2021版高考生物一輪復習 第9單元 生物與環(huán)境 第3講 生態(tài)系統(tǒng)和生物圈學案 蘇教版必修3

第3講生態(tài)系統(tǒng)和生物圈生態(tài)系統(tǒng)的結構()1.生態(tài)系統(tǒng)屬于生命系統(tǒng)，具有一定的結構和功能，能保持相對穩(wěn)定。（生命觀念）2.比較生產(chǎn)者與消費者、分解者的異同；根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)各成分的功能，構建食物鏈和食物網(wǎng)模型。（科學思維） 生態(tài)系統(tǒng)和生物圈1生態(tài)因子(1)概念：環(huán)境中對生物生長、發(fā)育、生殖、行為和分布等有直接或間接影響的因子。(3)特點(耐受性定律)：生態(tài)因子在低于或超過生物體的耐受極限時均可成為限制因子，但在生態(tài)因子的耐受范圍內，每種生物都具有一個最適區(qū)。2生態(tài)系統(tǒng)和生物圈(1)生態(tài)系統(tǒng)的概念指在一定的空間中的生物群落與無機環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一體。地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)是生物圈。(2)生態(tài)系統(tǒng)的類型類型(3)生物圈概念：指地球上的全部生物及其無機環(huán)境的總和。組成：巖石圈上層、水圈和大氣圈下層。3生態(tài)系統(tǒng)的組成(1)非生物成分(又稱無機環(huán)境)：光、水、空氣、無機鹽等。(2)生物成分(又稱生物群落)：比較項目生產(chǎn)者消費者分解者營養(yǎng)方式自養(yǎng)異養(yǎng)異養(yǎng)生物類型光合自養(yǎng)生物：綠色植物和藍藻等；化能合成生物：硝化細菌等大多數(shù)動物；寄生的植物(如菟絲子)、某些微生物腐生細菌、真菌和少數(shù)動物地位生態(tài)系統(tǒng)的基石，主要成分生態(tài)系統(tǒng)最活躍的部分生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)的關鍵成分作用把無機物制造成有機物，把光能轉化為有機物中的化學能；為消費者提供食物和棲息場所加速物質循環(huán)；幫助植物傳粉和傳播種子將動植物遺體和動物的排泄物分解成無機物，供生產(chǎn)者重新利用1生態(tài)系統(tǒng)是由種群和無機環(huán)境組成的有機統(tǒng)一體。(×)提示生態(tài)系統(tǒng)由生物群落及其生活的無機環(huán)境構成。2生產(chǎn)者一定是綠色植物。(×)提示生產(chǎn)者是自養(yǎng)生物，而自養(yǎng)生物包括綠色植物、化能合成細菌等。3分解者是聯(lián)系外界環(huán)境與生物群落的橋梁，生態(tài)系統(tǒng)中消費者處于主導地位。(×)提示消費者可加快生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)，但并非占主導地位。4細菌在生態(tài)系統(tǒng)中可能是生產(chǎn)者，也可能是消費者或分解者。()生態(tài)系統(tǒng)各組成成分的相互關系(1)非生物成分(或無機環(huán)境)是生態(tài)系統(tǒng)中生物群落的物質和能量的最終來源。(2)生產(chǎn)者和分解者是聯(lián)系生物群落和無機環(huán)境的兩大“橋梁”；生產(chǎn)者和各級消費者通過捕食關系建立的食物鏈和食物網(wǎng)是能量流動和物質循環(huán)的渠道。1微生物的分解作用與細胞呼吸等同嗎？請說明理由。提示不能完全等同。微生物分解作用是微生物分泌酶到細胞外，將細胞外的大分子有機物分解成小分子有機物(也可能生成無機物)，然后再吸收進入細胞，微生物分解作用包括體外有機物分解和體內細胞呼吸作用。2如圖表示某自然生態(tài)系統(tǒng)的結構模式圖。圖中組分1、2、3能否構成一個生態(tài)系統(tǒng)的組成成分？簡要說明理由。提示不能。圖中的組分1是生產(chǎn)者、組分3是消費者、組分2是分解者，而生態(tài)系統(tǒng)的組成成分除生產(chǎn)者、消費者和分解者之外，還包括非生物的物質和能量。3探究蚯蚓在不同的環(huán)境溫度下分解生活垃圾的速率，請寫出該實驗的基本思路。提示先控制不同的環(huán)境溫度，然后利用等量的生理狀態(tài)相同的蚯蚓去分解等量的相同的生活垃圾，在相同的條件下處理一段時間后，檢測并比較生活垃圾的剩余量?？疾樯鷳B(tài)系統(tǒng)組成成分的分析與判斷1生態(tài)系統(tǒng)的組成成分包括生產(chǎn)者、消費者、分解者及非生物的物質和能量。下列關于生態(tài)系統(tǒng)組成成分的敘述，正確的是()A動物都屬于消費者，其中食草動物屬于第二營養(yǎng)級B細菌都屬于分解者，其異化作用類型主要是需氧型和厭氧型C生產(chǎn)者屬于自養(yǎng)型生物，是生態(tài)系統(tǒng)中最基本、最關鍵的生物成分D一種生物只能屬于生態(tài)系統(tǒng)中的一種生物成分C在生態(tài)系統(tǒng)中，不是所有動物都是消費者，如蜣螂、蚯蚓為分解者，A錯誤；多數(shù)細菌是分解者，但硝化細菌、鐵細菌、硫細菌和光合細菌等是生產(chǎn)者，B錯誤；生產(chǎn)者屬于自養(yǎng)型生物，是生態(tài)系統(tǒng)中最基本、最關鍵的生物成分，C正確；一種生物可能屬于生態(tài)系統(tǒng)中的不同生物成分，如豬籠草在進行光合作用時是生產(chǎn)者，在捕食蟲子時為消費者，D錯誤。2如圖為某生態(tài)系統(tǒng)的各成分關系簡圖，下列敘述錯誤的是()A甲是生產(chǎn)者，它是生態(tài)系統(tǒng)的基石B乙是消費者，包括全部的動物C生態(tài)系統(tǒng)的能量主要來自太陽能D圖中的“甲乙”是生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構B乙是消費者，包括大部分的動物、寄生細菌等。一部分動物屬于分解者，由此判斷B項錯誤。3(2018·河北衡水冀州中學第三次月考)如圖表示生態(tài)系統(tǒng)四種成分之間的關系，以下相關敘述中，正確的是()A1和2所包含的所有種群構成群落B3代表的一定是原核生物C4可以表示大氣中的CO2D代表光合作用，代表細胞呼吸C圖中1與4之間可以進行雙向的物質交換，而1與2均指向3，1有3個箭頭指出，4有3個箭頭指入，可以判斷出1、2、3、4分別是生產(chǎn)者、消費者、分解者、非生物的物質和能量。1與2所包含的種群不能構成群落，還缺分解者3，故A錯誤；3(分解者)中既有原核生物，也有真核生物，故B錯誤；4可以代表大氣中的CO2，那么過程可為光合作用，過程代表細胞呼吸，而表示捕食關系，故C正確，D錯誤。生態(tài)系統(tǒng)成分的判斷方法(1)根據(jù)生物類型判斷生態(tài)系統(tǒng)的成分自養(yǎng)型生物生產(chǎn)者：自養(yǎng)型生物包括光能自養(yǎng)生物(綠色植物和藍藻等)和化能自養(yǎng)生物(硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等)，它們都是生產(chǎn)者。捕食或寄生異養(yǎng)型生物消費者：異養(yǎng)型生物不能直接把無機物合成有機物，而是以捕食或寄生方式獲取現(xiàn)成的有機物來維持生活，它們都是消費者。腐生異養(yǎng)型生物分解者：腐生異養(yǎng)型生物能把動植物的遺體、殘枝敗葉轉變成無機物，包括少數(shù)的動物(如蚯蚓等)，它們都是分解者。(2)根據(jù)結構圖判斷生態(tài)系統(tǒng)的成分，如圖所示：根據(jù)雙向箭頭確定C、D為非生物的物質和能量或生產(chǎn)者，則A、B為消費者或分解者。根據(jù)出入箭頭數(shù)量的多少進一步判斷：在C、D中指出箭頭多的D為生產(chǎn)者；指入箭頭多的C為非生物的物質和能量。根據(jù)DAB，確定A為消費者、B為分解者。 食物鏈和食物網(wǎng)1食物鏈(1)概念：生態(tài)系統(tǒng)中各生物之間由于營養(yǎng)關系(如捕食關系)形成的一種營養(yǎng)結構。(2)特點：生產(chǎn)者為第一營養(yǎng)級，消費者所處營養(yǎng)級不固定，但一般不會超過五個營養(yǎng)級。(3)表現(xiàn)形式(4)單向性：食物鏈中的捕食關系是長期自然選擇形成的，通常不會逆轉。2生態(tài)系統(tǒng)的成分、食物鏈和營養(yǎng)級間的關系(連線)提示badec3食物網(wǎng)(1)概念：在一個生態(tài)系統(tǒng)中，許多食物鏈彼此相互交錯連接成的復雜的網(wǎng)狀營養(yǎng)結構。(2)形成原因：生態(tài)系統(tǒng)中，一種綠色植物可能是多種植食性動物的食物，而一種植食性動物既可能吃多種植物，也可能被多種肉食性動物所食。(3)功能：是生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)和能量流動的渠道。(4)特點：同一種消費者在不同的食物鏈中，可以占據(jù)不同的營養(yǎng)級。在食物網(wǎng)中，生物之間的種間關系可能出現(xiàn)多種，如兩種生物可同時存在捕食和競爭關系。1食物鏈中某營養(yǎng)級指的是某種生物或種群。(×)提示食物鏈中的某個營養(yǎng)級指的不是一種生物或一個種群，而是指處于該營養(yǎng)級的所有生物。2在生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構中，食物網(wǎng)可使每種生物都限定在同一營養(yǎng)級上。(×)提示雜食性動物在食物網(wǎng)中所處的營養(yǎng)級并不是一成不變的，依據(jù)其食物來源不同，可以處于多個營養(yǎng)級。3食物網(wǎng)中的兩種生物之間只有捕食關系。(×)提示食物網(wǎng)中的兩種生物之間，可能存在捕食和競爭兩種種間關系。4假設將水稻田里的雜草全部清除掉，稻田生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的營養(yǎng)級數(shù)減少。(×)提示雜草與水稻同屬第一營養(yǎng)級，去掉雜草并未使能量流動中的營養(yǎng)級減少。5食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質循環(huán)的渠道，是生態(tài)系統(tǒng)維持相對穩(wěn)定的重要條件。()1食物鏈的特點(1)每條食物鏈的起點總是生產(chǎn)者，終點是不被其他動物捕食的動物，即最高營養(yǎng)級，中間為多種動物，有任何間斷都不算完整的食物鏈。營養(yǎng)級一般不會超過五個。(2)食物鏈中的捕食關系是長期自然選擇形成的，通常不會逆轉。2食物鏈(網(wǎng))中各營養(yǎng)級生物數(shù)量的變動分析(1)食物鏈中第一營養(yǎng)級的生物減少對其他物種變動的影響食物鏈中若處于第一營養(yǎng)級的生物減少，直接以其為食物的第二營養(yǎng)級生物因食物缺乏而數(shù)量減少，又會引起連鎖反應，致使第三、第四營養(yǎng)級生物依次減少。(2)“天敵”一方減少，對被捕食者數(shù)量變動的影響一條食物鏈中處于“天敵”地位的生物數(shù)量減少，則被捕食者的數(shù)量變化是先增加后減少，最后趨于穩(wěn)定。(3)復雜食物網(wǎng)中某種群數(shù)量變化引起的連鎖反應分析以中間環(huán)節(jié)少的作為分析依據(jù)，考慮方向和順序為：從高營養(yǎng)級依次到低營養(yǎng)級。生產(chǎn)者相對穩(wěn)定，即生產(chǎn)者比消費者穩(wěn)定得多，所以當某一種群數(shù)量發(fā)生變化時，一般不需要考慮生產(chǎn)者數(shù)量的增加或減少。如某生態(tài)系統(tǒng)中生物體內殘留有機汞的情況如下表，寫出相關食物鏈及分析依據(jù)。生物體ABCDE有機汞濃度/(mg·L1)0.0570.51680.39提示。有機汞存在生物富集現(xiàn)象，即隨著營養(yǎng)級的增加，汞濃度增加，兩者在數(shù)值上呈正相關，所以從表中有機汞濃度的大小可推知該生物營養(yǎng)級的高低，從而判斷各生物能量值的大小。考查食物鏈(網(wǎng))的分析1(2019·云南師范大學附中高三月考)下列關于生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈(網(wǎng))的敘述，不正確的是()A食物鏈(網(wǎng))和生態(tài)系統(tǒng)的組成成分共同組成了生態(tài)系統(tǒng)的結構B食物鏈(網(wǎng))是生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)和能量流動的主要渠道C增加或延長果園中的食物鏈能提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性D食物網(wǎng)中表示的都是一種生物以另一種生物為食的捕食關系D食物網(wǎng)的生物中，通常一種生物可以以多種生物為食，一種生物可以被多種生物所食，所以食物網(wǎng)的生物之間可能存在捕食和競爭關系，D錯誤。2(2019·湖北重點中學高三聯(lián)考)如圖是某陸生生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的結構模式圖。下列各項敘述中錯誤的是()A此生態(tài)系統(tǒng)中有8條食物鏈B多種生物在食物鏈中占有不同營養(yǎng)級，使食物鏈交錯連接形成食物網(wǎng)C在甲丙丁辛這條食物鏈中，辛屬于三級消費者、第四營養(yǎng)級D該圖僅體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)成分中的生產(chǎn)者和消費者，未體現(xiàn)的成分是分解者D該圖僅體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)成分中的生產(chǎn)者和消費者，未體現(xiàn)的成分是分解者和非生物的物質和能量，D錯誤?？疾槭澄镦満褪澄锞W(wǎng)中生物數(shù)量的變化分析3如圖是某池塘生態(tài)系統(tǒng)中的兩條食物鏈，大量捕撈花鰱后，種群將有所變化，下列能正確反映短期內種群總重量增長率變化趨勢的是()A綠藻上升B白鰱下降C水蚤下降 D烏魚上升B由于水蚤天敵減少，水蚤數(shù)量增多，水蚤以綠藻為食，水蚤增多導致綠藻減少，A、C錯誤；由于綠藻減少，白鰱和水蚤種間競爭加劇，并且由于花鰱減少，烏魚會以白鰱為主食，因此白鰱的數(shù)量會減少，B正確；烏魚以花鰱和白鰱為食，花鰱和白鰱數(shù)目都減少，導致烏魚數(shù)量減少，D錯誤。4如圖所示某湖泊的食物網(wǎng)，其中魚a、魚b為兩種小型土著魚，括號內前一數(shù)值表示一年內該生物攝取的總能量，后一數(shù)值表示一年內該生物同化的總能量，單位為J/(cm2·a)。若引入一種以中小型魚類為食的鱸魚，請回答以下問題：(1)圖中有_條食物鏈，魚b和小型浮游動物的關系是_。(2)若引入鱸魚，則鱸魚在該食物網(wǎng)中處于_營養(yǎng)級。鱸魚的引入，短時間內將導致浮游植物的數(shù)量變化是_。在短時期內，鱸魚的種群增長方式為_。解析(1)圖中有4條食物鏈，分別是浮游植物大型浮游動物魚a，浮游植物小型浮游動物魚a，浮游植物魚b，浮游植物小型浮游動物魚b。魚b捕食小型浮游動物，兩者為捕食關系，魚b和小型浮游動物都捕食浮游植物，兩者為競爭關系，因此魚b和小型浮游動物的關系是捕食、競爭。(2)若引入一種以中小型魚類為食的鱸魚，則鱸魚在該食物網(wǎng)中處于第三、第四營養(yǎng)級。鱸魚的引入導致魚a和魚b減少，小型和大型浮游動物增加，則短時間內將導致浮游植物減少。在短時期內，鱸魚由于食物充足、沒有天敵，因此鱸魚的種群增長方式為指數(shù)型增長。答案(1)4捕食、競爭(2)第三、第四減少指數(shù)型增長1.植物不一定是生產(chǎn)者：如菟絲子營寄生生活，屬于消費者。2生產(chǎn)者不一定是綠色植物：如硝化細菌等自養(yǎng)微生物也是生產(chǎn)者。3動物不一定是消費者：以動植物殘體為食的腐食性動物屬于分解者，如禿鷲、蚯蚓、蜣螂等。4細菌不一定是分解者：如硝化細菌是自養(yǎng)生物，屬于生產(chǎn)者；寄生細菌屬于消費者。5并非所有生態(tài)系統(tǒng)的成分都參與構成食物鏈或食物網(wǎng)。因為食物鏈起點是生產(chǎn)者，終點是不被其他動物所食的動物(最高營養(yǎng)級)，所以非生物的物質和能量、分解者這兩種成分不參與構成食物鏈或食物網(wǎng)。6同一種消費者在不同食物鏈中，可以占據(jù)不同的營養(yǎng)級。7在食物網(wǎng)中，兩種生物之間的種間關系可出現(xiàn)多種，如狼和狐之間既有捕食關系，又有競爭關系。1生態(tài)系統(tǒng)的結構包括生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和營養(yǎng)結構(食物鏈和食物網(wǎng))。2生態(tài)系統(tǒng)的組成成分包括非生物的物質和能量、生產(chǎn)者、消費者和分解者。3消費者的存在，能加快生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)。消費者對于植物的傳粉和種子的傳播等具有重要的作用。4分解者能將動植物遺體和動物的排遺物分解成無機物。5一般來說，食物網(wǎng)越復雜，生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾的能力就越強。6食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構，生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動就是沿著這條渠道進行的。真題體驗| 感悟高考淬煉考能1(2018·海南高考)某地在建設池塘時，設計了如圖所示的食物網(wǎng)，鯽魚和鰱魚生活在不同水層。關于該池塘生態(tài)系統(tǒng)的敘述，錯誤的是()A鯽魚既是初級消費者又是次級消費者B消耗等量藻類時，鱖魚的生長量少于鰱魚的C通氣可促進水體中生物殘骸分解為無機物D藻類固定的能量小于流入次級消費者的能量D藻類固定的能量大于流入次級消費者的能量，D錯誤。2(2019·江蘇高考)圖1是某生態(tài)系統(tǒng)部分生物關系示意圖。請回答下列問題：圖1(1)生態(tài)系統(tǒng)最基本的生物成分是_。圖1由喬木、草本植物、蝗蟲、蜘蛛和雜食性鳥構成的食物網(wǎng)中，雜食性鳥分別處于第_營養(yǎng)級。(2)從圖1所示的營養(yǎng)關系分析，屬于分解者的有_。有機碎屑被徹底分解產(chǎn)生的_(至少寫出兩類)等供生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)利用。(3)由于喬木的遮擋程度不同，導致了不同區(qū)域地表的草本植物、真菌等生物種類和數(shù)量有一定差異，地表生物的這種區(qū)域差異分布體現(xiàn)了群落具有_結構。(4)下列屬于該區(qū)域東亞飛蝗種群基本特征的有_(填序號)?？臻g分布遷入率互利共生物種豐富度種群密度(5)圖2是圖1生態(tài)系統(tǒng)中某兩個營養(yǎng)級(甲、乙)的能量流動示意圖，其中ae表示能量值。乙糞便中食物殘渣的能量包含在_(填圖2中字母)中，乙用于生長、發(fā)育及繁殖的能量值可表示為_(用圖2中字母和計算符號表示)。圖2解析(1)生態(tài)系統(tǒng)的組成成分包括非生物的物質和能量、生產(chǎn)者、消費者和分解者。其中生產(chǎn)者是最基本的生物成分，在喬木雜食性鳥與草本植物雜食性鳥這兩條食物鏈中，雜食性鳥均屬于第二營養(yǎng)級；在草本植物蝗蟲雜食性鳥這條食物鏈中，雜食性鳥屬于第三營養(yǎng)級；在草本植物蝗蟲蜘蛛雜食性鳥這條食物鏈中，雜食性鳥屬于第四營養(yǎng)級。(2)分析題圖中各成分可知，大型真菌和跳蟲屬于分解者。有機碎屑被徹底分解可產(chǎn)生無機鹽、二氧化碳和水等。(3)該地表在水平結構上，由于地形的變化、土壤濕度和鹽堿度的差異、光照強度的不同、生物自身生長特點的不同，以及人與動物的影響等因素，不同地段往往分布著不同的種群，同一地段上種群密度也有差別，它們常呈鑲嵌分布，題中地表生物的這種區(qū)域差異分布體現(xiàn)了群落具有水平結構。(4)題中屬于該區(qū)域東亞飛蝗種群基本特征的有空間分布、遷入率和種群密度。(5)乙糞便中食物殘渣的能量屬于上一營養(yǎng)級(甲)所同化的能量，且包含在甲流向分解者的能量(c)中。根據(jù)題圖可知，乙用于生長、發(fā)育和繁殖的能量值可表示為ab。答案(1)生產(chǎn)者二、三、四(2)大型真菌、跳蟲無機鹽、CO2、H2O(3)水平(4)(5)cab3(2018·全國卷)如圖是某農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖。據(jù)圖回答下列問題：(1)蚯蚓生命活動所需的能量來自生活垃圾中的_(填“有機物”或“無機物”)。生活垃圾中的細菌和真菌屬于分解者，在生態(tài)系統(tǒng)中分解者的作用是_。(2)根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中分解者的作用，若要采用生物方法處理生活垃圾，在確定處理生活垃圾的方案時，通常需要考慮的因素可概括為3個方面，即_。(3)有機肥在土壤中經(jīng)分解、轉化可產(chǎn)生NO，通常植物根系對NO的吸收是通過_運輸完成的。解析(1)蚯蚓屬于異養(yǎng)型生物，其生命活動所需的能量來自生活垃圾中的有機物，生態(tài)系統(tǒng)中分解者將動植物遺體殘骸和動物的排遺物中的有機物分解成無機物。(2)采用生物方法處理生活垃圾，利用的是分解者的分解作用，需要考慮生活垃圾的成分及理化性質、分解者的生物種類及異化類型、處理環(huán)境的理化條件等。(3)通常植物根系對NO的吸收方式為主動運輸。答案(1)有機物將動植物遺體和動物的排遺物分解成無機物(2)待分解垃圾的性質，引進的分解者生物的種類，處理環(huán)境的理化條件(3)主動11