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第五章生态系统及其稳定性第1、2节：生态系统的结构和能量的流动一、生态系统的组成成分1．无机环境：即非生物的物质(空气、水、无机盐等)和能量(阳光、热能)。2．生物群落类群比较生产者消费者分解者营养方式自养异养(捕食或寄生)异样主要生物绿色植物动物营腐生生活的细菌和真菌特例生物进行化能合成作用的硝化细菌等微生物寄生的微生物和植物，如菟丝子等营腐生生活的动物，如蚯蚓、蜣螂等地位生态系统的基石，必须存在生态系统最活跃的成分，可以不存在生态系统的最关键成分，必须存在作用制造有机物，储存能量，为消费者提供食物和栖息场所加快生态系统的物质循环，有利于植物的传粉和种子的传播分解有机物，供生产者重新利用错误说法正确观点细菌都是分解者硝化细菌是自养型生物，属于生产者；寄生细菌属于特殊的消费者动物都是消费者秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物残体或粪便为食的腐生动物属于分解者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，应该说生产者主要是绿色植物植物都是生产者菟丝子营寄生生活，属于消费者温度是非生物的物质和能量水、空气、矿质元素属非生物物质；光能、热能属非生物能量异养一定是分解者异养生物可作消费者也可作分解者；腐生的一定是分解者；寄生的一定是消费者；自养一定是生产者；生产者一定自养3.生态系统各结构的关系典例(2011·海南卷，28)某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如右图。某个时期，当地居民大量捕杀鼬，导致岛上鼠种群暴发，随后由鼠疫杆菌引起的鼠疫通过跳蚤使人感染。回答问题：⑴该食物网中，植物中的能量能通过＿条食物链传递给鹰，鹰所处的营养级为＿＿＿＿＿＿＿＿；兔与人的种间关系是＿＿＿＿＿。鼠疫杆菌与人的种间关系是＿＿。⑵通常情况下，寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响＿＿(大于、小于、等于)鼬对鼠种群数量的影响；大量捕杀鼬会导致鼠种内斗争＿＿(增强、不变、减弱)。捕食、竞争寄生小于增强⑶生长在该岛上的蘑菇属于生态系统的＿＿＿(生产者、消费者、分解者)，其体内贮存的能量＿＿(能、不能)传递给植物。分解者不能4第三、第四营养级二.生态系统的营养结构：1．食物链类型食物链包括三种类型：捕食链、寄生链和腐生链。高中生物所涉及的食物链，实际上是捕食链，是由消费者和生产者之间通过食物关系形成的。2．食物链图示及构成条件⑴图示：A→B→C→D→E⑵条件：①每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级。中间的任何停顿都不能算完整的食物链，即图示中A一定是生产者。如成语“螳螂捕蝉，黄雀在后”食物链中包含4个营养级，即树→蝉→螳螂→黄雀。②食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，不会倒转，因此箭头一定是由上一营养级指向下一营养级。③食物链中不能出现寄生、腐生生物和阳光等非生物因素，即只包含生产者(第一营养级)和消费者(第二营养级及之后各营养级生物)。如阳光→草→兔→细菌不是食物链。④食物链中营养级一般不超过5个，因为沿食物链流动的能量是逐级递减的。链而定。⑶图示中B和C的关系：竞争和捕食(食物网中两种生物之间最常见的是捕食关系，但也可能出现竞争关系，特别注意)。⑷生物种类越多，食物链越多，食物网越复杂。⑸多条食物链相互交错的原因：a.一种绿色植物可以被多种植食性动物所食；b.一种植食性动物可吃多种植物，也可成为多种肉食性动物的捕食对象。3．食物网⑴图示共有6条食物链——数食物链规则：从没有箭头指向的生物即生产者A开始，沿箭头方向一直数到最后算一条。⑵图示中H占有三、四、五三个营养级或次级、三级、四级消费者。对某一动物而言，其营养级是不固定的，视具体食物典例下图为南极某海域的食物网。据图判断正确的是()A．此食物网共有6条食物链B．硅藻既是生产者，又是分解者C．磷虾在不同食物链上都属于同一营养级D．严禁过度捕杀蓝鲸是由于其对该食物网影响最大C典例(2011·黄冈调研)下图表示在某生态系统中，三个种群数量变化的相互关系，下列描述正确的是()A．a肯定是生产者，b肯定是初级消费者B．a→b→c构成一条食物链C．a与b、b与c为捕食关系D．a与c为竞争关系C考点剖析1.处于食物链中第一营养级生物减少的情况：若第一营养级的生物数量减少，则会导致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．“天敌”减少的情况：若“天敌”减少，则被捕食者数量增加。但随着数量增加，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．“中间”营养级生物减少的情况：如图所示食物网中，青蛙突然减少，则以它为食的蛇也将减少，鹰就要过多地吃兔和鸟，从而导致兔、鸟减少。但因为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。3．下图是某池塘生态系统中的两食物链，大量捕捞花鲢后，种群将有所变化，下列能正确反映短期内种群总重量增长率变化趋势的是()A．绿藻上升B．白鲢下降C．水蚤下降D．乌鱼上升B三、能量流动的过程1．过程起点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿⇓⇓形式：太阳能→有机物中＿＿＿⇓经细胞呼吸以＿＿形式散失输入输入输入输入途径：＿＿＿和＿＿＿形式：有机物中的化学能生产者固定的太阳能及其他形式的能量食物链食物网化学能热能2．图解传递过程，见下图。⑴能量流动的源头——太阳能。⑵能量转化：太阳能→有机物中的＿＿＿→热能(最终散失)。⑶流动形式：有机物中的＿＿＿。⑷散失途径：呼吸作用，包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。化学能化学能[判一判]1.生态系统的能量流动指能量的输入和输出过程()2.流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能()3.散失的热能可以被生产者固定再次进入生态系统()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()⑸能量散失的形式：＿＿。⑹箭头由粗到细：表示流入下一营养级的能量＿＿＿＿。⑺随营养级的升高，储存在生物体内的能量越来越少。××××热能逐级递减提示还包括传递和转化过程。提示是生产者固定的太阳能或化学能。提示生产者只能利用太阳能或化学能(化能合成作用)，不能利用热能。提示初级消费者同化的能量。3.能量的来源及去向图解⑴消费者摄入能量(a)＝消费者同化能量(b)＋粪便中能量(c)，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，应为上一个营养级固定或同化的能量。⑵消费者同化能量(b)＝呼吸消耗(d)＋生长、发育和繁殖(e)⑶生长、发育和繁殖(e)＝分解者分解利用(f)＋下一营养级同化(i)＋未被利用(j)，即消费者同化能量若为两部分之和是b＝d＋e；若为四部分之和是b＝d＋f＋i＋j。四．能量流动特点及原因1.能量流动的特点⑴单向流动——捕食关系是长期自然选择的结果，不能“逆转”；散失的热能不能利用，无法“循环”。⑵逐级递减——自身呼吸消耗＋分解者分解＋未被利用2．能量传递效率能量传递效率＝下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%一般说来，能量传递的平均效率大约为10%～20%。提醒同一食物链不同环节能量传递效率往往不完全相同，不涉及“最多”、“最少”，计算时不能按10%或20%，而需按具体数值计算，如在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D的能量为M×a%×b%×c%。3．能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、数量、生物量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔含义各营养级固定的总能量每一营养级生物个体的数量每一营养级现存生物的总质量形状特点呈正金字塔形一般呈正金字塔形一般呈正金字塔形分析能量流动的过程中总是有能量的消耗散失一株大树上，鸟、虫、树的数量金字塔的塔形会发生倒置浮游植物的个体小,寿命短,又不断被浮游动物吃掉,所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量典例如图为某生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列各项中正确的是()A．①表示流经生态系统内部的总能量B．一般情况下，次级消费者增加1kg，生产者至少增加100kgC．生物与生物之间吃与被吃的关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性D．从能量关系看②≥③＋④C典例(2010·山东卷，6)以下表示动物利用食物的过程。正确的分析是()A．恒温动物的④/③值一般高于变温动物B．哺乳动物的③/①值一般为10%～20%C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物C