1、专题 九 生物与环境考点三 生态系统的结构与功能1生态系统中三大类功能类群的作用(1)生产者：可将无机物转化为有机物，是自养生物，是生态系统的基石。(2)消费者：能够加速生态系统的物质循环，有利于植物传粉和种子的传播。(3)分解者：可将动植物遗体、粪便等中的有机物分解为无机物，是物质循环的关键环节。2能量流动的去向、关系式及特点(1)去向。呼吸作用消耗，以热能形式散失；流入下一营养级(最高营养级无该去向)；流入分解者；暂时未被利用(定时分析考虑)。(2)关系式。摄入量同化量粪便量。一个营养级的粪便量不属于该营养级的同化量，而属于上一营养级的同化量中“流入分解者”的一部分。同化量用于生长、发育和
2、繁殖的能量呼吸量。用于生长、发育和繁殖的能量分解者分解利用量下一营养级同化量暂时未被利用的能量同化量呼吸量。(3)特点：单向流动、逐级递减。3碳循环的过程及特点(1)碳在无机环境中的存在形式：CO2和碳酸盐。(2)碳在生物群落中的存在形式：含碳有机物。(3)循环过程：碳从无机环境到生物群落是通过光合作用(主要)、化能合成作用实现的；从生物群落到无机环境则是通过呼吸作用和微生物的分解作用实现的。(4)碳循环的特点：全球性、反复利用、循环流动。4信息传递的“三种类型”与“三类功能”(1)巧辨信息种类。通过行为(肢体语言)传递行为信息通过色、声、磁、温度等传递物理信息通过化学物质(或气体)传递化学信
3、息(2)速记信息传递功能。维持生命活动的正常进行。维持生物种群的繁衍。调节生物种间关系，维持生态系统的稳定。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。2一场低强度的火灾过后，森林中的植被很快恢复，从生物种间关系的角度及从物质循环的角度分析，其原因分别是什么？提示：种群密度下降，竞争减弱。加速了物质循环，使土壤中的矿质元素含量增加3“莲藕生态养鱼”是种养复合生态型的农业新模式，在相同环境及养殖条件下，
4、若将池塘中主要鱼种由草食性鱼更换为肉食性鱼，则鱼类产量将如何变化？原因是什么？提示：降低。能量流动逐级递减，肉食性鱼所处营养级高，获得能量少。4是不是所有的信息传递都为双向？作出判断并举例说明。提示：并非所有的信息传递均具有双向性。比如草原上，草的绿色给羊传递了可食用的信息，羊不传递信息给草，这是单向的。1(2019全国卷)如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔，则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是()A前者为金字塔形，后
5、者为倒金字塔形B前者为倒金字塔形，后者为金字塔形C前者为金字塔形，后者为金字塔形D前者为倒金字塔形，后者为倒金字塔形解析：夏季草原生态系统中，作为第一营养级的牧草的个体数量远大于作为第二营养级的羊的数量，该生态系统数量金字塔的形状最可能是金字塔形。而在森林生态系统中，作为第一营养级的乔木的一个个体上生活着大量的作为第二营养级的昆虫，该生态系统数量金字塔的形状为倒金字塔形。答案：A2(2015全国卷)下列有关生态系统的叙述，错误的是()A生态系统的组成成分中含有非生物成分B生态系统相对稳定时无能量输入和散失C生态系统维持相对稳定离不开信息传递D负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定解析：生态系统的
6、组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者及分解者，A项正确。当生态系统达到相对稳定时，能量不是没有输入和散失，而是能量的输入和散失达到一种动态平衡状态，B项错误。生态系统中的信息传递可以调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定，C项正确。负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，有利于生态系统保持相对稳定，D项正确。答案：B3(2016全国卷)我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是()A鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量B该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者C鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的
7、环节D鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向解析：根据文字信息写出食物链：植物蝉螳螂黄雀鹰，鹰的迁入会导致黄雀减少、螳螂增加、蝉减少等系列变化，故A项错误。细菌一般是生态系统的分解者，分解者从动植物遗体中获得的能量大部分会通过分解作用以热能的形式散失，不会再被生产者利用，故B项错误。鹰的迁入使该生态系统的食物链由4个营养级变为5个营养级，增加了该生态系统能量消耗的环节，故C项正确。鹰的迁入使该生态系统的食物链营养级增加，但食物链还是只有一条，所以能量流动的方向未改变，故D项错误。答案：C4(2018全国卷)下图是某农业生态系统模式图。据图回答下列问题：(1)蚯蚓生命活动所需的能量来自于生活垃圾
8、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NO3，通常植物根系对NO3 的吸收是通过_运输完成的。解析：(1)蚯蚓为分解者，通过分解生活垃圾中的有机物获得其生命活动所需的能量。生态系统中的分解者能将动植物遗体和动物的排遗物等中的有机物分解为无机物，保障物质循环的顺利进行。(2)采用生物方法处理生活垃圾时，需考虑生活垃圾的性质(是有机垃圾还是无机垃圾)、引进的分解者生物
9、的种类，还需考虑处理环境的理化条件，如氧气、温度和水分等。(3)植物根细胞对无机盐离子如NO3 的吸收是通过主动运输完成的。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)主动热点1 生态系统的组成与结构1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和厌氧型两类D生产者和分解者之间都是直接联系的，消费者可有可无解析：有些动物属于分解者，如蜣螂等，B错误；有些细菌属于生产
10、者，如硝化细菌等，C错误；在生态系统的成分中，消费者可加速生态系统的物质循环等，D错误。答案：A2宁夏某地原是煤矿矿区，多年采矿导致地表下沉，成为无法利用的荒地。为了改变这种状况，有关部门因地制宜，通过引水等措施，将该地改造成湿地生态公园，一些生物陆续迁入，并逐渐形成相对稳定的生物群落。下图是该公园生态系统食物网的一部分，请回答下列问题：(1)在该公园生态系统中，要维持生态系统的稳定，除了图中已知的成分以外，还必须有_。通常，生态系统的食物链不会很长，原因是_。(2)图中昆虫与杂食性鱼类之间的种间关系有_。图中既含有初级消费者，又含有次级消费者的生物类群有_。(3)因该水域有些渗漏，补水时曾不
11、慎引入含除草剂的水，导致一些水草死亡。水草腐烂后，图中所示的生物类群中最先快速增殖的是_。解析：(1)生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。在该生态系统中，除了图中已知的成分以外，还必须有分解者、非生物的物质和能量等。在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，所以生态系统中的食物链一般不超过45个，生态系统的食物链不会很长。(2)杂食性鱼类以昆虫为食，二者存在捕食关系；昆虫、杂食性鱼类同时以水草为食，又存在竞争关系。杂食性鱼类、底栖动物、滤食性鱼类以生产者(水草、浮游植物)为食，属于初级消费者。同时，它们又以初级消费者(底栖动物、浮游生物)为食，所
12、以又属于次级消费者。(3)水草腐烂后，与其存在竞争关系的浮游生物数量首先增加。答案：(1)分解者、非生物的物质和能量 能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的(2)捕食和竞争 杂食性鱼类、底栖动物、滤食性鱼类(3)浮游生物类食物链、食物网中生物数量变化情况的分析与判断1若食物链中第一营养级生物减少，则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若“天敌”减少，则被捕食者数量增加，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大。3若“中间”营养级生物变化，则具体问题具体分析。如图所示食物网中，若青蛙减少：以它为食的
13、蛇也将减少；食草昆虫数量增加；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，所以鹰就要过多地吃兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少。热点2 综合考查生态系统的结构与功能3(2019河北师范性高中高三联考)为减轻养殖场内污水对环境的影响，创建低碳生活方式，该养殖场在污水排放处附近构建了人工湿地。下图表示该湿地生态系统中的碳循环过程，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分，A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物，请回答下列问题(1)代表的生理过程主要是_，图中多余的过程是_。(填序号)(2)图中生态系统的基石是_，该生态系统中各组成成分通过_紧密联系，形成一个统一整体。(3)丙中的C
14、生物活动能力较强且活动范围广，调查C生物的种群密度时一般采用_法，B生物与D生物的种间关系是_。(4)该生态系统中分解者产生的能量不能流入生产者再被利用的原因是_。解析：(1)由二氧化碳库指向生产者，代表的是光合作用；乙是生产者，其可以利用无机物合成有机物，但是不能分解污水中的有机物，因此图中是多余的。(2)生产者是生态系统的基石；生态系统的功能包括物质循环、能量流动、信息传递，通过三大功能将生态系统的组成成分紧密联系，形成一个统一整体。(3)已知C的活动能力较强且活动范围广，因此调查其种群密度可用标志重捕法；据图分析，D以A和B为食、B以A为食，因此B与D之间存在捕食和竞争关系。(4)生态系
15、统的能量单向流动、不可循环使用的，分解者通过分解作用产生的能量最终会以热能的形式散失而不能再被生产者利用，因此该生态系统中分解者产生的能量不能流入生产者再被利用。答案：(1)光合作用 (2)乙 物质循环、能量流动、信息传递(3)标志重捕 捕食、竞争(4)生态系统的能量单向流动、不可循环使用的，分解者通过分解作用产生的能量最终会以热能的形式散失而不能再被生产者利用4(2019衡水高三金卷)下表是2012年长江口生态系统各营养级能量情况，请回答下列相关问题。营养级能量(单位：tkm2a1)A41.20B913.7C6 486D4.345E0.477注：各营养级之间存在捕食关系；长江口是传统捕鱼场(
16、1)上表中的生产者是_(填字母)，理由是_。(2)由上表可知，能量流动的特点为_，能量流动的研究对象是_(“表现为捕食关系的两种生物”“一条食物链上的上下营养级的所有生物”“整个食物网上处于上下营养级的所有生物”)。(3)长江口第一营养级到第二营养级的传递效率是_(保留小数点后一位数字)，而第二营养级到第三营养级的传递效率为4.5%，后者明显低于前者的原因可能是_。(合理即可)解析：(1)生产者固定的能量是生态系统的总能量，其他营养级的能量都会逐级递减，故生产者的同化量最多。(2)从不同营养级的同化量可看出营养级越高，同化量越少，体现能量流动的逐级递减，而营养级之间存在捕食关系，体现能量是单向
17、流动。生态系统的能量流动分析一般是以生产者、植食性动物、肉食性动物等营养级水平来研究的，因此其研究的对象是整个食物网上处于上下营养级的所有生物。(3)长江口第一营养级到第二营养级的传递效率是913.7/6486100%14.1%，而第二营养级到第三营养级的传递效率为4.5%，后者明显低于前者，可能是由于人类对第三营养级的捕捞量增加、第四营养级个体数增多等原因造成的。答案：(1)C 生产者处于能量流动的第一营养级，能量最多(2)逐级递减、单向流动 整个食物网上处于上下营养级的所有生物(3)4.1%人类対第三营养级的捕捞量增加；第四营养级的个体数目增多1“三看法”快速确认碳循环的各环节2生态系统能量流动的三点提醒(1)10%20%是相邻两个营养级的传递效率，不是两个个体之间的传递效率。(2)流经各营养级的总能量。对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”。对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”或“储存”。(3)能量传递效率能量利用率。能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级递减，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%20%。能量利用率。a通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值。b流入最高营养级的能量占生产者能量的比值。c考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。
