1、第3讲生态系统的结构和能量流动考情研读备考定位考点展示核心素养1生态系统的结构。2生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及应用。1生命观念通过分析生态系统的结构及能量流动的过程，建立结构与功能相统一的观点及生命系统的物质和能量观。2理性思维通过构建生态系统组成成分之间的关系模型，培养运用模型分析问题的能力；通过分析食物链(网)中各营养级生物的数量变动情况及能量流动过程图解，培养运用逻辑思维分析问题的能力。3科学探究通过总结研究能量流动的实践意义，形成学以致用，关注生产生活的态度。考点一生态系统的结构自主回顾素养储备基础梳理1生态系统的概念：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。地
2、球上最大的生态系统是生物圈。2生态系统的结构3生态系统的营养结构(1)食物链概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。实例表现形式：起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物(最高营养级)。消费者级别营养级级别1。(2)食物网概念：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。形成原因：生态系统中，一种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。思维辨析易错整合，判断正误。(1)生态系统中分解者的作用是将有机物分解成无机物()(2) “大鱼吃小鱼，小鱼吃小虾，小虾吃泥巴”，泥巴中的藻类属于第一营养级()(3)土
3、壤微生物可作为生态系统的分解者()(4)土壤中的硝化细菌是异养生物，因而不属于生产者()(5)生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，其中生产者是生态系统的基石()(6)食物网中两种生物间只能有一种种间关系()(7)生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大()(8)食物链纵横交错形成的复杂营养关系就是食物网。食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量()延伸探究1甲、乙两图均为生态系统成分及结构关系图，试解读(1)用数字及文字指出图甲中生态系统的四种组成成分分别是什么？(2)图甲中哪些成分共同构成生物群落？它们是否都参与食物链、食物网的构成？(3)图乙中X及a、b、
4、c分别指什么？提示(1)非生物的物质和能量，生产者，分解者，消费者。(2)。不参与食物网的构成。(3)X生物群落，a消费者，b生产者，c分解者。2生产者、消费者和分解者是紧密联系，缺一不可的，描述三者在生态系统的地位如何？提示生产者是生态系统中的最主要的成分，是生态系统的基石。消费者是生态系统中最活跃的成分，分解者是生态系统中不可缺少的成分。3分析食物网模式图，回答下列问题。(1)图示食物网中包含8条食物链。(2)写出图中含营养级最多的食物链：草食草昆虫蜘蛛青蛙蛇猫头鹰。(3)图中狐属于次级消费者，占第三营养级。(4)猫头鹰同时占有第三、四、五、六营养级；它获得能量最多的食物链是：草鼠猫头鹰。
5、(5)从图中可以看出，青蛙和蜘蛛的种间关系是捕食和竞争。(6)该图作为生态系统还缺少的成分是非生物的物质和能量、分解者。剖析难点考点突破重难精讲1各组成成分的比较比较项目组成内容作用生物同化类型地位非生物的物质和能量阳光、热能、空气、水分、无机盐等为生物提供物质和能量，是生物群落赖以生存和发展的基础必备成分生产者主要是绿色植物，也包括化能自养型微生物(如硝化细菌)制造有机物，储存能量；为消费者提供食物和栖息场所自养型主要成分(基石)消费者主要包括绝大部分动物，包括寄生生活的微生物和植物(如菟丝子)加快生态系统中的物质循环；有利于植物的传粉和种子的传播异养型最活跃的成分分解者营腐生生活的微生物及
6、腐食性的动物(如蚯蚓、蜣螂)通过分解作用将生物遗体、排泄物分解为无机物，供生产者重新利用异养型物质循环中的关键成分联系各成分相互作用形成一个统一整体(1)生态系统成分的误区类型与特例分析误区类型特例细菌都是分解者硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于特殊消费者动物都是消费者蚯蚓、蜣螂、秃鹫及某些种类的软体动物是以动植物残体为食的腐生动物，属于分解者生产者都是绿色植物蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者主要是绿色植物植物都是生产者菟丝子等一些寄生植物营寄生生活，属于消费者(2)生态系统组成成分关系图解分析先据双向箭头“”确定“非生物的物质和能量”和“生产者”，再判断两者中有
7、“3”个指出箭头的D为“生产者”，有“3”个指入箭头的C为“非生物的物质和能量”，最后根据DAB，确定A为消费者、B为分解者。若问D、A、B具体是什么生物，则D主要为绿色植物，A为动物，B为营腐生生活的细菌和真菌。图示中D、A、B共同构成生物群落，食物链(网)中只包括D和A。2食物网中生物数量的变化分析(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，被捕食者数量增加，但随着数量增加，种内斗争加剧，种群密度还要下降，直到趋于稳定。(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
8、种生物，它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。(1)距离基本能源(如生产者)越近的生物，受到捕食或取食的压力越大，因而其种类和数量越多，生殖能力越强。(2)食物网越复杂，最高营养级生物就越能获得持续稳定的能量。(3)取食对象一般选取低营养级生物的原因：低营养级生物所含的能量多；富集有毒物质少。精准命题突破点生态系统的概念及成分典例剖析例1(2020陆良县一模)下列关于生态系统成分的叙述正确的是(C)A动物都属消费者，食草动物属第三营养级B细菌都属分解者，将有机物分解成无机物C生产者都属自养生物，食物链中除生产者外，还有消费者D分解者一定是微生物，都不能有氧呼吸解析少数动物也属于分解者，如蚯蚓
9、，以腐烂的食物为食，食草动物属于第二营养级；A、D错误；细菌不一定属于分解者，也可以是消费者和生产者，如化能合成细菌是自养生物，属于生产者，B错误；生产者属于自养生物，是生态系统的主要成分，食物链中除生产者外，还有消费者，C正确。对应训练1(2021湖南永州模拟)某种甲虫以土壤中的落叶为主要食物，假如没有这些甲虫，落叶层将严重堆积，最终导致落叶林生长不良。以下分析正确的是(C)A这种甲虫属于次级消费者B这种甲虫与落叶树之间为捕食关系C这种甲虫对落叶林的物质循环有促进作用D这种甲虫在能量金字塔中位于底部解析根据题意，甲虫以土壤中的落叶为主要食物，没有这些甲虫，落叶层将严重堆积，可以推知甲虫属于该
10、生态系统中的分解者，A错误；食物链中的生物之间是捕食关系，而甲虫是分解者，不属于食物链的成分，B错误；甲虫属于分解者，能够促进生态系统的物质循环，C正确；甲虫是分解者，而能量金字塔的底部是生产者，D错误。突破点生态系统的营养结构食物链、食物网典例剖析例2如图所示为某生态系统的食物网，下列相关叙述正确的是(D)A图中所有生物对应种群的集合，称为该生态系统的群落B食草昆虫的锐减对该生态系统的稳定性没有影响C该生态系统中共有10条食物链，其中狐处于两条食物链中D该食物网中，具有捕食和竞争关系的不仅仅是青蛙和蜘蛛解析图中食物网只包括生产者和消费者，不包括分解者，因此图中所有生物不能构成一个群落；食草昆
11、虫的锐减会导致该生态系统的营养结构简单化，致使生态系统的稳定性减弱；该生态系统中共有8条食物链；吃虫的鸟和蜘蛛之间、猫头鹰和蛇之间也是捕食和竞争关系。技巧点拨 食物链变式模型的分析(1)下图中图1和图2都是以每个营养级中有机物多少为依据，图l中的食物链是丙甲乙丁，图2中的食物链是丙丁甲乙。(2)图3表示甲和乙之间为捕食关系，甲是被捕食者，乙是捕食者，在食物链中，甲是低营养级，乙是高营养级。(3)图4表示的是生态系统的组成成分图解，A是生产者，B是消费者，C是分解者，D是非生物的物质和能量，其中的食物链是AB。对应训练2某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如图所示。下列叙述错误的
12、是(D)A人与兔的种间关系是捕食和竞争B若除去鼬，则鹰的数量会增加C大量捕杀鼬会导致鼠种内斗争增强D植物中的能量能通过5条食物链传递给鹰解析兔和人有共同的食物来源，二者存在竞争关系，同时兔也能被人捕食，二者存在捕食关系；鼬和鹰都能捕食兔和鼠，若除去鼬，鹰缺乏竞争，数量会增多；大量捕杀鼬时，鼠的数量会增多，种内斗争会增强；从植物到鹰的食物链有4条。考点二生态系统的能量流动自主回顾素养储备基础梳理1生态系统的能量流动过程、特点及意义2消费者的能量流动注意：最高营养级消费者的能量没有流向下一营养级这条途径。(1)上述图解可以得到：摄入量同化量粪便量。(2)在各营养级中，能量的几个去路：通过呼吸作用以
13、热能的形式散失；被下一营养级生物利用；被分解者利用；未被利用。思维辨析易错整合，判断正误。(1)生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失过程()(2)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能()(3)流经第三营养级的总能量是指三级消费者摄入到体内的能量()(4)除最高营养级外，某一营养级的总能量由四个部分组成：自身呼吸消耗的能量、流向下一个营养级的能量、被分解者利用的能量和未被利用的能量()(5)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会大于20%()(6)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，可以提高生态系统的能量传递效率()(7)一只狼捕食了一只兔子，就完成了能量流动()
14、(8)营养级越高的生物获得的能量越少，体型也越小()(9)“桑基鱼塘”实现了能量的多级利用，大大提高了能量的传递效率()延伸探究1如图甲为某自然生态系统的能量金字塔简图，其中、分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中ag表示能量值的多少。请据图分析回答。(1)图甲中m1输入该生态系统的途径是生产者的光合作用。 (2)图乙中，若A表示图甲中营养级的生物摄入能量，营养级的生物同化能量可用图中哪个字母表示？其能量值如何表示？(用图中字母)(3)从图乙中能计算能量传递效率吗？说明原因。提示(2)Bb(或de)(3)不能。图乙仅表示能量流
15、经该生态系统某一营养级的变化，计算能量传递效率需知道相邻两营养级生物的同化量。2就这一食物网而言，若人的素食肉食比例由11调整为21，则同样的玉米，人获得的能量是原来的多少倍？写出推导思路(设传递效率为20%)。提示1.29。推导思路如下设玉米能量均为A，调整前人获得能量为x1，调整后人获得能量为x2，则A，A，则x1，x2，1.29。3如果把各个营养级的生物数量关系，用绘制能量金字塔的方式表达出来，是不是也是金字塔形？如果是，有没有例外？提示一般情况下，也是金字塔形。但是有时候会出现倒置的塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一
16、时刻调查到的浮游植物的数量可能低于浮游动物的数量。当然，总的来看，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。与此同理，成千上万只昆虫生活在一株大树上，该数量金字塔的塔形也会发生倒置。剖析难点考点突破重难精讲1流入某一营养级的能量来源和去路(1)能量来源(2)能量去向：流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可从以下两个角度分析：定量定时：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：a自身呼吸消耗；b流入下一营养级；c被分解者分解利用；d未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。2能量流动特点及原因分析
17、(1)单向流动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。各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物重复利用，因此能量流动无法循环。(2)逐级递减各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。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流动模型生态金字塔的类型、含义比较类型能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状特点正金字塔形一般为正金字塔形一般为正金字塔形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级递减一般生物有机物的总质量沿食物链升高逐级递减每一阶含义每一营养级生物所含能量
18、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特殊形状无极少能量流动中的三个易误点(1)动物同化的能量不等于摄入的能量动物同化的能量摄入量粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利用大象的粪便获得能量，就不能说蜣螂获得了大象的能量。(2)粪便量不是该营养级同化量的一部分消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于上一营养级被分解者利用的部分。(3)能量传递效率与能量利用效率的区别能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，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为10%20%。其计算公式为能量传递效率(一
19、个营养级同化量/上一营养级同化量)100%。能量利用效率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值。合理调整能量流动关系，可提高能量的利用效率。精准命题突破点生态系统能量流动的过程典例剖析例3(2021内蒙古赤峰二中第三次月考)生态系统中存在食物链“马尾松松毛虫杜鹃”，如图表示松毛虫摄入能量的流动方向，下列叙述正确的是(B)A该食物链中的生物在数量上呈正金字塔模型B松毛虫和杜鹃之间的能量传递效率可用E/A100%表示C由松毛虫流入分解者的能量可用CDF表示D若迁走全部杜鹃，松毛虫的种群数量将呈“J”型增长解析该食物链中的生物在能量上呈正金字塔形，
20、而数量上松毛虫的数量多于马尾松，不呈现正金字塔形；松毛虫的同化量是A，杜鹃的同化量是E，能量传递效率可用 E/A100%表示；由松毛虫流入分解者的能量可用DF表示，C表示松毛虫粪便量，属于马尾松的能量；若迁走全部杜鹃，但由于资源和空间是有限的，松毛虫的种群数量增长将呈现“S”型曲线。 对应训练3(2021常州一模)大闸蟹是以植物为主的杂食性甲壳类，因其味道鲜美而被大量养殖。如图为养殖大闸蟹的阳澄湖某水域生态系统能量流动的部分图解，其中的英文字母表示能量(单位：kJ)。对该图的分析正确的是(C )A流经阳澄湖该养殖区域的总能量为aB植物到大闸蟹的能量传递效率为c/(b2)100%C图中d代表大闸
21、蟹用于生长、发育和繁殖的能量D该区域由于有人工的管理，生态系统稳定性一定比自然区域高解析流经阳澄湖该养殖区域的总能量为a与输入的有机物中的能量之和，A错误，由图可知，c为初级消费者的同化量，而b为初级消费者的摄入量，B错误；图中d代表大闸蟹用于生长、发育和繁殖的能量，C正确；该区域由于有人工的管理，能提高生态系统的稳定性，但不一定比自然区域高，D错误。突破点能量流动的特点和应用典例剖析例4(2020北京石景山区高三期末)下表为养鱼对水稻产量和稻田土壤有机质含量影响的实验结果。下列相关说法错误的是(C)处理水稻产量(kg/hm2)土壤有机质(%)稻田养鱼4 0232.72对照3 4742.56A
22、引入稻田中的鱼同样受到食物和生存空间等因素的限制B鱼可以吃掉稻田中的害虫和杂草，从而提高了水稻产量C稻田养鱼使水稻更多的从土壤中吸收鱼粪中的有机质D稻田养鱼使稻田生态系统中的营养结构复杂程度提高解析稻田中可提供的食物和生存空间有限，引入稻田中的鱼同样受到食物和生存空间等因素的限制，A正确；鱼可以吃掉稻田中的害虫和杂草，使能量较多的流向水稻，从而提高了水稻产量，B正确；鱼粪中的有机质需经分解者分解为无机物才会被水稻吸收利用，C错误；稻田养鱼增加了稻田中的生物种类，使稻田生态系统中的营养结构复杂程度提高，D正确。对应训练4(2021玉田县期中)下列关于生态系统的能量流动的叙述中，错误的是(C)A由于生态系统的能量流动是逐级递减的，所以营养级越高所同化的能量就越少B由于散失的热能都不能被生产者重新固定，所以生态系统的能量流动是单向不可循环的C充分利用作物秸秆等可以提高能量传递的效率D能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网解析由于生态系统的能量流动是逐级递减的，所以营养级越高所同化的能量就越少，A正确；由于散失的热能都不能被生产者重新固定，所以生态系统的能量流动是单向不可循环的，B正确；充分利用作物秸秆等可以提高能量的利用率，C错误；能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网，D正确。