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第29讲生态系统的结构与能量流动[考纲要求]1.生态系统的结构(Ⅰ)。2.生态系统中能量流动的基本规律及应用(Ⅱ)。考点一生态系统的结构1．生态系统的概念与组成成分(1)生态系统的概念、类型及组成成分无机环境人工基石物质循环(2)生态系统的组成成分及其作用(连线)(1)生态系统组成成分的三类“不一定”和两类“一定”①三类“不一定”a．生产者不一定是植物(如蓝藻、硝化细菌)，植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者)。b．消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等)，动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物残体或排泄物为食的腐生动物属于分解者)。c．分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物不一定是分解者(如硝化细菌、蓝藻属于生产者，寄生细菌属于消费者)。②两类“一定”a．生产者一定是自养型生物，自养型生物一定是生产者。b．营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是营腐生生活的生物。(2)生态系统组成成分的相互关系2．生态系统的营养结构(1)概念、特点及功能食物食物链生产者营养级物质循环能量流动五个(2)食物链的分析①食物链的起点一定是________，后面的营养级都是________。②蛇在食物链中属于______消费者，______营养级。③食物链中体现的种间关系是______。④由于一种生物的食物来源可能来自______生物，且某种生物可能为______生物所食，所以一个生态系统的营养结构往往由多条食物链交错而成，从而构成________。生产者消费者次级第三捕食多种多种食物网(3)食物网的分析①图示食物网中包含________条食物链。②写出图中含营养级最多的食物链：______________________________________。③猫头鹰同时占有第________________营养级；它获得能量最多的食物链是：________________。④从图中可以看出，青蛙和蜘蛛的种间关系是____________。⑤该图作为生态系统还缺少的成分是____________________________。8草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰三、四、五、六草→鼠→猫头鹰捕食和竞争非生物的物质和能量、分解者(1)明辨关于食物链和食物网的六个易误点①每条食物链的起点都是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级，中间有任何间断都不算完整的食物链。②分解者及非生物的物质和能量不属于食物链的成分，不出现在食物链(网)中。③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。④某一营养级的生物代表的是处于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。⑤同一种消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级。⑥在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如青蛙和蜘蛛既是捕食关系，又是竞争关系。(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，直到趋于稳定。③“中间”营养级生物减少的情况，举例如下：若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少，鹰过多捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少，因鹰不只捕食蛇一种生物，它可以依靠其他食物来维持数量基本不变。[教材对接高考]1．(高考全国卷Ⅱ，T4A)生态系统的组成成分中含有非生物成分。()探源：必修3P89文字信息和图5－1图示信息。2．(2018·高考全国卷Ⅲ，T32，改编)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___________________________________________。探源：必修3P90文字信息。√将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物3．[必修3P92“拓展题”]在果园、农田等人工生态系统中，为什么可以通过增加或延长食物链来提高生态系统的稳定性？提示：因为农田和果园等人工生态系统食物链单一，自身稳定性差，易受病虫害破坏。通过研究生物之间的相互关系，增加或延长食物链，使之成为立体农田和立体果园，可以提高生态系统的稳定性，同时获得更多的产品。例如，水田养鱼、果园养鸡等。思维探究某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如下图，据图分析：(1)该食物网中，共有多少条食物链？提示：6条。(2)说出鹰与鼬的种间关系。提示：捕食和竞争。(3)此食物网没有表示出的生态系统成分是什么？提示：非生物的物质和能量、分解者。(4)通常情况下，寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响与鼬对鼠种群数量的影响，哪种影响大一些？提示：后者影响大些。题点一生态系统组成成分的判断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C解析：选C。在生态系统中，不是所有动物都是消费者，如蜣螂、蚯蚓为分解者；多数细菌是分解者，但硝化细菌、铁细菌、硫细菌和光合细菌等是生产者；生产者能将无机物合成有机物，属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的成分；一种生物可能属于生态系统中的不同生物成分，如猪笼草在进行光合作用时是生产者，在捕食虫子时为消费者。2．如图表示某生态系统各成分(丁为非生物环境)之间的关系，有关分析错误的是()A．光能通过甲输入生态系统B．参与构成食物链的成分有甲和乙C．碳元素在乙与丙之间以CO2形式传递D．丙主要是指营腐生生活的细菌和真菌C解析：选C。依据题意和图示分析可知，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者。光能通过生产者的光合作用输入生态系统，A项正确；参与构成食物链的成分是生产者和消费者，即甲和乙，B项正确；碳元素在乙和丙之间以有机物的形式传递，C项错误；分解者主要是指营腐生生活的细菌和真菌，D项正确。根据生态系统组成成分之间的关系判断其成分据图中“箭头”判断生态系统中成分基本思路：(1)根据双向箭头C与D确定两者肯定是非生物的物质和能量、生产者。(2)根据箭头指向判断各成分：①D有三个指出，应为生产者。②C有三个指入，为非生物的物质和能量。③A和B一个为消费者，另一个为分解者，D(生产者)和A(消费者)均指向B，则B为分解者。题点二食物链(网)的分析3．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C解析：选C。生态系统食物链中的第一营养级一定是生产者，题述现象中的食物链为泥巴中的藻类→小虾→小鱼→大鱼(与小鱼不同种)，故泥巴中的藻类是第一营养级，小虾是第二营养级，小鱼是第三营养级，大鱼是第四营养级，泥巴中的大肠杆菌属于分解者，不参与构成食物链。4．如图表示生态系统中的食物网，相关叙述正确的是()A．该食物网中共有6条食物链B．该食物网中的所有生物构成生物群落C．蝗虫和老鼠在不同食物链中都属于同一营养级D．若老鼠全部死亡消失，对狼的影响比对猫头鹰显著C解析：选C。食物链的起点是草，终点是不被其他营养级捕食的生物，则食物链共有5条，故A项错误；食物网中只包括生产者和消费者，构成生物群落还应该包括分解者，故B项错误；蝗虫和老鼠都位于第二营养级，属于初级消费者，故C项正确；猫头鹰的食物来源只有老鼠，狼的食物来源有浣熊、鹿和老鼠，若老鼠全部死亡消失，对狼的影响比对猫头鹰小，故D项错误。考点二生态系统的能量流动1．能量流动的概念理解太阳能总量化学能化学能热能呼吸作用固定的2．能量流动的过程(1)写出图中甲、乙、丙、丁、戊代表的内容：甲．________，乙．____________，丙．____________，丁．__________，戊．________。(2)据图分析食物链中甲营养级能量的去向①通过自身__________以______的形式散失。②被____________同化。③残枝败叶等被________分解。④未被利用。生产者初级消费者次级消费者呼吸作用分解者呼吸作用热能下一营养级分解者3．能量流动的特点及意义(1)能量传递效率：指________________之间________的比值。(2)能量流动的特点：__________、逐级递减(两相邻营养级间的能量传递效率一般为________________)。(3)研究意义①帮助人们科学规划、设计______________，使能量得到最有效的利用。②帮助人们合理地调整生态系统中的__________关系，使能量持续高效地流向______________的部分。相邻两个营养级同化量单向流动10%～20%人工生态系统能量流动对人类最有益1．能量流经第二营养级的模型解读消费者摄入能量(a)＝消费者同化能量(b)＋粪便中的能量(c)，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。初级消费者同化能量(b)＝呼吸消耗(d)＋用于生长、发育和繁殖(e)。生长、发育和繁殖(e)＝分解者利用(f)＋下一营养级同化(i)＋未被利用(j)。所以(1)未被利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。(2)一个营养级所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。(3)动物同化的能量与摄入量之间的关系：动物同化的能量＝摄入量－粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有一部分被同化。(4)流入一个营养级的能量：是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。2．能量流动的特点及原因分析(1)单向流动的原因①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。(2)逐级递减的原因①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。②各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物利用的部分。3．三种类型的生态金字塔的区分项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状每一阶含义每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个体的数目每一营养级生物的有机物总量象征含义能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐步递减一般生物有机物的总质量沿食物链升高逐级递减项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔特点正金字塔形一般为正金字塔形一般为正金字塔形分析能量流动的过程中总是有能量的耗散，故能量流动逐级递减成千上万只昆虫生活在一株大树上时，该数量金字塔的塔形也会发生变化浮游植物的个体小，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[教材对接高考]1．(高考全国卷Ⅰ，T31(3))在该湖泊中，能量沿食物链流动时，所具有的两个特点是单向流动、逐级递减。()探源：必修3P95文字信息。2．(高考全国卷Ⅰ，T5D)植物→鼠→鹰这条食物链中，第三营养级含能量最少。()探源：必修3P95～96文字信息的迁移。√√3．(高考全国卷Ⅱ，T4B)生态系统相对稳定时无能量输入和散失。()探源：必修3P96文字信息的迁移。4．(2016·高考全国卷Ⅲ，T31(3))通常，生态系统的食物链不会很长，原因是________________________________________。探源：必修3P95文字信息。×能量在沿食物链流动的过程中是逐级递减的5．[必修3P98“拓展题2”]溶解在水中的糖块还能再变回原来的形状吗？为什么？提示：不能。在一个封闭的系统中，物质总是由有序朝着无序的方向发展。思维探究下图表示A、B两个特定生态系统的能量金字塔，请回答相关问题：(1)依生态学原理看同样的玉米，上述哪种营养结构可养活更多的人口？为什么？提示：A种营养结构，因为B中人处于第三营养级