2025届高考生物一轮复习：第41讲 生态系统的结构和能量流动

一轮复习 第41讲 生态系统的结构与能量流动 考点一 生态系统的组成成分及其关系 2 考点一 生态系统的组成成分及其关系 一、生态系统的概述 组成成分 生物 群落 非生物环境 生物圈 食物链和食 物网 物质循环、能量流动、信息传递 判断标准：①是否包含所有的生物种群；②是否包含非生物环境 考点一 生态系统的组成成分及其关系 二、生态系统的组成成分 非生物的物质和能量 1 包括光、热、水、空气、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，是生态系统的必须成分 考点一 生态系统的组成成分及其关系 生物成分 2 比较 生产者 消费者 分解者 营养方式 生物类型 作用 地位 自养 异养 ①光合自养生物: 绿色植物和蓝细菌等 ②化能合成生物: 硝化细菌等 ①大多数动物 ②寄生植物(如菟丝子) ③某些寄生微生物(如结核杆菌、病毒等) ①营腐生生活的细菌和真菌等 ②营腐生生活的动物(如蚯蚓、蜣螂、秃鹫) 异养 ①合成有机物储存能量 ②为消费者提供食物和栖息场所 ①加快生态系统的物质循环 ②有利于植物的传粉和种子的传播等 将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，供生产者重新利用 生态系统的基石 生态系统最活跃的成分 生态系统的关键成分 考点一 生态系统的组成成分及其关系 【辨析】生态系统组成成分的三类“不一定”和两类“一定” (1)三类“不一定” ①生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌)，植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者) ②消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等)，动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体或排遗物为食的腐生动物属于分解者) ③分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物不一定是分解者(如硝化细菌、蓝细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者) 考点一 生态系统的组成成分及其关系 【辨析】生态系统组成成分的三类“不一定”和两类“一定” (2)两类“一定” ①生产者一定是自养型生物，自养型生物一定是生产者 ②营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是营腐生生活的生物 生产者=自养生物（绿色植物、蓝细菌、硝化细菌等） 分解者=腐生生物（细菌、真菌、屎壳郎、秃鹫等） 消费者：植食性/肉食性/杂食性动物、寄生生物（菟丝子、寄生细菌） ★积累：有些生物具有双重“身份” 猪笼草 捕蝇草 生产者：进行光合作用 大肠杆菌 消费者：捕食昆虫 消费者：生活在肠道中 分解者：生活在腐烂的有机体中 考点一 生态系统的组成成分及其关系 生物系统的结构模型 3 非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 生产者和分解者是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁” 考点一 生态系统的组成成分及其关系 【方法技巧】生态系统各成分的判断技巧 A. 1和2所包含的所有种群构成群落 B. 3代表的不一定是原核生物 C. 4表示生态系统的基石 D. ①代表光合作用，②代表细胞呼吸 1. 如图表示生态系统四种成分之间的关系，以下相关叙述中正确的是( 　) B 生产者 分解者 非生物的物质和能量 消费者 A.自养生物都属于生产者，都可以进行光合作用 B.动物都是消费者，其中食草动物属于初级消费者 C.分解者都是异养生物，是生态系统不可缺少的成分 D.非生物因素是包括能源、气候、水、细菌等 2. 下列有关生态系统成分的叙述，正确的是( ) C 考点二 食物链和食物网 12 考点二 食物链和食物网 食物链和食物网是生态系统的营养结构，是物质循环和能量流动的渠道 生产者所固定的物质与能量，通过一系列取食和被食关系，在生态系统中传递，各种生物按其食物关系排列的链状顺序称为食物链。 第五营养级 第三营养级 第二营养级 第四营养级 第一营养级 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 四级消费者 消费者等级 = 营养等级-1 考点二 食物链和食物网 一、食物链 1.概念： 生态系统中生物之间由于捕食关系形成的一种联系 2.特点： ①起点一定是生产者，终点是不被其他动物所食的动物(最高营养级动物) ②只包含生产者和消费者，不含分解者和非生物的物质和能量 ③食物链中的营养级一般不超过5个 ④箭头方向为物质循环和能量流动的方向，同时还表示捕食关系，这是经长期自然选择形成的，通常不会逆转，具有单向性 ⑤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 考点二 食物链和食物网 【思考】为什么食物链一般不超过五个营养级？ 因为输入到一个营养级的能量不可能百分百地流入下一个营养级，能量在沿着食物链流动的过程中是逐级减少的，当流到第五营养级时，余下的能量很少，甚至不足以养活一个种群，因此食物链一般不超过五个营养级 【拓展】食物链的种类： 捕食食物链 腐食食物链 寄生食物链 食物链 如死亡动植物残体→跳虫 如鸟类→跳蚤→鼠疫细菌 高中阶段所涉及的食物链只是捕食食物链，基本不涉及另外两条 在生态系统中，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 在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复 杂营养关系 考点二 食物链和食物网 二、食物网 1.概念： 2.形成原因： 3.特点： ①同一种消费者在不同的食物链中可以占有不同的营养级 ②食物网中两种生物之间的关系除了捕食，可能还有种间竞争 ③食物网的复杂程度取决于有食物联系的生物种类而非生物数量 一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强 考点二 食物链和食物网 三、构建食物链或食物网的一般方法 根据种群数量变化曲线图构建 1 分析依据：先上升、先下降者为被捕食者，所以食物链为 乙→丙→甲 考点二 食物链和食物网 根据所含能量(生物量)构建 2 ①分析依据：根据相邻营养级间能量传递效率约为10%~20%，可推测能量相差在5倍以内，很可能为同一营养级。 ②结果：图1中生物可形成一条食物链，丙→甲→乙→丁。图2中生物可形成食物网： 图1 图2 考点二 食物链和食物网 根据生物体内有害物质的浓度构建 3 生物体 A B C D E 有机汞相对浓度 0.06 7 0.51 68 0.39 ①分析依据：重金属、农药等有害物质被生物体吸收后难以排出体外，所以此类物质会随着食物链逐级积累，即营养级越高的生物体中含有有害物质的量越多，其含量往往是上一营养级生物体含量的5~10倍。 ②分析结果: 考点二 食物链和食物网 四、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数量减少，相关生物数量都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级的生物是其他生物直接或间接的食物来源 若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少，鹰通过增加捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少，因鹰不只捕食蛇一种生物，还有其他食物来源，其数量基本不变 “一级生物若减少，其他生物跟着跑” 2.“天敌”减少，被捕食者数量增加，但随着数量增加，种内斗争加剧，种群密度会下降，直到趋于稳定 3.“中间”营养级生物减少的情况举例如下: “如果天敌患了病，先增后减再稳定” “最高营养级和生产者生物数量相对稳定原则” A.蛇位于第三、四营养级，除去蛇后鹰的数量 可能增加 B.草原放牧过程中，要适当控制兔、鼠、蝗虫的数量 C.该生态系统达到平衡时，各营养级的个体总数不再变化 D.土壤中的铅、汞等重金属，随食物链在鹰、家畜体内富集 1. 下图为某草原生态系统部分生物构成的食物网简图，下列叙述错误的是(　　) C A. 此食物网中属于次级消费者的生物有海星、荔枝螺、海葵 B. 既有捕食关系又有种间竞争关系的种类是海星和荔枝螺 C. 当除去全部海星一年后，石鳖、石槭数量增加 D. 当除去全部海星一年后，藤壶成为优势种，进而导致石鳖、石槭数量减少 2. (2023·山东临沂高考模拟)如图表示某一 生态系统中生物种类间的相互关系。图中 各种生物均生活在退潮后暴露出的岩石上， 其中海藻、藤壶、贻贝和海葵固着于岩石 表面，海星、石鳖和石槭则在岩石表面来 回爬动找寻食物。图中的数字表示海星食物中各种类所占的比例(%) 。以下分析错误的是( ) C 考点三 生态系统的能量流动 23 考点三 生态系统的能量流动 一、能量流动概念的理解 概念： 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程 输入 ⇓ 传递 ⇓ 转化 ⇓ 散失 源头: 流经一般生态系统的总能量: 生理过程： 生产者固定的太阳能总量 太阳能/化学能 光合作用/化能合成作用 若为人工生态系统，则还包括人工输入的有机物中的化学能 途径: 形式: 有机物中的_______ 食物链和食物网 化学能 太阳能(光能)→有机物中的化学能→热能 形式: 最终以 形式散失 过程: 热能 自身呼吸作用 考点三 生态系统的能量流动 二、能量流动的过程 流经第一营养级(生产者)的情况 1 (生产者的同化量) (呼吸消耗量) (净同化量) 某段时间内 考点三 生态系统的能量流动 流经第二营养级及其后营养级的情况 2 (1)由右图分析可知 ①摄入量=同化量+ ，输入该营养级的总能量是指图中的 (填字母) ②粪便中的能量(c)　　　(填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量，应为　　　营养级同化的能量中流向 　 　　的部分 分解者 b 不属于 上一个 粪便量 注意：尿液中所含能量是属于本营养级同化量的一部分的 考点三 生态系统的能量流动 流经第二营养级及其后营养级的情况 2 ③初级消费者同化的能量(b)＝ + 。 ④生长、发育和繁殖的能量(e) ＝ ＋ ＋未被利 用的能量(j） 遗体残骸中的能量(f-c) 流向下一营养级的能量(i) 呼吸作用以热能的形式散失的能量(d) 用于生长、发育和繁殖的能量(e) 考点三 生态系统的能量流动 【总结】一个营养级所同化的能量的“2个”“3个”“4个”去路 “2个”去路：同化量＝呼吸消耗的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量 “3个”去路(无时间单位)：同化量＝呼吸消耗的能量＋分解者利用的能量＋流入下一营养级的能量 “4个”去路(以年为单位)：同化量＝呼吸消耗的能量＋分解者利用的能量＋流入下一营养级的能量＋未被利用的能量　　　 注意：最高营养级的生物没有流入下一营养级的能量这一去路 考点三 生态系统的能量流动 理解常考的几种能量流动模型 3 ①： ②： ③： ④： ⑤： 摄入量 流向下一营养级的能量 粪便量 被分解者利用的能量 呼吸作用以热能形式散失的能量 若没有箭头③则①代表的是同化量 考点三 生态系统的能量流动 理解常考的几种能量流动模型 3 ①W1、D1指相应营养级的 同化量，B1、B2指相应营 养级中未被利用的能量 ②各营养级用于生长、发育 和繁殖的能量为B1+C1+D1或B2+C2+D2 ③可得关系式：W1=A1+B1+C1+D1=A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2 A. 流经该生态系统的总能量为90×105J/(m2⋅a) B. 该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级 C. 初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105J/(m2⋅a) D. 初级消费者粪便中的能量为70.5×105J/(m2⋅a) ，该能量由初级消费者流向分解者 1. (2023·山东卷·13，2分)某浅水泉微型生态系统中能量情况如表所示，该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是( ) C 能量流向 生产者 固定 来自陆地 的植物残体 初级消费 者摄入 初级消费 者同化 初级消费 者呼吸消耗 能量/ [105J/(m2⋅a)] 90 42 84 13.5 3 考点三 生态系统的能量流动 三、能量流动的特点 单向流动 逐级递减 表现： 原因： 规律： 原因： 任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能 能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级 生物之间的捕食关系不可逆转；各营养级通过呼吸作用产生的热能不能被再度利用 两个营养级之间的能量传递效率为10%~20% 流入某一营养级的能量会被自身呼吸消耗、被分解者利用，不会百分百流入下一营养级 考点三 生态系统的能量流动 四、生态金字塔的类型及特点 考点三 生态系统的能量流动 四、生态金字塔的类型及特点 考点三 生态系统的能量流动 五、研究能量流动的意义 1.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量 稻—萍—蛙 间作套种 多层育苗 考点三 生态系统的能量流动 五、研究能量流动的意义 2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用 秸秆饲料 沼气池 沼渣 例如秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田，实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率 能量利用率≠能量传递效率 (1)能量传递效率 ①含义：能量在沿食物链流动的过程中逐级减少，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为10%~20% ②计算公式能量传递效率= 考点三 生态系统的能量流动 【注意辨析】能量传递效率与能量利用率的区别 (2)能量利用率 ①一般指流入最高营养级(或人类)的能量占生产者固定总能量的比值 ②一般来说，食物链越短，能量利用率越高 ③有时考虑分解者的参与，使营养结构更复杂，以实现能量的多级利用，提高能量利用率 ×100% 考点三 生态系统的能量流动 五、研究能量流动的意义 3.研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理的调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 合理确定草场的载畜量 稻田除草、除虫 ①牲畜过少，不能充分利用牧草所提供的能量 ②牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降 1. “小养殖、小种植、小加工、 小工匠”四小农场是推进乡村振 兴过程中的重要力量，如图所示 为一个小型人工生态农场的模式 图以及该小型人工生态农场中农作物和鸡的部分能量值（单位：104kJ）。请根据图和表格分析，下列说法正确的是( ) 能量流向 净同化量（同化量-呼 吸消耗量） 呼吸消耗量 流向分解者 未利用 农作物 110 70 21 58 鸡 8 10 2 3 A. 该小型生态系统的结构包括生物成分及它们之间形成的营养结构 B. 该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为 C. 该生态系统中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为 D. 与常规农业种植模式相比，人工生态农场实现能量的多级利用，提 高了能量传递效率 √ 2. 如图表示某河流生态系统的 能量金字塔及相关食物网(甲、乙、丙 为3种鱼，甲不摄食藻类，箭头指示 能量流动方向，图中遗漏了一个箭 头)。下列有关叙述正确的是( ) A. 按照能量流动的传递效率，藻类的能量一定有10%～20%被乙同化 B. 在不变动各生物营养级的前提下，补充的箭头可以添加在甲、丁之间 C. 如果没有丁，生态系统中动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山 D. 图中甲和乙属于同一个种群，而处于第三、四营养级的丁属于不同 的种群 B $$