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第5章生态系统及其稳定性第1节生态系统的结构课标三维目标课标解读常见题型真题链接1.举例说明什么是生态系统。选择题、填空题2012·海南，T18，2分；2012·江苏，T26，8分；2.讨论某一生态系统的结构。选择题、简答题2012·江苏，T26，8分；2012·海南，T28，8分；3.尝试建构生态系统的结构模型。选择题、非选择题2011·全国课标，T31，12分；2011·海南，T28，8分；三层完全解读1.知识·能力聚焦1.生态系统的结构(l)生态系统的概念‘由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。【注意】①生态系统有大有小，大的生态系统如整个海洋、陆地。其他的诸如一片森林、草原、一个池塘、甚至一块农田、一条河流都可看做是一个生态系统。②小的生态系统可联合成大的生态系统，简单的生态系统可组合成复杂的生态系统。③地球上最大的生态系统是生物圈。(2)生态系统的组成成分比较成分各成分的组成在生态系统中的作用地位非生物的物质和能量光、热能、空气、水、矿物质、土壤等生物群落中的物质和能量的根本来源必需成分生产者①绿色植物；②光合细菌、蓝藻；③化能合成细菌主要通过光合作用把无机物转化为有机物，把光能转变为化学能，即将无机环境中的物质和能量引入生物群落，为消费者、分解者，提供物质和能量必需的主要成分消费者①绝大多数动物；②寄生生物帮助生产者传粉、传播种子等非必需成分分解者①腐生细菌和真菌；②腐食动物和蚯蚓、蜣螂等把动植物遗体、排遗物和残落物中的有机物分解成简单的必需成分无机物各成分之间的关系（3）生态系统的营养结构——食物链与食物网食物链{①形成：生态系统中，各种生物因食物关系而形成的联系②基本模式：生产者+不同级别的消费者③书写原则：植物（起点）→植食性动物→小型动物→中型动物→大型肉食动物④分类：捕食链、寄生链、腐生链⑤环节：一般不超过5个环节食物网{①形成：一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物；一种植食性动物既可吃多种植物，也可被多种肉食动物所食物也可被多种肉食动物所食②功能：生态系统物质循环和能量流动的渠道2.方法·技巧平台2.生态系统概念的理解(1)生态系统是指由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，其关系可用下图表示：(2)在理解生态系统的概念时要注意以下几点：①空间性：一定的空间范畴。因为生态系统的种群和群落都强调一定的自然区域，生态系统的范围有大有小，地球上最大的生态系统是生物圈，在生物圈这个最大的生态系统中，还可以分出很多不同的生态系统。②成分：生态系统的基本组成包括各种生物和它们生活的无机环境。生物不仅有植物、动物，还有微生物等，这些生物构成完整的群落。群落加上无机环境才构成生态系统。③功能：生物群落和无机环境是相互作用的，生态系统中的生物与生物之间、生物与无机环境之间是通过能量流动和物质循环相互联系在一起的。3.食物链、食物网、生物数量变化分析(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减少。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，则被捕食者数量的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①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。②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。③处于最高营养级的种群且有多种食物来源时，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。(4)同时占有两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种群的数量将增加；若导致b种群的营养级升高时，则b种群的数量将减少。(5)食物链数、不同的营养级动物的种间关系判断①任何一条食物链都是从生产者开始，止点是不被其他动物所食的动物，中间任何停顿都不能算完整的食物链。②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。③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，如教材中的蜘蛛与青蛙，二者之间既是捕食关系，又是竞争关系。3.创新·思维拓展4.生态系统食物链的类型食物链是指生产者所固定的能量和物质，通过一系列捕食和被捕食关系在生态系统中传递，各种生物按其食物联系排列的链状顺序。食物链上的每一环节，称为营养阶层（营养级）。自然生态系统主要有三种类型的食物链。(1)牧食食物链或捕食食物链：是以活的绿色植物为基础，从食草动物开始的食物链，例如，小麦→蚜虫→瓢虫→食虫鸟。(2)碎屑食物链或分解食物链：是以死亡的动植物残体为基础，从真菌、细菌和某些土壤动物开始的食物链，例如，死亡的动植物残体→跳虫→螨类→食虫→昆虫→蜘蛛→食虫鸟→小型哺乳动物。(3)寄生食物链：以活的动植物有机体为基础，从某些专门营寄生生活的动植物开始的食物链，例如，鸟类→跳蚤→鼠疫细菌。【说明】生态系统中的食物链不是脚定不变的，它不仅在进化历史上订改变，在短时问内也有改变。动物在个体发育的不同阶段里，食物的改变（如蛙）就会引起食物链的改变。动物食性的季节性变化也会引起食物链的改变。因此，食物链往往具有暂时的性质，只有在生物群落组成中成为核心的、数量上占优势的种类，食物链才是比较稳定的。一般生态系统中的能量在沿着食物链的传递过程中，从前一环节到后一环节，能量大约要损失90%左右（能量传递效率大约是10%）。因此，越是处于食物链顶端的动物，生物量越小，能量也就越少。处于顶端的肉食动物最少，以至于不可能再有别的动物以它们为食，因为从它们身上所获得的能量不足以弥补为搜捕它们所消耗的能量。一般说来，能量从太阳开始沿着食物链传递几次以后就所剩无几厂，所以食物链一般都很短，通常只由4、5个环节构成，很少有超过6个环节的。第2节生态系统的能量流动课标三维目标课标解读常见题型真题链接1.分析生态系统能量流动的过程和特点。选择题、识图作答题2012·海南，T19，2分；2010·全国，T5，6分2.概述研究能量流动的实践意义。选择题、计算题2010·山东理综，T6，4分；2011·海南，T21，2分3.尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。选择题、分析说明题2012·安徽理综，T30，8分；2012·四川理综，T31，8分三层完全解读1.知识·能力聚焦1.能量流动的含义生态系统中能量的输入、传递和散失的过程，称为生态系统的能量流动。2.能量流动的过程起点：从生产者固定太阳能开始。数量：流经生态系统的总能量，是生产者所固定的全部太阳能。渠道：沿食物链和食物网，逐级流动。过程：散失：能量的变化情况是：太阳光能→生物体中的化学能→一部分以热能的形式散失；另一部分用于生物体的各项生命活动。【注意】①能量流动是生态系统的重要功能之一。生态系统中的能量流动是从绿色植物把太阳能固定在体内以后开始的，因此生态系统中能量流动的起点是从生产者固定太阳能开始。②生态系统中能量的源头是太阳光。牛产者只有通过光合作用，才能把太阳能固定在它所合成的有机物中，这样光能才能输入到生态系统的第一营养级。因此，流经一个生态系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量，并非照射到这个生态系统中所有植物体上的太阳能。因为有相当一部分的太阳辐射能没有被生产者所“捕捉”和固定。(2)每个营养级能量的来路去路分析输入第一营养级的能量，一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了；一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖，也就是储存在构成植物体的有机物中。在后一部分能量中，一部分随着植物遗体和残枝败叶等被分解者分解而释放出来，还有一部分则被初级消费者——植食性动物摄人体内。被植食性动物摄人体内的能量，有一小部分存在于动物排出的粪便中，其余大部分则被动物体所同化。这样，能量就从第一营养级流入第二营养级。能量流人第二营养级后．将发生右图所示的变化。能量在第三、第四营养级的变化，与在第二营养级的情况大致相同。【注意】①每一营养级所固定的能量有三个去向：一部分在自身呼吸作用中以热能形式散失；一部分随生物遗体、残落物、排遗物被分解者分解释放出来；一部分被下一营养级同化。②被某一营养级生物摄人体内的能量，并不是该营养级生物的同化量，因为有一小部分能量存在于动物排出的粪便中，最终被分解者分解释放出来。因此，真正流入下一营养级的能量，应该是该营养级生物的同化量。即同化量=摄入量-粪便量。3.能量流动的特点单向流动：是指生态系统的能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面各个营养级，一般不能够逆向流动，也不能够循环流动。能量流动之所以是单向的，原因是：食物链各营养级的顺序不可逆转，这是长期自然选择的结果。逐级递减：是指输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入后一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。能量在流动中逐级递减，原因是：(l)各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量；(2)各营养级总有一部分能量未被下一营养级的生物利用。能量的传递效率为10%~20%，其含义是指“在输入到某一个营养级的能量中，大约只有10%～20%的能量流入到下一个营养级”o这里流入到下一个营养级的能量，应是指流入到下一个营养级的总能量。4.研究能量流动的意义研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划、没计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。例如，在农业生态系统中，如果把作物秸秆当燃料烧掉，人类就不能充分利用秸秆中的能量；如果将秸秆做饲料喂牲畜，让牲畜粪便进入沼气池，将发酵产生的沼气做燃料，将沼气池中的沼渣做肥料，就能实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。“桑基鱼塘”（利用桑叶喂蚕，蚕沙养鱼，鱼塘泥肥桑）也基本体现了这个原理。研究生态系统的能量流动，还可以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。例如，在一个草场上，如果放养的牲畜过少，就不能充分利用牧草所能提供的能量；如果放养的牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。只有根据草场的能量流动特点，合理确定草场的载畜量，才能保持畜产品的持续高产。2.方法·技巧平台5.生态系统中能量流动的计算问题生态系统中能量流动的特点是：单向流动，逐级递减。这个特点很好理解，但对生态系统中与能量有关的计算，学生学习起来往往感到有困难，现总结分析如下：(1)有关至多和至少的问题能量沿食物链流动，传递效率是10%~20%，那么什么时候用10%，什么时候用20%来计算呢？这就涉及能量传递的最多和最少问题。当生产者的能量一定，求最高营养级获得最多能最时用传递效率20%计算，求最高营养级获得最少能量时用10%计算。当最高营养级的生物增重xkg，求至少要消耗生产者多少千克时用20%计算，求至多消耗生产者多少千克时用10%计算。因为当生产者的能量一定，传递效痒越高，最高营养级获得的能量越多，传递效率越低，最高营养级获得的能量越少。反过来，使最高营养级增加一定体重，传递效率越高，消耗生产者的能量越少；传递效率越低，消耗生产者的能量越多。[例如]在“植物→昆虫→蛙→蛇”这条食物链中，若蛇增加1g体重，至少要消耗植物()。'A.1000gB.500gC.250gD.125g[解析]蛇增加Ig体重，当传递效率是10%时，消耗植物1g÷10%÷10%÷10%=1000g。当传递效率是20%耐，消耗植物1g÷20%÷20%÷20%=125g。由此得出当传递效率是20%时，消耗植物最少；当传递效率是10%时，消耗植物最多。故选D。(2)能量在生态系统中的传递效率问题解决这类问题，就要清楚每个营养级能量的来源和去路。对于第一营养级，能量的来源是太阳能，