照條件見下表。一段時間后，發(fā)現(xiàn)A瓶的生態(tài)系統(tǒng)較B瓶的穩(wěn)定。,注：“＋”表示有，“－”表示無。 請回答： (1)A瓶中微生物、浮游藻類、水草和浮游動物共同組成了一個________，浮游藻類和水草的種間關系為________。 (2)一段時間后，B瓶中浮游藻類的種群密度________，原因是____________________；浮游動物的種群密度________，原因是____________________。 (3)生態(tài)系統(tǒng)中分解者的作用是 ________________________________________。,解析 (1)一定區(qū)域中全部生物的總和構成生物群落，因此A瓶中的微生物、浮游藻類、水草和浮游動物共同組成了一個生物群落；浮游藻類和水草都為生產者，會爭奪光照、生態(tài)瓶中的無機鹽等，因此兩者為競爭關系。 (2)B瓶缺乏光照，藻類不能進行光合作用，因此一段時間后浮游藻類的種群密度將降低；藻類因不能進行光合作用不但使其數(shù)量減少，也會導致瓶內O2含量減少，而浮游動物以植物為食，因此浮游動物會因食物和氧氣不足導致其種群密度降低。 (3)在生態(tài)系統(tǒng)中，分解者能將動植物遺體殘骸中的有機物最終分解成無機物，重新供生產者利用。,答案 (1)生物群落 競爭 (2)降低 沒有光照，藻類無法進行光合作用 降低 氧氣與食物不足 (3)將動植物遺體殘骸中的有機物最終分解成無機物,