高考生物一轮复习 第5章 第1讲 生态系统的结构及其能量流动课件 新人教版必修3.ppt

第5章生态系统及其稳定性 第1讲生态系统的结构及其能量流动 展示考纲考频 1 生态系统的结构 2 生态系统中能量流动的基本规律及其应用 一 生态系统的概念由与周围的相互作用而形成的统一整体 地球上最大的生态系统是 二 生态系统的成分 生物群落 无机环境 生物圈 三 生态系统的营养结构1 食物链 1 概念 生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系 2 特点 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 3 食物链的模式 生产者 2 食物网 1 概念 在一个生态系统中 许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构 2 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 也可能被所食 3 功能 是生态系统的渠道 4 特点 同一种消费者在不同的食物链中 可以占据不同的 多种植物 多种肉食性动物 物质循环和能量流动 营养级 四 生态系统的能量流动1 概念理解 2 过程图解 1 从上述图解可以得到 摄入量 同化量 2 在各营养级中 能量的三个去路 通过呼吸作用以热能的形式散失 被利用 被分解者利用 3 特点 和 4 直观表示方法 能量金字塔 1 含义 将单位时间内各个营养级所得到的能量数值绘制成图 可形成一个金字塔图形 粪便量 下一个营养级生物 单向流动 逐级递减 由低到高 5 研究意义 1 帮助人们科学规划 设计人工 使能量得到最有效的利用 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 生态系统 能量流动的关系 对人类最有益的部分 思考辨析1 判断关于生态系统结构说法的正误 1 生态系统的食物链中营养级越高的生物 其体型必然越大 2011年高考海南卷 2 生产者全是绿色植物 分解者全是微生物 3 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 其中生产者处于主导地位 4 我国南方热带雨林中分解者的代谢活动比北方森林中的弱 2013年高考新课标全国卷 5 在一条食物链中 生产者为第一营养级 消费者所处营养级不固定 6 食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的主渠道 是生态系统维持相对稳定的重要条件 2 判断关于生态系统能量流动说法的正误 1 流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能 2 沼渣 沼液作为肥料还田 使能量能够循环利用 3 多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多 4 流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入到体内的能量 5 在生态系统中能量流动的渠道由生产者 消费者和分解者组成 6 研究能量流动 可调整能量流动关系 使生产者固定的能量全部流向人类 1 生态系统的概念理解 1 生态系统的概念与内涵 概念 生态系统是由生物群落与其无机环境相互作用而形成的统一整体 结构 生态系统的结构包括和 营养结构包括食物链和食物网 内涵 生态系统的概念及成分分析 生态系统的成分 营养结构 2 生态系统的功能生态系统各种组成成分之间通过能量流动 物质循环和信息传递而联系在一起 是一个具有自我调节能力的统一整体 2 生态系统的成分 1 生态系统的成分分析 2 各成分的地位 生产者 生态系统的主要成分 是生态系统存在和发展的基础a 是形成食物链和食物网的基础 生态成员间相互作用的渠道 b 绿色植物的多样性和空间分布 决定一个生态系统的形态和结构的复杂程度 进而决定生态系统稳定性的大小 c 是沟通无机环境到生物群落的桥梁 将光能 化学能 将无机物 有机物 无机物 消费者 生态系统最活跃的生物成分 分解者 物质循环中的关键成分将动植物遗体分解成无机物 归还给无机环境 即是沟通生物群落到无机环境的桥梁 植物同化的co2等物质 大约90 需经分解者的分解作用归还无机环境 然后被生产者重新利用 因此从物质循环角度看 分解者在生态系统中占有重要地位 3 从理论上讲 无机环境 生产者和分解者是任何一个自我调节的生态系统必要的基础成分 消费者的功能活动不会影响生态系统的根本性质 所以消费者不是生态系统必要的基本成分 特别提醒 对生态系统成分认识的误区 1 下图1为生态系统的组成成分之间的关系 图2为某生态系统的食物网情况 请据图回答 据图1回答 1 从营养功能的角度来填写成分 b c 2 b主要是指 3 和 是联系生物群落和无机环境的两大 桥梁 填字母 4 最主要成分和最活跃成分分别是 填字母 据图2回答 5 该生态系统共有 条食物链 6 鹰占有 个营养级 请写出鹰作为最高营养级的一条食物链 7 蛇和鹰的关系是 8 要使该生态系统完整 还需要增加的成分是 9 若蛇绝种 鹰的数量可能 原因是 10 若植食性昆虫减少 在短期内哪种生物数量将锐减 理由是 解析 无机环境和生产者之间的物质联系是双向的 因此图1中a是消费者 b是分解者 c是非生物的物质和能量 d是生产者 分解者主要是指营腐生生活的细菌和真菌 生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大 桥梁 是生态系统必不可少的组成成分 生产者是生态系统的最主要成分 数量众多的消费者在生态系统中起加快能量流动和物质循环的作用 是生态系统最活跃的成分 食物链以生产者为起点 以不能再被其他生物捕食的生物为终点 图2中的植物是各条食物链的起点 共有8条食物链 在不同食物链中鹰占有4个营养级 其中鹰占最高营养级的食物链是最长的食物链 蛇和鹰存在捕食关系 又都以食虫鸟为食时 故二者还存在竞争关系 该食物网中只包括生产者和消费者 一个完整的生态系统还应有分解者 非生物的物质和能量 若蛇绝种 鹰会以老鼠 食虫鸟为食 食物链缩短 鹰获得的能量增多 数量增加 若植食性昆虫减少 在短期内食虫昆虫会锐减 因为其食物单一且有许多天敌 答案 1 分解者非生物的物质和能量 2 营腐生生活的细菌和真菌 3 db 4 da 5 8 6 4植物 植食性昆虫 食虫昆虫 蛙 蛇 鹰 7 捕食和竞争 8 分解者 非生物的物质和能量 9 增多食物链变短 鹰获得的能量增多 10 食虫昆虫其食物单一且有许多天敌 1 生态系统的营养结构分析 1 食物链 食物网的综合分析 非生物的物质和能量不参与食物链的组成 一般不超过5个营养级 一种生物不是固定于一种食物链上 食物链是能量流动 物质循环实现的途径 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 这种制约可能来自于种间 也可能来自于种内 食物链中的捕食关系是长期形成的 不会倒转 因此箭头一定是由上一营养级指向下一营养级 如 兔 狐 生态系统的营养结构 自然选择 某一营养级的生物代表处于该的所有生物 不代表单个生物个体 也不一定是某种群 食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类 而并非取决于生物数量 2 食物链数 不同的营养级动物的种间关系判断 任何一条食物链都是从开始 终止点是不被其他生物所食的生物 中间有任何停顿都不能算完整的食物链 同一种生物在不同的食物链中可以占有不同的营养级 要根据此生物所在的具体食物链来确定 在食物网中 两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合 如蜘蛛与青蛙 二者之间既是捕食关系 又是关系 3 其他食物链 寄生链 腐食链 特别提醒 高中生物中的食物链 实际上是指捕食食物链 它是由生产者和消费者通过捕食关系形成的 不包括分解者和通过寄生关系形成的寄生食物链等 营养级 生产者 竞争 2 食物网中生物数量变化的分析与判断 1 第一营养级的生物减少对其他物种的影响第一营养级的生物 生产者 减少时 则将会连锁性地引发其后的各个营养级生物 这是因为生产者是其他各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源 2 天敌 一方减少 对被捕食者数量变化的影响一条食物链中处于 天敌 地位的生物数量减少 则被捕食者数量变化是先增加后减少 最后趋于稳定 3 复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析 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 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 一般不需考虑生产者数量的增加或减少 减少 处于最高营养级的种群有多种食物来源时 若其中一条食物链中断 则该种群可通过多食其他食物而维持其数量基本不变 在食物网中 当某种生物因外来因素而大量增加时 一般除导致上一营养级生物 下一营养级生物增加外 还会导致与其有竞争关系的生物数量减少 4 同时占有多个营养级的种群数量变化的连锁反应分析食物链中某一种群的数量变化 导致另一种群的营养级连锁性发生变化 因为能量在食物链 网 中流动时只有10 20 流到下一个营养级 且能量流动的环节越多损耗越多 所以该类连锁变化的规律是 当a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 若导致b种群的营养级升高时 则b种群的数量将 减少 增加 减少 方法规律 营养结构的确定方法 1 根据能量传递逐级递减的特点 能量含量越高 营养级级别越低 2 根据能量传递效率10 20 可确定相邻两个营养级能量差别在5倍左右 若能量相差不多 则应列为同一营养级 如据图1四种生物同化的有机物的量的比例 可确定其营养结构如图2所示 2 如图所示为某生态系统的食物网简图 请据图分析回答有关问题 1 在此食物网中共有 条食物链 2 在此食物网中 属于初级消费者 处于最高营养级的生物是 3 在此食物网中 可以占有两个及两个以上不同营养级的生物有 4 猫头鹰在此食物网中可以占有 个不同的营养级 5 兔和食草昆虫之间的关系是 猫头鹰与蛇之间的关系是 食物链中各种生物之间的最根本的联系是 联系 6 在此食物网中 最长的一条食物链是 共有 个营养级 其中次级消费者是 是第 营养级 7 由于捕猎的原因猫头鹰的数量大量减少 则蛇的数量短期内将会 8 该生态系统的主要成分是 要维持该生态系统的稳定 在该生态系统中 除了已知的成分以外 还必须有 等 解析 本题考查食物链和食物网的分析 首先要数清有几条食物链 其次要理清某一生物在每一条食物链上所处的营养级 归纳出该生物共有哪几个营养级 最后 弄清该生物与其他生物之间的关系有哪几种 当某种生物因某种因素而减少时 对另一生物的影响 可顺着关系线路进行综合分析 答案 1 10 2 兔 鼠 吃草籽的鸟 食草昆虫猫头鹰 3 食虫鸟 蟾蜍 蛇 猫头鹰 4 4 5 竞争捕食和竞争食物 6 草 食草昆虫 蜘蛛 蟾蜍 蛇 猫头鹰6蜘蛛三 7 增多 8 草非生物的物质和能量 细菌 真菌等分解者 1 能量的输入 传递与散失 1 能量流动的源头 太阳能 相关生理过程 绿色植物的将太阳能转换为化学能 输入的总值 绿色植物通过光合作用的太阳能的总值 生态系统的能量流动 光合作用 固定 特别提醒 1 动物同化的能量 摄入量 粪便有机物中的能量 即摄入的食物只有部分被同化 例如蜣螂利用大象的粪便获得能量 不能说蜣螂获得了大象的能量 这部分的能量应来自于大象上一个营养级所同化的能量 2 一个营养级所同化的能量 呼吸消耗的能量 被下一营养级同化的能量 分解者利用的能量 未被利用的能量 2 能量流动的图解即能量变化形式为 光能 化学能 热能 而热能不能被生物群落重复利用 即能量流动无法循环 3 正确理顺某营养级获取能量的过程及该能量的去向研究能量在沿食物链从一个种群流动到另一种群时 需要考虑能量被利用和未被利用等多方面的能量值 以某动物种群捕食种群a为例 可用下图表示 4 生态金字塔能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔三者都是用来说明食物链中能量流动情况的 三者统称为生态金字塔 输入到一个营养级的能量大约有10 20 这说明能量在沿着食物链流动时 是逐级递减的 三种生态金字塔的比较 特别提醒 1 能量金字塔在任何食物链中均为正金字塔形 2 数量金字塔一般为正金字塔形 但也有例外 如树林中 树 昆虫和食虫鸟的个体数比例图为 3 生物量金字塔也有特殊形状 如海洋生态系统中 生产者浮游植物个体小 寿命短 又会不断被浮游动物吃掉 因而某一时间调查到的浮游植物生物量可能要低于其捕食者浮游动物的生物量 但这并不是说流过生产者这一环节的能量比流过浮游动物的要少 3 如下图 甲图为某湖泊生态系统的能量金字塔简图 其中 分别代表不同的营养级 m1 m2代表不同的能量形式 乙图表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图 其中a g表示能量值的多少 请据图作答 1 图甲中 m2表示的能量形式为 通常情况下 位于营养级 的生物个体数量一般远远少于 主要原因是 2 图乙中 若a表示图甲中营养级 所摄入的全部能量 则b表示 c表示 3 图乙中有两处不同的能量散失途径 其中e处散失的能量是通过 实现的 4 若图甲中营养级 各有一种生物甲 乙 丙 构成食物关系如下图 其中 甲能量中比例为x的部分直接提供给丙 要使丙能量增加akj 至少需要消耗甲的能量为 解析 本题考查能量金字塔中能量的输入 输出 能量的流动特点及分配 1 图甲是一种能量金字塔 这个金字塔可以用食物链来表示 金字塔的底部即 是生产者 其他的 是消费者 在一条食物链中 生产者可进行光合作用把太阳能转化成化学能贮存在有机物中 这部分能量在往下一级传递的过程中是逐级递减的 能传递给下一营养级的能量占上一营养级能量的10 20 2 3 生物所获得能量的去向有 经过生物的呼吸作用后一部分能量用于维持自身的各种生理活动 一部分能量转化为热量散发到无机环境中 一部分能量贮存于身体内 只有一小部分能量传递给下一营养级 图乙中 若a表示图甲中营养级 所摄入的全部能量 则b表示 所同化固定的能量 c表示 用于生长 发育和繁殖的能量 4 甲能量中比例为x的部分直接提供给丙 要使丙能量增加akj 设至少消耗甲bkg 则b x 20 b 1 x 20 20 a 得出b 25a 1 4x 答案 1 热能 或呼吸作用散失的热量 在食物链中能量传递逐渐递减 的营养级高 可利用能量少 2 所同化固定的能量 用于生长 发育和繁殖的能量 3 分解者的分解作用 4 25a 1 4x 例1 如图表示某生态系统中四种成分之间的相互关系 以下相关叙述正确的是 a 甲和丙所包含的所有种群构成生物群落b 乙不一定是原核生物c 丁的co2含量减少 将导致臭氧层破坏d 丙1同化量越大 丙2的同化量越小 生态系统的成分分析 解析 由图分析可知 甲为生产者 乙为分解者 丙为消费者 丁为非生物的物质和能量 一个生物群落应包括生产者 消费者和分解者 有些真核生物也是分解者 如蚯蚓 臭氧层的破坏是由氟氯烃的大量排放所致 一般来说 丙1同化量越大 丙2的同化量越大 答案 b 例2 如图表示a b两个特定生态系统的能量金字塔 有关解释正确的是 一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多 能量沿食物链单向流动 传递效率随营养级的升高而逐级递减 若a和b中玉米的数量相同 a能养活10000人 则b至少能养活500人 若土壤中含相同浓度的难降解污染物 则a中的人比b中的人体内污染物浓度低a b c d 生态系统的能量流动 解析 本题考查生态系统的能量金字塔的分析 中 因不知道两人的食物量 一个吃玉米的人所获得的能量和一个吃牛肉的人获得的能量无法比较 中 能量沿食物链单向流动 随营养级的升高而逐级递减 但传递效率不变 仍为10 20 中 若a和b中玉米的数量相同 设养活一人消耗能量为m 如a能养活10000人 对应的玉米能量至少是50000m 同样数量的玉米 b中至少养活的人数是50000 10 10 500人 中 若土壤中含相同浓度的难降解污染物 则生态系统a中的人比b中的人体内污染物浓度低的原因是由于生物