浙江专用高考生物二轮复习专题六生物与环境第14讲生态系统人类与环境教案.docx

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浙江专用高考生物二轮复习专题六生物与环境第14讲生态系统人类与环境教案

第14讲　生态系统、人类与环境

[考纲要求]　1.生态系统的概念和组成成分（a）。

2.食物链、食物网的概念及实例（b）。

3.食物网的复杂程度与生态系统稳定性的关系（b）。

4.生物放大（b）。

5.营养级（a）。

6.生态金字塔（b）。

7.初级生产量、次级生产量及生物量的含义（a）。

8.生态系统中的能量流动（c）。

9.生态系统中的碳循环（c）。

10.能量流动和物质循环的关系（c）。

11.生态系统的稳态（a）。

12.稳态的调节（b）。

13.生物圈的概念和功能（a）。

14.人口增长的过程及其对环境的影响（a）。

15.全球性生态环境问题及其影响（b）。

16.保护生物多样性的措施和意义（a）。

1．生态系统中四种成分的分析

（1）由上图可知：

非生物环境是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源。

（2）生产者通过光合作用把太阳能转变为化学能，固定在有机物中，从而可以被生物所利用。

（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。

（4）如果一个生态系统中没有分解者的话，动植物的遗体和动物的排遗物就会堆积如山，生态系统就会崩溃。

（5）由图示可知四种成分的关系分别是：

①基础：

非生物环境；②桥梁：

生产者、分解者；③主导（基石）：

生产者。

提醒　澄清四个误区

误区类型

特例

细菌都是分解者

硝化细菌是生产者；寄生细菌属于消费者

动物都是消费者

蚯蚓、蜣螂等属于分解者

生产者都是真核生物

蓝细菌、硝化细菌等原核生物也是生产者

植物都是生产者

菟丝子营寄生生活，属于消费者

2.食物链（网）中各营养级生物数量变动情况分析

（1）若处于食物链中第一个营养级的生物（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根据具体食物链而定：

“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，该种群的数量一般不会发生较大变化。

如图所示的食物网中，若食草鸟减少，则兔将更多地被鹰捕食而减少，而鹰的数量基本不变。

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。

3．能量在各营养级间流动过程分析

（1）自然生态系统的总能量＝生产者固定的太阳能总量；人工生态系统的总能量＝生产者固定的太阳能总量＋人工补偿输入的能量。

（2）能量去向

①呼吸作用消耗以热能形式散失；②流入下一营养级（最高营养级无该去向）；③流入分解者；④暂时未被利用（定时分析考虑）。

（3）三个等量关系式

①摄入量＝同化量＋粪便量。

一个营养级的粪便量不属于该营养级的同化量，而属于上一营养级同化量的一部分。

②同化量＝用于自身生长、发育和繁殖的能量＋呼吸量。

③用于自身生长、发育和繁殖的能量＝分解者分解利用量＋下一营养级同化量＋未利用＝同化量－呼吸消耗量。

（4）特点：

逐级递减、单方向的、不可逆的。

（5）提高对能量的利用率的措施：

尽量缩短食物链；充分地利用生产者；充分利用分解者，如利用秸秆培育食用菌，利用植物残体生产沼气等。

提醒　

（1）流经生产者的总能量强调关键词“固定”而非“照射”。

（2）流经各级消费者的能量强调关键词“同化”而非“摄入”或“贮存”。

（3）某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群，也可能不属于同一物种。

（4）大约10%是相邻两个营养级之间的同化量传递效率，不是两个个体之间的传递效率，也不是摄入量的传递效率。

（5）能量传递效率≠能量利用率

①能量传递效率：

能量在沿食物链流动的过程中，逐级递减，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一般只有约10%。

②能量利用效率

在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，因此食物链越短，能量利用效率越高。

4．对物质循环过程相关图解的识别

（1）物质循环过程示意图

（2）将上图换成字母，如下面三种变式图，据图可判断图中字母所代表的成分

①图中双向箭头代表生产者、大气中的CO2，其中其他所有成分都指向的为大气中的CO2，即C为大气中的CO2，A是生产者。

②除了C之外，有最多被指向箭头的为分解者，即B为分解者。

③三个图的模式其实一致，复杂的地方在于消费者的划分，图甲中消费者只有D，图乙中消费者有D、E，图丙中消费者有D、E、F。

④图甲蕴含的食物链为A→D，图乙蕴含的食物链为A→D→E，图丙蕴含的食物链为A→D→E→F。

5．能量流动与物质循环的关系

项目

能量流动

物质循环（以碳循环为例）

形式

以有机物为载体

主要是无机物

特点

单向流动、逐级递减

全球性、循环性

范围

生态系统各营养级

生物圈（全球性）

联系

两者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割；物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返

6.理解生态系统的稳态及其调节的内涵

（1）稳态：

生态系统内部的所有成分彼此相互协调，保持稳定，从而表现出物种多样化、结构复杂化和功能完善化。

（2）稳态的原因：

生态系统具有自我调节功能。

（3）稳态的调节——反馈调节。

（4）稳态的标志：

生态系统达到最稳定的动态平衡状态。

（5）生态系统稳态的破坏

①破坏原因：

外来干扰因素超过一定限度，生态系统的自我调节功能就会受到损害。

②破坏因素：

自然因素和人为因素。

③对生产生活的启示：

人类活动除了要讲究经济效益和社会效益外，还要特别注意生态效益和生态后果。

7．正反馈调节与负反馈调节的比较

比较项目

正反馈

负反馈

模型图解

调节方式

加速最初发生变化的那种成分所发生的变化

抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化

结果

常常使生态系统远离稳态

能使生态系统保持相对稳定

实例分析

8.生态系统的生产量和生物量

（1）初级生产量：

指绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量，单位：

g/（m2·a）或J/（m2·a）（a代表年）。

①生产过程的化学反应式

6CO2＋12H2O

C6H12O6＋6O2＋6H2O

②总初级生产量：

包括呼吸消耗在内的全部生产量，用GP表示。

③净初级生产量：

在初级生产量中，有一部分被植物的呼吸（R）消耗掉了，剩下的用于植物的生长和繁殖，用NP表示，即NP＝GP－R。

净初级生产量随温度和雨量的不同而有很大差异。

（2）生物量：

净生产量在某一调查时刻前的积累量。

①单位：

g/m2或J/m2。

②NP＝GP－R

（3）次级生产量：

异养生物（包括消费者和各种分解者）等次级生产者利用现成有机物质而生产出来的有机物质。

①单位：

g/（m2·a）或J/（m2·a）。

②生产过程：

次级生产者的同化量－呼吸量，即为次级生产量。

9．探究生态金字塔

项目

能量金字塔

数量金字塔

生物量金字塔

形状

特点

正金字塔形

一般为正金字塔形

（但可倒置）

一般为正金字塔形

（也可倒置）

象征

含义

能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性

一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减

一般生物有机物的总量沿食物链升高而逐级递减

每一阶含义

每一营养级生物所含能量的多少

每一营养级生物个体的数目

每一营养级生物的有机物总量

特殊

形状

无

树→昆虫→鸟

极少

1．生态系统营养结构的正误判断

（1）食物网中的植食动物属于不同的营养级（　×　）

提示　食物网中的植食动物属于第二个营养级。

（2）陆地生态系统中通常以捕食食物链为主（　×　）

提示　陆地生态系统中通常以腐食食物链为主。

（3）捕食食物链由生产者、消费者和分解者组成（　×　）

提示　捕食食物链由生产者、消费者组成。

（4）生态系统的结构指的是食物链和食物网（　×　）

提示　生态系统的结构包括生态系统的成分和营养结构两部分，营养结构为食物链和食物网。

（5）生态系统的生物成分是由无机物、有机物、气候、能源、生产者、消费者和分解者七大成分组成的（　×　）

提示　生态系统的生物成分包括生产者、消费者和分解者。

（6）草、鹿、兔、狼、狐和土壤中的微生物共同形成了一个生态系统（　×　）

提示　缺少非生物环境。

（7）DDT因不能通过代谢排出，通过食物链逐级积累和浓缩，在生物体内高度富集（　×　）

提示　DDT可以通过代谢少量排出体外。

（8）次级生产者是指所有的消费者和分解者（　√　）

（9）次级生产量是指用于次级生产者生长和繁殖的能量（　√　）

（10）海洋生态系统的初级生产量比陆地生态系统少，但次级生产量比陆地生态系统多（　√　）

（11）生态系统的生产量有初级生产量和次级生产量（　√　）

（12）用字母表示总初级生产量与净初级生产量之间的关系：

GP＝NP＋R（　√　）

2．生态系统功能的正误判断

（1）直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量（　×　）

提示　以低营养级的生物为食将减少生态系统的能量消耗。

（2）兔吃草后排出的粪便中的能量是兔同化量的一部分（　×　）

提示　同化量＝摄入量－粪便量，粪便中的能量为上一营养级同化量的一部分。

（3）低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡（　√　）

（4）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（　×　）

提示　生产者固定的能量不可能全部流向人类。

（5）多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更少（　×　）

提示　因为能量流动逐级递减，多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多。

（6）生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的能量（　×　）

提示　人工生态系统由于大量补偿输入，生产者得到的能量可能小于消费者得到的能量。

（7）防治稻田害虫可提高生产者和消费者之间的能量传递效率（　×　）

提示　防治稻田害虫的目的是调整能量流动关系，使能量更多地流向对人类最有益的部分，而不是提高生产者和消费者之间的能量传递效率。

（8）陆地对调节大气圈中含碳量的作用比海洋大（　×　）

提示　海洋对调节大气圈中含碳量的作用比陆地大。

（9）碳循环的基本路线是从大气圈到植物和动物，再从动、植物通向分解者，最后又回到大气圈（　√　）

3．稳态与生态环境的正误判断

（1）造成地面紫外线照射增强的直接原因是南极冰川融化（　×　）

提示　造成地面紫外线照射增强的直接原因是臭氧层被破坏。

（2）臭氧减少可能导致人体免疫功能明显减退（　√　）

（3）生态系统中捕食者的存在可以促进物种多样性的提高（　√　）

提示　捕食者往往捕食个体数量多的物种，使其他物种的生存阻力减小，可以促进物种多样性的提高。

（4）生物多样性包括细胞多样性、物种多样性和生态系统多样性（　×　）

提示　生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。

（5）酸雨、雾霾和温室效应都与煤、石油和天然气燃烧有关（　√　）

考向一　考查生态系统的营养结构

1．下表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况，下列叙述错误的是（　　）

项目

摄食量

粪便量

呼吸散失量

能量[J/（hm2·a）]

1.05×1010

3.50×109

4.55×109

A.田鼠粪便量包含在其摄食量之中

B．田鼠摄食量减去粪便量和呼吸散失量即为同化量

C．田鼠同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖

D．以田鼠为食的天敌可获得的能量一般只有约10%

答案　B

解析　田鼠粪便量属于其摄食量的一部分，A项正确；田鼠摄食量减去粪便量即为同化量，而呼吸散失量属于同化量，B项错误；田鼠同化的能量中用于其生长、发育和繁殖的比例为（1.05×1010－3.50×109－4.55×109）÷（1.05×1010－3.50×109）×100%＝35%，C项正确；以田鼠为食的天敌可获得的能量一般只有约10%，D项正确。

2．（2019·浙江七彩阳光联考）下列关于食物链和食物网的叙述，错误的是（　　）

A．生态系统中食物链的营养关系是单方向的

B．任何生态系统中都存在捕食食物链和腐食食物链

C．食物网越简单，生态系统就越容易发生波动和毁灭

D．生态系统的物质循环就是沿着食物链进行的

答案　D

解析　生态系统中食物链的营养关系是单方向的，A项正确；任何生态系统中都存在捕食食物链和腐食食物链，B项正确；食物网越简单，抵抗外界干扰的能力越差，生态系统就越容易发生波动和毁灭，C项正确；生态系统的物质循环在生物和非生物环境间进行，D项错误。

3．（2019·宁波五校联考）某生态系统的成分关系如图所示，请回答下列问题：

（1）图中由于缺少________，故不能构成群落。

（2）图中仙人掌属于生态系统的________（成分）。

（3）若该生态系统被某重金属污染，该重金属会通过食物链逐级积累和浓缩，并对鹰造成严重危害，这种现象称为________。

（4）要获得该生态系统中老鼠的种群密度，常采用________法进行调查。

（5）某段时间内调查发现蛇的数量有所下降，但鹰的数量并没有发生明显改变，表明生态系统内部具有________功能。

若由于气候原因导致蚱蜢数量迅速增加，但当达到或者超过__________________，就会维持在该范围内上下波动。

答案　

（1）分解者　

（2）生产者　（3）生物放大　（4）标志重捕　（5）自我调节　环境容纳量（或K值）

解析　

（1）生物群落包括生产者、消费者和分解者，而图中食物网只包括生产者和消费者两种成分。

（2）图中仙人掌属于生态系统的生产者。

（3）若该生态系统被某重金属污染，该重金属会通过食物链逐级积累和浓缩，并对鹰造成严重危害，这种现象称为生物放大。

（4）要获得该生态系统中老鼠的种群密度，常采用标志重捕法进行调查。

（5）某段时间内调查发现蛇的数量有所下降，但鹰的数量并没有发生明显改变，表明生态系统内部具有自我调节功能。

若由于气候原因导致蚱蜢数量迅速增加，但当达到或者超过环境容纳量（或K值），就会维持在该范围内上下波动。

考向二　考查生态系统的能量流动和碳循环

4．某草原生态系统一条食物链A→B→C中，各种群对能量的同化、利用、传递等数量关系如表（单位：

百万千焦）所示。

下列有关叙述正确的是（　　）

种群

同化量

净同化量

呼吸消耗

传递给分解者

传递给下一营养级

未被利用的能量

A

65.5

3.0

15.0

41.5

B

14.0

5.0

0.5

2.0

2.5

C

2.0

0.6

1.4

微量（不计）

无

A.种群A、B、C构成了该生态系统的生物群落

B．种群B个体数量的变化是由于种群C对其有选择捕食的结果

C．能量从B到C的传递效率为12%

D．种群A的净同化量为59.5百万千焦

答案　D

解析　生物群落包含该生态系统中所有的生物，还应有分解者，A项错误；种群B的数量不仅取决于种群C，还会受到种群A数量多少和种群B的种内斗争的影响，B项错误；能量从B到C的传递效率为2.0÷14.0×100%≈14.3%，C项错误；种群A的净同化量＝3.0＋15.0＋41.5＝59.5（百万千焦），D项正确。

方法技巧　关于能量在营养级之间传递的计算

（1）能量在食物链中传递的计算

①在一条食物链中，若某一营养级的总能量为n，能量传递效率为10%时，传到下一营养级的能量为n×10%（即0.1n）。

②在一条食物链中，若某一营养级的总能量为n，能量传递效率为10%时，上一营养级的能量为n÷10%＝10n。

（2）能量在食物网中传递的计算

①若一食物网中，已知最高营养级增重为N，要求最多消耗第一营养级多少能量时，应按最长食物链计算。

②若一食物网中，已知第一营养级能量为M，要求最高营养级最少获得多少能量时，应按最长食物链计算。

5．下图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值，下列有关叙述中正确的是（　　）

A．蜣螂同化的能量来自第二营养级

B．最高营养级同化量的去向是：

呼吸作用散失、用于生长、发育和繁殖、流入分解者

C．草食动物N5/N4的比值大于肉食动物的这一比值

D．高营养级生物呼吸散失量占自身同化量的比值通常大于低营养级的生物

答案　D

解析　蜣螂同化的能量来自一级消费者的粪便，而一级消费者粪便中的能量是其没有同化的能量，属于第一个营养级同化的能量，A错误；最高营养级同化量的去向是：

呼吸作用散失的能量和用于生长、发育和繁殖的能量，其中用于生长、发育和繁殖的能量包括分解者利用的能量和未被利用的能量，B错误；不同营养级的生物同化量与摄入量的比值无法判断，C错误；高营养级生物呼吸散失量占自身同化量的比值通常大于低营养级的生物，D正确。

6．（2018·绍兴3月模拟）如图是某湖泊生态系统能量流动情况的示意图，请分析回答下列问题[单位：

cal/（cm2·a）]：

（1）该湖泊自上而下可以分为四层，各层中生物分布有差异，这体现了群落的________结构。

其中，动、植物残体的腐败和分解过程主要发生在________层。

（2）据图中的能量沿营养级流动的数据关系可得出，从第一个营养级流入第二个营养级的能量有__________cal/（cm2·a），能量流动具有________________________的特点。

（3）如果在该湖泊中养殖了一些鲢鱼和鳙鱼，从能量流动的角度看，需要定期投入饲料的原因是__________________________________________，因为养殖导致湖泊中原有的一些鱼类被取代，这种情况属于________演替。

答案　

（1）垂直　底泥　

（2）15.0　单向不可逆，逐级递减　（3）该生态系统输出的能量超过了生产者固定的能量　次生

解析　

（1）该湖泊自上而下可以分为表水层、斜温层、静水层和底泥层，各层中生物分布有差异，体现了群落的垂直结构。

其中，动、植物残体的腐败和分解过程主要发生在底泥层。

（2）据图中的能量沿营养级流动的数据关系可知，植食动物获得的能量是3.0＋0.5＋4.5＋7.0＝15.0[cal/（cm2·a）]，则从第一个营养级流入第二个营养级的能量有15.0cal/（cm2·a）。

能量流动具有单向不可逆，逐级递减的特点。

（3）在该湖泊中养殖了一些鲢鱼和鳙鱼，需要定期投入饲料的原因是该生态系统输出的能量超过了生产者固定的能量。

如果养殖导致湖泊中原有的一些鱼类被取代，这种情况属于次生演替。

7．（2018·浙江4月选考）某生态系统碳循环的部分示意图如下：

回答下列问题：

（1）图中的字母________表示大气中的CO2，由于许多因素的影响，使其含量夏季________（填“高于”或“低于”）冬季。

（2）CO2被生产者吸收转变成体内物质进入生物群落，再被图中的A、B的____________和C的分解作用以及E的燃烧，转变成CO2后再重新循环。

若此生态系统中的生物群落处在正常演替过程中，生产者吸收的CO2量__________（填“大于”或“小于”）整个生物群落排放的CO2量。

（3）若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图，可将D的含义改为______，其他字母及文字代表的含义不变，还需要修改之处有：

增加“光→A”、取消“→E→D”、______。

答案　

（1）D　低于　

（2）呼吸作用　大于　（3）无机环境　取消“D→A”

解析　

（1）分析题图，A、B、C、E均有箭头指向D，说明D表示大气中的CO2。

A、D之间是双向箭头，说明A是生产者，进而推知B是消费者。

由于许多因素的影响，特别是夏季植物的光合作用较冬季旺盛，使夏季大气中CO2的含量低于冬季。

（2）CO2被生产者吸收，通过光合作用转变成体内的含碳有机物进入生物群落，再被图中的A、B的呼吸作用和C的分解作用以及E的燃烧，转变成CO2后再重新循环。

若此生态系统中的生物群落处在正常演替过程中，则随着演替的进行，生物的种类和数量，特别是生产者的种类和数量逐渐增多，因此生产者吸收的CO2量大于整个生物群落排放的CO2量。

（3）若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图，可将D的含义改为无机环境，其他字母及文字代表的含义不变。

因能量流动起源于生产者固定的太阳能、渠道是食物链和食物网、特点之一是单向流动，所以还需要修改之处有：

增加“光→A”、取消“→E→D”、取消“D→A”。

考向三　考查生态系统中的生物量与生产量

8．（2018·萧山区校级模拟）如图表示夏季某地湖中净初级生产量和次级生产量与水深的关系，下列说法错误的是（　　）

A．曲线中随水深增加，净初级生产量下降，可能原因是光强度下降

B．若该生态系统长期处于C点所示的状态，则不能处于稳定状态

C．次级生产量都是由消费者固定的能量

D．净初级生产量用于植物的生长和繁殖，A处的植物长势最好

答案　C

解析　次级生产量是异养生物（包括各种分解者）利用现成有机物质而生产出来的有机物质。

9．下列有关生态系统的相关量的叙述正确的是（　　）

A．生态系统中所有消费者、分解者都直接依赖初级生产量

B．海洋面积比陆地大，因此净初级生产量海洋比陆地多

C．甲生态系统的初级生产量大于乙生态系统的初级生产量，而甲生态系统的次级生产量不一定大于乙生态系统的次级生产量

D．生态系统各营养级的生物量金字塔一定呈正金字塔形

答案　C

解析　所有消费者和分解者都直接或间接依赖初级生产量为生，A项错误；海洋的年净初级生产量只有陆地的一半，B项错误；陆地生态系统的初级生产量大于海洋生态系统的初级生产量，而陆地生态系统的次级生产量却小于海洋生态系统的次级生产量，因为海洋中植食动物利用藻类的效率很高，C项正确；生物量金字塔可能是倒立的，D项错误。

考向四　考查物质循环和能量流动的关系

10．下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述中，正确的是（　　）

A．使用粪便作肥料，其能量可以流向植物，实现了对能量的多级利用

B．物质是能量的载体，生态系统的能量是伴随物质而循环利用的

C．碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的

D．食物链中一级消费者数量越多，二级消费者能够获得的能量就越少

答案　C

解析　使用粪便作肥料，其被微生物分解产生的物质可以被植物利用，实现了物质的循环再生，但能量在分解过程中以热能的形式散失到大气中，A错误；生态系统的能量是单向流动、不可循环利用的，B错误；碳元素在生物群落与非生物环境之间主要以CO2的形式循环，C正确；二级消费者能够获得的能量多少与一级消费者的数量无关，D错误。

11．图甲是某生态系统碳循环示意图，其中A、B、C、D表示生态系统内各生物成分，1、2、3、4、5表示有关的生理过程，图乙为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况。

下列说法正确的是（　　）

A．图甲中，B位于食物链的第四个营养级

B．图甲中2、3、4、5过程是呼吸作用，只有D代表消费者

C．在图乙的食物链中，②/①的比值代表兔与狼（生物之间）的能量传递效率

D．在图乙中③和④是兔同化量的一部分

答案　C

解析　图甲中，B为分解