（广西专用）2021版高考生物一轮复习 第12单元 第1讲 生态系统的结构 生态系统的能量流动课件 新人教版

第1讲生态系统的结构生态系统的能量流动,-2-,1.生态系统的结构()。2.生态系统中能量流动的基本规律及应用()。,-3-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,生态系统的结构1.生态系统(1)概念:生态系统是由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。如下图所示。,(2)范围:有大有小,地球上最大的生态系统是生物圈。(3)结构:由组成成分和营养结构(食物链和食物网)构成。(4)功能:进行物质循环、能量流动和信息传递。,-4-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.生态系统的组成成分(1)各成分的作用及地位,-5-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(2)相互关系生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”。,-6-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.生态系统的营养结构(1)食物链(捕食链)概念:在生态系统中,各生物之间由于食物关系形成的一种联系。特点:起点是生产者,为第一营养级;终点是最高营养级,一般不会超过五个营养级;只包含生产者和消费者。消费者级别=营养级级别-1。,-7-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(2)食物网概念: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。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多种植物,也可能被多种肉食性动物所食。特点:同一种消费者在不同的食物链中,可以占据不同的营养级。,-8-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,食物网分析a.该食物网中含有12条食物链。b.该食物网中所含营养级最多的食物链是草食草昆虫蜘蛛青蛙蛇猫头鹰(写出一条即可)。c.图中猫头鹰所占营养级为第三、四、五和六营养级。d.图中猫头鹰与蛇之间的种间关系为捕食和竞争。,-9-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(3)食物链和食物网的作用:生态系统物质循环和能量流动的渠道。,-10-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)一个完整生态系统的结构应包括生物群落及其无机环境。()(2)生产者都是自养生物,但未必都是植物;消费者营异养生活,但未必都是动物。()(3)细菌都是分解者,但分解者并不都是细菌。()(4)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。()(5)从理论上分析,消费者不是生态系统必需的基础成分。()(6)在捕食食物链中,食物链的起点总是生产者,占据最高营养级的是不被其他动物捕食的动物。(),-11-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(7)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。()(8)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。()(9)生态系统的食物链中营养级越高的生物,其体型必然越大。()(10)食物网中两种生物间只能有一种种间关系。()(11)食物链纵横交错形成的复杂营养结构就是食物网。食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量。()(12)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。(),-12-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,下图为生态系统成分及结构关系图,据图分析回答问题。(1)图中a、b表示的生理过程依次是什么?提示:a为光合作用或化能合成作用;b为呼吸作用。(2)图中哪些成分共同构成生物群落?它们是否都参与食物链、食物网的构成?提示:,其中不参与食物链和食物网的构成。,-13-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向1生态系统成分的判断1.生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量。下列关于生态系统组成成分的叙述,正确的是()a.动物都属于消费者,其中食草动物属于第二营养级b.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c.生产者属于自养型生物,是生态系统中最基本、最关键的生物成分d.一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分,答案,解析,-14-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.下图是生态系统成分的关系图,下列对a、b、c所代表的成分的说法,正确的是()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是该生态系统的基石,一旦遭到破坏会影响整个生态系统的稳定,答案,解析,-15-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.下图表示生态系统各有关成分之间的关系。根据图中的信息,下列叙述正确的是()a.图中由捕食关系形成的食物链共5条b.该生态系统的营养结构是指图中所有生物和光能、co2、h2o、n2c.图中的动物都属于消费者,其中蝉属于第二营养级,即次级消费者d.人们大量捕捉黄雀后,短时间内蛇和蝉的数量都会减少,答案,解析,-16-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向2食物链和食物网的分析方法4.俗话说:“大鱼吃小鱼,小鱼吃小虾,小虾吃泥巴。”某同学据此设计了一个水池生态系统。下列属于该生态系统第一营养级的是()a.小鱼吃的小虾b.吃小鱼的大鱼c.泥巴中的藻类d.泥巴中的大肠杆菌,答案,解析,-17-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,5.(2018海南卷)某地在建设池塘时,设计了如下图所示的食物网,鲫鱼和鲢鱼生活在不同的水层。下列关于该池塘生态系统的叙述,错误的是()a.鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者b.消耗等量藻类时,鳜鱼的生长量少于鲢鱼c.通气可促进水体中生物残骸分解为无机物d.藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量,答案,解析,-18-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向3食物链和食物网的数量分析6.如果一个生态系统中有四种生物并且它们构成一条食物链。在某一时间分别测得这四种生物(甲、乙、丙、丁)体内所含有机物的量如下表所示:在一段时间内,如果乙的种群数量减少,则会引起()a.甲、丁的种群数量减少,丙的种群数量增加b.甲、丙、丁的种群数量均减少c.甲、丁的种群数量增加,丙的种群数量减少d.甲的种群数量增加,丙、丁的种群数量减少,答案,解析,-19-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,7.下图所示为草原生态系统中的一个食物网。下列叙述正确的是()a.图中共含有3条食物链b.在该食物网中,鹰处于4个不同的营养级c.蛇和鹰既是捕食关系,又是竞争关系d.若兔的数量大量减少,鹰的数量也会大量减少,答案,解析,-20-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.食物链变式模型的分析下图中,图1和图2都是以每个营养级中有机物多少为依据,来推测或确定食物链的,图1中的食物链是丙甲乙丁,图2中的食物链是丙丁甲乙。,-21-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,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,种内斗争加剧,种群密度下降,最后趋于稳定。(3)“中间”营养级生物减少的情况(以下图为例)若青蛙突然减少,则以它为食的蛇将减少;鹰会多捕食兔和食草鸟,从而导致兔、食草鸟减少;因鹰不只捕食蛇这一种生物,蛇减少,鹰可以依靠其他食物来维持数量基本不变。,-22-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,生态系统的能量流动1.能量流动的四个环节,-23-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.能量流动的过程(1)写出图中甲、乙、丙、丁、戊代表的内容。甲代表生产者,乙代表初级消费者,丙代表次级消费者,丁代表呼吸作用,戊代表分解者。(2)据图分析食物链中甲能量的去向。通过自身呼吸作用以热能的形式散失。被下一营养级同化。残枝败叶等被分解者分解。未被利用。,-24-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,教材深挖某一营养级同化的总能量是不是全部流向下一个营养级?为什么?提示:不是。某一营养级同化的总能量中,一部分能量被自身呼吸作用消耗,一部分流向下一营养级,一部分被分解者利用,还有一部分能量未被利用。,-25-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.能量流动的特点及意义(1)能量传递效率:指相邻两个营养级之间同化量的比值。(2)能量流动的特点:单向流动、逐级递减(两相邻营养级间的能量传递效率一般为10%20%)。(3)研究意义帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。帮助人们合理地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。,-26-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失过程。()(2)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。()(3)流经第三营养级的总能量是指三级消费者摄入体内的能量。()(4)生产者通过光合作用合成有机物时,能量就从非生物环境输入生物群落。()(5)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。()(6)生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的。(),-27-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(7)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%,也不会大于20%。()(8)能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象。()(9)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多。()(10)生态系统中的能量可被多级循环利用,从而大大提高能量的利用率。()(11)一只狼捕食了一只兔子,则该狼就获得了这只兔子能量的10%20%。()(12)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。()(13)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。(),-28-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.下图表示能量在两个营养级之间的流动过程,据图回答问题。第一个营养级的同化量与其摄入量和粪便量有怎样的关系?提示:同化量=摄入量-粪便量。,-29-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.为什么生态系统的能量流动具有单向流动和逐级递减的特点?提示:单向流动的原因:食物链中各营养级的顺序是长期自然选择的结果,生物之间的捕食关系是一定的;散失的热能不能再被利用。逐级递减的原因:某个营养级同化的能量,一部分被自身呼吸消耗,一部分被分解者利用,还有一部分未被利用,所以不能将全部的能量流入下一个营养级。,-30-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向1能量流动的过程1.(2019全国卷)如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示,并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔,则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草,第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木,第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是()a.前者为金字塔形,后者为倒金字塔形b.前者为倒金字塔形,后者为金字塔形c.前者为金字塔形,后者为金字塔形d.前者为倒金字塔形,后者为倒金字塔形,答案,解析,-31-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.某池塘底栖动物主要有软体动物类(铜锈环棱螺等)、寡毛类(苏氏尾鳃蚓等)、摇蚊类(羽摇蚊等)。科研人员研究了该池塘底栖动物能量流动过程,构建了下图所示模型。下列相关叙述错误的是()a.流经底栖动物的总能量是2119.5kj/(m2a)b.底栖动物同化能中的大部分用于呼吸作用c.图中“x”包含被下一营养级同化的能量d.在能量流动的过程中伴随着物质循环和信息传递,答案,解析,-32-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向2能量流动的特点3.大闸蟹是以植物为主的杂食性甲壳类,因其味道鲜美而被大量养殖。下图为养殖大闸蟹的阳澄湖某水域生态系统能量流动的部分图解,其中ai表示能量(单位:kj)。下列对该图的分析,正确的是(),a.流经阳澄湖该养殖区域的总能量为akjb.植物到大闸蟹的能量传递效率为c/(b+2)100%c.图中d代表大闸蟹用于生长、发育和繁殖的能量d.该区域由于有人工的管理,生态系统稳定性一定比自然区域高,答案,解析,-33-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.某一营养级的能量去向(1)定量不定时分析流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路可有三条:自身呼吸消耗;流入下一营养级(最高营养级除外);被分解者分解利用。但这一定量的能量不管如何传递,最终都以热能形式从生物群落中散失;只有生产者源源不断地固定太阳能,才能保证生态系统能量流动的正常进行。,-34-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(2)定量定时分析流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条:自身呼吸消耗;流入下一营养级(最高营养级除外);被分解者分解利用;未被利用,即未被自身呼吸消耗,也未被下一营养级和分解者利用,如果是以年为单位进行研究,这部分能量将保留到下一年。2.能量流动相关关系式(最高营养级除外)(1)摄入量=同化量+粪便量。(2)同化量=用于生长、发育和繁殖的能量+呼吸消耗量。(3)用于生长、发育和繁殖的能量=分解者利用量+下一营养级同化量+未被利用量。,-35-,通关记,通关辨,通关练,1.生态系统的结构包括生态系统的成分和营养结构(食物链和食物网)。2.由于能量沿食物链流动时是逐级递减的,且相邻两个营养级间的能量传递效率一般为10%20%,所以食物链一般不超过五个营养级。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。,-36-,通关记,通关辨,通关练,1.生态系统的成分(1)判断生产者时要注意是否为自养型生物,若为自养型生物,则为生产者。(2)判断消费者时要特别注意异养型、非腐生等关键词,寄生的动植物和寄生的微生物都是消费者。(3)判断分解者的主要依据是能否把动植物的遗体、残枝败叶等转变成无机物,即营腐生生活。,-37-,通关记,通关辨,通关练,2.对生态系统成分的认识误区及其特例,-38-,通关记,通关辨,通关练,3.与生态系统能量流动有关的概念及能量流动的过程(1)能量流动中两组概念的比较同化量和摄入量同化量是指每一营养级通过摄食并将食物中的能量转化成自身有机物中的能量,摄入量是消费者摄入的能量,同化量=摄入量-粪便量。消费者产生的粪便中的能量,不属于该营养级同化的能量,它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样,属于上一营养级同化的能量。,-39-,通关记,通关辨,通关练,能量传递效率与能量利用效率a.能量传递效率:能量在沿食物链流动的过程中,逐级减少,若以“营养级”为单位,能量在相邻两个营养级之间的传递效率一般为10%20%。b.能量利用效率:流入最高营养级的能量占生产者所固定的能量的比值。在一个生态系统中,营养级越多,在能量流动过程中消耗的能量就越多。因此,食物链越短,能量利用效率越高。,-40-,通关记,通关辨,通关练,(2)生态系统能量流动过程的分析生态系统的能量流动不单指能量的输入和输出过程,还包括能量的传递和转化过程。散失的热能不可以被生产者固定再次进入生态系统,故能量单向流动,不循环。有些分解者可为消费者提供能量,如人吃蘑菇,鸡吃蚯蚓等,但分解者不能为生产者提供能量。,-41-,通关记,通关辨,通关练,1.某生态系统主要物种之间的食物关系如下图甲,而图乙表示该生态系统中三个物种1、2、3的环境容纳量和某时刻种群实际大小。据图分析,下列说法错误的是(),-42-,通关记,通关辨,通关练,a.图甲的食物网中h占有的营养级分别是第三、四营养级b.从图乙中可知,物种2的种内斗争最激烈c.若生物a从b处直接获得的食物占其食物总量的60%,则a增加10kg,至少需要b130kgd.生态系统的组成成分中除图甲所示的成分外,还应该包括分解者,答案,解析,-43-,通关记,通关辨,通关练,2.图1是生态系统的碳循环部分示意图,其中甲、乙、丙、丁组成该生态系统的生物群落;图2是某生态系统的食物网;图3表示桑基鱼塘农业生态系统局部能量流动过程,图中字母代表相应能量的数值。回答下列问题。,-44-,通关记,通关辨,通关练,(1)图1中缺少一个重要过程,可用文字和箭头的形式表示为。(2)若图2中的乙大量减少,则短期内戊的数量会。(3)若图2食物网中一种生物摄食(能量传递效率为10%)两种生物时,两种被摄食的生物所占比例相等,则戊每增加10kg生物量,需要消耗生产者kg。(4)若图2食物网中丙取食甲的比例由1/4调整到3/4,从理论上分析,改变取食比例后,丙体重增加1kg,丁能比原来多增重kg(能量传递效率按20%计算)。(5)图3中的c和b1+c1+d1可分别表示桑树和蚕用于的能量。将蚕沙(粪便)投入鱼塘供给鱼食用,输入该鱼塘生态系统的总能量除了池塘中生产者固定的太阳能还有,蚕沙中的能量属于第营养级所含的能量。,-45-,通关记,通关辨,通关练,答案:(1)甲丙(2)增加(3)3250(4)2(5)自身生长、发育、繁殖蚕沙中的能量一解析:(1)图1中丁为生产者,甲、乙为消费者,丙为分解者,生产者和消费者的残枝败叶、遗体等均能被分解者利用,故图中缺少甲丙的过程。(2)图2中乙大量减少,甲更多的能量被丙和丁利用,为戊提供更多的能量,故戊的数量会增加。(3)戊增加10kg生物量,需要消耗丁和丙1010%=100(kg),丁和丙各为50kg,丁增加50kg需要消耗甲5010%=500(kg),丙增加50kg需要消耗甲和乙各2510%=250(kg),乙增加250kg需要消耗甲25010%=2500(kg),故共需要消耗生产者500+250+2500=3250(kg)。,-46-,通关记,通关辨,通关练,(4)图2显示,丙的食物来源有甲和乙,相关的食物链为甲丙,甲乙丙;若能量传递效率为20%,则丙体重增加1kg,丙取食的比例调整前约消耗甲11/420%+13/420%20%=20(kg),丙取食的比例调整后约消耗甲13/420%+11/420%20%=10(kg),故调整后丙增长1kg可节省甲20-10=10(kg),从理论上分析,10kg可供养丁比原来多增重1020%=2(kg)。(5)图中a为生产者的总光合量,b为生产者的呼吸消耗量,c为生产者用于自身生长、发育和繁殖的能量。d为流入下一营养级的能量,b1+c1+d1为蚕储存的能量。蚕沙中的能量被鱼利用,也是输入生态系统的能量,蚕沙是蚕的粪便,蚕沙中的能量是蚕上一营养级的能量,即第一营养级的能量。,-47-,通关记,通关辨,通关练,3.(2018全国卷)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性