高考一轮苏教版生物 必修3 第9单元 第3讲 生态系统和生物圈.docx
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高考一轮苏教版生物必修3第9单元第3讲生态系统和生物圈
第3讲 生态系统和生物圈
考点一|生态系统和生物圈
1．生态因子
（1）概念：
环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布等有直接或间接影响的因子。
（2）分类
（3）特点（耐受性定律）：
生态因子在低于或超过生物体的耐受极限时均可成为限制因子，但在生态因子的耐受范围内，每种生物都具有一个最适区。
2．生态系统和生物圈
（1）生态系统的概念
指在一定的空间内，生物成分和非生物成分通过物质循环、能量流动和信息传递，彼此相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。
地球上最大的生态系统是生物圈。
（2）生态系统的类型：
（将a～j按类型入座）
a．海洋生态系统 b．草原生态系统 c．城市生态系统
d．森林生态系统 e．农田生态系统 f．果园生态系统
g．冻原生态系统 h．淡水生态系统 i．荒漠生态系统
j．人工林生态系统
类型
（3）生物圈
①概念：
指地球上的全部生物及其无机环境的总和。
②组成：
岩石圈上层、水圈和大气圈下层。
3．生态系统的组成
（1）生态系统组成
（2）生物群落比较
类群
比较
生产者
消费者
分解者
营养方式
自养
异养
异养
主要生物
绿色植物
动物
营腐生生活的细菌和真菌等
作用
制造有机物，储存能量，为消费者提供食物和栖息场所
加快生态系统的物质循环，有利于植物的传粉和种子的传播等
分解有机物，供生产者重新利用
（3）生态系统是各组成成分的统一体。
1．判断生态系统组成的说法的正误。
（1）生态系统的组成成分中含有非生物成分。
（√）
（2）土壤中的硝化细菌是异养生物，因而不属于生产者。
（×）
【提示】 土壤中的硝化细菌是化能自养型生物，属于生产者。
（3）土壤微生物可作为生态系统的分解者。
（√）
（4）稻田生态系统中的分解者能将鸭的粪便分解成无机物以促进水稻的生长。
（√）
（5）所有的生产者都是植物，所有的动物都是消费者，所有的细菌和真菌都是分解者。
（×）
【提示】 硝化细菌是细菌，但它是生产者，营腐生生活的动物是分解者。
2．据图回答：
（1）图中X、a、b、c分别表示生物群落、消费者、生产者、分解者。
（2）a、b、c中被誉为“生态系统基石”的是b，其一定是自养型（同化作用方式）生物。
（3）X与无机环境中主要通过光合作用和呼吸作用（生理过程）进行物质交换。
1．生态系统成分的比较
比较项目
组成内容
作用
生物同化类型
地位
非生物成分（无机环境）
阳光、热能、空气、水、无机盐等
为生物提供物质和能量，是生物群落赖以生存和发展的基础
必备成分
生产者
主要是绿色植物，也包括化能自养型微生物（如硝化细菌等）
无机物→有机物；光能、无机化学能→有机化学能；为消费者提供食物和栖息场所
自养型
主要成分（基石）
消费者
包括营捕食生活的生物和营寄生生活的生物（如菟丝子）
加快生态系统的物质循环，有利于植物的传粉和种子的传播
异养型
最活跃的成分
分解者
营腐生生活的微生物及腐食性的动物（如蚯蚓、蜣螂）
通过分解作用将生物遗体、排遗物分解为无机物，供生产者重新利用
异养型
物质循环中的关键成分
2.生态系统各组成成分的相互关系
据图可知：
（1）非生物成分（或无机环境）是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源。
（2）生产者是生态系统中唯一能把非生物的物质和能量转变成生物体内的物质和能量（有机物及其贮存的化学能）的成分，因此，可以说生产者是生态系统的基石。
（3）从理论上讲，消费者的功能活动不会影响生态系统的根本性质，所以消费者不是生态系统必要的基础成分，但在自然生态系统中，生产者、消费者和分解者都是紧密联系，缺一不可的。
（4）分解者在生态系统中占有重要地位。
如果一个生态系统中没有分解者，动植物的遗体残骸就会堆积如山，生态系统就会崩溃，因此，从物质循环角度看，分解者在生态系统中占有重要地位。
（5）生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”；生产者与各级消费者以捕食关系建立的食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道。
视角1生态系统的组成成分
1．（2017·石家庄模拟）下列各项叙述，错误的是（ ）
A．分解者都是异养需氧型生物
B．生产者能将无机物制造成有机物
C．人体内的寄生虫是厌氧型的消费者
D．消费者消耗的有机物都直接或间接地来自生产者
A [分解者有厌氧型生物和需氧型生物两类，A错误；生产者能将无机物制造成有机物，B正确；人体内的寄生虫是厌氧型的消费者，C正确；消费者消耗的有机物都直接或间接地来自生产者，D正确。
]
2．（2017·琼海模拟）关于生态系统中分解者的叙述，正确的是（ ）
A．营腐生生活的细菌不一定是分解者，而有可能是生产者或消费者
B．分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物，可以供绿色植物再利用
C．分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物同化作用再利用
D．分解者一定都是微生物，微生物不一定都是分解者
B [细菌在生态系统中可以担当分解者、生产者或消费者的角色，但是营腐生生活的细菌一定是分解者，A错误；分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物，可以供绿色植物再利用，但不能利用分解动植物遗体释放出来的能量，B正确，C错误；分解者不一定都是微生物，例如蚯蚓、蜣螂等，D错误。
]
生态系统的成分常见误区归纳
错误说法
特例
细菌都是分解者
硝化细菌是自养型生物，属于生产者；寄生细菌属于特殊的消费者
动物都是消费者
秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动、植物残体为食的腐生动物属于分解者
生产者都是绿色植物
蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者包含绿色植物
植物都是生产者
菟丝子营寄生生活，属于消费者
温度是非生物的物质和能量
水、空气、矿质元素属非生物成分的物质；光能、热能属非生物成分的能量
视角2生态系统各成分间的关系分析
3．（2017·长沙模拟）下图表示生态系统中四种成分（甲、乙和丙、丁、戊所对应方框各代表一种成分）之间的关系，以下相关叙述中正确的是（ ）
A．甲、乙和丙所包含的所有种群构成群落
B．戊不一定是微生物
C．图中存在竞争关系的只有乙2和丙2
D．丁的含量增加将导致臭氧层被破坏
B [读图知甲、丁为双向关系，且乙、丙、甲均指向戊，由此推断甲为生产者，乙、丙为消费者，丁为CO2库，戊为分解者，群落还包含戊，A错误；乙1、丙1间也存在竞争，C错误；大量的氟利昂会导致臭氧层的破坏，D错误；分解者也可以是营腐生的蚯蚓、蜣螂等，B正确。
]
4．如图为长期停留在太空站的太空人获得所需物质的模式图。
其中生物X和Y分别表示（ ）
A．生产者、消费者 B.生产者、分解者
C．分解者、生产者D．消费者、分解者
B [生产者是生态系统的基石，为其他生物直接或间接提供食物。
而太空人产生的废物要经过分解者的分解作用才能处理掉。
]
生态系统成分的判断方法
1．根据结构图判断生态系统的成分如图所示，先根据双向箭头确定D、C为“非生物成分”和“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“非生物成分”，最后根据D→A→B，确定A为消费者、B为分解者。
2．根据生物类型判断生态系统的成分
（1）判断生产者的主要依据是是否为自养型生物，若为自养型生物，则为生产者，包括绿色植物、蓝藻、光合细菌以及化能合成细菌等。
（2）判断消费者时要特别注意“异养型”“非腐生”等关键词；植物、微生物都有可能成为消费者。
（3）判断分解者的主要依据是能否把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物，分解者是腐生生物，也包括少数的动物（如蚯蚓）。
考点二|食物链和食物网
1．食物链和营养级
（1）食物链概念：
在生态系统中，生物之间由于营养关系而形成的营养结构。
（2）营养级：
处于食物链某一环境上的各种生物总和。
（3）食物链中各成分所处的位置（连线）：
提示：
A—d B—a—Ⅰ C—b—Ⅱ D—c—Ⅲ E—e—Ⅳ
2．食物网
（1）概念：
生态系统中的许多食物链相互交错形成更为复杂的网状营养结构。
（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：
物质循环和能量流动的渠道。
（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。
1．判断关于食物链和食物网的说法的正误。
（1）生态系统的结构指的就是食物链和食物网。
（×）
【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，而营养结构包括食物链和食物网。
（2）三级消费者在食物链中属于第四营养级。
（√）
（3）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。
（4）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。
（5）某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间的食物链为捕食食物链。
（√）
2．据图回答。
（1）图示食物网中包含8条食物链。
（2）写出图中含营养级最多的食物链：
草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰。
（3）图中猫头鹰同时占有第三、四、五、六营养级。
（4）图中属于次级消费者的生物是狐、猫头鹰、食虫鸟、蜘蛛、青蛙、蛇。
（5）写出图示食物网中未包含的生态系统的成分：
非生物的物质和能量及分解者。
1．食物链的分析
（1）每条食物链的起点总是生产者，最末是不被其他动物所食的动物，即最高营养级，中间为多种动物，有任何间断都不算完整的食物链。
（2）在食物链中，当某种生物大量增加时，一般会导致作为其食物的上一营养级数量减少，作为其天敌的下一营养级数量增多。
（3）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。
（4）食物链中的捕食关系是经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。
（5）某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是某种群。
2．食物网的分析
（1）营养位置：
同一种消费者在不同的食物链中，可以占有不同的营养级，如猫头鹰在食物网中分别占有第三、第四、第五营养级，这就是说猫头鹰在该食物网中占有三个不同的营养级。
（2）种间关系：
在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合，如蛇与猫头鹰，二者之间既有捕食关系，又有竞争关系。
（3）生物种类与食物网的复杂程度：
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。
关于食物链和食物网的两个误区
1．“某营养级”的生物不一定都是一个种群。
食物网中处于某营养级的生物有很多种群，甚至许多物种。
2．并非所有生态系统的成分都参与构成食物链或食物网。
因为食物链起点是生产者，终点是不被其他动物所食的动物（最高营养级），所以非生物的物质和能量、分解者这两种成分不参与构成食物链或食物网。
视角1生态系统的营养结构
1．（2017·河北保定期中）如图表示某生态系统的食物网图。
下列有关叙述，不正确的是（ ）
A．生态系统中，食物链交错连接成食物网的原因是多种生物在不同的食物链中占有不同的营养级
B．该图中只体现生态系统的两种成分，未体现的成分是非生物的物质和能量、分解者
C．从理论上分析，维持一个生态系统存在的不可缺少的生物成分只有生产者——绿色植物
D．该食物网由7条食物链组成，鹰为最高营养级
C [食物网形成的原因是同一生物在不同食物链中占据不同营养级；食物链（网）由生产者和消费者构成，故食物网中未体现出分解者与非生物的物质和能量这两种成分；从理论上分析，维持一个生态系统存在的不可缺少的生物成分是生产者和分解者；此食物网由7条食物链组成，鹰为最高营养级。
]
2．（2017·广西南宁高三月考）如图曲线表示某生态系统中三个不同种群的生长繁衍情况。
已知种群C是自养生物，下列说法不正确的是（ ）
A．该生态系统简单食物链可表示为C→B→A
B．种群B在第3～7年时间内个体数下降是由于A的增加和C的减少
C．B和A的存在能加快该生态系统的物质循环
D．一定自然区域内，A、B、C三个种群中全部的生物构成生物群落
D [根据三个种群的个体数量变化关系，能量流动特点：
单向流动、逐级递减，分析出该生态系统简单食物链可表示为C→B→A，A正确。
种群B在第3～7年时间内个体数下降是由于A捕食者数量的增加、C食物来源的减少，B正确。
B和A这些消费者的存在能加快该生态系统的物质循环，C正确。
一定自然区域内，全部的生物构成生物群落，D错误。
]
视角2食物网及其种群数量变化分析
3．（2017·唐山高三一模）图示某湖泊中的食物网。
浮游植物急剧增加时不会引起（ ）
A．水华现象
B．a和b的数量增长
C．c、d和e的数量可能大量减少
D．c与d因食物丰富而竞争加剧
D [浮游植物急剧增加会造成水华现象，A会引起；浮游植物是生产者，急剧增加使初级消费者a、b的数量增长，B会引起；由于水华现象容易造成水体缺氧而导致c、d、e的数量可能大量减少，C会引起；c、d没有共同的食物来源，不会因食物而产生竞争关系，D不会引起。
]
4．（2013·广东高考）如图所示某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是（ ）
A．鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量
B．土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势
C．浮游动物总量锐减后再急升
D．浮游植物总量急升后再锐减
A [首先分析出鲈鱼以鱼a、鱼b两种小型土著鱼为食，且鲈鱼与土著鱼属于不同种生物；再依据食物链的营养环节由后向前分析土著鱼、浮游动物和浮游植物的总量变化。
鲈鱼以土著鱼为食，处在土著鱼的下一个营养级，由于能量每流经一个营养级都要消耗一部分，因此鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量，A项正确；土著鱼和鲈鱼为捕食关系，B项错误；鲈鱼引入会导致土著鱼总量先减少后增加，间接导致浮游动物总量先增加后减少，而浮游植物总量的变化则为先减少后增加，C、D两项错误。
]
食物链和食物网中的数量变化分析
1．若处于食物链中第一营养级的生物（生产者）数量减少，整个食物链中的其他生物都会减少，简单记为：
“一级生物若减少，其他生物跟着跑”。
2．“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但从长时间来看，会先增加后减少，最后趋于稳定，简单记为：
“如果天敌患了病，先增后减再稳定”。
3．若处于中间营养级的生物数量减少，则这种生物数量的变化视具体食物链而定：
“中间生物被捕杀，不同情况要分家”。
大体遵循如下思路：
（1）生产者数量相对稳定原则，即消费者某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。
（2）最高营养级的生物种群数量相对稳定原则，即当处于最高营养级的生物种群的食物有多种来源时，若其中一条食物链中某种生物减少，该种群的数量不会发生较大变化。
（3）在食物网中，当某种生物因某种原因而数量减少时，对另一种生物数量的影响，沿不同的食物链分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。
简单记为：
“食物网，食物链，生物数量好判断，首先你要有主见，环节少的先看见”。
真题验收|感悟高考 淬炼考能
1．（2015·海南高考）俗话说：
“大鱼吃小鱼，小鱼吃小虾，小虾吃泥巴”。
某同学据此设计了一个水池生态系统。
下列属于该生态系统第一营养级的是（ ）
A．小鱼吃的小虾 B.泥巴中的藻类
C．吃小鱼的大鱼D．泥巴中的大肠杆菌
B [生产者处于生态系统第一营养级，泥巴中的藻类是生产者；依题意知，小虾是初级消费者，小鱼是次级消费者，大鱼是三级消费者，泥巴中的大肠杆菌属于分解者，故选B。
]
2．（2015·天津高考）右图表示生态系统、群落、种群和个体的从属关系。
据图分析，下列叙述正确的是（ ）
A．甲是生物进化的基本单位
B．乙数量达到环境容纳量后不再发生波动
C．丙是由生产者和消费者构成的
D．丁多样性的形成受无机环境影响
D [由图分析可知，甲表示个体，乙表示种群，丙表示群落，丁表示生态系统。
A项，生物进化的基本单位应该是种群（乙）。
B项，种群数量达到环境容纳量（K值）后，种群数量会在K值附近上下波动。
C项，群落应包括生态系统中所有的生物成分，即生产者、消费者和分解者。
D项，生态系统多样性的形成是生物与生物之间、生物与无机环境之间共同进化的结果。
]
3．（2014·海南高考）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
D [土壤微生物以腐生为主，所以多数为生态系统的分解者，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成水、无机盐和二氧化碳，这些成分可被农作物再利用，C正确；硝化细菌是化能自养型生物，在生态系统中属于生产者，D错误。
]
4．（2015·海南高考）回答下列关于红树林生态系统的问题：
（1）红树林具有调节气候、保护海岸的作用。
从生物多样性价值的角度分析，这种作用所具有的价值属于______（填“间接”或“潜在”）价值。
（2）某红树林生态系统的碳循环如图所示。
图中A是一种气体，B、C、D、E和F表示生物成分，箭头表示碳流动的方向。
图中A表示________，生物成分E表示______________，生物成分F表示________，________表示初级消费者。
【解析】
（1）红树林具有调节气候、保护海岸的作用，属于生物多样性的间接价值，也叫生态功能。
（2）分析图形可知，图中A是大气中CO2库，E与A之间为双向箭头，说明E是生产者；C以E为食，是初级消费者，B是次级消费者，D是三级消费者；各种生物的能量均流向F，且F能将生物群落的有机碳分解为CO2释放到大气中，所以F是分解者。
【答案】
（1）间接（也叫生态功能）
（2）大气中CO2库 生产者 分解者 C
5．（2015·全国卷Ⅱ）某生态系统总面积为250km2，假设该生态系统的食物链为甲种植物→乙种动物→丙种动物，乙种动物种群的K值为1000头。
回答下列问题：
（1）某次调查发现该生态系统中乙种动物种群数量为550头，则该生态系统中乙种动物的种群密度为________；当乙种动物的种群密度为________时，其种群增长速度最快。
（2）若丙种动物的数量增加，则一段时间后，甲种植物数量也增加，其原因是_____________________________________________________________。
（3）在甲种植物→乙种动物→丙种动物这一食物链中，乙种动物同化的能量________（填“大于”“等于”或“小于”）丙种动物同化的能量。
【解析】
（1）该生态系统中，乙种动物种群数量为550头，该生态系统的总面积为250km2，则乙种动物的种群密度为550÷250＝2.2头·km－2。
乙种动物种群的K值为1000头，当种群数量为K/2时，种群的增长速度最快，此时乙种动物的种群密度为500÷250＝2头·km－2。
（2）若丙种动物的数量增加，则乙种动物被丙种动物捕食的概率增加，导致乙种动物数量减少，而乙种动物数量减少将导致被捕食者甲种植物的数量增加。
（3）在甲种植物→乙种动物→丙种动物这一食物链中，乙种动物同化的能量主要有三个去路：
被下一营养级（丙种动物）同化、自身呼吸消耗和被分解者利用。
因此，乙种动物同化的能量要大于丙种动物同化的能量。
【答案】
（1）2.2头·km－2 2头·km－2
（2）由于乙种动物以甲种植物为食，丙种动物的数量增加导致乙种动物的数量减少，从而导致甲种植物数量的增加 （3）大于
6．（2014·全国卷Ⅱ）某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群。
调查得知，该生态系统有4个营养级，营养级之间的能量传递效率为10%～20%，且每个种群只处于一个营养级。
一年内输入各种群的能量数值如下表所示，表中能量数值的单位相同。
种群
甲
乙
丙
丁
戊
能量
3.56
12.80
10.30
0.48
226.50
回答下列问题：
（1）请画出该生态系统中的食物网。
（2）甲和乙的种间关系是______；种群丁是该生态系统生物组分中的______。
（3）一般来说，生态系统的主要功能包括__________、________，此外还具有信息传递等功能。
碳对生物和生态系统具有重要意义，碳在________和________之间的循环主要以CO2的形式进行。
【解析】
（1）根据生态系统中相邻两营养级间能量的传递效率为10%～20%和能量流动逐级递减的理论进行分析。
戊含有的能量最多，处于第一营养级；乙和丙含有的能量较多且相差很小，都处于第二营养级；甲含有的能量较少，处于第三营养级；丁含有的能量最少，处于第四营养级。
由此可画出该生态系统中的食物网：
。
（2）根据食物网可以看出：
甲和乙的种间关系是捕食，戊是生产者，甲、乙、丙和丁都为消费者。
（3）生态系统的功能是能量流动、物质循环和信息传递等。
碳循环是生态系统中物质循环的重要组成部分，碳在生物群落中是以有机物的形式进行传递的，而在无机环境和生物群落之间的循环主要以CO2的形式进行。
【答案】
（1）
（2）捕食 消费者
（3）物质循环 能量流动 生物群落 无机环境
1．生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫生态系统。
最大的生态系统是生物圈。
2．生态系统的结构包括生态系统的组成成分、食物链和食物网。
3．生态系统的组成成分包括非生物的成分、生产者、消费者和分解者。
4．生产者都是自养生物，主要是绿色植物。
生产者是生态系统的基石。
5．分解者主要是细菌和真菌，也包括一些腐生动物，比如蚯蚓、蜣螂等。
6．食物链和食物网是生态系统的营养结构，是生态系统的物质循环和能量流动的渠道。
7．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。
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