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小专题13生态系统与环境保护知识·串联导思重点·提炼透析知识·串联导思重点·提炼透析考点一生态系统的结构与功能典例引领生态系统具有物质循环、能量流动和信息传递等基本功能。请回答有关问题:(1)图甲为某生态系统的碳循环示意图,其中A、B、C为生态系统中的三种组成成分,a～d代表4种动物。请画出图甲中存在的食物链(网):。当生态系统处于相对稳定状态时,各生物种群的数量均接近;人为因素导致图中的大量减少,则会加剧温室效应。【解题思路】(1)对应甲图,判断出A、B、C所代表的成分分别是生产者、消费者、分解者;B中的消费者按能量的多少分为a初级消费者、b和c为次级消费者、d三级消费者。导致温室效应的气体是二氧化碳,二氧化碳是通过生产者的光合作用和化能合成作用进入生物群落的,若植被减少温室效应会加剧。答案:答案:(1)K值(环境容纳量)A(生产者)(2)某草原生态系统存在如图乙所示的食物网,如将C的食物比例由A∶B=1∶1调整为1∶2,能量传递效率按10%计算,该生态系统能承载C的数量约是原来的倍(精确到百分位)。最高营养级的能量去向与其他营养级的区别是。【解题思路】(2)设当食物比例A∶B为1∶1时,C的能量为x,需要的A(1/2)x×10+(1/2)x×10×10=55x。设当食物比例A∶B为1∶2时,C的能量为y,需要的A为(1/3)y×10+(2/3)y×10×10=70y。由于两种情况下,生产者的数量是一定的,所以55x=70y,则y≈0.79x。答案:(2)0.79不流向下一营养级(3)卷心菜被菜粉蝶幼虫取食后,能放出特殊香味吸引菜粉蝶的天敌,这体现了生态系统具有的功能,该功能具有的作用。由于某种因素使得图乙中的A短时间内大量减少,一段时间后又恢复到原水平,反映出生态系统具有能力。【解题思路】(3)卷心菜放出特殊香味物质为化学信息,体现了生态系统的信息传递功能。生态系统因具有一定的自我调节能力而使生态系统中各组分保持相对恒定。答案:(3)信息传递调节种间关系,维持生态系统的稳定性自我调节归纳拓展1.生态系统各生物成分的判断技巧(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,植物、微生物都有可能成为消费者。(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,如蚯蚓。2.食物链、食物网中生物数量变化情况的分析与判断(1)若食物链中第一营养级生物减少,则其他的生物数量都减少,即出现连锁反应,因为第一营养级的生物是其他生物直接或间接的食物来源。(2)若“天敌”减少,则被捕食者数量增加,随着数量增加,种内斗争加剧,种群密度还要下降,直到趋于稳定,但结果比原来的数量要增大。(3)若“中间”营养级生物变化,则具体问题具体分析。如图所示食物网中,若青蛙减少:以它为食的蛇也将减少;食草昆虫数量增加;鹰不只吃蛇一种生物,它可依靠其他食物来源来维持其数量基本不变,所以鹰就要过多地吃兔和食草鸟,从而导致兔、食草鸟减少。3.与能量流动有关的易错点分析(1)生态系统能量流动的三点提醒①能量流动途径是食物链和食物网;如果两种生物不构成捕食关系,则不存在能量流动。②10%～20%是相邻两个营养级的传递效率,不是两个个体之间的传递效率。③能量传递效率可以低于10%。(2)最高营养级能量去路的特殊性最高营养级能量去路只有3个方面,少了传递给下一营养级这一去路。(3)流经各营养级的总能量①对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”。②对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”或“储存”。4.信息传递的“三种类型”与“三类功能”(1)三种类型:物理信息、化学信息、行为信息(强调肢体语言)。(2)三类功能:①个体生存所必需;②种群繁衍所必需;③调节种间关系,维持生态系统稳定性。热点考向考向一以基础判断的形式,考查生态系统的结构和功能1.(2015新课标全国理综Ⅱ)下列有关生态系统的叙述,错误的是()A.生态系统的组成成分中含有非生物成分B.生态系统相对稳定时无能量输入和散失C.生态系统维持相对稳定离不开信息传递D.负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定解析:生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量以及生物成分,A项不符合题意;生态系统相对稳定时,仍有能量的输入和散失,B项符合题意;信息传递能调节生物的种间关系,以维持生态系统的相对稳定,C项不符合题意;负反馈调节使生态系统达到和保持相对稳定的状态,D项不符合题意。B以简答题的形式,考查生态系统的结构和功能2.(2015新课标全国理综Ⅱ)某生态系统总面积为250km2,假设该生态系统的食物链为甲种植物→乙种动物→丙种动物,乙种动物种群的K值为1000头。回答下列问题:(1)某次调查发现该生态系统中乙种动物种群数量为550头,则该生态系统中乙种动物的种群密度为;当乙种动物的种群密度为时,其种群增长速度最快。解析:(1)乙种动物的种群密度为550÷250=2.2(头·km-2)。当乙种动物的种群数量为K/2,即种群密度为500÷250=2(头·km-2)时,种群增长速度最快。答案:(1)2.2头·km-22头·km-2考向二(2)若丙种动物的数量增加,则一段时间后,甲种植物数量也增加,其原因是。(3)在甲种植物→乙种动物→丙种动物这一食物链中,乙种动物同化的能量(填“大于”“等于”或“小于”)丙种动物同化的能量。解析:(2)丙种动物的数量增加,造成乙种动物被丙种动物捕食增多,乙种动物数量减少,从而减少了对甲种植物的捕食,导致甲种植物数量增加。(3)由于能量流动具有逐级递减的特点,所以处于第二营养级的乙种动物同化的能量要大于丙种动物同化的能量。答案:(2)由于乙种动物以甲种植物为食,丙种动物的数量增加导致乙种动物的数量减少,从而导致甲种植物数量的增加(3)大于以图表分析的形式,考查生态系统的能量传递3.(2015福建理综)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:该食物网中最长的食物链为:浮游植物→浮游动物→幽蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼,最高营养级为第五营养级;该食物网中第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(3780+4200)÷31920×100%=25%;太阳鱼呼吸作用消耗的能量、流向分解者的能量和未被利用的能量共计1483-126=1357(J·m-2·a-1);该食物网中的生物只有生产者和消费者,没有分解者,因此不能和无机环境共同构成一个生态系统。考向三B考点二生态系统的稳定性与环境保护典例引领(2014安徽安庆二模)“稻鱼共生系统”中,鲤鱼通过冲撞稻秧导致稻飞虱等害虫落入水中并食之,同时使清晨水稻叶片露水滴落,减轻稻瘟病原孢子产生和菌丝体生长;鲤鱼的游动,又可使水浑浊,抑制水中杂草的生长;稻叶在给鲤鱼提供食物的同时,还为鲤鱼生长创造良好环境。请回答下列有关问题:(1)与水稻单种系统相比,稻鱼共生系统取得了明显的生态效益和经济效益,主要表现在:①生态效益:;②经济效益:。【解题思路】(1)生态效益从环境保护、维持生态系统稳定性等方面考虑,经济效益从成本、产量、收入等方面考虑。答案:(1)①减少农药使用,降低环境污染或充分合理利用资源,利于维持生态系统稳态(其他合理答案也可)②降低生产成本或增加鱼的产出,增加农民收入(其他合理答案也可)(2)“亚洲鲤鱼”被引入美国,在当地已经构成了生态入侵,它与美国的本地物种之间可能存在着、的关系,导致入侵地锐减。(3)科学家通过研究种间的捕食关系,构建了捕食者——猎物模型,如图所示(图中箭头所指方向代表曲线变化趋势)。仅从该模型分析,图中最可能代表猎物和捕食者K值的数据分别为和。其曲线变化趋势反映了生态系统中普遍存在的调节。【解题思路】(2)入侵生物抢夺当地生物的食物和空间,造成其他本地生物的减少和灭绝。(3)分析该模型不难发现,猎物种群数量超过N2,则引起捕食者种群数量增加;捕食者种群数量超过P2,则猎物数量即减少,两者相互作用使猎物和捕食者的数量在N2和P2水平上保持动态平衡,体现了生态系统的负反馈调节。答案:(2)竞争捕食生物多样性(3)N2P2(负)反馈归纳拓展1.生态系统稳定性的内容(1)结构的相对稳定:体现在各组成成分的相对稳定和生物种间关系的相对稳定。(2)功能的相对稳定:生态系统物质和能量的输入与输出达到平衡。可用下图来表示:2.保护生物多样性(1)保护措施就地保护、易地保护、利用生物技术对濒危物种的基因保护。(2)生物多样性的层次——生态系统、物种和遗传多样性①生物多样性的根本原因和直接原因从分子水平上看,生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性,生物多样性的根本原因是DNA分子中基因的多样性。具体可表示为:②从进化角度解释生物多样性是生物所生存的多种多样的环境对生物进行不同方向的自然选择形成的。转录翻译DNA分子中基因的多样性蛋白质的多样性生物性状多样性(根本原因)(直接原因)(即生物多样性)(3)生物多样性的价值①直接价值:工业原料、药用、食用、文学、艺术、旅游观赏、陶冶情操。②间接价值:防风固沙、调节气候、涵养水源、保持水土。③潜在价值:目前尚不清楚的价值。热点考向考向一以案例分析的形式,考查生态系统的稳定性及环境保护1.(2015山东理综)湿地是地球上重要的生态系统,具有稳定环境、物种保护及资源供应等功能。(1)某湿地由浅水区向陆地方向依次生长着芦苇、碱蓬、柽柳等,这体现了群落的结构。调查湿地中芦苇的种群密度常用法。解析:(1)土壤湿度、地形变化等不同会导致该湿地水平方向上植物分布不同,属于群落的水平结构。植物的种群密度常用样方法进行调查。答案:(1)水平样方(2)图中甲、乙两条曲线分别表示湿地中两种生物当年的种群数量(Nt)和一年后的种群数量(Nt+1)之间的关系,直线p表示Nt+1=Nt。甲曲线上A、B、C三点中,表示种群数量增长的是点;乙曲线上D、E、F三点中,表示种群数量相对稳定的是点;Nt小于a时,甲、乙两条曲线中曲线所代表的生物更易消亡。(3)湿地生态系统被破坏后,生物种类贫乏。要恢复其生物多样性,在无机环境得到改善的基础上,生态系统组成成分中首先应增加的种类及数量。随着生物多样性和食物网的恢复,湿地生态系统的稳定性增强。为保护湿地的生物多样性,我国已建立多个湿地自然保护区,这属于保护。解析:(2)直线p表示Nt+1=Nt,所以直线上方各点表示Nt+1Nt,种群增长,直线p上的点表示种群数量不变,直线p下方的点表示Nt+1Nt,种群数量减少;Nt小于a时,甲曲线在p下方,更容易消亡。(3)生产者是生态系统的主要成分,所以要恢复生物多样性应首先增加生产者的种类和数量;生物种类越多,食物网越复杂,生态系统的自我调节能力越强,抵抗力稳定性越强;建立自然保护区属于保护生物多样性的措施中的就地保护,是最根本的保护措施。答案:(2)BF甲(3)生产者抵抗力就地考向二以实验分析的形式,考查生态系统的稳定性2.(2015广东理综)为推动生态文明建设,国务院发布了《大气污染防治行动计划》。某科研小组开展酸雨与生态系统关系的研究。下表是不同pH的酸雨对三种植物叶绿素含量(mg/g)影响的结果。pH5.8(对照)4.03.02.0桃树2.20(100)2.19(99.55)2.13(96.82)1.83(83.18)腊梅3.65(100)3.58(98.08)3.44(94.25)2.95(80.82)木樨1.07(100)1.07(100)1.05(98.13)0.96(89.72)注:括号内为与同种植物对照实验的相对百分比。答案:(1)类囊体薄膜(基粒)黄绿ATP、[H]C3的还原解析:(1)叶绿体色素分布于类囊体薄膜上,提取后经纸层析分离,从上到下依次是胡萝卜素