全国通用版版高中生物 第5章 生态系统及其稳定性章末总结学案 新人教版必修3.docx

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全国通用版版高中生物第5章生态系统及其稳定性章末总结学案新人教版必修3

第5章生态系统及其稳定性

章末总结

答题要语必背

1．生产者都是自养生物，包括绿色植物和硝化细菌等。

消费者都是异养生物，主要是动物和营寄生生活的生物。

分解者都是异养生物，主要是营腐生生活的细菌、真菌和一些营腐生生活的动物，如蚯蚓、秃鹫和蜣螂等。

2．一个完整的生态系统的结构包括生态系统的成分、食物链和食物网。

生态系统的营养结构即食物链和食物网，同时也是物质循环和能量流动的渠道

3．能量流动的起点是生产者固定的太阳能，流经生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能。

能量流动的特点是单向流动，逐级递减。

4．生态系统的物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。

物质循环的特点是全球性、循环性。

5．温室效应形成的主要原因是化石燃料短时间内大量燃烧使大气中CO2含量迅速增加，打破了生物圈碳循环的平衡。

6．缓解温室效应的措施：

（1）减少化石燃料的燃烧；

（2）植树造林。

7．能量流动和物质循环的关系：

物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力。

8．信息传递在生态系统中的作用有：

（1）生命活动的正常进行离不开信息的作用；

（2）生物种群的繁衍离不开信息的传递；（3）调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。

整合一　生态系统的能量流动

1．生态系统各功能类群能量来源

（1）

（2）消费者：

能量来自食物方的“活体”中的有机物（捕食或寄生）。

（3）分解者：

能量来自动植物遗体或粪便及排泄物中的有机物（腐生）。

2．生态系统各环节能量去向

理解流入每一营养级的能量去向可从以下两个角度分析

（1）定量不定时分析：

流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路可有三条：

①自身呼吸散热消耗；②流入下一营养级；③被分解者分解利用。

但这一定量的能量不管如何传递，最终都以热能的形式从生物群落中散失，生产者源源不断地固定太阳能，才能保证生态系统中能量流动的正常进行。

（2）定量定时分析：

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：

①自身呼吸散热消耗；②流入下一营养级；③被分解者分解利用；④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，第④部分的能量将保留给下一年（如图所示）。

3．能量传递效率的相关计算

（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，则最多传到下一营养级的能量为0.2n，最少为0.1n。

②在一条食物链中，某一营养级的能量为n，需要前一营养级的能量至少为n÷20%＝5n，最多为n÷10%＝10n。

（2）能量在食物网中传递的计算

①若一食物网中，已知最高营养级增加能量为N

a．求最多消耗第一营养级多少能量时，按最长食物链，最低传递效率计算；

b．求至少消耗第一营养级多少能量时，按最短食物链，最高传递效率计算。

②若一食物网中，已知第一营养级能量为M

a．求最高营养级最多获得多少能量时，应按最短食物链，最高传递效率计算；

b．求最高营养级最少获得多少能量时，应按最长食物链，最低传递效率计算。

（3）在已知高营养级求需要低营养级最值时，若高营养级有多种食物来源，要注意高营养级食物来源有没有具体分配，若有就不能选最短或最长的食物链，而要按分配情况逐一计算，然后相加。

例1

　如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量相对值。

试回答下列有关问题：

（1）图中①代表的生理过程是，图中②代表的能量主要以的形式储存。

（2）该生态系统的总能量是固定的。

（3）能量从该生态系统的第一营养级到第二营养级传递的效率约为。

（4）试分析图中植食动物、肉食动物和顶位肉食动物随营养级的升高需要的有机物输入越来越多的原因是

。

答案　

（1）呼吸作用　（有机物中）稳定的化学能

（2）生产者　（3）12.7%　（4）能量流动逐级递减以及维持各营养级较高的能量输出量

解析　①代表生物的呼吸作用，②为动植物体中有机物含有的化学能，这些能量都来自生产者光合作用固定的太阳能。

第三营养级生物（肉食动物）从第二营养级生物（植食动物）获得的能量为2.1＋5.1＋0.05＋0.25－5＝2.5。

生产者传递给第二营养级的总能量为4＋9＋0.5＋2.5－2＝14，生产者固定的太阳能总量为23＋70＋3＋14＝110，能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为

≈12.7%。

能量流动是逐级递减的，要维持高营养级生物的能量输出，就需要为高营养级提供更多的物质和能量。

整合二　生态系统中某种生物减少对其他生物数量变化的影响

1．食物链中，若处于第一营养级的生物数量减少，直接使以其为食物的第二营养级的生物因食物缺乏而数量减少，又会引起连锁反应，致使第三、第四营养级的生物数量依次减少。

2．一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者数量变化是先增加后减少，最后趋于稳定。

3．复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析

若某种群处于复杂食物网的某中间环节，其数量减少对其他生物类群的影响状况应视具体食物链而定，大体遵循如下思路：

（1）生产者相对稳定原则，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相对稳定原则，即当处于最高营养级的生物种群其食物有多种来源时，若其中一条食物链中断，该种群的数量不会发生较大变化。

（3）实例：

如图所示的食物网中，蚱蜢突然减少，则以它为食的蜥蜴减少，蛇也减少，蛇减少则鹰就更多地吃兔和食草籽的鸟，从而导致兔及食草籽的鸟减少。

在这里必须明确蛇并非鹰的唯一食物，所以蛇减少并不会造成鹰的减少，它可依靠其他食物来源而维持数量基本不变。

例2

　下图是食物关系图，分析并简要回答下面的问题：

（1）该图是一个简单的，含有条食物链。

（2）图中的初级消费者有。

蛇是消费者，属于营养级。

鹰同时占有个营养级。

（3）图中的兔和蚱蜢两者是关系，而蜥蜴和蚱蜢是关系。

（4）如果蚱蜢突然减少，蚯蚓的数目将会。

（5）该食物网中不含有生态系统中的哪种成分

。

答案　

（1）食物网　3　

（2）兔、蚯蚓、蚱蜢　三级　第四　3　（3）竞争　捕食　（4）先增加后减少，最终趋于稳定　（5）非生物的物质和能量及分解者

解析　食物网是指在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。

此图符合食物网的概念，是一个食物网的图解，共有3条食物链。

营养级从生产者算起，绿色植物是第一营养级，初级消费者是第二营养级，次级消费者是第三营养级，依此类推。

消费者级别从初级消费者算起，分析时要数全食物链，仔细识图，如鹰在3条食物链上分别属于次级、三级、四级消费者，同时占有第三、第四、第五3个营养级。

兔与蚱蜢都以绿色植物为食，属于竞争关系，蜥蜴和蚱蜢是吃与被吃的关系，属于捕食关系。

蚱蜢突然减少，以蚱蜢为食的蜥蜴减少，蛇随之减少，鹰就要多吃兔和相思鸟以获得足够的能量。

蚯蚓由于天敌减少，食物充足而数量增加，使种群密度增加，随之种内斗争加剧又使种群数量下降，故蚯蚓数量将先增加后减少，最终趋于稳定。

热点考题集训

1．关于生态系统的叙述，正确的是（　　）

A．生产者不一定都是植物，植物也不一定都是生产者

B．专门营腐生生活的细菌也不一定是分解者，还有可能是生产者或消费者

C．因为动物都是靠捕食获取食物，所以都是消费者

D．生态系统的结构包括非生物的物质和能量、生产者、消费者及分解者

答案　A

解析　生产者不一定都是植物，如硝化细菌，植物也不一定都是生产者，如菟丝子属于消费者，A项正确；专门营腐生生活的细菌一定是分解者，B项错误；有些动物如蚯蚓、蜣螂属于分解者，C项错误；生态系统的结构包括生态系统的组成成分和食物链、食物网，D项错误。

2．下图表示某生态系统中的3种生物的二氧化碳释放量的曲线图，下列说法错误的是（　　）

A．a曲线代表的生物可能是消费者或分解者

B．b、c可以说是生态系统的基石

C．a、b、c都有可能是细菌

D．b曲线代表的生物可能是任何一种生产者

答案　D

解析　a曲线表示只释放二氧化碳，不吸收二氧化碳，所以代表的生物可能是消费者或分解者，A项正确；b、c曲线表示的生物都能吸收二氧化碳，b曲线与光照有关，属于光能自养型，则c曲线属于化能自养型，所以b、c都属于生产者，可以说是生态系统的基石，B项正确；a可能是异养型细菌，b可能是光合细菌，c可能是进行化能合成作用的细菌，如硝化细菌，故C项正确；b曲线代表的生物只能是光能自养型生物，故D项错误。

3．下列4种现象中，不适宜用生态系统中能量流动规律进行合理分析的是（　　）

A．虎等大型肉食动物容易成为濒危物种

B．蓝藻易在富营养化水体中爆发

C．饲养牛、羊等动物，成本低、产量高

D．巨大的蓝鲸以微小的浮游动物为食

答案　B

解析　虎等大型肉食动物处在最高营养级，获得的能量最少，因此容易成为濒危物种，故A不符合题意；蓝藻爆发是因为水体中含有大量的N、P等元素，给蓝藻提供营养物质，有利于蓝藻的生长，因此没有能量流动，故B符合题意；牛、羊等属于第二营养级，食物链较短，获得的能量较多，因此成本低，产量高，故C不符合题意；蓝鲸以浮游动物为食，则能量便沿着食物链，由浮游动物流向了蓝鲸，故D不符合题意。

4．下图是某生态系统的能量流动过程。

下列叙述错误的是（　　）

A．该生态系统中草食昆虫属于初级消费者

B．该生态系统中能量的最终来源是太阳能

C．该生态系统中的能量传递是不循环的

D．该生态系统中的第一营养级是太阳能

答案　D

解析　草食昆虫为植食性动物，是初级消费者；太阳能是生态系统能量的最终来源；生态系统中的能量只能从第一营养级依次流向下一营养级，不能循环流动。

5．某同学画出3幅表示生态系统部分碳循环示意图，下列分析错误的是（　　）

A．碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他成分都是单向的。

因此，3幅图中生产者都是A

B．图1中C能促进生态系统的物质循环和能量流动

C．图2中A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物

D．若使图1、图2、图3完整的表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2

答案　A

解析　在碳循环中，生产者能通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，能通过呼吸作用向大气中释放二氧化碳，而其他生物只能通过呼吸作用向大气中释放二氧化碳，图3中E是生产者，A是无机环境，A错误；图1中C是消费者，能促进生态系统的物质循环和能量流动，B正确；图2中A是生产者、B和D是消费者、E是分解者，它们共同构成群落，在生物群落内部碳以有机物的形式流动，C正确；图中大气中二氧化碳的来源只有生产者和消费者的呼吸作用，缺少化石燃料的燃烧，D正确。

6．下列现象中不能体现“信息能调节生物的种间关系”这个观点的是（　　）

A．蝙蝠通过自身发出的声波，对被捕食者进行“回声定位”

B．水稻和稗草争夺阳光

C．当光照时间达到一定长度时植物才能开花

D．云杉根的分泌物使玫瑰不能很好地生长

答案　C

解析　光照时间对植物开花的影响，体现了生物和无机环境之间的信息传递关系，并非生物的种间关系，故C项符合题意；其他三项均为不同生物之间进行信息传递，体现了生物之间的种间关系，A项为捕食关系，B、D项为竞争关系。

7．图中所示为一个简化的草原生态系统能量流动和物质循环示意图，据图对图中箭头的含义进行所列项目的分类，正确的有（　　）

含义

所属箭头号码

①生物群落中能量的散失

②生物群落中的物质回归无机环境

③无机环境的能量进入生物群落

④能量在生物体之间单向流动

⑤能量在食物链中流动

⑥碳元素从有机物变为二氧化碳

⑦碳元素从二氧化碳变为有机物

A.①——

（2）（3）（5）

B．②——（5），③——

（1）

C．④——

（2）（3）（5），⑤——

（2）

D．⑥——（4），⑦——

（1）

答案　D

解析　①各种生物成分通过呼吸作用，一部分能量以热能的形式散失，对应图中（4）；②物质返回无机环境中，也是通过呼吸作用，对应图中（4）；③通过生产者固定太阳能，对应图中

（1）；④能量在生物体之间单向流动对应图中

（2）（3）；⑤能量在食物链中流动，对应图中的

（2）；⑥由有机物变为二氧化碳，也是来自呼吸作用，对应图中（4）；⑦碳元素从二氧化碳变为有机物是通过光合作用实现的，对应图中

（1）。

8．右图是我国北方处于平衡状态的某森林生态系统的碳循环示意图，其中箭头表示碳的传递方向，字母表示碳传递途径。

则下列叙述错误的是（　　）

A．碳从植物体流入动物体的主要形式是有机物

B．a途径是通过光合作用实现的，b、d、g途径是通过细胞呼吸实现的

C．碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行

D．如果图中的字母表示碳元素传递的数量，植物正常生长，则夏季a、b、c、e之间的关系可表示为a＝b＋c＋e

答案　D

解析　碳从植物体内以含碳有机物的形式被动物摄食，并使得能量流入动物体内，A项正确；由图形分析可知，a表示植物的光合作用，b表示植物的呼吸作用、d表示动物的呼吸作用，g表示分解者的分解作用（呼吸作用），B项正确；碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的，在生物群落内部主要以含碳有机物的形式进行，C项正确；如果图中的字母表示碳元素传递的数量，植物正常生长，则夏季a、b、c、e之间的关系可表示为a>b＋c＋e，D项错误。

9．下面是一水域生态系统在一年之内的能量流动情况资料[能量单位：

kJ/（m2·a）]。

据图回答下列问题：

（1）流经该生态系统的总能量为kJ/（m2·a）。

（2）该系统的能量传递效率在之间，能量传递效率如此之低，是因为大部分能量，另有一部分能量流向了。

（3）按图中的能量传递效率，若肉食动物增重1kg（有机物干重），则需要消耗生产者约kg（有机物干重）。

（4）人类对生态系统的能量流动进行调查研究，其意义是

。

答案　

（1）20810

（2）5.5%～16.2%　被各营养级自身呼吸作用消耗掉了　分解者

（3）54.1

（4）帮助人们合理地调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分

解析　生产者固定的太阳能是流经生态系统的总能量，能量的传递效率是相邻营养级同化量的百分比，但由于各营养级的呼吸消耗和分解者的分解作用，使能量传递效率一般在10%～20%之间，但也可能低于10%。

食肉动物增重1kg，则需消耗的生产者为1/（11.4%×16.2%）≈54.1kg。

人类研究能量流动的目的是为了更有效地利用能量。

10．贝克是英国一个农场的经营者，他在农场种植了一些粮食作物，栽培了多种果树，同时还饲养着优质的家禽、家畜等。

他通过各种措施来提高自己农场中各类农畜产品的产量。

以下是他采取的一系列增产措施：

①根据植物的光周期特性和经济利用部分的不同，人工控制光周期使作物达到早熟、高产。

②释放过量人工合成的性引诱剂，使雄虫无法辨认雌虫的方位，从而干扰害虫的正常交尾活动，达到消灭害虫的目的。

③家禽饲养，在增加营养的基础上延长光照时间，提高产蛋率。

④用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物等的种子，可以提高发芽率，获得增产。

⑤在稻田中竖立人工扎成的稻草人，风吹稻草人转动，起到驱赶鸟类的作用。

请据此回答问题：

（1）上述增产措施中，涉及的信息依次为：

①；②；③；④；⑤。

（2）请根据以上措施，总结信息传递在农业生产中的作用。

①；

②。

答案　

（1）物理信息　化学信息　物理信息　物理信息

行为信息　

（2）①提高农产品或畜产品的产量　②对有害动物进行控制

11．某种植物上栖息着一定数量的甲、乙两种昆虫和蜘蛛。

甲、乙两种昆虫均以该植物为食，蜘蛛以乙昆虫为食。

甲昆虫在白天活动，乙昆虫在夜晚活动。

甲昆虫采食该种植物的叶片后，植物会释放出挥发性的物质X，X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫。

请回答下列问题：

（1）上述现象中，X分别在之间进行传递。

（2）影响甲昆虫活动的信息有两大来源，分别是和。

影响乙昆虫活动的信息种类是。

蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息种类是。

（3）若在上述植物上施用人工合成的物质X，短期内该植物上甲昆虫天敌和乙昆虫天敌数量的变化是

。

答案　

（1）植物与甲昆虫的天敌、植物与乙昆虫

（2）无机环境　生物　化学信息和物理信息　物理信息

（3）甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少

解析　影响甲昆虫活动的信息有两大来源，分别是无机环境和生物。

影响乙昆虫活动的信息种类是化学信息和物理信息。

蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息种类是物理信息。

X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫，故甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少。