内容正文:
生态系统
内容比较——知考向
内容要求 1.阐明生态系统的结构及与功能的联系
2.分析生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用
3.举例说出生态系统中信息的种类及信息传递在生态系统中的重要作用
4.阐明生态系统的稳定性
5.活动:调查或探讨一个校园、公园、农田、森林或湿地生态系统中的能量流动
6.实验:设计并制作生态瓶,观察比较不同生态瓶中生态系统的稳定性
与旧教材对比 增:①生态金字塔;②物质循环对农业生产的启示;③生物富集;④信息传递中信息源、信道、信息受体等概念;⑤生物可通过一种或多种信息类型进行交流;⑥生态平衡。
改:生态系统稳定性的概念。
考点1:生态系统的结构
(组成成分+营养结构)
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。
(1)概念:生态系统是在一定空间内,由__________与它的_____________相互作用而形成的统一整体。如下图所示:
生物群落
非生物环境
(2)范围:有大有小,地球上最大的生态系统是__________。
(3)结构:由__________和营养结构(_________________)构成。
(4)功能:进行________________________________。
生物圈
组成成分
食物链和食物网
物质循环、能量流动、信息传递
1、生态系统的范围
2.生态系统的组成成分
(1)非生物的物质和能量:光、热、水、空气、无机盐等。
是生物群落中物质和能量的根本来源,是生态系统存在的基础。
(2)生物成分 ①各成分的作用及地位
生产者 消费者 分解者
生物类型 光合自养生物、化能自养生物 大多动物、寄生植物,寄生细菌,病毒 腐食动物,腐生细菌,真菌
地位 基石、主要成分 最活跃部分 关键、必要成分
作用 ①将无机物合成有机物,将太阳能转化成有机物中的化学能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帮助植物传粉和种子传播 将动植物遗体和动物排遗物分解成无机物,供生产者重新利用
②相互关系
生产者和分解者是联系生物群落与非生物的物质和能量的两大“桥梁”。
一进多出
多进一出
3.1营养结构——食物链
(1)概念:生态系统中各生物之间由于食物关系而形成的一种联系
(2)特点:
①起点是生产者,是第一营养级,终点是不能被其他动物所食的的动物,是最高营养级
②只包括生产者和消费者
③一般不超过5各营养级?(能量沿食物链流动的过程中是逐级递减的,随着食物链的延长,能量不能满足顶级消费者的需求)
④食物链中的捕食关系是经长期自然选择形成的,不会逆转
⑤营养级≠消费者级别
⑥某一营养级的生物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
3.2营养结构——食物网
食物网复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类,而非取决于生物数量
相互交错
吃多种植物
多种肉食
性动物
能量流动和物质循环
(1)生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁,其中生产者是生态系统的基石( )
(2)在食物链中,食物链的起点总是生产者,占据最高营养级的是不被其他动物捕食的动物( )
(3)自养型生物一定都是生产者;腐生型生物一定都是分解者;生产者一定处于第一营养级( )
(4)在生态系统的营养结构中,食物网可使每种生物都限定在一条食物链的固定位置上( )
(5)生态系统的食物链中营养级越高的生物,其体型必然越大( )
√
√
√
×
×
【特别提醒】一轮P282,几个不一定
【难点1】生态系统中各成分的判断
【难点2】构建食物链的一般方法(假设图示生物中有生产者)
(1)根据种群数量变化曲线图构建
复杂的捕食关系图构建
①
①①
①代表右图中哪一段曲线?
捕食者数量减少,被捕食者数量增加
【典例1,不定向】科学家通过研究种间捕食关系,构建了捕食者——猎物模型,如图所示(图中箭头所指方向代表曲线变化趋势)。请据图判断下列说法正确的是( B )
A. 该模型属于物理模型
B. 曲线变化趋势反映了生态系统中普遍存在的负反馈调节
C.猎物和捕食者的K值分别是P3和N3
D. 捕食者和猎物的种群数量增加或减少都是同步的
(2)根据所含能量(生物量)构建
图2生物可形成一条食物链:丙→甲→乙→丁
图3生物可形成食物网:
(3)根据生物体内有害物质的浓度“由少到多”构建食物链(网)。
生物体 A B C D E
有机汞浓度/ppm 0.06 7 0.51 68 0.39
营养级越高的个体中含有有害物质的量越多,其含量往往是上一营养级个体含量的5~10倍。
3.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。
(2)“天敌”减少,被捕食者数量增加,但随着数量增加,种内竞争加剧,种群密度还要下降,直到趋于稳定。
(3)“中间”营养级生物减少的情况
若青蛙突然减少,食草鸟数量怎么变?
减少
【典例2,不定向】如图表示某生态系统的食物网。下列有关叙述中正确的是( ABD )
A.生态系统中的食物链交错连接成食物网的原因是多
种生物在食物链中占有不同营养级
B.该食物网由8条食物链组成,其中蛇与鼠、食虫鸟与
蛙的关系分别是捕食和种间竞争
C.该图仅体现了生态系统组成成分中的生产者和消费者,未体现的成分是分解者
D.若植食昆虫减少,在短期内食虫昆虫的数量将会减少
考点2:能量流动
1.能量流动的概念理解
生产者固定的太阳能总量
食物链和食物网
2.第一营养级能量流动
提醒:未被利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗,也未被下一个营养级和分解者利用的能量。
3.第二营养级及其后营养级能量流动
同化量
用于生长、
发育和繁
殖
(1)从上述图解可以得到:摄入量=同化量+_______。
(2)除最高营养级外其他各营养级同化的能量均有4个去路:①通过呼吸作用以热能的形式散失;②被_________________利用;③被分解者利用;④未被利用。
粪便中的能量
下一营养级生物
4.能量流动的特点
(1)单向流动:能量只能沿食物链由低营养级流向高营养级
原因:捕食关系不可逆;各营养级通过呼吸作用产生的热能不能被生物群落重复利用
(2)逐级递减:10%-20%(无法人为改变)
能量传递效率≠能量利用率
原因:各营养级生物的呼吸消耗;各营养级同化的能量都会有一部分流入分解者,还有一部分未被利用
能量传递效率在10%-20%之间时,生态系统通常能够保持稳定。若低于10%,群落可能处于演替阶段,也可能是能量流动不足以支持复杂的生态过程,某些物种可能会因为能量不足而面临生存挑战;若高于20%,则可能引发资源过度利用,生态系统中的物种多样性可能下降,生态系统稳定性会遭到破坏。
【拓展】生态系统中能量的传递效率一定是10%~20%吗?
不同类型的生态系统和环境条件会影响能量传递效率。例如,人工生态系统,如鱼塘的能量传递效率可能较低,但通过人工投喂饵料可以维持生态系统的稳定。
5、研究能量流动的实践意义
间作套种
蔬菜大棚中多层育苗
稻-萍-蛙
立体农业:充分利用空间和资源,获得更大收益
(1)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
秸秆当饲料
生产沼气提供能源,沼气渣作为肥料还田,实现了“物质循环再生和能量的多级利用,大大提高了能量的利用率”。
(2)帮助人们科学地规划和设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。
农业生态系统
合理确定草场的载畜量,保持畜产品持续高产
(3)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
【典例】湖北省某地区大力发展了 “ 稻 → 萍 → 鱼 ” 立体农业。下列说法正确的是(不定项)
A .“ 稻 → 萍 → 鱼 ” 体现了系统内群落的水平结构,可充分利用空间和资源
B .是按照自然规律设计的生态农业,提高了生态系统的能量传递效率
C .弃耕后的稻田将先发生初生演替,后发生次生演替
D .放养鱼的数量与萍的生长量相匹配,依赖于系统内信息的传递
D
生态农业能提高生态系统的能量利用效率,但不能提高能量传递效率
重难点1:生态金字塔
(1)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%,也不会大于20%( )
(2)一种蜣螂专以象粪为食,则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%( )
(3)一只狼捕食了一只兔子,则该狼就获得了这只兔子能量的10%~20%( )
(4)能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象( )
(5)沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用( )
(6)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向,可提高生态系统的能量传递效率( )
全错
【重难点2】能量流动模型
(1)第二营养级的能量流动过程模型
①代表的是摄入量还是同化量(流入量)?若将③去掉呢?
(2)“拼图法”分析能量流动过程
上图表示养殖大闸蟹的某水域生态系统能量流动的部分图解,其中的英文字母表示能量(单位:kJ),则流经该养殖区域的总能量为____________kJ.
a+7
【典例1,不定向】下图表示某生态系统的能量锥形图,P为生产者,Q1为初级消费者,Q2为次级消费者。对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析。其中分析正确的是(注:图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量,e、e1、e2表示呼吸消耗量) ( ABC )
A.b+c+d+e为本年度流入该生态系统的总能量
B.c1表示初级消费者中被次级消费者同化的能量
C.b和d之一,可代表生产者传递给分解者的能量
D.初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中
【重难点3】能量流动过程中相关“最值”计算
【典例2】有一食物网如下图所示,设E种群干物质量为5.8X109 KJ,B种群干物质量为1.3X108KJ,则A种群干物质量的值至少是( ),至多是( )
4.5X107
2.06X108
【典例3】如果1个人食物有1/2来自绿色植物,1/4来自小型肉食动物,1/4来自羊肉,假如传递效率为10%,那么该人每增加1 kg体重,最多消耗植物( )kg,最少消耗植物( )kg
280
40
1.(不定项)(2021·青岛模拟)兴趣小组对校园池塘生态系统进行了能量流动调查,图1表示鲤鱼的食物来源,图2为该池塘中不同体长鲤鱼的食性比例。下列相关叙述正确的是( )
CD
A.该池塘生态系统的结构包括食物链、食物网和非生物的物质和能量
B.体长为2.8 cm的鲤鱼群体来自藻类的能量,50%用于自身生长、发育和繁殖
C.若体长为4.2 cm的鲤鱼群体增加100 kJ的能量,理论上最多需要3250 kJ藻类
D.在藻类爆发季节,向该池塘中投放体长大于4.2 cm的鲤鱼,可尽快控制藻类的数量
2.(2022·山东青岛调研)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值[单位为103 kJ/(m2·a)],下列说法错误的是( )
C
A.图中A代表的生理过程是呼吸作用
B.第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为15.6%
C.流经该生态系统的总能量是1.1×105 kJ/(m2·a)
D.捕食关系一般不可逆转,所以能量流动具有单向性
$$