2025届高三生物一轮复习课件第31讲 生态系统的结构与能量流动

第31讲 生态系统的结构和能量流动　 考点一 生态系统的结构 1.生态系统的概念 在一定空间内由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体。 非生物环境 教材48 根据非生物环境的不同，生态系统类型、大小不一，地球上最大的生态系统是生物圈。 非生物物质和能量 生产者 消费者 分解者 捕食关系 生态系统 的组成成分 营养结构 [食物链（网）] 生态系统的结构 考点一 生态系统的结构 2.生态系统的结构 生物成分 比较 项目 生产者 消费者 分解者 营养 方式 . 异养 . 生物 类型 光合自养生物: 和蓝细菌等; 化能合成生物:硝化细菌等 大多数 ;寄生的植物(如菟丝子)、某些微生物 细菌、真菌和少数动物 作用 把无机物制造成 ,把光能转化为有机物中的 ;为消费者提供食物和栖息场所 ;帮助植物传粉和传播种子 将动植物遗体和动物的排遗物分解成 . 自养 异养 绿色植物 动物 腐生 有机物 化学能 加快物质循环 无机物 教材50 3.各组成成分的地位和作用 ——生态群落赖以存在的基础。 主要成分 基石 非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 关键成分 必备成分 ——①加快生态系统的物质循环 ②帮助植物传粉和传播种子 ——①合成有机物，储存能量 ②食物链和食物网的基础 ③决定生态系统结构的复杂程度和稳定性 活跃成分 ——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 ①生物群落 无机环境 决定 改变 ②无机物 有机物 生产者 分解者 考点一 生态系统的结构 缺少非生物的物质和能量、生产者、分解者中的任何一个成分都不能形成生态系统，缺少消费者的生态系统是不成熟的生态系统 易错点：生态系统的生物成分及生物类型 并不是所有植物都是生产者：菟丝子是寄生植物，属于消费者； 能固定CO2的生物都是生产者：光合作用或化能合成作用都能固定CO2，所以都属于生产者。 1 动物和真菌可能是消费者，也可能是分解者：要根据其生存方式判断，腐生的是分解者，寄生、捕食的是消费者。 2 3 细菌中有的是生产者，有的是消费者，绝大多数是分解者。 4 一种生物可能占据两种或两种以上组成成分：鬣狗既可以捕食，也可以腐生，既是消费者，也是分解者，下判断时仍然要关注其具体行为。 A B C D 生产者 消费者 分解者 非生物的 物质和能量 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 光 合 作 用（主要） 残枝败叶、遗体 遗体残骸、粪便 动物摄食（捕食关系） ________和_______是联系生物群落与非生物的物质和能量的两大“桥梁”。 生产者 分解者 4.各组成成分的相互关系 概念诊断 1.生产者都是自养生物,但主要类群是绿色植物。(　 　) √ 2.在生态系统中动物都是消费者。(　 　) × 提示:有的动物是分解者,比如蚯蚓、蜣螂。 3.细菌都是分解者,但分解者并不都是细菌。(　 　) × 提示:自养型细菌是生产者,寄生细菌是消费者,腐生细菌是分解者。 4.生产者是生态系统的基石,消费者和分解者是生态系统的必备成分。(　 　) × 提示:生产者是生态系统的基石,生产者和分解者是生态系统的必备成分,消费者能加快生态系统的物质循环。 5.生态系统的结构包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质及能量。(　 ) × 提示:生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。 2.(2022·北京模拟)以下关于生态系统中各种生物成分的叙述，错误的是 A.动物的食性越复杂其种群数量波动幅度越大 B.分解者通过细胞呼吸来分解生态系统中的有机物 C.生产者制造有机物时，所利用的能量类型可能不同 D.各种消费者的存在促进了物质循环并使生态系统更加稳定 A 3.下列有关右图的叙述错误的是 A.若该图表示一个群落，则丁为分解者 B.若甲为生产者，则甲一定是自养型生物 C.若该图表示食物网，则该食物网中共有3条食物链 D.若该图表示生态系统的四种组成成分，则应加上 　由丁到甲的箭头，并可确定甲是生产者 C 考点二 食物链和食物网 食物网形成原因? 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。 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。 如果一条食物链的某种动物减少或消失，它在食物链上的位置可能会由其他生物来取代 原因？ 1. 概念及特点 教材51 考点二 食物链和食物网 食物链与营养级的关系 食物链的表现形式与特点 起点是生产者，终点是不被其他动物捕食的动物 食物链具有单向性：捕食关系是漫长协同进化的结果，通常不可逆转 分解者与非生物的物质和能量不参与食物链的组成 生产者处于第一营养级 动物所处营养级 = 消费者级别 + 1 例如食草动物（牛或羊）属于第二营养级 注意：分类为分解者的动物（如鬣狗），不属于任何一个营养级 (1)食物链中各营养级生物之间是相互制约的，使它们的数量始终处于一种动态变化中，这种制约可能来自种间，也可能来自种内。 (2)动物所处的营养级别=消费者级别+1；某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，既不代表单个生物个体，也不一定是某种群。 (3)生产者为第一营养级，消费者所处营养级不固定，一般不会超过5个营养级。 (4)食物链实际上是指捕食食物链，它是由生产者和消费者、消费者和消费者通过捕食关系形成的，分解者、寄生生物与非生物的物质和能量都不参与食物链的构成。 (5)食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，并非取决于生物数量。 (6)食物网越复杂，最高营养级生物就越能获得持续稳定的能量。 考点二 食物链和食物网 归纳总结 (1)根据种群数量变化曲线图构建 2、构建食物链(网)的方法 ①分析依据：先上升、先下降者为 　　　　　 被捕食者 ②食物链：乙→丙→甲(图1)。 归纳总结 (2)根据所含能量(生物量)构建 2、构建食物链(网)的方法 ①分析依据：根据相邻两营养级间能量传递效率约为10%～20%，可推测有机物量相差在5倍以内，很可能为同一营养级。 ②结果：图2可形成一条食物链：______________；图3生物可形成 食物网： 　　　　。 丙→甲→乙→丁 归纳总结 (3)根据重金属、农药的含量构建食物网 某相对稳定的水域生态系统中食物网主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群，各种群生物体内某重金属的含量如表所示。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中，消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。 种群 甲 乙 丙 丁 戊 重金属含量(μg/kg鲜重) 0.0037 0.0036 0.035 0.036 0.34 2、构建食物链(网)的方法 食物网如图所示： 3 . 食物网分析 ①计数食物链条数： ②食物网中生物关系 ③营养级及几级消费者判断 ④一种生物变化对另一种生物的影响 4.如图是某生态系统的食物网简图。下列分析错误的是(　 　) A.该食物网有5条食物链,鹰和狼有竞争关系 B.大量捕杀野兔会导致短期内鹿种群数量减少 C.鹿传染病的流行程度会因为狼的减少而减弱 D.鹰在此食物网中处于第三和第四营养级 C 从生产者开始，到顶级消费者结束，算作1条食物链 （1）食物链中第一营养级的生物减少对其他物种变动的影响 食物链中若处于第一营养级的生物减少，直接以其为食物的第二营养级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）“天敌”一方减少，对被捕食者数量变动的影响 一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者的数量变化是先增加后减少，最后趋于稳定。 考点二 食物链和食物网 大本324 一种生物变化对另一种生物的影响 （3）复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析 ①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。 ②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，一般不需要考虑生产者数量的增加或减少。 ③处于最高营养级的种群有多种食物来源时，若其中一条食物链被中断，则该种群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 ①a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。 ②a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 食物链和食物网 5、研究小组从某湖泊中选取了四种不同的生物，并对其消化道内食物组成进行了分析，结果如下表所示。下列说法正确的是 生物种类 鱼甲 河虾 鱼乙 水蚤 消化道内食物组成 鱼乙、河虾 水蚤、小球藻 水蚤、河虾 小球藻 A.鱼甲与鱼乙二者间的种间关系是捕食和种间竞争 B.鱼乙在这四种生物中营养级最高 C.小球藻、水蚤在该生态系统中属于生产者 D.表中生物形成的食物网共有6条食物链 A C 6.如图表示某生态系统的食物网。下列有关叙述中不正确的是(　　) 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 7.下图表示一个海滩湿地生态系统中部分生物的食物关系，下列叙述错误的是 A.细菌既可作为分解者，又可作为消费者的食物 B.第三营养级的生物有食草虫、线虫、海螺 C.若大米草死亡，将导致藻类数量增加，沼蟹数 　量增加 D.若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛数量将减少 B 补充：食物网中食物链条数的计算 方法：数分岔相加法 5条食物链 5条食物链 8条食物链 — 太阳能→有机物中的化学能→热能 输入 源头：太阳能 流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能总量 ⇓ ⇓ ⇓ 传递 途径：食物链和食物网 形式：有机物中的化学能 转化 散失 形式：最终以热能形式散失 过程：自身呼吸作用 — — — 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 考点三 生态系统的能量流动 1.能量流动的概念 人工生态系统:除系统自身生产者固定的太阳能外,还有人类投放的饵料等有机物中的化学能等。 小草种群固 定的太阳能 呼吸 生长、发 育和繁殖 热能散失 遗体 残骸 分解者分解 未被利用 太阳能 光合作用 摄食 初级 消费者 去路： 呼吸作用消耗 被下一营养级所同化（除最高营养级） 被分解者所利用 未被利用： (1)能量流经第一营养级的过程 包括生物每年的积累量，也包括动植物残体以化学燃料形式被储存起来的能量 或p56 2.各营养级能量流动 (2)能量流经第二营养级的过程 ①输入一个营养级的能量： ②流入某一营养级(最高营养级除外)的能量可存在的去向： a.自身 ； 摄入能量(a) －粪便 呼吸消耗 流入下一营养级 被分解者分解利用 同化 中能量(c) 是指该营养级 的能量，也就是________________ 。 未被利用的能量。 b.用于自身生长、发育、繁殖 来源： 生产者—— 消费者—— 生态系统中各营养级能量的来源与去路 主要来自光合作用固定的太阳光能 从前一营养级同化的能量 去路： （定量定时） 呼吸作用消耗 被下一营养级同化（除最高营养级） 被分解者所利用 未被利用 去路： (定量不定时) 呼吸作用消耗 被下一营养级同化（除最高营养级） 被分解者所利用 “三分法” “四分法” “二分法” 考点三 生态系统的能量流动 环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传的。 28 同化量 二向图 三向图 四向图 呼吸作用以热能形式散失 用于自身生长发育繁殖 流入下一营养级的同化量 流向分解者 呼吸作用以热能形式散失 流入下一营养级的同化量 流向分解者 未利用 呼吸作用以热能形式散失 3.能量模型图的拆分 考点三 生态系统的能量流动 3.能量模型图的拆分 “一来二去” “一来三去” “一来四去” 定量定时 定量不定时 考点三 生态系统的能量流动 请圈出第二营养级的同化量并标出能量去向。 图1 图2 图3 3.能量模型图的拆分 考点三 生态系统的能量流动 8.(2022·宁波模拟)如图表示在某生态系统中，能量流经第二营养级的示意图。下列对该图分析不合理的是 A.能量流动是伴随着物质利用进行的 B.图中甲为初级消费者同化的能量 C.该图不够完善，缺少甲中因呼吸作用以热能形式散失的能量 D.乙比甲的能量少的原因主要是甲的遗体残骸中的能量被分解者利用而 　未传递下去 D 9.某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是 A.生产者固定的总能量可表示 　为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2 　＋D2) B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1 C.流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2) D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减 C 10．如图表示植物光合作用积累的有机物被植食动物利用的过程。下列有关叙述正确的是(　　) A．植物的呼吸消耗量包含在⑤中 B．植食动物粪便中的能量包含在③中 C．⑧用于植食动物生长、发育和繁殖 D．⑤⑥⑦⑧之和小于植物有机物积累量 D (1)单向流动 (2)逐级递减 原因：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，包括未被下一营养级生物利用的部分。 原因：①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。 4．能量流动的特点及原因 考点三 生态系统的能量流动 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 p57 5. 能量传递效率 1）公式：传递效率= 上一营养级的同化量 本营养级的同化量 ×100% ①相邻两个营养级间的能量传递效率为10%-20%； ②营养级越多，在能量流动中消耗的能量越多； ③营养级越高，得到的能量越少； ④超过5个营养级后，所剩的能量很难维持种群数量。 为什么食物链一般不超过5 个营养级？ 考点三 生态系统的能量流动 传递效率=能量利用率？ 补充：能量的利用率： 流入人类中的能量占生产者能量的比值 2）生物量金字塔：每一级体积代表生物量值（所容纳有机物的总干重）。 3）数量金字塔：每一级体积代表个体数量。 1）能量金字塔：每一级体积代表所得到的能量值。 6.生态金字塔 第四营养级 第三营养级 第二营养级 第一营养级 直观反应能量流动过程中是单向流动、逐级递减 注意：生物量、数量金字塔一般正置，偶尔会倒置。 数量金字塔 小鸟 昆虫 树 考点三 生态系统的能量流动 P58 大本326 7.研究能量流动的实践意义 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。例如间作、套作，多层育苗。 2）帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用，实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。例如，沼气工程，桑基鱼塘。 3）帮助人们合理的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有益的部分。例如，根据草场的能量流动特点，确定载畜量；治虫；除草。 间作 沼气工程 畜牧养殖 考点三 生态系统的能量流动 P58 1) 食物链中有关计算 在食物链中，若题干未作具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%，则： ②消耗A最多，为1kg÷10%÷10%＝100kg 消耗A最少，为1kg÷20%÷20%＝25kg 例：在下图的食物链中，A增重1kg，C最少增重多少，最多增重多少？若已知为C增重1kg,求消耗A最多、最少多少？ ①求“最多”，则按20%流动 ②求“最少”，则按10%流动 较低营养级 较高营养级 已知 已知 未知 未知 ①求“最多”，则按10%流动 ②求“最少”，则按20%流动 A→B→C ①C增重最少，为1kg×10%×10%＝1/100kg C增重最多，为1kg×20%×20%＝1/25kg 8.能量传递中的极值计算 考点三 生态系统的能量流动 题型一：在能量分配未知时，计算某一生物获得的最多（或最少）能量 a.已知低营养级求高营养级 获能量最多：选最短食物链按×20%计算 获能量最少：选最长食物链按×10%计算 b.已知高营养级求低营养级 需最多：选最长食物链按÷10%计算 需最少：选最短食物链按÷20%计算 如果牧草固定了1000kJ的能量，则猫头鹰最少能获得_____kJ能量，最多能获得_____kJ能量。如果猫头鹰增加1kg，理论上最少要消耗第一营养级的生物量为_______,最多要消耗第一营养级的生物量为___。 2)在食物网中的有关计算 1 40 25kg 1000kg 8.能量传递中的极值计算 考点三 生态系统的能量流动 如果一个人食物有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1kg体重，约消耗植物　（　　） A．10kg B．28kg C．100kg D．280kg 题型二：在能量分配比例已知时，先根据题意写出相应的食物链，再根据能量流 动效率，再按比例分别计算，最后相加。 D 11.某生态系统中存在如图所示的食物网，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（　　） A.1.875倍 B.1.375倍 C.1.273倍 D.0.575倍 B 12.某生态系统中存在如图所示的食物网，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（　　） A.1.875倍 B.1.375倍 C.1.273倍 D.0.575倍 B 解析：假设原来生态系统能承载C的数量是x，现在生态系统能承载C的数量是y，本题的等量关系是流入生态系统的总能量不变，即生产者固定的太阳能总量不变，也可以说生产者A不变。 原来需要植物A总量为：0.5*x ÷10%÷10% + 0.5*x ÷10% 现在需要植物A总量为：（1/3）*y ÷10%÷10% + （2/3）*y ÷10% 原来需要植物总量=现在需要植物总量。 13.我国珠江三角洲某地桑基鱼塘的能量流动简图如下。据图判断以下说法错误的是 A.输入该生态系统的总能量大于植物实际 　光合量之和 B.植物到蚕和鱼的能量传递效率小于蚕和 　鱼同化量与植物实际光合量之比 C.鱼同化的能量可通过自身的遗体残骸和 　粪便流向分解者 D.生产中用蚕粪喂鱼和塘泥肥田能够实现 　物质的循环利用 C 14.某生态系统部分营养成分之间的关系，以及部分营养级的部分能量值(单位：J·m－2·a－1)如图。下列判断正确的是 A.草→草食性动物→肉食性动物①→ 　肉食性动物②是一条食物链 B.在能量流动和物质循环中X分别代 　表热能和CO2 C.肉食性动物①属于初级消费者，由草食性动物到肉食性动物①的能量传递效率是3% D.肉食性动物①同化的能量中只有约3.11%用于其生长、发育和繁殖 D 15.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·y)]。请据图回答下列问题： (1)该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？ 一个来源是光能，另一个来源是输入的有机物中的化学能。 (2)生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少？ 肉食性动物固定的总能量＝0.25＋0.05＋2.1＋5.1＝7.5×103 kJ/(m2·y)； 植食性动物固定的总能量＝(7.5－5)＋0.5＋4＋9＝16×103 kJ/(m2·y)； 生产者固定的总能量＝(16－2)＋3＋70＋23＝110×103 kJ/(m2·y)。 (3)生产者→植食性动物、植食性动物→肉食性动物的能量传递效率分别是 。(结果保留一位有效数字) 生产者→植食性动物的能量传递效率＝植食性动物固定的能量中来自生产者的能量/生产者固定的总能量×100%＝(16－2)/110×100%＝12.7%；植食性动物→肉食性动物的能量传递效率＝肉食性动物固定的能量中来自植食性动物的能量/植食性动物固定的总能量×100%＝(7.5－5)/16×100%＝15.6%。 12.7%、15.6% (4)假设全部来自于生产者，按照图中的能量流动规律，肉食性动物要增加100 kg，则需要消耗________kg生产者？ 肉食性动物要增加100 kg，则需要生产者的质量＝100÷15.6%÷12.7% ≈5 047(kg)。 5 047 1.判断常考语句，澄清易混易错 (1)稻田生态系统中的分解者能将鸭的粪便分解成无机物以促进水稻的生长(　 　) (2)所有的生产者都是植物，所有的动物都是消费者，所有的细菌和真菌都是分解者(　 　) (3)生态系统的结构指的就是食物链和食物网(　 　) (4)生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大(　 　) √ × × × (5)三级消费者在食物链中属于第四营养级(　 　) (6)草、鹿、兔、狼、狐和土壤中微生物共同形成了一个生态系统(　 　) √ × 1.判断常考语句，澄清易混易错 (1)生态系统相对稳定时无能量的输入和散失(　 　) (2)生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一个营养级(　 　) (3)兔吃草后排出的粪便中的能量是兔同化量的一部分( 　) (4)一只狼捕食了一只兔子，该狼获得了兔子能量的10%～20%(　 　) (5)能量流动规律可用“能量金字塔”表示，一个生态系统的营养级越多，在能量流动过程中散失的热能越多，所以能量流动一般不会超过4～5个营养级(　 　) (6)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，可以提高生态系统的能量传递效率(　 　) × × × × × √ 1.生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。 2.生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。 3.太阳能经过生产者的固定进入生物群落，在食物链中以化学能的形式流动，以热能的形式散失。 4.生态系统的能量流动具有单向传递、逐级递减的特点。 5.生态系统的能量单向流动的原因：食物链中的捕食关系是长期自然选择的结果，不能逆转；生产者不能再利用散失的热能。 必背答题语句 6.生态系统的能量流动逐级递减的原因：某个营养级同化的能量自身呼吸要消耗一部分，还有一部分被分解者利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级。 7.从能量流动角度分析农田除草、除虫的目的是：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。 $$