1、第3讲生态系统和生物圈生态系统的结构()1.生态系统属于生命系统，具有一定的结构和功能，能保持相对稳定(生命观念)2.比较生产者与消费者、分解者的异同；根据生态系统各成分的功能，构建食物链和食物网模型(科学思维)考点一生态系统和生物圈1生态因子(1)概念：环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布等有直接或间接影响的因子。(3)特点(耐受性定律)：生态因子在低于或超过生物体的耐受极限时均可成为限制因子，但在生态因子的耐受范围内，每种生物都具有一个最适区。2生态系统和生物圈(1)生态系统的概念指在一定的空间中的生物群落与无机环境相互作用而形成的统一体。地球上最大的生态系统是生物圈。(2)生态系统的
2、类型类型(3)生物圈概念：指地球上的全部生物及其无机环境的总和。组成：岩石圈上层、水圈和大气圈下层。3生态系统的组成(1)非生物成分(又称无机环境)：光、水、空气、无机盐等。(2)生物成分(又称生物群落)：比较项目生产者消费者分解者营养方式自养异养异养生物类型光合自养生物：绿色植物和蓝藻等；化能合成生物：硝化细菌等大多数动物；寄生的植物(如菟丝子)、某些微生物腐生细菌、真菌和少数动物地位生态系统的基石，主要成分生态系统最活跃的部分生态系统物质循环的关键成分作用把无机物制造成有机物，把光能转化为有机物中的化学能；为消费者提供食物和栖息场所加速物质循环；帮助植物传粉和传播种子将动植物遗体和动物的排
3、泄物分解成无机物，供生产者重新利用(人教版必修3 P88“旁栏思考题”改编)一个动物园中的全部动物是一个系统吗？全部动物和植物呢？为什么？ 提示：动物园中的全部动物不是一个系统，因为不同种动物是分开饲养的，彼此之间没有内在联系和相互影响，不是一个有机的整体。同理，动物园中的全部动物和植物也不是一个系统。1河流中所有生物和底泥共同组成河流生态系统。()提示：生态系统包括该区域内所有的生物和无机环境，包括所有生物、底泥、水及阳光等因素。2生产者都是绿色植物，分解者都是微生物。()提示：生产者不一定是绿色植物，如硝化细菌；分解者主要是指营腐生生活的细菌、真菌和某些动物，如蜣螂等。3生态系统的结构只包
4、括食物链和食物网。()提示：生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。4理论上分析，只有消费者不是生态系统必需的基础成分。()5分解者是联系外界环境与生物群落的桥梁。()1生产者是生态系统的基石，原因是_。提示：在生态系统中，生产者能把无机物合成有机物，把光能转化为有机物中的化学能，供给自身和其他生物生命活动需要2“鱼塘泥肥桑”的原因是_。提示：鱼塘泥中的有机物被分解者分解为无机物，从而被桑树吸收，利于桑树的生长1微生物的分解作用与细胞呼吸等同吗？请说明理由。提示：不能完全等同。微生物分解作用是微生物分泌酶到细胞外，将细胞外的大分子有机物分解成小分子有机物(也可能生成无
5、机物)，然后再吸收进入细胞，微生物分解作用包括体外有机物分解和体内细胞呼吸作用。2如图表示某自然生态系统的结构模式图。图中组分1、2、3能否构成一个生态系统的组成成分？简要说明理由。提示：不能。图中的组分1是生产者、组分3是消费者、组分2是分解者，而生态系统的组成成分除生产者、消费者和分解者之外，还包括非生物的物质和能量。3探究蚯蚓在不同的环境温度下分解生活垃圾的速率，请写出该实验的基本思路。提示：先控制不同的环境温度，然后利用等量的生理状态相同的蚯蚓去分解等量的相同的生活垃圾，在相同的条件下处理一段时间后，检测并比较生活垃圾的剩余量。考查生态系统组成成分的分析与判断1(2020安徽省A10联
6、盟高三摸底)果树下微弱的光照、较高的空气湿度和较低的风速等特殊环境条件，有利于草菇的生长。果农在科研人员的建议下，在果树下人工栽培草菇并取得较好的经济效益。培养草菇的材料是由农民种植的玉米秸秆加工而来，下列相关叙述正确的是()A流入该果园生态系统的总能量大于果树同化的太阳能B“玉米草菇人”，这条捕食食物链提高了能量的传递效率C草菇是该果园内的分解者，而蚯蚓和昆虫是该果园内的消费者D各种消费者的存在有利于生态系统的能量流动，但不利于物质循环A流入该果园生态系统的总能量是生产者(果树和草)固定的太阳能以及玉米秸秆中的能量，A正确；玉米与草菇之间不是捕食关系，进而“玉米草菇人”不能构成捕食食物链，B
7、错误；蚯蚓是分解者，C错误；消费者具有促进生态系统物质循环，并维持生态平衡的作用，D错误。2(2020黑龙江牡丹江一中考试)关于生态系统成分中生物部分的叙述正确的是()A生产者可以是真核生物，也可以是原核生物，但都是自养型生物B动物都属于消费者，其中食草动物处于第二营养级C细菌都属于分解者，其异化作用类型有需氧型、厌氧型和兼性厌氧型D生产者和分解者之间可直接联系，消费者无关紧要A生产者属于自养型生物，但不一定是真核生物，有些原核生物如蓝藻、硝化细菌也是生产者，A正确；大多数的动物是消费者，少数动物是分解者，如蜣螂、蚯蚓等，B错误；细菌并不都属于分解者，也可以是生产者，如硝化细菌，其异化作用类型
8、有需氧型、厌氧型和兼性厌氧型，C错误；消费者在生态系统中可以加快物质循环，对植物的传粉和种子的传播等也有重要作用，D错误。生态系统成分的判断方法(1)根据生物类型判断生态系统的成分自养型生物生产者：自养型生物包括光能自养生物(绿色植物和蓝藻等)和化能自养生物(硝化细菌、硫细菌、铁细菌等)，它们都是生产者。捕食或寄生异养型生物消费者：异养型生物不能直接把无机物合成有机物，而是以捕食或寄生方式获取现成的有机物来维持生活，它们都是消费者。腐生异养型生物分解者：腐生异养型生物能把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物，包括少数的动物(如蚯蚓等)，它们都是分解者。(2)根据结构图判断生态系统的成分，如图所示
9、：根据双向箭头确定C、D为非生物的物质和能量或生产者，则A、B为消费者或分解者。根据出入箭头数量的多少进一步判断：在C、D中指出箭头多的D为生产者；指入箭头多的C为非生物的物质和能量。根据DAB，确定A为消费者、B为分解者。考点二食物链和食物网1食物链(1)概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。(2)实例(3)特点：生产者为第一营养级，消费者所处营养级不固定，但一般不会超过五个营养级。(4)表现形式(5)单向性：食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，通常不会逆转。2食物网(1)概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。(2)形成原因：生态系统中，一种
10、绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。(3)功能：是生态系统物质循环和能量流动的渠道。(4)特点同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。在食物网中，生物之间的种间关系可能出现多种，如两种生物可同时存在捕食和竞争关系。1在生态系统的营养结构中，食物网可使每种生物都限定在同一营养级上。()提示：食物网中同一种消费者在不同食物链中可以占据不同的营养级。2生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大。()提示：营养级越高的生物，其体型不一定越大，如吃树叶的虫子。3食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量。()提示：食物网
11、的复杂程度取决于该生态系统中生物的种类和数量。4在捕食食物链中，食物链的起点总是生产者，生产者一定处于第一营养级。()5食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的渠道，是生态系统维持相对稳定的重要条件。()6假设将水稻田里的杂草全部清除掉，稻田生态系统中能量流动的营养级数减少。()提示：杂草与水稻同属第一营养级，去掉杂草并未使能量流动中的营养级减少。1通常，生态系统的食物链不会很长，原因是_。提示：能量在沿食物链流动过程中是逐级递减的2在一个较小的草原生态系统中，由于气候原因导致种群数量很小的一种昆虫在该草原绝迹，但是对该生态系统中其他物种的数量基本没有影响，其原因是_。提示：该种昆虫在食物
12、网中的位置被其他同营养级的物种替代食物链(网)中各营养级生物数量的变动分析1食物链中第一营养级的生物减少对其他物种变动的影响食物链中若处于第一营养级的生物减少，直接以其为食物的第二营养级生物因食物缺乏而数量减少，又会引起连锁反应，致使第三、第四营养级生物依次减少。2“天敌”一方减少，对被捕食者数量变动的影响一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者的数量变化是先增加后减少，最后趋于稳定。3复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析(1)以中间环节少的作为分析依据，考虑方向和顺序为从高营养级依次到低营养级。(2)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
13、，一般不需要考虑生产者数量的增加或减少。1表中统计了某生态系统内各相关物种之间食物的比例关系，尝试绘出该生态系统的食物网。食物捕食者植物植食性鸟兔子老鼠虫青蛙蛇鹰植食性鸟100%兔子100%老鼠100%虫100%青蛙100%蛇50%50%鹰10%30%40%20%提示：2在农田、果园等人工生态系统中，可否通过增加或延长食物链，提高生态系统稳定性并获得更多产品？请作出判断并说明理由。提示：可以。农田和果园等人工生态系统的食物链单一，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，使之成为立体农业和立体果园，可以提高生态系统的稳定性，同时获得更多产品。例如水田养鱼、果园
14、养鸡等。考查食物链(网)的分析1(2020定远中学期末)如图为农田生态系统中部分食物网的示意图。下列相关叙述错误的是 ()A甲主要是农作物等植物，属于生产者B丙和丁之间既有竞争关系，也有捕食关系C处于第三营养级且属于次级消费者的是青蛙和丙D甲、乙、丙、丁物种差异产生的根本原因是DNA具有多样性C甲主要是农田中的农作物等植物，属于生产者，A正确；丙和丁都以田鼠为食，二者有竞争关系，丁也以丙为食，二者存在捕食关系，B正确；处于第三营养级且属于次级消费者的有青蛙、乙、丙和丁，C错误；甲、乙、丙、丁的差异体现了生物的多样性，这些差异产生的根本原因是DNA具有多样性，D正确。2如图为某草原生态系统的食物
15、网，下列有关叙述正确的是()A该食物网共有5条食物链，图示中所有生物构成群落B狐和鹰、鹰和蛇之间都存在竞争和捕食关系C为使草原生态系统更稳定，最好大量捕杀鼠D环境中有害重金属通过食物链在生物体内进行积累，鹰积累量可能最大D图示食物网共有5条食物链，生物群落是生态系统中所有种群的集合，而图中生物只有生产者和消费者两种成分，A错误；狐和鹰之间只有竞争关系，鹰和蛇之间存在竞争和捕食关系，B错误；生态系统的稳定性与营养结构的复杂程度有关，大量捕杀鼠，会导致生物多样性降低，营养结构变简单，稳定性降低，C错误；环境中有害重金属通过食物链在生物体内进行积累，由于鹰的食性最复杂，营养级最高，积累量有可能是最大
16、的，D正确。考查食物链和食物网中生物数量的变化分析3(2020河南三门峡练习)如图为国家森林公园的某山洼中的食物网结构模式图。下列有关叙述错误的是()该食物网中共有6条食物链辛占据3个营养级丁和辛、丙和乙、乙和丁之间均存在竞争和捕食关系如在该生态系统中使用DDT，则这种杀虫剂在甲和戊中浓度最高此生态系统中甲和戊都是生产者，是该生态系统的主要成分若丙种群数量下降20%，辛种群数量不会发生明显变化ABCDD本题主要考查生态系统结构中食物链和食物网的相关知识。该食物网中共有8条食物链，分别为甲乙辛、甲乙丁辛、甲丙乙辛、甲丙乙丁辛、甲丙丁辛、甲丙己庚、戊己庚、戊丁辛，错误；辛在不同的食物链中分别占据第
17、三、四、五营养级，正确；在食物网中，丁和辛、丙和乙、乙和丁之间均存在竞争和捕食关系，正确；如在该生态系统中使用DDT，由于食物链的富集作用，所以这种杀虫剂在辛中浓度最高，错误；此生态系统中甲和戊都是生产者，是该生态系统的主要成分，正确；含辛的食物链有多条，因此丙种群数量下降20%，辛种群数量不会发生明显变化，正确，故选D。4如图表示一个森林生态系统中的食物网，图中数字表示该生物的个体数量，括号内的数字表示该生物的平均体重。据图回答：(1)该食物网中占据第三营养级的生物有AI中的_。(2)若初级消费者中的_被除去，则对该生态系统能量流动的影响最大。(3)若除去G后，在一定时间内，生产者数量将_。
18、解析从图中可知F、G、H、I在食物链中占据第三营养级。B、C、D、E这四个初级消费者总体重分别是1 kg、100 kg、180 kg、200 kg，可见E的重量最大，能量最多，被除去后对该生态系统的能量流动影响最大。G和D、E是捕食关系，D、E与生产者A也是捕食关系，如除去G，则D、E的数量会增多，A的数量就会减少。答案(1)F、G、H、I(2)E(3)减少1.植物不一定是生产者：如菟丝子营寄生生活，属于消费者。2生产者不一定是绿色植物：如硝化细菌等自养微生物也是生产者。3动物不一定是消费者：以动植物残体为食的腐食性动物属于分解者，如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等。4细菌不一定是分解者：如硝化细菌是自养生
19、物，属于生产者；寄生细菌属于消费者。5并非所有生态系统的成分都参与构成食物链或食物网。因为食物链起点是生产者，终点是不被其他动物所食的动物(最高营养级)，所以非生物的物质和能量、分解者这两种成分不参与构成食物链或食物网。6同一种消费者在不同食物链中，可以占据不同的营养级。7在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐之间既有捕食关系，又有竞争关系。1.生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。2生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。3消费者的存在，能加快生态系统的物质循环。消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要的作用。4分解者能
20、将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。5一般来说，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。6食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这条渠道进行的。真题体验| 感悟高考淬炼考能1(20207月浙江选考)下列关于营养级的叙述，正确的是()A营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越多B自然生态系统中的所有绿色植物都属于生产者营养级C营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和D食物链中的各营养级之间能量传递效率是相同的B生态系统的能量流动有两个特点：能量流动是单向的，即在生态系统中，能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可
21、逆转，也不能循环流动；能量在流动过程中逐级递减，即输入一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级，会有一部分丢失，一般来说，相邻两营养级间的能量传递效率为10%20%，所以营养级的位置越高，归属于该营养级的能量越少，A、D错误；生态系统中的自养生物称为生产者，主要是进行光合作用的绿色植物，故所有绿色植物都属于生产者营养级(或第一营养级)，B正确；营养级是指处于食物链同一环节上所有生物的总和，而非同种生物的总和，C错误。2(2018海南高考)某地在建设池塘时，设计了如图所示的食物网，鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层。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
22、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藻类固定的能量大于流入次级消费者的能量，D错误。3(2019江苏高考)图1是某生态系统部分生物关系示意图。请回答下列问题：图1(1)生态系统最基本的生物成分是_。图1由乔木、草本植物、蝗虫、蜘蛛和杂食性鸟构成的食物网中，杂食性鸟分别处于第_营养级。(2)从图1所示的营养关系分析，属于分解者的有_。有机碎屑被彻底分解产生的_(至少写出两类)等供生态系统循环利用。(3)由于乔木的遮挡程度不同，导致了不同区域地表的草本植物、真菌等生物种类和数量有一定差异，地表生物的这种区域差异分布体现了群落具
23、有_结构。(4)下列属于该区域东亚飞蝗种群基本特征的有_(填序号)。空间分布迁入率互利共生物种丰富度种群密度(5)图2是图1生态系统中某两个营养级(甲、乙)的能量流动示意图，其中ae表示能量值。乙粪便中食物残渣的能量包含在_(填图2中字母)中，乙用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为_(用图2中字母和计算符号表示)。图2解析(1)生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。其中生产者是最基本的生物成分，在乔木杂食性鸟与草本植物杂食性鸟这两条食物链中，杂食性鸟均属于第二营养级；在草本植物蝗虫杂食性鸟这条食物链中，杂食性鸟属于第三营养级；在草本植物蝗虫蜘蛛杂食性鸟这条食物链中，
24、杂食性鸟属于第四营养级。(2)分析题图中各成分可知，大型真菌和跳虫属于分解者。有机碎屑被彻底分解可产生无机盐、二氧化碳和水等。(3)该地表在水平结构上，由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，它们常呈镶嵌分布，题中地表生物的这种区域差异分布体现了群落具有水平结构。(4)题中属于该区域东亚飞蝗种群基本特征的有空间分布、迁入率和种群密度。(5)乙粪便中食物残渣的能量属于上一营养级(甲)所同化的能量，且包含在甲流向分解者的能量(c)中。根据题图可知，乙用于生长、发育和繁殖的能量值可表示为ab。答案(1)生产者二、三、四(2)大型真菌、跳虫无机盐、CO2、H2O(3)水平(4)(5)cab