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第13讲生态系统与生态环境的保护-2-一、生态系统的结构1.生态系统的营养结构分析(1)由于第一营养级一定是生产者,因此一种动物在某一食物链中的营养级=消费者级别+1,如兔是初级消费者,第二营养级。(2)某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物,不代表单个生物个体,也不一定是一个种群。(3)同一种消费者在不同食物链中,可以占据不同的营养级,如狼占据第三、第四营养级。(4)在食物网中,两种生物之间的种间关系可出现多种,如狼和狐既是捕食关系,又是竞争关系。-3-2.生态系统中成分的判断(1)先根据双向箭头“”确定“非生物的物质和能量”和“生产者”,再根据D有“3”个指出箭头,确定D为“生产者”,C有“3”个指入箭头,确定C为“非生物的物质和能量”,最后根据D→A→B、D→B,确定A为消费者、B为分解者。(2)D主要为绿色植物,A主要为动物,B主要为营腐生生活的细菌和真菌。-4-二、正确分析常见的能量流动模型1.输入某一级消费者的能量是同化量还是摄入量的判断(1)方法:看该消费者是否有“→”指向粪便。(2)实例:图甲中箭头①指的是摄入量;若没有箭头③,则①代表的是同化量。-5-2.某一营养级指向的能量去向图甲中能量①(摄入量)=②+③+④+⑤+兔子中现存的能量;图乙中能量W1为该营养级的同化量,等于A1+B1+C1+D1(其中B1为现存量)。3.某营养级同化能量的两种分析方法(1)(2)-6-三、信息传递的“三种类型”与“三类功能”1.巧辨信息种类(1)通过行为(肢体语言)传递——行为信息。(2)通过色、声、磁、温度等传递——物理信息。(3)通过化学物质(或气体)传递——化学信息。2.速记信息传递功能(1)对“个体”——强调生命活动所必需。(2)对“种群”——强调“种群繁衍”所必需。(3)对“生态系统”——强调“调节种间关系”及“维持生态系统的稳定”。-7-四、生态系统的稳定性及环境保护1.生态系统的稳定性及其调节图解-8-2.生态系统的抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系解读-9-3.辨析两种稳定性概念中的“关键词”(1)抵抗力稳定性:抵抗干扰、保持原状,与物种丰富度、结构复杂程度呈正相关。如北极苔原生态系统的抵抗力稳定性较低。(2)恢复力稳定性:遭到破坏、恢复原状,一般与抵抗力稳定性高低呈负相关,但有些抵抗力稳定性很低的生态系统,其恢复力稳定性也很低,如荒漠生态系统。(3)在遭到同等程度的破坏时,一般抵抗力稳定性高的生态系统,其恢复力稳定性低。-10-4.厘清生物多样性的三个层面、三种价值与四类保护(1)三个层面:基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。(2)三种价值直接价值:工业原料、药用、食用、文学、艺术、旅游观赏、陶冶情操间接价值:防风固沙、调节气候、涵养水源、保持水土,也叫作生态功能潜在价值:目前尚不清楚的价值注意:生物多样性的间接价值远大于其直接价值。(3)四类保护措施:就地保护、易地保护、生物技术保护、法制保护。-11-考点一考点二生态系统的结构和功能考向1生态系统的结构1.(2018海南)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D-12-考点一考点二2.(2019广东高三模拟)某生态系统中,镉在沿着食物链转移的过程中产生生物富集作用。该生态系统有甲、乙、丙、丁四个营养级,各营养级所积累的镉的相对浓度如下图所示。下列相关叙述错误的是()A.上述四个营养级可以构成食物网B.四个营养级中处于最高营养级的是丙C.镉不属于该生态系统的组成成分D.四个营养级所同化的能量值的关系可表示为丁甲+乙+丙C-13-考点一考点二3.(2018全国Ⅲ理综)下图是某农业生态系统模式图。据图回答下列问题。-14-考点一考点二(1)蚯蚓生命活动所需的能量来自于生活垃圾中的(填“有机物”或“无机物”)。生活垃圾中的细菌和真菌属于分解者,在生态系统中分解者的作用是。(2)根据生态系统中分解者的作用,若要采用生物方法处理生活垃圾,在确定处理生活垃圾的方案时,通常需要考虑的因素可概括为3个方面,即。(3)有机肥在土壤中经分解、转化可产生,通常植物根系对的吸收是通过运输完成的。NO3-NO3-答案:(1)有机物将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物(2)待分解垃圾的性质,引进的分解者生物的种类,处理环境的理化条件(3)主动-15-考点一考点二通技法复杂食物网中某种群数量变化的分析技巧(1)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。(2)处于最高营养级的种群有多种食物来源时,若其中一条食物链的来源减少或中断,则该种群可通过增加对其他生物的捕食而维持其数量基本不变。例如上图所示的食物网中,若食草鸟减少,则兔将更多地被鹰捕食而减少,绿色植物因捕食者减少而增多。-16-考点一考点二考向2生态系统的能量流动4.(2019天津南开中学检测)下图是生态系统能量流动的部分图解,N1~N6表示能量数值。下列分析正确的是()A.自然生态系统(N2/N1)×100%的值一般介于10%~20%之间B.若N6全部来自N4,则蜣螂未获得初级消费者所同化的能量C.当某种初级消费者的种群数量达到K值时,此种群的增长速率最大D.散失的热能重新用于合成有机物,从而实现生态系统的物质循环B-17-考点一考点二5.下图表示生态系统中各营养级能量的类型和去向(d表示该营养级未被利用的能量)。下列相关叙述错误的是()A.图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量,但所占比例不符B.图中能量传递效率为(a2+b2+c2+d2)/(a1+b1+c1+d1)×100%C.消费者从生产者摄取的能量数值可用b1表示,且此部分能量存在于有机物中D.在食物链中,各营养级获得能量的方式及能量的用途相同D-18-考点一考点二6.(2019湖南长沙模拟)下图表示某草原生态系统一年时间内的能量流动模型,数字表示能量数值的相对值(单位为a)。下列有关叙述错误的是()A.该草原生态系统的生产者用于生长、发育和繁殖的能量为975aB.该草原生态系统中能量的输入大于输出,群落的结构趋于复杂C.初级消费者流向分解者的能量“28a”包含了其粪便中的能量D.次级消费者要获得50a的能量,生产者需要固定的能量为4000aC-19-考点一考点二7.在人为干预下,地震损毁的某自然保护区恢复过程中的能量流动关系如下图[单位:103kJ/(m2·a)],据图分析,下列说法正确的是()A.流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能B.在这场地震中,营养级越高的生物受到的影响越小C.能量在第二营养级到第三营养级之间的传递效率为15.6%D.各级消费者同化量中都有一小部分能量通过粪便流入分解者C-20-考点一考点二通技法利用“拼图法”分析能量流动输入第一营养级的能量(W1),被分为两部分:一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了(A1),一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖(B1+C1+D1)。而后一部分能量中,包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。-21-考点一考点二流经整个生态系统的总能量,是生产者固定的总能量,即W1。将图中第三营养级同化的总能量D2“拼回”第二营养级,则A2+B2+C2+D2等于D1,即第二营养级同化的总能量;再将D1“拼回”第一营养级,则A1+B1+C1+D1等于生产者固定的总能量W1。可见,在一个草原生态系统中,草原上所有生物的总能量都来自W1,所有生物总能量之和小于W1(呼吸作用消耗的缘故)。-22-考点一考点二考向3生态系统的功能考查8.(2019天津理综)多数植物遭到昆虫蚕食时会分泌茉莉酸,启动抗虫反应,如分泌杀虫物质、产生吸引昆虫天敌的挥发物质等。烟粉虱能合成Bt56蛋白。该蛋白会随烟粉虱唾液进入植物,抑制茉莉酸启动的抗虫反应,使烟粉虱数量迅速增长。下列叙述错误的是()A.植物产生挥发物质吸引昆虫天敌体现了信息传递调节种间关系的功能B.植食性昆虫以植物为食和植物抗虫反应是长期共同进化的结果C.Bt56基因表达被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量增长比未被抑制的对照组快D.开发能水解Bt56蛋白的转基因植物可为控制烟粉虱提供防治措施C-23-考点一考点二9.(2018全国Ⅲ理综)某同学运用黑光灯诱捕的方法对农田中具有趋光性的昆虫进行调查。下列叙述错误的是()A.趋光性昆虫是该农田生态系统的消费者B.黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息C.黑光灯诱捕的方法可用于调查某种趋光性昆虫的种群密度D.黑光灯诱捕的方法可用于探究该农田趋光性昆虫的物种数目B-24-考点一考点二10.(2018全国Ⅱ理综)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用,这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响,此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题。(1)当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时,原有食物链的营养级有可能增加,生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多,原因是。(2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中,使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转,即该生态系统中甲的数量优势地位丧失,假定该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的,那么根据上述“恐惧生态学”知识推测,甲的数量优势地位丧失的可能原因是(答出一点即可)。-25-考点一考点二(3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现,会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测,产生这一结果的可能原因有(答出两点即可)。答案:(1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了,传递到下一营养级的能量较少(2)甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高,顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多(3)大型肉食性动物捕食野猪;野猪因恐惧减少了采食-26-考点一考点二11.下图是对长期处于相对稳定状态的某池塘生态系统的营养结构和能量流动情况调查后,得到的食物网示意图,请回答下列相关问题。-27-考点一考点二(1)该池塘生态系统能长期处于相对稳定状态,这是因为该生态系统各组分间通过和紧密联系,形成统一的整体。生态系统稳定性的基础是其具有一定的。(2)上图所示生物中,所含能量最少的是。图示食物网中,浮游植物为摇蚊幼虫提供了可以采食及栖息的信息,黑鱼能够根据鲫鱼量的信息控制繁殖,这说明了生态系统中信息传递的作用有。(3)由图可知,下一营养级不能得到上一营养级的全部能量,原因有①少数能量被分解者利用;②上一营养级的部分能量未被下一营养级利用;③。该池塘生态系统每年夏季易发生鱼类浮头,甚至死亡的现象,可能的主要原因是。-28-考点一考点二答案:(1)能量流动物质循环自我调节能力(2)黑鱼有利于生物种群的繁衍;调节生物种间关系,维持生态系统的稳定(3)呼吸作用散失气温太高、水中的溶解氧减少-29-考点一考点二通易错关于生态系统功能的3点提醒(1)能量流动:单向、逐级递减,范围为食物链各营养级。①10%~20%是相邻两个营养级的能量传递效率,不是两个个体之间的传递效率。②同化量≠摄入量;同化量=摄入量-粪便量。③能量传递效率≠能量利用率能量传递效率:能量沿食物链流动,以“营养级”为单位,传递效率约为10%~20%。能量利用率:流入人体中的能量占生产者能量的比值。(2)物质循环:物质可以被反复利用,范围为生物圈。(3)信息传递:往往具有双向性,范围为“生物与生物”及“生物与无机环境”。-30-考点一考点二生态系统的稳定性及环境保护考向1生态系统的稳定性及其调节机制1.下列有关生态系统稳定性的叙述,正确的是()A.生态系统的自我调节能力主要是通过反馈调节来实现的B.受到相同程度的破坏后,草原生态系统比沙漠生态系统恢复得慢C.外来物种入侵会增加物种