版高考生物总复习第九单元第29讲生态系统的结构和功能教案北师大版必修3Word下载.docx

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分解者

营养方式

一定为自养型

捕食、寄生型异养

腐生型异养

主要生物

绿色植物

动物等

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.生态系统的营养结构

（1）食物链（捕食链）

①概念：

生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。

②特点：

起点是生产者，为第一营养级；

终点是最高营养级，一般不会超过5个营养级且只包含生产者和消费者。

③营养级与消费者级别的关系为消费者级别＝营养级级别－1。

（2）食物网

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。

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，食物网中生物种间关系可包括捕食、竞争。

（3）食物链和食物网的作用：

生态系统物质循环和能量流动的渠道。

■助学巧记

食物网中4个“两”

1.下图为生态系统组成。

请思考：

（1）图中X及a、b、c分别指什么？

（2）图中被誉为“生态系统基石”的是哪一环节？

它是否一定是真核生物？

是否一定是自养型生物？

提示　

（1）X－生物群落　a－消费者　b－生产者　c－分解者。

（2）b　不一定为真核生物，可能为原核生物，但一定是自养型生物。

2.下图为某草原生态系统食物网，请思考。

（1）该生态系统的基石是________。

（2）图示食物网中包括几条食物链？

其中猫头鹰占有哪些营养级？

（3）青蛙与蜘蛛之间是什么关系？

（4）此食物网中的一种生物减少，其他的生物都减少，这种生物是什么？

若蛇的数量减少，猫头鹰的数量变化如何？

（5）图示食物网中未包含的生态系统的成分是什么？

提示　

（1）草　

（2）8　第三、四、五、六　（3）捕食和竞争　（4）草是生态系统的基石，草减少，其他生物都减少；

由于猫头鹰的食物来源较广泛，蛇的数量减少不会明显影响到猫头鹰数量的变化。

（5）图示食物网中未包含的生态系统的成分是非生物的物质和能量及分解者。

　围绕生态系统的概念及结构考查生命观念

1.（2015·

天津理综，1）下图表示生态系统、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

解析　由图可知：

甲为个体，乙为种群，丙为群落，丁为生态系统。

生物进化的基本单位是种群，A错误；

种群数量达到环境容纳量后仍会出现上下波动，B错误；

群落包括生产者、消费者和分解者，C错误。

答案　D

2.下列有关生态系统结构的叙述，正确的是（　　）

A.食物网中的生物构成了生态系统的生物成分

B.消费者代谢的产物不能被生产者重新利用

C.动物都属于消费者，其中食草动物为初级消费者

D.自养生物都属于生产者，并非都能进行光合作用

解析　食物网中的生物只包括生产者和消费者，而生态系统中的生物除了生产者和消费者，还包括分解者，A错误；

消费者代谢的产物如二氧化碳、水等，可以作为生产者进行光合作用的原料，B错误；

食草动物都为初级消费者，但动物不都是消费者，如营腐生生活的蚯蚓属于分解者，C错误；

自养生物都是生产者，都能把无机物转变成有机物，包括光能自养型生物（如绿色植物）和化能自养型生物（如硝化细菌），D正确。

生态系统的成分常见误区辨析

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

　结合具体信息或情境，考查科学思维能力

3.（2018·

海南卷，20）某地在建设池塘时，设计了如图所示的食物网，鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层。

关于该池塘生态系统的叙述，错误的是（　　）

A.鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者

B.消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼

C.通气可促进水体中生物残骸分解为无机物

D.藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量

解析　鲫鱼在不同的食物链中分别处于第二和第三营养级，既是初级消费者又是次级消费者，A正确；

能量流动是逐级递减的，由于鳜鱼所处的营养级高于鲢鱼，所以消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼，B正确；

水中的需氧微生物能够分解有机物，通气可促进水体中生物残骸分解为无机物，促进物质的循环，C正确；

藻类固定的能量不能百分百地流入次级消费者体内，因此藻类固定的能量高于流入次级消费者的能量，D错误。

4.如图表示某生态系统各成分之间的关系，有关分析错误的是（　　）

A.光能通过甲输入生态系统

B.参与构成食物链的成分有甲和乙

C.碳元素在乙与丙之间以CO2形式传递

D.丙主要是指营腐生生活的细菌和真菌

解析　依据题意和图示分析可知，丁为非生物环境，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者。

光能通过生产者的光合作用输入生态系统，A正确；

参与构成食物链的成分是生产者和消费者，即甲和乙，B正确；

碳元素在乙和丙之间以有机物的形式传递，C错误；

分解者主要是指营腐生生活的细菌和真菌，D正确。

答案　C

（1）生态系统中各成分的快速判断

（2）食物网中生物数量变化的分析与判断

①食物链的第一营养级生物减少，相关生物都减少。

②“天敌”减少，被捕食者数量增加，但随其数量增加，种内斗争加剧，其种群密度还要下降，直到趋于稳定。

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。

大体遵循如下两原则

原则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。

原则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，该种群的数量则依靠其他食物链不会发生较大变化。

举例如下：

考点二　生态系统的能量流动

1.生态系统的能量流动过程、特点及意义

2.消费者的能量流动

注意：

最高营养级消费者的能量没有流向下一营养级这条途径。

（1）从上述图解可以得到：

摄入量＝同化量＋粪便量。

同化量＝呼吸量＋用于生长、发育、繁殖的能量。

（2）除最高营养级外某营养级同化能量均有4个去路：

①通过呼吸作用以热能的形式散失；

②被下一营养级生物利用；

③被分解者利用；

④未被利用，而最高营养级无②（填序号）途径。

1.由草、兔、狐组成的食物链中，兔所获得的能量，其去向不应包括下列①～④中的哪一项？

为什么？

①兔呼吸作用释放的能量

②由兔的粪便流入分解者体内的能量

③流入狐体内的能量

④由狐的粪便流入分解者体内的能量

提示　②　因为兔粪便中储藏的能量是没有被兔消化的草的能量，不属于兔同化的能量。

2.下图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔，请思考：

（1）依生态学原理看，同样的玉米，上述哪种营养结构可养活更多的人口？

（2）一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多，对吗？

（3）若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则甲中的人与乙中的人体内污染物浓度哪个更高？

（4）某研究小组对牛的能量流动情况进行了分析，结果如下表，据表分析，牛同化的能量是多少？

（写出算式）

摄入的能量

用于生长、发育和繁殖的能量

呼吸作用散失的能量

粪便中的能量

51.6

1.5

23.1

27

注：

数字为能量值，单位是[kJ·

（cm2·

a）－1]。

提示　

（1）甲种营养结构，因为乙中人处于第三营养级，能量损耗加大，养活的人口更少。

（2）不对。

甲、乙营养结构中“牛”“人”代表的是相应营养级环节，并非“一个人”。

（3）乙中更高。

（4）同化量＝摄入量－粪便量＝51.6－27＝24.6[kJ·

a）－1]或用同化量＝用于生长、发育和繁殖的能量＋呼吸量＝1.5＋23.1＝24.6[kJ·

　巧借生态系统能量流动的过程和特点考查物质和能量观

1.（2018·

全国卷Ⅱ，31）大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用，这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。

回答下列问题：

（1）当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级有可能增加。

生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是________________

_____________________________________________________________________。

（2）如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。

假定该反转不是由顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的可能原因是_________________

_______________________________________________________（答出一点即可）。

（3）若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。

根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

（答出两点即可）。

解析　

（1）从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中损失的能量就越多，因此，生态系统中的能量流动一般不超过4～5个营养级。

（2）根据题干信息“大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用”，又这一种间关系是建立在“威慑”和“恐惧”基础上的，且题干指出导致植食性动物甲在数量上的优势地位丧失不是由顶级肉食性动物的直接捕食造成的，因此，甲的数量优势地位丧失的可能原因是顶级肉食性动物对甲产生的“威慑”比乙高，甲因“恐惧”而逃离该生态系统的数量比乙多。

（3）根据题中“恐惧生态学”的观点可知，大型肉食性动物对野猪有捕食和驱赶的作用，故某大型肉食性动物的重新出现可能会使野猪的被捕食量增加，同时野猪也会因“恐惧”而减少采食，从而降低其对农作物的破坏程度。

答案　

（1）生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少　

（2）甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多

（3）大型肉食性动物捕食野猪；

野猪因恐惧减少了采食

界定三类生态金字塔

不同的生态金字塔能形象地说明各营养级与能量、生物量、数量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。

能量金字塔

数量金字塔

生物量金字塔

形状

特点

正金字塔形即：

能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性

一般为正金字塔形，但可能出现“倒置”，如“树

昆虫

鸟”

一般为正金字塔形即：

生物有机物的总质量一般沿食物链升高逐级递减

　结合能量流动的“分流模型”与“传递效率”计算考查模型分析

2.（2018·

经典高考）某城市河流由于生活污水和工业废水的排入，水质逐渐恶化。

经过治理后，河水又恢复了清澈。

图1表示该河流的能量金字塔（甲、乙、丙为3种鱼，丁为1种水鸟，甲不摄食藻类，箭头指示能量流动方向），图2表示部分能量流动关系（图中数字表示同化的能量）。

请回答下列问题：

（1）图1所示食物网中，遗漏了一条能量流动途径，该条途径是________。

（2）图1所示食物网中，次级消费者是________，丁与丙之间的种间关系是________。

（3）根据图1分析，除了图2中已经标出的能量去向之外，乙的能量去向还有_____________________________________________________________________。

（4）结合图2分析，图1所示食物网中第一营养级到第二营养级能量的传递效率________（在“大于”“小于”或“等于”中选择）7.6%。

（5）经检测，水体中含有某种可被生物富集的农药，推测此农药含量最高的物种是________。

（6）从生态学角度解释，污染物排放导致水质恶化的主要原因是______________

____________________________________________________________。

解析　

（1）根据题意可知，图1中遗漏的能量流动途径是水草→甲→丁。

（2）次级消费者属于第三营养级，故图1所示食物网中的次级消费者为丙和丁；

丁可以捕食丙，而丁和丙又均可以乙为食，故丁与丙之间的种间关系是捕食和竞争。

（3）乙在图中所示食物链中不是最高营养级，所以乙的能量有三个去向：

流向下一营养级（包括丁和丙）；

流向分解者；

自身呼吸作用以热能形式散失。

（4）因为乙同化的能量为1900kJ/（m2·

a），生产者同化的能量为25000kJ/（m2·

a），1900/25000×

100%＝7.6%，而生产者同化的能量除了流向乙外还流向了甲，所以第一营养级到第二营养级能量的传递效率大于7.6%。

（5）由题意可知，该农药可沿食物链或食物网富集，则该农药在处于最高营养级的生物体内含量最高。

（6）从生态学角度分析，每个生态系统都有一定的自我调节能力，如果超过这个调节能力，则生态系统会崩溃。

题中由于生活污水和工业废水的排入，水质逐渐恶化，说明污染物排放已经超过了河流生态系统的自我调节能力。

答案　

（1）水草→甲→丁　

（2）丙和丁　捕食和竞争

（3）传递给丙、自身呼吸作用以热能形式散失　（4）大于　（5）丁　（6）河流生态系统自我调节（自我修复）能力有限

考点三　生态系统的物质循环和信息传递

1.生态系统的物质循环

（1）水循环过程图解

（2）碳的循环

①循环形式：

在生物群落与无机环境之间主要以CO2的形式进行。

②过程图解

（3）氮的循环

①氮的气体形式不能被植物直接利用，要经过固氮菌（如根瘤菌）的固氮过程转化为硝酸盐和氨，供给植物利用。

②动植物遗体、排泄物等中的含氮有机物先经过氨化细菌的作用生成NH3，再经过亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌的作用生成硝酸盐，一方面可以被植物体再利用，另一方面被反硝化细菌还原成氮气回到大气中去。

2.生态系统的信息传递

（1）含义：

生态系统中的各种信息在生态系统的各成员之间和各成员内部的交换流动。

（2）信息种类

①物理信息：

指以物理过程为传递形式的信息，包括生态系统中的各种光、颜色、电、磁、声音、热等。

②化学信息：

指生态系统中各个层次的生物所产生的一些代谢产物。

例如动物的性外激素。

③行为信息：

据生物在生长发育、生命活动的过程中某些特殊表现和特殊行动所传达的信息。

如蜜蜂跳舞、动物的拟态等。

④营养信息：

营养状况和环境中食物的改变引起生物在生理、生化和行为上的变化而产生的信息。

例如被捕食者的体重、肥瘦、数量是捕食者的取食依据。

（3）方式：

双向的。

（4）基本过程：

信源→发送器官→信道→接收器官→信宿。

教材

高考

1.高考重组　判断正误

（1）某恢复中的生态系统，其生物多样性提高后某营养级的能量可全部流入下一营养级（2018·

海南卷Ⅲ，21D）（　　）

（2）生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律（2016·

全国卷Ⅰ，5A）（　　）

（3）碳可在森林群落和无机环境之间进行循环（2015·

海南单科，24A）（　　）

（4）生态系统维持相对稳定离不开信息传递（2015·

课标Ⅱ，4C）（　　）

提示　

（1）×

　即使生物多样性提高，某营养级的能量也不会全部流入下一营养级

（2）√　（3）√　（4）√

2.教材·

拓展

（1）生物圈是不是一个在“物质”上自给自足的系统？

“能量”上呢？

提示　生物圈在物质上可自给自足，但在能量上不能自给自足，因为物质可以在生物圈内循环利用，而能量不能循环利用——它必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入方可维持正常运转。

（2）氮元素在生物群落与无机环境间能否循环利用？

你如何解释需不断向农田中施加氮肥？

提示　能。

农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量和效益，使能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的，农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥，这与物质循环并不矛盾。

　结合生态系统的物质循环考查生命观念

全国卷Ⅲ，32）如图是某农业生态系统模式图。

据图回答下列问题：

（1）蚯蚓生命活动所需的能量来自于生活垃圾中的________（填“有机物”或“无机物”）。

生活垃圾中的细菌和真菌属于分解者，在生态系统中分解者的作用是

__________________________________________________________________。

（2）根据生态系统中分解者的作用，若要采用生物方法处理生活垃圾，在确定处理生活垃圾的方案时，通常需要考虑的因素可概括为3个方面，即________________

___________________________________________________________________。

（3）有机肥在土壤中经分解、转化可产生NO

。

通常植物根系对NO

的吸收是通过________运输完成的。

解析　

（1）蚯蚓属于异养型生物，其生命活动所需的能量来自于生活垃圾中的有机物，生态系统中分解者将动植物遗体残骸和动物的排遗物中的有机物分解成无机物。

（2）采用生物方法处理生活垃圾，利用的是分解者的分解作用，需要考虑生活垃圾的成分及理化性质、分解者的生物种类及异化类型、处理环境的理化条件等。

（3）通常植物根系对NO

的吸收方式为主动运输。

答案　

（1）有机物　将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物　

（2）待分解垃圾的性质，引进的分解者生物的种类，处理环境的理化条件　（3）主动

2.某同学画出三幅表示生态系统部分碳循环的示意图，下列分析错误的是（　　）

A.碳循环中只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，所以三幅图中生产者都是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.若图3中补充化石燃料燃烧产生CO2的过程，则该过程可能会打破碳循环的平衡

解析　在碳循环过程中，生产者与大气中二氧化碳库之间的传递是双向的，而其他生物只能通过呼吸作用向大气中释放二氧化碳，由此可知，图1～图3中属于生产者的分别是A、A、E，A错误；

图1中C为消费者，其作用是促进生态系统的物质循环和能量流动，B正确；

图2中A为生产者，B和D为消费者，E是分解者，它们共同构成生物群落，在生物群落内部碳以有机物的形式流动，C正确；

化石燃料的过度燃烧会导致空气中的二氧化碳增多，打破碳循环的平衡，引起温室效应，D正确。

答案　A

“三看法”快速确认碳循环的各环节解题模板

　围绕生态系统的信息传递考查生命观念

海南卷，19）某同学将一面镜子竖立在一棵树旁，该树上的一只小鸟飞到镜前，对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打。

下列关于该事件中信息传递的叙述，错误的是（　　）

A.小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息

B.小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息

C.小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息

D.激怒小鸟的信息是直接来自非生物的化学信息

解析　小鸟对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打是动物的特殊行为，能够对于同种或异种生物传递某种信息，属于行为信息，激怒小鸟的信息是直接来自镜子中的“小鸟”的物理信息和行为信息。

4.下图表示生态系统各组成成分之间的能量流动、物质循环及信息传递过程，则甲、乙、丙三图可依次表示（　　）

A.能量流动、碳的循环、信息传递

B.能量流动、信息传递、碳的循环

C.碳的循环、能量流动、信息传递

D.信息传递、能量流动、碳的循环

解析　生态系统的碳循环具有循环往返、全球性的特点，在生物群落内是单向的，图甲可表示碳的循环；

在生态系统内能量流动是单向的，图乙可表示能量的流动；

而生态系统的信息传递，不论在生物与无机环境之间、生物与生物之间都是双向的，图丙可表示信息传递。

信息传递与能量流动、物质循环的比较

项目

区别

联系

来源

途径

范围

能量

流动

太阳能

食物链或

食物网

单向流动，

逐级递减

食物链各营养级生物间

生态系统的功能主要包括能量流动、物质循环、信息传递三个方面。

能量流动是物质循环的动力，物质循环是能量流动的基础，信息传递伴随能量流动和物质循环，三者共同把生态系统各组分联系成一个统一整体，并调节生态系统的稳定性

物质循环

生态系统

全球性，

反复循环

群落与无机环境之间

信息传递

生物或无机环境

多种途径

发生生理或行为的变化

生物与生物之间或生物与无机环境之间

　　　澄清易错易混·

强化科学思维

[易错易混]

易错点1　错将寄生生物和分解者列入食物链或计算营养级

点拨　高中生物中的食物链，实际上是捕食食物链，它是由生产者和消费者通过捕食关系形成的，不包括分解者、寄生生物，也不包括非生物的物质和能量。

易错点2　因混淆“摄入量”“同化量”“粪便量”“尿液中能量”而出错

点拨　

（1）摄入量≠同化量：

“摄入量”－“粪便量”才是同化量，动物的“粪便量”不曾被动物消化吸收而同化，不属于同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔同化量。

（2）粪