内容正文:
高考总复习 生物学
第九单元
生物与环境
第4课时 生态系统的结构
1.通过学习生态系统各组分之间的联系,建立生态系统的结构和功能相统一的观念。(生命观念)
2.构建生态系统的结构模型,解释食物网中生物数量的变化。(科学思维)
3.将食物链和食物网的构建应用于实践社会责任的活动中,养成关注生产实践的态度。(社会责任)
考点一 生态系统的组成成分
一、 生态系统概述
[易错提醒] 生态系统的两个判断标准:①是否包含所有的生物种群;②是否包含非生物环境。
二、生态系统的组成成分
1.组成成分:__________________(光、热、水、空气、无机盐等)、______、______、______。
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
2.生物成分
[易错提醒] 辨析对生态系统成分认识的误区
(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动物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)。
(2)两类“一定”
①生产者一定是自养生物,自养生物一定是生产者。
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。
3.生态系统组成成分间的关系
(选择性必修2 P49~50“思考·讨论”)每个生物体的生存都离不开物质和能量。这些生物是怎样获得物质和能量的?不同种类的生物获取物质和能量的途径一样吗?
答案:绿色植物通过光合作用将无机物转化为有机物,将太阳能转化为化学能;绝大多数动物通过摄取其他生物获得物质和能量;绝大多数细菌、真菌等通过分解动植物遗体和动物的排遗物获得物质和能量。不同种类的生物获取物质和能量的途径是不尽相同的。
(正确的画“√”,错误的画“×”)
1.林、藤、草和真菌等固定的太阳能是流入生态系统的总能量。( )
提示:生产者固定的太阳能是流入生态系统的总能量,真菌不属于生产者。
2.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。( )
×
√
3.农业生态系统中的蚯蚓和各种微生物均属于分解者。( )
提示:农业生态系统中的蚯蚓和部分微生物属于分解者,少数微生物属于消费者(如寄生细菌)或生产者(如硝化细菌)。
×
4.荷塘中的动物、植物和微生物共同构成完整的生态系统。( )
提示:生态系统除了生物成分外,还应包括非生物环境。
5.趋光性昆虫是农田生态系统的消费者。( )
6.捕食食物链由生产者、消费者和分解者组成。( )
提示:捕食食物链不包含分解者。
7.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。( )
×
√
×
√
下图是某同学绘制的江南某湿地保护区的生态系统结构模型,结合图示回答下列问题:
(1)生态系统结构包括________和________。
(2)B表示________,其作用是________________________________
__________________________________________________________,
E表示____________________。
(3)A表示______,其地位是______________,D、C表示__________,作用是_______________________________________________________
_________________________________________________________。
答案:(1)组成成分 营养结构(或食物链和食物网)
(2)分解者 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 非生物的物质和能量
(3)生产者 生态系统的基石 消费者 加快生态系统的物质循环,帮助植物传粉和种子传播
解析:(1)生态系统结构包括生态系统的组成成分(包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量)和生物间的营养结构(即食物链和食物网)。(2)B是分解者,其作用是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;E是非生物的物质和能量。(3)由于A、D、C、B都指向E,所以E是非生物的物质和能量,而A和E间是双向箭头,所以A是生产者,其在生态系统中的地位是生态系统的基石,进而推出D、C是消费者,其作用是加快生态系统的物质循环,帮助植物传粉和种子传播。
1.“三看法”判断生态系统的组成成分
(1)经典模式图
(2)各组成成分的判断方法
2.根据生物类型判断生态系统的成分
(1)判断生产者的主要依据:是否为自养型生物,若为自养型生物,则为生产者,包括绿色植物、蓝细菌、光合细菌以及化能合成细菌等。
(2)判断消费者时要特别注意“异养型”“非腐生”等关键词,植物、微生物都有可能成为消费者。
(3)判断分解者的主要依据是能否把动植物的遗体、排遗物、残枝败叶等转变成无机物,分解者是腐生生物,也包括少数的动物(如蚯蚓)。
1.(2025·黑龙江哈尔滨模拟)如图是生态系统成分的关系图,下列对a、b、c所代表的成分,说法正确的是( )
A
A.b中有真核生物,也有原核生物,但都是自养型生物
B.a中全是异养型真核生物
C.c只包括腐生细菌和真菌
D.a是该生态系统的主要成分,一旦遭到破坏,会影响整个生态系统的稳定
解析:据图分析生物群落中a表示消费者,b表示生产者,c表示分解者。生产者主要指的是绿色植物,此外硝化细菌等原核生物也进行化能合成作用,也是生产者,A正确;消费者不一定是真核生物,如结核杆菌是原核生物,属于消费者,B错误;分解者主要指的是腐生细菌和真菌,蚯蚓、蜣螂等动物也是分解者,C错误;b是该生态系统的基石,一旦遭到破坏会影响整个生态系统的稳定,D错误。
2.(2025·陕西商洛模拟)使用再生水作为补给水源,可解决水资源短缺的难题,但容易引起水体富营养化。科研人员利用某湿地的多种沉水植物对富营养化水体进行修复,取得了良好效果。下列相关叙述正确的是( )
A.湿地中的动物、植物和微生物等共同构成生态系统
B.以上措施使水得到了充分利用,降低了生态环境的压力
C.从湖中心到湖岸分布着不同的植物,体现了群落的垂直结构
D.富营养化水体的修复过程中,水体生物群落出现了初生演替
B
解析:生态系统是指生活在一定区域的所有生物及其生活的非生物环境,A错误;由题干信息可知,使用再生水作为补给水源,可解决水资源短缺的难题,但容易引起水体富营养化,可以利用某湿地的多种沉水植物对富营养化水体进行修复,所有以上措施使水得到了充分利用,降低了生态环境的压力,B正确;从湖中心到湖岸分布不同的植物,是水平方向的分布,是群落水平结构的体现,C错误;富营养化水体的修复过程中,水体生物群落出现了次生演替,D错误。
3.如图为某生态系统成分关系简图,下列叙述错误的是( )
A.甲是生产者,都属于自养生物,是生态系统的基石
B.乙是消费者,都是异养生物
C.细菌都属于分解者,其异化作用类型主要是需氧型和厌氧型
D.图中的“甲→乙”构成该生态系统的营养结构
C
解析:图中太阳能被甲利用,说明甲是生产者,是生态系统的基石,A正确;乙是消费者,直接或间接地以生产者为食,都是异养生物,B正确;细菌并不都是分解者,也有生产者(如蓝细菌)和消费者(如一些寄生细菌),C错误;甲是生产者,乙是消费者,图中的“甲→乙”表示食物链,构成该生态系统的营养结构,D正确。
考点二 食物链和食物网
一、食物链
(选择性必修2 P51“旁栏思考”)食物链上一般不超过五个营养级,想一想,这是为什么?
答案:各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分能量,其余能量有一部分流入分解者,只有一小部分能够被下一个营养级的生物利用。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,因此食物链上一般不会超过五个营养级。
二、食物网
[易错提醒] (1)一般来说,一个生态系统的食物链越多,食物网越复杂,这个生态系统抵抗外界干扰的能力与保持自身稳定的能力越强。
(2)农田和果园等人工生态系统可以通过增加或延长食物链,提高生态系统的稳定性,同时获得更多的产品。例如,水田养鱼、果园养鸡等。
(正确的画“√”,错误的画“×”)
1.在生态系统的营养结构中,食物网可使每种生物都限定在同一营养级上。( )
提示:食物网中同一种消费者在不同食物链中可以占据不同的营养级。
2.生态系统的食物链中营养级越高的生物,其体型必然越大。( )
提示:营养级越高的生物,其体型不一定越大,如吃树叶的虫子。树的营养级比昆虫低,但树比昆虫体型大。
×
×
3.食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量。( )
提示:食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的种类和数量。
4.食物链中某营养级指的是某种生物或种群。( )
提示:食物链中的某营养级指的不是某种生物或种群,而是指处于该营养级的所有生物。
5.食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的渠道。( )
×
×
√
表中统计了某生态系统内各相关物种之间食物的比例关系,请回答下列问题:
(1)尝试绘出该生态系统的食物网。
(2)若蛙的数量突然减少,则虫和鼠的数量如何变化?
____________________________。
解析:(1)根据表格中各种动物的食物来源及所占比例明确各动物之间的捕食关系,画出食物链(如答图)。(2)根据食物链中各生物的捕食关系,可以看出若蛙突然减少,则以它为食的蛇就会过多捕食鼠,从而导致鼠减少,而虫是蛙的唯一食物来源,当蛙减少时,虫被捕食的数量减少,进而导致种群数量增加。
1.构建食物链(网)的方法
(1)依据捕食关系曲线构建食物链(网)
根据先上升先下降者为被捕食者,后上升后下降者为捕食者,可以确定图1中食物链为C→B→A。
生物种类 A B C D
能量/相对值 15.9 870.7 1.9 141.0
生物种类 A B C D E
有机汞浓度/ppm 0.057 7 0.51 68 0.39
(4)依据提供的捕食信息,构建食物链(网)
信息:古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、麻雀、花喜鹊6种动物,它们之间的关系是草蛉、七星瓢虫捕食红蜘蛛、蚜虫;红蜘蛛、蚜虫以古树的各器官为食物;麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、草蛉为食。依据捕食关系由低营养级→高营养级直接绘图,可得到图4所示食物网。
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,被捕食者数量增多,但随着数量增多,种内竞争加剧,种群密度下降,直到趋于稳定。
(3)“中间”营养级生物减少的情况,举例如下:
若蛙突然减少,则蛙捕食的食草昆虫将增加,以蛙为食的蛇将减少,鹰过多捕食兔和食草鸟,从而导致兔、食草鸟减少,因鹰不只捕食蛇一种生物,故其可以依靠其他食物来维持数量基本不变。
1.(2025·四川南充模拟)如图是某生态系统中存在的食物网,下列相关叙述正确的是( )
C
A.甲是生产者,该食物网中最高营养级是第五营养级
B.图中生物和非生物的物质和能量共同组成生态系统
C.图中存在的食物链有3条,有3种生物位于第三营养级
D.图中丁所含能量最少,戊所含能量最多
解析:食物链是从生产者开始的,分析图可知,丁是生产者,A错误;生态系统由生物部分和非生物部分组成,生物部分包括生产者、消费者和分解者,非生物部分包括阳光、空气、水等,图中食物网只包括生产者、消费者,B错误;图中存在的食物链有丁→丙→甲→戊,丁→丙→己→甲→戊,丁→乙→戊,共3条,位于第三营养级的生物有甲、己、戊,C正确;能量在生态系统中沿食物链流动时是逐级递减的,所以丁所含能量最多,D错误。
2.(2025·河南天一大联考)如图所示为某湖泊的食物网,其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼,若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼,将出现的情况是( )
A.鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量
B.土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势
C.浮游动物总量锐减后再急升
D.浮游植物总量急升后再锐减
A
解析:鲈鱼以小型土著鱼为食,由于能量流动是逐级递减的,故鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量,A正确;鲈鱼与土著鱼之间是捕食关系,B错误;引入以中小型鱼类为食的鲈鱼后,土著鱼a、b的数量都下降,短期内浮游动物总量先上升后下降再趋于稳定,相应的浮游植物总量先下降后上升,最后趋于稳定,C、D错误。
3.(2025·贵州黔东南模拟)如图为某草原生态系统中部分生物的食物网示意图。下列相关说法正确的是( )
D
A.分解者是生态系统的主要成分,图中缺少分解者,无法构成食物网
B.图中共有7条食物链,鹰占有4个营养级
C.属于第三营养级的生物有食虫鸟、食虫昆虫、蛙和蛇4种
D.若植食性昆虫的数量减少,则食虫昆虫的数量短期内也会减少
解析:食物网由生产者和消费者组成,不包含分解者,A错误。食物链的起点为生产者(图中的植物),终点为不能被其他动物所食的动物(图中的鹰),故图中的食物网中共有8条食物链,分别为植物→植食性昆虫→食虫鸟→鹰(鹰占第四营养级)、植物→植食性昆虫→食虫鸟→蛇→鹰(鹰占第五营养级)、植物→植食性昆虫→食虫昆虫→食虫鸟→鹰(鹰占第五营养级)、植物→植食性昆虫→食虫昆虫→食虫鸟→蛇→鹰(鹰占第六营养级)、植物→植食性昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰(鹰占第六营养级)、植物→植食性昆虫→蛙→蛇→鹰(鹰占第五营养级)、植物→鼠→蛇
→鹰(鹰占第四营养级)、植物→鼠→鹰(鹰占第三营养级)。因此,鹰占有4个营养级,分别是第三、第四、第五和第六营养级,B错误。在植物→鼠→鹰这条食物链中,鹰占第三营养级,C错误。若植食性昆虫的数量减少,则食虫昆虫的食物减少,短期内食虫鸟和蛙也会捕食更多的食虫昆虫,因此食虫昆虫的数量短期内也会减少,D正确。
1.(2024·甘肃卷)土壤镉污染影响粮食生产和食品安全,是人类面临的重要环境问题。种植富集镉的植物可以修复镉污染的土壤。为了筛选这些植物,某科研小组研究了土壤中添加不同浓度镉后植物A和B的生长情况,以不添加镉为对照(镉含量0.82 mg·kg-1)。一段时间后,测量植物的地上、地下生物量和植物体镉含量,结果如表。下列叙述错误的是( )
B
真题链接 感悟高考
镉浓度(mg·kg-1) 地上生物量
(g·m-2) 地下生物量
(g·m-2) 植物体镉含量
(mg·kg-1)
植物A 植物B 植物A 植物B 植物A 植物B
对照 120.7 115.1 23.5 18.0 2.5 2.7
2 101.6 42.5 15.2 7.2 10.1 5.5
5 105.2 35.2 14.3 4.1 12.9 7.4
10 97.4 28.3 12.1 2.3 27.4 11.6
真题链接 感悟高考
A.在不同浓度的镉处理下,植物A和B都发生了镉的富集
B.与植物A相比,植物B更适合作为土壤镉污染修复植物
C.在被镉污染的土壤中,镉对植物B生长的影响更大
D.若以两种植物作动物饲料,植物A的安全风险更大
真题链接 感悟高考
解析:根据表格分析可知,与对照组相比,不同浓度的镉处理下,植物A和B的植物体镉含量都有所增加,说明植物A和B都发生了镉的富集,A正确;在不同浓度的镉处理下,植物A的植物体镉含量、地上生物量和地下生物量都高于植物B,说明植物A对镉的富集能力更强,植物A更适合作为土壤镉污染修复植物,若以植物A作动物饲料,镉会沿着食物链进行富集,安全风险更大,B错误、D正确;与对照组相比,植物B的地上生物量和地下生物量都下降得更多,说明在被镉污染的土壤中,镉对植物B生长的影响更大,C正确。
真题链接 感悟高考
2.(2024·江西卷)假设某个稳定生态系统只存在一条食物链。研究人员调查了一段时间内这条食物链上其中4种生物的相关指标(如表,表中“—”表示该处数据省略)。根据表中数据,判断这4种生物在食物链中的排序,正确的是( )
A
真题链接 感悟高考
物种 流经生物
的能量(kJ) 生物体内镉
浓度(μg/g) 生物承受的捕食压力指数(一般情况下,数值越大,生物被
捕食的压力越大)
① — 0.03 15.64
② — 0.08 —
③ 1.60×106 — 1.05
④ 2.13×108 — —
A.④③①② B.④②①③
C.①③②④ D.④①②③
真题链接 感悟高考
解析:根据流经生物的能量判断④的营养级低,③的营养级高;根据生物体内镉浓度判断①的营养级低,②的营养级高;根据生物承受的捕食压力指数越大,生物种群数量越少可判断③不是最高营养级。利用排除法综合判断,4种生物在食物链中的排序是④③①②,A正确。
真题链接 感悟高考
3.(2022·广东卷)下图为某生态系统的食物网,其中字母表示不同的生物,箭头表示能量流动的方向。下列归类正确的是( )
A.a、c是生产者
B.b、e是肉食动物
C.c、f是杂食动物
D.d、f是植食动物
C
真题链接 感悟高考
解析:a在食物链的起点,是生产者,c能捕食a等,是消费者,A错误;b在食物链的起点,是生产者,可能是植物,e捕食d,是肉食动物,B错误;c和f都能捕食生产者a、b,也都能捕食消费者e,所以c和f是杂食动物,C正确;d是植食动物,f是杂食动物,D错误。
真题链接 感悟高考
4.(2022·浙江6月卷)生态系统的营养结构是物质循环和能量流动的主要途径。下列叙述错误的是( )
A.调查生物群落内各物种之间的取食与被取食关系,可构建食物链
B.整合调查所得的全部食物链,可构建营养关系更为复杂的食物网
C.归类各食物链中处于相同环节的所有物种,可构建相应的营养级
D.测算主要食物链各环节的能量值,可构建生态系统的能量金字塔
D
真题链接 感悟高考
解析:生物群落中各物种间通过捕食关系建立食物链,A正确;错综复杂的食物链构成食物网,B正确;营养级是指处于食物链某一环节上的全部生物的总和,C正确;测算全部食物链各环节的能量值,可构建生态系统的能量金字塔,D错误。
真题链接 感悟高考
1.(选择性必修2 P48)生态系统:在一定空间内,由________________________相互作用而形成的统一整体。
2.(选择性必修2 P50~51)生态系统的结构包括________________________
______________________。
3.(选择性必修2 P50)生态系统的组成成分包括_______________________
______________________。
4.(选择性必修2 P51)食物网:食物链彼此相互交错连接成的____________。
生物群落与它的非生物环境
生态系统的组成成分和营养
非生物的物质和能量、
复杂营养关系
结构(食物链和食物网)
生产者、消费者和分解者
题后反思 基础落实
5.(选择性必修2 P52)________________是生态系统的营养结构,生态系统的
______________________就是沿着这种渠道进行的。
6.科学思维与长句表达专练
“稻—鸭共作模式”即使不额外施用化肥,也能保证水稻的正常生长,可能的原因是_____________________________________________________________。
食物链和食物网
物质循环和能量流动
鸭产生的粪便,被水稻田中的分解者分解为无机盐,供水稻吸收利用
题后反思 基础落实
请完成:课时作业(39)
温馨提示
谢谢观看!
答案:(1)
(2)虫的数量增加,鼠的数量减少
(2)依据所同化能量的多少构建食物链(网)
生态系统中能量流动逐级递减,且相邻营养级之间的能量传递效率为10%~20%。能量值大者为被捕食者,小者为捕食者。若两种生物的能量值相差不大,不足以构成10%~20%的比例关系,则两者很可能属于同一营养级。由此可以确定图2中食物链为丙→甲→乙→丁;图3中食物网为;表中的食物链为B→D→A→C。
(3)依据生物体内富集物的浓度构建食物链(网)
生态系统中存在生物富集现象,即营养级越高,体内相关富集物(如农药、重金属)的浓度越高,两者在数值上呈正相关。体内富集物浓度相差不大的两种生物很可能属于同一营养级。由此可以确定下表中的食物网为。
$$