高三生物总复习课件第九单元生物与环境9-32

第32讲生态系统的结构与能量流动[考纲导航]1.生态系统的结构(Ⅰ)。2.生态系统中能量流动的基本规律及应用(Ⅱ)。考点一生态系统的结构1．生态系统的概念和类型(1)概念：由___________与它的____________相互作用而形成的统一整体。生物群落无机环境(2)生态系统的类型：(将a～j按类型入座)a．海洋生态系统b．草原生态系统c．城市生态系统d．森林生态系统e．农田生态系统f．果园生态系统g．冻原生态系统h．淡水生态系统i．荒漠生态系统j．人工林生态系统2．生态系统的结构(1)组成成分消费者主要指_________等异养型生物加快生态系统的_________；对植物的_______、种子传播等具有重要作用分解者主要是营________生活的细菌和真菌将动植物遗体和动物的排遗物分解成___________，返回到无机环境中，供生产者重新利用动物腐生物质循环传粉无机物【易错提醒】

对生态系统生物成分认识的四个误区误区1：生产者都是绿色植物：蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者包含绿色植物。误区2：植物都是生产者：菟丝子营寄生生活，属于消费者。误区3：动物都是消费者：秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动、植物残体或排泄物为食的腐食性动物属于分解者。误区4：细菌都是分解者：硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于消费者。(2)营养结构：________________。食物链和食物网3．食物链和食物网(1)食物链①食物链的起点一定是________，后面的都是______，不含___________和非生物的物质和能量。②营养级一般不超过______个，这是因为能量沿食物链是_____________的。③食物链中体现的种间关系只有________。④某一营养级生物的含义是该营养级的____________，不代表单个生物个体，也不一定是一个生物种群。生产者消费者分解者5逐级递减捕食所有生物(2)食物网①概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此___________连接成的复杂营养结构。②形成原因：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_____________，也可能被___________________所食。相互交错多种植物多种肉食性动物③特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的_________；食物网中，两种生物之间的种间关系除了捕食，还有_______。(3)食物链和食物网的功能：是生态系统______________________的渠道。营养级竞争能量流动和物质循环【判断与思考】1．判断下列说法的正误。(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。(×)2．根据题图，回答问题。如图表示某陆地生态系统的食物网，请据图回答下列问题：(1)图中共有几条食物链？请写出最长的食物链。【提示】

图中共有8条食物链，其中最长的食物链是：草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰。(2)图中的食物链为什么能构成食物网？【提示】

因为有的生物可以被多种生物所捕食，有的生物可以捕食多种生物。(3)图中哪些生物同时具有捕食和竞争两种种间关系？【提示】

吃虫鸟和蜘蛛、青蛙和蜘蛛、猫头鹰和蛇。(4)如果大量引入兔，短时间内会对其他生物的数量造成怎样的影响？【提示】

狐的数量会增加，其他生物的数量会因兔大量吃草而减少。【解析】

生态系统的结构包括生态系统的成分及食物链与食物，A正确；大多数动物是消费者，少数营腐生生活的动物是分解者，细菌可能是生产者或消费者或分解者，B错误；绝大多数植物是生产者，菟丝子是消费者，化能合成作用的细菌是生产者，蓝藻也是生产者，C错误；生态系统的组成成分中包含非生物成分，D错误。【答案】A2．某同学构建了如下图所示的生态系统的模式图，下列分析错误的是(

)A．甲是生产者，仅指绿色植物B．乙是消费者，可加速物质的循环利用C．太阳能是该生态系统能量的最终来源D．图中的“甲→乙”是生态系统的营养结构【解析】

从图中甲、乙和分解者的关系可以判断，甲是生产者，乙是消费者，图中生产者包括绿色植物和可利用光能的蓝藻等，是生态系统的基石，A错误。异养生物中一部分是消费者，如大部分动物，一部分是分解者，如腐生细菌、真菌和少数动物，通过摄取有机物加速物质的循环利用，B正确。生产者通过光合作用把光能转化为有机物中的能量，生产者固定的太阳能总量就是流经该生态系统的能量，C正确。食物链由生产者和消费者构成，是生态系统的营养结构，D正确。【答案】A【方法技巧】

生态系统成分的判断方法(1)根据生物类型判断生态系统的成分①“自养型生物”＝“生产者”，即包括光能自养生物(包括绿色植物和蓝藻等)和化能自养生物(包括硝化细菌、硫细菌、铁细菌等)。②“捕食异养或寄生异养型生物”＝“消费者”，其不能直接把无机物合成有机物，而是以捕食或寄生方式获取现成的有机物来维持生活。③“腐生异养型生物”＝“分解者”，其是能把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物的腐生生物，也包括少数的动物(如蚯蚓等)。(2)根据结构图判断生态系统的成分如图所示，先根据双向箭头确定D、C为“非生物的物质和能量”和“生产者”，则A、B为消费者和分解者；再根据出入箭头数量的多少进一步判断，在D、C中指出箭头多的D为“生产者”，指入箭头多的C为“非生物的物质和能量”，最后根据D→A→B，确定A为消费者、B为分解者。考法2食物链和食物网的分析方法3．(2018·吉林省长春市普通高中高三一模考试)如图表示某陆地生态系统的食物网，下列有关叙述错误的是(

)A．图中所有生物不能构成一个生物群落B．虫获得的能量约占草能量的10%～20%C．蛇和鹰之间的种间关系是捕食和竞争D．鹰获取能量最多的食物链是草→鼠→鹰【解析】

生物群落包括生态系统中的所有的生物，包括生产者、消费者和分解者，而图中只有生产者和消费者，A正确；生态系统中能量在两个营养级之间的传递效率是10%～20%，图中草是第一营养级，虫、鼠、鹿一共从草中获得其能量的10%～20%，B错误；鹰以蛇为食，且两者都以鼠为食，所以两者之间为捕食和竞争关系，C正确；能量流动是逐级递减的，所以营养级越少，获得的能量越多，因此鹰获取能量最多的食物链是草→鼠→鹰，D正确。【答案】B4．(2018·山东省青岛市高三期初调研检测)下图为某森林生态系统的食物网组成，下列说法中不正确的是(

)A．图中共有3条食物链，灰喜鹊和蜘蛛是捕食和竞争的关系B．处于第三营养级的生物有蜘蛛、灰喜鹊、狐狸C．大量猎捕灰喜鹊会导致狐狸的数量大幅下降D．调查灰喜鹊的种群密度，常用标志重捕法来估算【解析】

根据题意和图示分析可知：图示食物网中共含有3条食物链，分别是森林→松毛虫→蜘蛛→灰喜鹊→狐狸、森林→松毛虫→灰喜鹊→狐狸、森林→松鼠→狐狸，其中灰喜鹊和蜘蛛是捕食和竞争的关系，A正确；处于第三营养级的生物有蜘蛛、灰喜鹊、狐狸，B正确；大量猎捕灰喜鹊后，狐狸还可以以松鼠为食，所以狐狸的种群数量不会大幅度下降，C错误；灰喜鹊是动物，体积较大，运动范围较大，所以最常用的种群密度调查方法是标志重捕法，D正确。【答案】C【规律总结】

根据各类信息书写食物链的方法(1)根据能量或者有机物的含量“由多到少”书写食物链营养级ABCD能量(有机物)15.9870.71.9141.0根据能量或者有机物的含量由多到少，可以确定食物链为：B→D→A→C。(2)根据重金属、DDT等浓度“由少到多”构建食物链(网)生物体ABCDE有机汞浓度(mg·L－1)0.0570.51680.39有机汞存在生物富集现象，即随着营养级的增加，汞浓度增加，两者在数值上成正相关，所以从表中有机汞浓度的大小可推知该生物营养级的高低，从而判断食物链(网)如上图：(3)根据数据的各种变式模型书写食物链：图1和图2都是以每个营养级中有机物多少为依据，图1中的食物链是丙→甲→乙→丁；图2中的食物链是丙→丁→甲→乙；图3表示的是生态系统的物质循环图解，D是生产者，A是消费者，B是分解者，C是非生物的物质和能量，其中的食物链是D→A。考法3食物链和食物网中的生物数量变化的分析5．(2018·大连模拟)某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如下图。下列叙述错误的是(

)A．兔与人的种间关系是捕食和竞争B．若除去鼬，则草原容纳鹰的数量会增加C．大量捕杀鼬会导致鼠种内斗争增强D．植物中的能量能通过5条食物链传递给鹰【解析】

兔和人有共同的食物来源，二者存在竞争关系，同时兔也能被人捕食，二者存在捕食关系；鼬和鹰都能捕食兔和鼠，若鼬减少，鹰缺乏竞争，数量会增多；大量捕杀鼬时，鼠的数量会增多，种内斗争会增强；植物到鹰的食物链有4条。【答案】DA．图1中有两条捕食链，狐与鸟之间既存在捕食关系又存在竞争关系B．图1中狐为第三、四营养级，腐生细菌占有第二、三、四、五营养级C．图2中a、b、c三者之间的营养结构是：a→b→cD．图2中a、b、c三者不能构成生物群落【解析】

食物链不包括非生物的物质和能量以及分解者，因此图1中只有两条食物链，分别是草→兔→狐，草→昆虫→鸟→狐，狐与鸟之间只存在捕食关系，A错误；腐生细菌属于分解者，不属于食物链中的成分，B错误；分析图2可知，c数量增加，b数量也随之增加，导致a数量也增加；而c数量减少，b数量也随之减少，导致a数量也减少，说明c的营养级最低，又a、b、c三种生物中有一种为草，所以三者之间的营养结构是：c→b→a，C错误；a、b、c三者为生产者和消费者，没有分解者，所以不能构成生物群落，D正确。【答案】D【规律总结】

食物链(网)中各营养级生物数量变动情况分析(1)若处于食物链中第一营养级的生物(生产者)数量减少，整个食物链中的其他生物都会减少，简单记为：“一级生物若减少，其他生物跟着跑”。(2)“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但从长时间来看，会先增加后减少，最后趋于稳定，简单记为：“如果天敌患了病，先增后减再稳定”。(3)若处于中间营养级的生物数量减少，则这种生物数量的变化视具体食物链而定：“中间生物被捕杀，不同情况要分家”。大体遵循如下思路：①生产者数量相对稳定原则，即消费者某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。②最高营养级的生物种群数量相对稳定原则，即当处于最高营养级的生物种群的食物有多种来源时，若其中一条食物链中某种生物减少，该种群的数量不会发生较大变化。③在食物网中，当某种生物因某种原因而数量减少时，对另一种生物数量的影响，沿不同的食物链分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。简单记为：“食物网，食物链，生物数量好判断，首先你要有主见，环节少的先看见”。考点二生态系统的能量流动1．能量流动的概念理解2．能量流动的过程(1)能量流经第二营养级的过程①输入一个营养级的能量：是指该营养级__________的能量，也就是____________________________________。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___________；b.流入_________________；c.被__________分解利用；d.未被利用的能量。同化摄入能量(a)－粪便中能量(c)呼吸消耗下一营养级分解者【特别提醒】

1.某营养级“粪便”中能量应属其上一营养级的同化量或上一营养级被分解者分解的能量的一部分，如兔粪便中的能量不属于兔的同化量，而是草同化量的一部分。2．未被利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量，最终也将被分解者利用。(2)能量流经生态系统的过程①能量流动的渠道是_____________________。②能量散失的途径是各种生物的__________

(代谢过程)。③流动过程中能量的转化是太阳能→__________________→______。3．能量流动的特点(1)单向流动原因：食物链中各营养级的顺序是长期________________的结果，生物之间的捕食关系是一定的，不能逆转；能量以_______的形式散失，不能再被生产者利用。食物链和食物网呼吸作用有机物中的化学能热能自然选择热能(2)逐级递减①原因：某个营养级同化的能量，_____________要消耗一部分，还有一部分被__________利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级。②能量传递效率是指相邻两个营养级之间____________的比值。相邻营养级之间的传递效率一般为_______________。自身呼吸分解者同化量10%～20%4．研究能量流动的意义(1)帮助人们科学规划、设计_________________，使能量得到_____________的利用。(2)帮助人们合理地调整生态系统中的_____________，使能量持续高效地流向___________________的部分。人工生态系统最有效能量流动关系对人类最有益【判断与思考】1．判断下列说法的正误。(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)直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量。(×)(4)除最高营养级外，某一营养级的总能量由四个部分组成：自身呼吸消耗的能量、流向下一个营养级的能量、被分解者利用的能量和未被利用的能量。(√)(5)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。(×)(6)兔吃草后排出的粪便中的能量是兔同化量的一部分。(×)(7)一只狼捕食了一只兔子，该狼获得了兔子能量的10%～20%。(×)(8)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。(√)2．根据题图，回答问题。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103kJ/(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？【提示】

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？【提示】

肉食性动物固定的总能量＝0.25＋0.05＋2.1＋5.1＝7.5×103kJ/(m2·y)；植食性动物固定的总能量＝(7.5－5)＋0.5＋4＋9＝16×103kJ/(m2·y)；生产者固定的总能量＝(16－2)＋3＋70＋23＝110×103kJ/(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)【提示】

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%。(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100kg，则需要消耗________kg生产者？【提示】

肉食性动物要增加100kg，则需要生产者的质量＝100÷15.6%÷12.7%≈5047(kg)。1．利用图解法分析每一营养级能量的来源与去路a．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未利用。2．生态金字塔的类型及特点项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状

A．图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量，但所占比例不符

B．生态系统中能量传递效率为(a2＋b2＋c2＋d2)/(a1＋b1＋c1＋d1)C．消费者从生产者获得的能量数值可用b1表示，且此部分能量存在于有机物中D．在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途相同【解析】

生产者固定的太阳能大部分被呼吸作用消耗，图中a1，a2可表示生产者与消费者的呼吸量，但所占比例不符，A正确；a2＋b2＋c2＋d2是消费者的同化量，a1＋b1＋c1＋d1是生产者的同化量，生态系统中能量传递效率可表示为(a2＋b2＋c2＋d2)/(a1＋b1＋c1＋d1)，B正确；消费者从生产者获得的能量数值(a2＋b2＋c2＋d2)可用b1表示，且此部分能量存在于有机物中，C正确；在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途不完全相同，如生产者是通过光合作用和化能合成作用利用光能或化学能将无机物变为储存能量的有机物，而消费者通过捕食获得储存能量的有机物，D错误。【答案】DA．流经该湖泊生态系统的总能量为aB．图中d包含第二营养级所排粪便中的能量C．生产者流向初级消费者的能量传递效率为b/a×100%D．某有毒物质污染湖泊，次级消费者体内积累的有毒物质往往比生产者多【解析】

流经该湖泊生态系统的总能量是生产者即第一营养级所固定的太阳能总量，其数值为a，A项正确；图中d表示第二营养级的遗体、残骸中的能量被分解者所利用，第二营养级所排粪便中的能量属于a能量中的一部分，因此不在d所包含的范围内，B项错误；生产者流向初级消费者的能量传递效率＝第二营养级的同化量/第一营养级生物所固定的太阳能总量×100%＝b/a×100%，C项正确；导致湖泊污染的某有毒物质会通过食物链的各个营养级在生物体内富集，因此次级消费者体内积累的有毒物质往往比生产者多，D项正确。【答案】BA．燕鸥处于第三营养级B．图示生物形成的食物链属于捕食食物链C．有害物质a沿食物链单向传递，含量不断减少D．随着食物链延长，各营养级的能量减少【解析】

该食物链为藻类→鱼→燕鸥→银鸥，燕鸥处于第三营养级，A正确；图示生物由于食物关系而形成的食物链属于捕食食物链，B正确；由于生物富集作用，有害物质a沿食物链放大，因此有害物质a沿食物链单向传递，含量不断增大，C错误；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，因此随着食物链延长各营养级的能量减少，D正确。【答案】C4．下列关于生态系统的能量流动的叙述中，错误的是(

)A．由于生态系统的能量流动是逐级递减的，所以营养级越高则所同化的能量就越少B．由于散失的热能不能被生产者重新固定，所以生态系统的能量流动是单向不可循环的C．充分利用作物秸秆等可以提高能量传递的效率D．能量流动和物质循环的渠道是食物链和食物网【解析】

生态系统中的能量沿食物链流动时，部分能量以热能的形式散失，部分能量被分解者所利用，所以营养级越高同化的能量就越少，A正确；生产者只能固定光能或化学能，而不能固定每个营养级及分解者所散失的热能，所以生态系统的能量流动是单向的，B正确；生态系统的能量传递效率一般不能人为改变，充分利用作物秸秆只能提高能量利用率而不能提高能量传递效率，C错误；能量流动和物质循环的渠道是食物链和食物网，D正确。【答案】C【易错警示】

生态系统的能量流动中的几点误区(1)误区一：生产者固定的能量只能是光能。由于生产者固定能量的方式有光合作用和化能合成作用，光合作用利用的能量是光能，但化能合成作用利用的是化学能，所以生产者固定的能量是光能或化学能。(2)误区二：生物数量金字塔与能量金字塔完全一致。能量金字塔体现的是营养级与营养级所含总能量的关系，而生物数量金字塔体现的是营养级与个体数量的关系，所以生物数量金字塔有时会出现倒置的现象。(3)误区三：能量传递效率＝能量利用率。能量传递效率体现的是能量流动过程中所遵循的客观规律，不能随意改变；但能量利用率可以人为改变，例如充分利用作物秸秆就可以提高能量利用率。1．(2016·海南卷)在某一生态系统的下列组分中，能将太阳能转化为化学能的是(

)A．田螺B．小球藻C．大肠杆菌

D．草鱼【解析】

田螺、大肠杆菌、草鱼均属于消费者，不能将太阳能转化为化学能。小球藻具有叶绿体，可以将太阳能转化为化学能。【答案】B2．(2015·福建卷)下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值，单位是J·m－2·a－1)。下列叙述正确的是(

)A．该食物网中最高营养级为第六营养级B．该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%C．太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357J·m－2·a－1D．该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统【解析】

该食物网中最长食物链的最高营养级为第五营养级，A错误；能量传递效率为某一营养级同化量与上一营养级同化量之比，即(3780＋4200)/31920×100%＝25%，B正确；太阳鱼同化量(1483)一部分在呼吸作用中散失，另一部分用于自身生长、发育和繁殖，储存在太阳鱼的有机物中。太阳鱼有机物中的能量一部分流向分解者，另一部分则被鲈鱼摄入，故太阳鱼呼吸作用消耗的能量应小于1483－126＝1357，C错误；该食物网中的生物缺少分解者，不能构成生态系统，D错误。【答案】B3．(2018·河北省邯郸市高三上学期摸底考试)下列关于农田生态系统的叙述，错误的是(

)A．农田生态系统的营养结构包括生产者、消费者和分解者B．农田生态系统中的农作物和杂草均处于第一营养级C．农田生态系统的物种丰富度低，抵抗力稳定性弱D．农田弃耕后逐渐演替为灌木林的过程为次生演替【解析】

农田生态系统的营养结构指的是食物链和食物网，只包含生产者和消费者，没有分解者，A错误；农田生态系统中的农作物和杂草都属于生产者，处于第一营养级，B正确；农田生态系统的物种丰富度低，营养结构简单，所以抵抗力稳定性较弱，C正确；农田弃耕后逐渐演替为灌木林的过程为次生演替，D正确。【答案】A4．(2018·浙江绿色评估联盟高三考试)下图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图[单位：J/(cm2·a)]。据图分析，有关叙述正确的是(

)A．该生态系统第二营养级同化的能量为100J/(cm2·a)B．第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是80J/(cm2·a)C．能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是15%D．从A到E的20J/(cm2·a)属于净初级生产量【解