版高考生物全国卷人教一轮复习听课手册教学案第十单元 生态系统与生态环境的保护.docx

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版高考生物全国卷人教一轮复习听课手册教学案第十单元生态系统与生态环境的保护

第十单元　　

第30讲　生态系统的结构与能量流动

考纲要求1.生态系统的结构（Ⅰ）。

2．生态系统中能量流动的基本规律及应用（Ⅱ）。

　链接教材　

一、生态系统的概念及成分

1．概念：

由__________与它的__________相互作用而形成的统一整体。

生态系统有大有小，最大的生态系统是________，它是地球上的________________________的总和。

2．生态系统的组成成分

（1）____________________________：

阳光、热能、水、空气、无机盐等。

（2）生物群落

　　类群

比较　　

生产者

消费者

分解者

营养方式

________

异养

________

主要生物

绿色植物

________

　营________生活的细菌和真菌等

作用

　制造__________，储存能量，为消费者提供食物和栖息场所

　加快生态系统的________，有利于植物的传粉和种子的传播等

　分解__________，供生产者重新利用

二、生态系统的营养结构

1．基本概念

（1）食物链：

指生态系统中各生物之间由于________关系形成的一种联系。

（2）食物网：

指在一个生态系统中，许多________彼此相互交错连接成的复杂的营养结构。

（3）营养级：

________中的环节。

2．食物链和食物网的功能

食物链和食物网是生态系统____________________的渠道。

3．将图中各种生物进行归类（连线）

三、生态系统的能量流动

1．概念理解

传递—

—太阳能→有机物中的________→热能

—Ｋ

2．能量流动过程图解

图10301

（1）初级消费者摄入的能量＝初级消费者粪便中的能量＋__________________。

（2）初级消费者的同化量＝初级消费者的呼吸量＋____________________________________。

（3）初级消费者自身生长、发育和繁殖的能量＝未被利用的能量＋________________________的能量＋__________________________________的能量。

3．能量流动的特点

（1）能量传递效率：

指____________________之间__________的比值。

（2）特点：

__________、__________，传递效率为____________。

4．能量流动的意义

（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__________关系，使能量持续高效地流向对人类________的部分。

　衔接课堂　

1．正误辨析

（1）[2014·海南卷]土壤微生物可作为生态系统的分解者，将秸秆分解后被农作物再利用。

（　　）

（2）[2013·全国卷]某些微生物大量繁殖，使水体变黑发臭，该类微生物在生态系统中属于消费者。

（　　）

（3）[2013·山东卷]稻田生态系统中分解者能将鸭的粪便分解成无机物以促进水稻的生长。

（　　）

（4）[2014·天津卷]流经城市生态系统的总能量是其植物所固定的太阳能。

（　　）

（5）[2013·新课标全国卷Ⅰ]植物→鼠→鹰这条食物链中，第三营养级含能量最少。

（　　）

（6）[2013·天津卷]光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环。

（　　）

（7）[2013·安徽卷]从能量流动的角度分析，合理密养可以使生产者所固定的能量更多地流向人类。

（　　）

2．活学活用

（1）结合图10302所示食物网，分析下列问题：

图10302

①该食物网中共有________条食物链。

②猫头鹰在该食物网中分别占有______个不同的营养级。

③在该食物网中蛇与猫头鹰之间的关系是____________。

④食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的________，而并非取决于生物数量。

（2）某同学绘制了如图10303所示的能量流动图解（其中W1为生产者固定的太阳能，A为呼吸量）。

图10303

①由第一营养级到第二营养级的能量传递效率是多少？

②初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量如何表示？

③B1表示的含义是什么？

　考点一　生态系统的结构1.生态系统的生物成分

生产者

消费者

分解者

营养

方式

自养

异养

异养

生物

种类

　①进行光合作用的绿色植物、蓝藻、光合细菌等

　②进行化能合成作用的硝化细菌等

　①绝大多数动物

　②营寄生生活的植物（如菟丝子）、细菌和病毒等

　①营腐生生活的细菌、真菌

　②腐生动物，如蜣螂、蚯蚓等

2.生态系统各成分之间的相互关系

图10304

3．生态系统的营养结构

（1）模型图示

图10305

（2）相关说明

①每条食物链的起点都是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级，中间有任何间断都不算完整的食物链。

②分解者及非生物的物质和能量不属于食物链的成分，不出现在食物链（网）中。

③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。

④某一营养级生物的含义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。

⑤同一种消费者在不同食物链中可以占有不同的营养级，如狼分别是第三、第四营养级。

⑥在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐既是捕食关系，又是竞争关系。

■典例追踪

1．如图10306所示成分可构成一个（　　）

图10306

A．食物网B．种群

C．生物群落D．生态系统

2．[2015·杭州模拟]下列有关生态系统结构的叙述，正确的是（　　）

A．每种生物在生态系统中只能处在一个营养级上

B．动物都属于消费者，其中食草动物处于第二营养级

C．自养生物都是生产者，是生态系统的主要成分

D．细菌都属于分解者，其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类

3．[2015·山东泰安高三期末]某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如图10307所示。

某个时期，当地居民大量捕杀鼬，导致岛上鼠种群爆发，随后由鼠疫杆菌引起的鼠疫通过跳蚤使人感染。

以下叙述错误的是（　　）

图10307

A．生长在该岛上的蘑菇属于生态系统的分解者

B．兔与人的种间关系是竞争和捕食，鼠疫杆菌与人的种间关系是寄生

C．通常情况下，寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响小于鼬对鼠种群数量的影响

D．植物中的能量能通过3条食物链传递给鹰，鹰所处的营养级为第三和第四营养级■方法提炼

（1）对生态系统成分认识的四个误区

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；寄生细菌属于消费者

动物都是

消费者

　蚯蚓、蜣螂等以动植物残体或排泄物为食的腐食性动物属于分解者

生产者是

绿色植物

　蓝藻、硝化细菌等自养型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

（2）食物链（网）中各营养级生物数量变动情况分析

①处于食物链的第一营养级生物数量减少的情况

第一营养级生物数量的减少会导致其他生物数量都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级生物是其他生物直接或间接的食物来源。

②“天敌”数量减少的情况

“天敌”数量减少，则被捕食者数量增加。

但随着其数量的增加，种内斗争加剧，种群密度下降，直到趋于稳定，但最终结果比原来数量要多。

③“中间”营养级生物数量减少的情况

a．以中间环节少的作为分析依据，考虑方向和顺序为从高营养级依次到低营养级。

b．生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不需考虑生产者数量的增加或减少。

c．处于最高营养级的生物有多种食物来源时，若其中一条食物链中断，则该生物可通过多食其他食物来维持其数量基本不变。

④同时占有两个营养级的种群数量变化的连锁反应分析

a．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。

b．a种群的数量变化导致b种群的营养级升高时，则b种群的数量将减少。

　考点二　生态系统的能量流动的过程与特点分析1.能量流动的过程（图解）

图10308

2．初级消费者中能量的来源及去向（图解）

图10309　能量流经第二营养级示意图

（1）消费者摄入的能量（a）＝消费者同化的能量（b）＋粪便中的能量（c），即动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，应为上一个营养级固定或同化的能量。

（2）消费者同化的能量（b）＝呼吸消耗的能量（d）＋用于生长、发育和繁殖的能量（e）。

（3）用于生长、发育和繁殖的能量（e）＝分解者分解利用的能量（f）＋下一营养级摄入的能量（i）＋未被利用的能量（j），即消费者同化的能量若为两部分之和则是b＝d＋e；若为四部分之和则是b＝d＋f＋i＋j。

（4）能量传递形式：

有机物中的化学能。

（5）能量散失途径：

呼吸作用（包括各营养级自身的呼吸及分解者的呼吸）。

（6）能量散失的形式：

最终以热能形式散失。

3．能量流动的特点及其原因

（1）单向流动

①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。

②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。

（2）逐级递减

①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。

②各营养级的能量都会有一部分流入分解者，以及未被下一营养级生物利用的部分。

4．生态金字塔——能量流动模型

类型

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，有时会出现倒金字塔形

正金字塔形

■典例追踪

1．[2015·黑龙江绥化一模]初级消费者体内的能量去向不包括（　　）

A．部分被分解者利用

B．部分被第二营养级摄取

C．部分用于自身的生命活动

D．部分通过呼吸作用被消耗

2．[2015·山西山大附中高三期中]研究人员在对甲、乙两个不同的生态系统调查后发现，两个生态系统的生产者总能量相同，甲生态系统只有初级和次级消费者，乙生态系统则有初级、次级、三级和四级消费者。

如果其他的因素都一样，则下列叙述正确的是（　　）

A．甲生态系统中现存的消费者的总能量大于乙生态系统中现存的消费者的总能量

B．甲生态系统的消费者总能量小于生产者同化的总能量，但乙生态系统则相反

C．甲、乙生态系统的消费者总能量都大于生产者同化的总能量

D．乙生态系统的消费者总能量大于甲生态系统的消费者总能量

3．如图103010为生态系统中能量流动图解的部分示意图，①②③④⑤各代表一定的能量值，下列说法中不正确的是（　　）

图103010

A．生物与生物之间的捕食关系不可逆转，所以能量流动具有单向性

B．⑤中包含了三级消费者粪便中的能量

C．第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为③/②×100%

D．在人工饲养的高密度鱼塘生态系统中，①表示流经该生态系统的总能量

　考点三　能量流动的相关计算1.能量传递效率的计算

设食物链为A→B→C→D。

（1）同一食物链中能量传递效率相同

问题1：

D营养级净增重M，最多需要A营养级的量Y1＝M÷（10%）3，至少需要A营养级的量Y2＝M÷（20%）3。

问题2：

A营养级净增重N，D营养级最多增重的量Y3＝N×（20%）3，D营养级至少增重的量Y4＝N×（10%）3。

（2）一条食物链中能量传递效率不完全相同

各营养级能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A营养级净增重N，则D营养级增重为N×a%×b%×c%。

2．在食物网中求最大（小）值时，既要考虑能量传递效率，又要考虑食物链的长短。

在没有具体说明的情况下，能量传递效率为10%～20%，即能量传递最低效率为10%，最高效率为20%。

所以在食物链中能量传递的“最大（小）值”的计算存在着下列关系：

（1）已知较低营养级而求较高营养级

①求“最多”则选择最短的食物链，按“最大”的传递效率20%进行计算；

②求“最少”则选择最长的食物链，按“最小”的传递效率10%进行计算。

（2）已知较高营养级而求较低营养级

①求“最多”则选择最长的食物链，按“最小”的传递效率10%进行计算；

②求“最少”则选择最短的食物链，按“最大”的传递效率20%进行计算。

■典例追踪

1．[2015·福建卷]如图103011所示为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图（图中数字为能量数值，单位是J·m－2·a－1）。

下列叙述正确的是（　　）

图103011

A．该食物网中最高营养级为第六营养级

B．该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%

C．太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357J·m－2·a－1

D．该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统

2．某生态系统中存在如图103012所示的食物网，如将C的食物比例由A∶B＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量是原来的（　　）

图103012

A．1.375倍B．1.875倍

C．1.273倍D．0.575倍

第31讲　生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性

考纲要求1.生态系统中物质循环的基本规律及应用（Ⅱ）。

2．生态系统中的信息传递（Ⅱ）。

3．生态系统的稳定性（Ⅱ）。

4．实验：

探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替。

　链接教材　

一、生态系统的物质循环

1．概念

（1）物质：

组成生物体的________，如C、H、O、N、P、S等。

（2）循环范围：

__________和生物群落之间。

（3）循环特点：

具有________。

2．碳循环

（1）无机环境中存在形式：

________和碳酸盐。

（2）生物群落中存在形式：

______________（主要）。

（3）循环过程：

碳从无机环境到生物群落是通过________作用、__________作用实现的；从生物群落到无机环境则是通过__________和____________实现的。

3．温室效应

（1）形成原因：

大量化石燃料的燃烧，大气中的________含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。

（2）影响：

导致__________，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。

二、能量流动与物质循环的关系

1．物质作为__________，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为________，使物质能够不断地在__________和__________之间循环往返。

2．二者____________，彼此相互依存，不可分割。

三、生态系统的信息传递

1．信息的种类、特点、来源及实例（连线）

2．信息传递的作用

（1）个体水平：

__________的正常进行离不开信息的作用。

（2）种群水平：

生物种群的________也离不开信息的传递。

（3）群落和生态系统水平：

调节生物的__________，维持生态系统的稳定。

3．信息传递的应用

（1）提高________或畜产品的产量。

（2）对__________进行控制。

四、生态系统的稳定性

1．概念：

生态系统所具有的______________自身结构和功能相对稳定的能力。

2．原因：

生态系统具有一定的__________能力。

3．调节基础：

______________。

4．特点：

调节能力______________。

5．种类：

抵抗力稳定性和______________。

6．提高生态系统稳定性的措施

（1）控制对生态系统________的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的________________。

（2）对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的____________投入，保证生态系统____________________的协调。

　衔接课堂　

1．正误辨析

（1）[2014·江苏卷]无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用。

（　　）

（2）碳循环在生物群落内部是以CO2形式进行的。

（　　）

（3）[2013·天津卷]光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环。

（　　）

（4）[2014·江苏卷]工作人员通过释放训练过的猎鹰来驱赶小鸟是利用了生态系统中物理信息传递的特点。

（　　）

（5）当食草动物看到青草明显减少时，部分个体会另觅取食地，这体现了生态系统的信息传递功能。

（　　）

（6）鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕田鼠，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。

可见，信息能够调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。

（　　）

（7）[2013·海南卷]落叶阔叶林、针阔叶混交林和针叶林遭到严重破坏时，往往不易在短时间内恢复到原来的状态，原因是其抵抗力稳定性较低。

（　　）

（8）[2014·广东卷]害虫数量对其天敌鸟类数量的影响一定存在反馈调节。

（　　）

2．活学活用

（1）如图10311表示某池塘生态系统中碳循环模式图。

图10311

①a、b过程中碳的传递形式分别是什么？

②该生态系统的复杂程度取决于a、b、c中的哪一过程？

（2）结合信息传递的知识分析如下现象：

①神经元释放神经递质作用于突触后膜受体使下一个神经元兴奋或抑制，属于生态系统的信息传递吗？

②鸟类突然振翅飞起对同伴报警与通过尖锐鸣叫报警所涉及的信息有何不同？

　考点一　生态系统的物质循环1.碳循环过程

图10312

（1）碳循环及存在形式

①在生物群落和无机环境之间：

以CO2形式循环。

②在生物群落内部：

以含碳有机物形式传递。

③在无机环境中：

主要以CO2和碳酸盐形式存在。

（2）碳出入生物群落的途径

①碳进入生物群落的途径：

生产者的光合作用或化能合成作用。

②碳返回无机环境的途径：

生产者、消费者的呼吸作用，分解者的分解作用（实质是呼吸作用），化石燃料的燃烧。

（3）温室效应的产生原因

①化石燃料的大量燃烧，产生大量CO2。

②植被破坏，降低了对大气中CO2的调节能力。

2．物质循环与能量流动的关系

项目

能量流动

物质循环（以碳循环为例）

形式

太阳能→有机物中的化

学能→热能

无机物有机物

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

　同时进行、相互依存、不可分割

　①能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成和分解

　②物质是能量沿食物链（网）流动的载体

　③能量是物质在生态系统中往复循环的动力

图示

■典例追踪

1．下列有关生物圈中碳循环的叙述，不正确的是（　　）

A．碳在无机环境中主要以CO2和碳酸盐的形式存在

B．消费者不参与生物圈中碳循环过程

C．碳元素主要通过绿色植物的光合作用进入群落

D．碳在生物群落中沿着食物链（网）进行流动

2．[2015·重庆模拟]如图10313表示生物圈中碳循环过程，其中A、B、C表示生态系统的不同成分。

下列有关该图的分析正确的是（　　）

图10313

A．图中生态系统中的食物链是A→B→C

B．碳从生物群落进入无机环境的途径是③⑤⑦

C．碳循环具有全球性，磷循环不具有全球性

D．提高⑥过程有利于维持大气中的碳、氧平衡

[拓展]

（1）题中若A含有细胞核，则A中将含碳有机物转化为CO2的具体场所有哪些？

（2）图中的③与④生理过程有何联系？

3．[2015·皖南八校联考]如图10314中甲、乙是两生态系统中能量流动情况和碳循环示意图，回答下列问题：

图10314

（1）甲、乙两图中的A分别代表的是________、____________________________。

B在甲、乙两个生态系统中分别代表第________、________营养级。

（2）乙图所示生态系统中的群落由______________共同构成，若该生态系统中生产者增重10000kg，则最高营养级最多可增重________kg。

（3）下表是对甲生态系统（一个成熟生态系统，长期处于稳定状态）中，A、B、C、D四种成分及其能量流动情况的调查结果。

分析表与甲图，你认为分解者指的是甲图中的________和表中的________。

能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率约为________。

单位：

×103kJ/（m3·a）

生物同化作用

固定的能量

生物体内所贮

存的能量

呼吸作用

消耗的能量

①

15.91

2.81

13.10

②

871.27

369.69

501.58

③

141.20

62.07

79.13

④

211.85

19.26

192.59

■方法提炼

正确