内容正文:
第三章 生态系统
(章末复习)
学习目标
1、概述生态系统的结构并能分析生态系统能量流动的特点。
2、描述生态系统物质循环和信息传递的功能。
3、说明生态系统的稳态及自我调节、影响因素。
自主先学
1.填空
(1)生态系统的概念:指在一定的空间中的生物群落与无机环境相互作用而形成的统一体。地球上最大的生态系统是 。
(2)食物链和食物网是生态系统的营养结构,生态系统的 和能量流动就是沿着这条渠道进行的。
(3)生态系统的能量流动具有单向流动、 的特点。
(4)在生物群落与无机环境之间,碳元素是以 的形式进行的,但在生物群落内碳元素则是以 的形式进行传递的。
(5)生态系统稳定性的基础是生态系统的自我调节能力, 调节是生态系统自我调节能力的基础。
答案:(1)生物圈 (2)物质循环 (3)逐级递减 (4)CO2 含碳有机物 (5)负反馈
2.判断
(1)细菌在生态系统中可能是生产者,也可能是消费者或分解者。( )
(2)食物链中某营养级指的是某种生物或种群。( )
(3)农业生态系统中,沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用。( )
(4)大气中的CO2进入生物群落的唯一方式是光合作用。( )
(5)荒漠生态系统,其抵抗力稳定性较弱,其恢复力稳定性则较强。( )
(6)信息只能沿食物链从低营养级向高营养级传递。( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
小组讨论
1.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。你能给出这个食物网吗?
种群
甲
乙
丙
丁
戊
重金属含量/(μg·kg-1鲜重)
0.003 7
0.003 6
0.035
0.036
0.34
答案:
2.如图是某食物链上相邻两个营养级的能量流动情况,你能从图中得到哪些等式?
答案:W1=A1+B1+C1+D1 D1 =A2+B2+C2+D2
3.如图是生态系统稳定性的示意图,你能说出图中x、y和TS分别表示什么意思吗?
答案:图中x表示恢复到原状态所需的时间,x与稳定性的关系是x越大,恢复力稳定性越弱,反之,恢复力稳定性越强;图中y表示受到干扰时偏离正常范围的大小,偏离的越大,抵抗力稳定性越弱,反之,抵抗力稳定性越强,比如热带雨林的y值小于草原;TS可作为总稳定性的定量指标,面积越大,生态系统的总稳定性越低。
师生交流
1.生态系统的生物成分的比较
比较项目
生产者
消费者
分解者
营养方式
自养
异养
异养
生物类型
光合自养生物:绿色植物和蓝藻等;
化能合成生物:硝化细菌等
大多数动物;寄生的植物(如菟丝子)及某些微生物
腐生细菌、真菌和少数动物
地位
生态系统的基石,主要成分
生态系统最活跃的部分
生态系统物质循环的关键成分
作用
把无机物制造成有机物,把光能转化为有机物中的化学能;为消费者提供食物和栖息场所
加速物质循环;帮助植物传粉和传播种子
将动植物遗体和动物的排泄物分解成无机物,供生产者重新利用
2.能量流动、物质循环、信息传递的比较与联系
能量流动
物质循环
信息传递
特点
单向流动,逐级递减
循环流动,反复利用
往往是双向的
范围
生态系统中各营养级
生物圈
生物之间,生物与无机环境之间
途径
食物链和食物网
多种
地位
生态系统的动力
生态系统的基础
决定能量流动和物质循环的方向和状态
联系
同时进行,相互依存,不可分割,形成一个统一的整体
3.生态系统稳定性的类型
项目
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
区别
实质
保持自身结构与功能相对稳定
恢复自身结构与功能相对稳定
核心
抵抗干扰,保持原状
遭到破坏,恢复原状
影响
因素
生态系统中物种丰富度越大,营养结构越复杂,抵抗力稳定性越强
生态系统中物种丰富度越小,营养结构越简单,恢复力稳定性越强
二者
联系
①相反关系:抵抗力稳定性强的生态系统,恢复力稳定性弱,反之亦然;②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力,它们相互作用,共同维持生态系统的稳定。如图所示:
注意:冻原、沙漠等生态系统的两种稳定性都比较低
质疑拓展
1.如图是生态系统各成分之间的关系,其中A、B、C、D是组成生态系统的成分,如何来辨析各成分呢?
答案:应该先根据双向箭头确定“非生物的物质和能量”和“生产者”;两者中有3个指出箭头的为生产者(A),有3个指入箭头的为非生物的物质和能量(B);再根据单箭头判断消费者和分解者:由于消费者利用生产者,又被分解者利用,所以箭头“一进多出”的为消费者(D)。分解者能利用生产者和消费者遗体、遗物,所以箭头“一出多进”的为分解者(C)。
2.图1、图2、图3是常见的碳循环模式图,如何根据模式图中表示的关系来确定生态系统各成分?
答案:图1中,A为生产者,B为大气中的CO2库,C为消费者,D为分解者;图2中,A为生产者,B为大气中的CO2库,C为初级消费者,D为次级消费者,E为分解者;图3中,E为生产者,A为大气中的CO2库,B、D、F为消费者,C为分解者。解题的关键仍从图中双箭头入手,确定双箭头两端的成分,其余均容易随之确定。
3.如何根据关键词判断生态系统信息的类型?
答案:凡涉及声音、颜色、形状、磁场、温度、湿度等信号,通过动物感觉器官皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感知上述信息,则可判断该信息为物理信息;若涉及化学物质挥发性(如性外激素等)这一特点的信息,则为化学信息;凡涉及“肢体语言”的信息均属于行为信息;在影响视线的环境中(如深山密林),生物间多依靠“声音”这种物理形式传递信息;在嘈杂的环境中(如瀑布旁),生物多以“肢体语言”这种行为进行信息交流。
检测反馈
例题1 (25-26·江苏常州期中)一个池塘中生物间的关系如图所示,下列叙述中正确的是( )
A.鲶鱼和水蚤之间的关系为种间竞争 B.图中的食物网一共有8条食物链
C.鲶鱼在该生态系统中占据四个营养级 D.若藻类数量减少,鲶鱼数量基本不变
【答案】C
【详解】A、鲶鱼和水蚤同时捕食藻类,之间具有种间竞争关系,同时水蚤会被鲶鱼捕食,属于捕食关系,A错误;
B、藻类→鲶鱼,藻类→水蚤→鲶鱼,藻类→轮虫→水蚤→鲶鱼,藻类→轮虫→水蚤→划蝽→鲶鱼,藻类→蚊子幼虫→划蝽→鲶鱼,藻类--水蚤--华蝽--鲶鱼,共6条食物链,B错误;
C、根据图中藻类属于第一营养级,结合B项可知,可知鲶鱼在该生态系统可占据第二、三、四、五营养级,C正确;
D、该生态系统的生产者只有藻类,是该生态系统的基石,若藻类数量锐减,则鲶鱼的数量也会大量锐减,D错误。
训练1 (24-25·江苏镇江期中)下图为北美西海岸潮间带岩石群落的部分生物关系图,相关叙述正确的是( )
A.若移除海星,该群落物种丰富度会明显上升
B.图中海星位于第二、第三营养级,与荔枝螺存在捕食和竞争关系
C.研究藤壶的生态位通常要研究它的栖息地、食物、天敌及与其他物种关系等
D.图中所有生物与分解者、非生物的物质和能量共同构成潮间带岩石生态系统
【答案】C
【详解】A、海星通常是顶级捕食者,如果移除海星,其捕食的压力消失,可能会导致某些物种(如贻贝或藤壶)数量暴增,从而竞争排斥其他物种,最终可能降低物种丰富度,A错误;
B、分析题图可知,海星可以捕食藤壶、贻贝等,位于第三营养级,海星与荔枝螺都捕食相同的生物(如藤壶或贻贝),存在种间竞争关系,海星也捕食荔枝螺,二者存在捕食关系,B错误;
C、生态位是指一个物种在生态系统中的地位和作用,包括其栖息地、食物来源、天敌、与其他物种的关系等。因此,研究藤壶的生态位通常要研究它的栖息地、食物、天敌及与其他物种关系等,C正确;
D、生态系统的组成包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,图中只是该生态系统的部分生物,与分解者、非生物的物质和能量不能构成潮间带岩石生态系统,D错误。
例题2 (25-26·江苏南京期中)科学家对一个温带森林生态系统的能量流动进行定量分析,结果如图[图中数字为能量值,单位是 J/(cm2·a)]。下列叙述正确的是( )
A.植食性动物在生态系统中占据相同的生态位
B.从生产者到初级消费者的能量传递效率约为 0.85%
C.枯枝落叶层中的物质和能量可以被植物根系吸收利用
D.用于植食性动物生长、发育和繁殖的能量是 1.96×105j/(cm2·a)
【答案】B
【详解】A、不同的植食性动物在生态系统中占据不相同的生态位,A错误;
B、生产者的同化量为2.31×107J/(cm2•a),初级消费者的同化量等于其摄入的能量减去粪便中的能量,为3.27×105-1.31×105=1.96×105J/(cm2•a),从生产者到初级消费者的能量传递效率为初级消费者的同化量与生产者的同化量比值,约为:1.96×105/2.31×107×100%=0.85%,B正确;
C、枯枝落叶层中的物质经微生物分解成无机物后可以被植物根系吸收利用,但能量不能被植物根系吸收利用,C错误;
D、植食性动物同化量为:3.27×105-1.31×105=1.96×105J/(cm2•a),用于生长、发育和繁殖的能量=同化量-呼吸作用散失的能量,图中呼吸作用散失能量未知,D错误。
训练2 (25-26·江苏南京月考)下图为稻一鱼一蟹共生种养系统某时期的能量流动示意图,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表营养级,数字代表能量值(单位:106kJ),箭头指向表示能量归属。下列叙述正确的是( )
A.该生态系统最高营养级为第三营养级
B.该时期内输入该生态系统的总能量为9431×106kJ
C.第二营养级的K值大于79×106kJ
D.第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为6.5%
【答案】D
【详解】A、据图可知,Ⅲ有能量流向下一营养级,说明还存在比第三营养级更高的营养级,A错误;
B、输入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能以及饲料中含有的能量,生产者固定的光能为9431×106kJ、饲料中的能量为(46+10)×106kJ,所以总能量为9431×106+56×106kJ=9487×106kJ,B错误;
C、K值是指在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量,并非是能量值,C错误;
D、传递效率是相邻两营养级的同化量之比,所以第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为73/(1077+46)×100%=6.5%,D正确。
例题3 (25-26·江苏南通月考)某稳定的自然生态系统无外界有机物的输入,下图为该生态系统的碳循环示意图,字母表示生态系统的组分,下列叙述正确的是( )
A.图中表示生态系统基石的是A和C
B.图中D3处于第二和第三营养级
C.过程⑤不仅仅代表分解者的呼吸作用
D.碳元素在生物群落内部以CO2的形式循环
【答案】C
【详解】A 、A是生产者,是生态系统的基石,C 是大气中的二氧化碳库,A错误;
B 、D是各级消费者,D3是二级和三级消费者,第三和四营养级,B错误;
C、⑤代表的是分解者的分解作用,而不是分解者的呼吸作用,C正确;
D、碳元素在生物群落内部以含碳有机物的形式循环,CO₂是生物群落与无机环境之间的循环形式,D错误。
训练3 (2025·江苏南通模拟预测)下图为生态系统氮循环示意图,相关叙述正确的是( )
A.氮循环是指氮元素在生物群落和非生物环境之间循环往复的过程
B.图中完整的氮循环过程应补充:植物、动物及微生物大气
C.参与Ⅰ过程的共生固氮菌同化类型为异养型,自生固氮菌同化类型为自养型
D.氮元素沿食物链逐渐在生物体内聚集,出现明显的生物富集现象
【答案】A
【详解】A、物质循环是指元素的循环,氮循环是指氮元素在生物群落和非生物环境之间循环往复的过程,A正确;
B、植物、动物及微生物呼吸作用不会产生氮气,B错误;
C、共生固氮菌同化类型为异养型,而自生固氮菌同化类型既有自养型,也有异养型,C错误;
D、氮元素属于组成生物体的基本元素,不会沿食物链出现明显的生物富集现象,生物富集现象一般针对难以降解的有害物质,如重金属、DDT等,D错误。
例题4 (25-26·江苏徐州期中)我国古诗词蕴含着丰富的生物学原理。下列分析错误的是( )
A.“螟蛉有子,蜾蠃负之”体现原始合作的关系
B.“数罟(gu)不入洿池”,即用大网眼的渔网可使鱼种群保持增长型的年龄结构
C.“燕燕于飞,下上其音”中燕子表达的是物理信息
D.“千山鸟飞绝”体现了群落的季节性
【答案】A
【详解】A、“螟蛉有子,蜾蠃负之”,螟蛉是一种绿色小虫,蜾蠃是一种寄生蜂;蜾蠃常捕捉螟蛉存放在窝里,产卵在它们身体里,卵孵化后蜾蠃幼虫就拿螟蛉作食物。蜾蠃是一种寄生蜂,但以螟蛉为食,体现了螟蛉与蜾蠃之间存在捕食关系,A错误;
B、“数罟不入洿池”是指密孔的渔网(捕捉小鱼)不入池塘,避免捕捞过小的鱼类,其目的是为了保证该种鱼种群的年龄结构为增长型,B正确;
C、“燕燕于飞,上下其音”意思为燕子飞在天上,鸣音呢喃低昂,是声音,体现的是物理信息,C正确;
D、“千山鸟飞绝”,描绘的是在冬天,所有的山上,飞鸟的身影已经绝迹,可能是鸟类迁徙导致,体现了群落的季节性,D正确。
训练4 (25-26·江苏南通期中)(多选)某地区灰色雉鹑的部分食物关系如图1。科学家对其繁殖季(春夏季)和非繁殖季(秋冬季,有较长的雪期)的生存环境中植被的盖度进行调查,结果如图2。相关叙述正确的是( )
A.雉鹑属于第二或第三营养级,其同化的能量中有10%~20%来自植食性昆虫
B.繁殖季雉鹑释放吸引异性的气味属于生态系统中的化学信息
C.雉鹑在繁殖季更多选择生活在草本盖度和落叶盖度较大的环境
D.非繁殖季雉鹑选择的生境有利于躲避天敌、获得食物、保持体温
【答案】BD
【详解】A 、雉鹑属于第二或第三营养级,其同化的能量均来自上一营养级,但没有信息说明有10%~20%来自植食性昆虫,A错误;
B、化学信息是通过化学物质传递的信息,例如性外激素、信息素等。雉鹑释放的气味物质属于化学物质,通过嗅觉传递给异性,属于典型的化学信息传递方式,B正确;
C、据图2分析,雉鹑在繁殖季更多选择生活在草本盖度较大的环境,原因是草本植物嫩叶和植食性昆虫是雉鹑繁殖期的主要食物(图1),高草本盖度为育雏提供充足食物,C错误;
D、非繁殖季(秋冬季,有较长的雪期)选择乔木和落叶盖度大、草本盖度小的生境,乔木和落叶层提供隐蔽性(隐蔽躲避天敌),同时易于获取落叶中的果实和种子(获取食物),D正确。
例题5 (25-26·江苏扬州月考)某区域黄河湿地不同积水生境中植物物种的调查结果如图。下列叙述错误的是( )
A.永久性积水退去后的植物群落中优势种可能会发生变化
B.积水生境中的植物具有适应所处非生物环境的共同特征
C.积水频次和积水量均可以影响湿地生态系统的抵抗力稳定性
D.影响季节性水涝生境中植物物种数量的关键生态因子属于密度制约因素
【答案】D
【详解】A、永久性积水生境中有生物群落,永久性积水退去后的植物群落演替属于次生演替,永久性积水退去后的植物群落中优势种可能会发生变化,A正确;
B、积水生境中的植物能够生存,说明具有适应所处非生物环境的共同特征,如具有发达的通气组织,用于储存和运输氧气,缓解低氧胁迫,B正确;
C、积水频次和积水量均可以影响植物种类,从而影响湿地生态系统的抵抗力稳定性,C正确;
D、影响季节性水涝生境中植物物种数量的关键生态因子,如积水深度、淹水持续时间等属于非密度制约因素,其作用强度与植物种群密度无关,D错误。
训练5 (24-25·江苏镇江阶段练习)(多选)如图表示甲、乙两个生态系统受到相同强度的干扰和解除干扰后稳定性的变化情况,下列关于该变化过程的说法,错误的是( )
A.甲曲线的最低点时只有恢复力稳定性
B.乙生态系统的恢复力稳定性强
C.a、b点生态系统丧失了抵抗力稳定性
D.甲、乙生态系统都具有抵抗力稳定性和恢复力稳定性
【答案】ABC
【分析】生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面,图中显示甲、乙两个生态系统受到相同强度的干扰和解除干扰后稳定性的变化情况
【详解】A、任何一个生态系统都具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,即都具有抵抗力稳定性和恢复力稳定性,A错误;
B、图中解除干扰后,甲可以恢复到原来水平,而乙不能,因此甲的恢复力稳定性强,B错误;
C、受到干扰后甲、乙生态系统在a、b点仍然具有抵抗力稳定性,不会失去,C错误;
D、生态系统在任何时期都是既有抵抗力稳定性,也有恢复力稳定性,D正确。
小结反思
学科网(北京)股份有限公司
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