2020版《全程复习方略》高考生物一轮复习课堂互动探究案1生态系统的结构 学案

课堂互动探究案1  生态系统的结构

考点突破　素养达成

　生态系统的组成成分(国考5年2考)

(全国卷：2018全国卷Ⅲ；2015全国卷Ⅱ；地方卷：2014安徽、四川卷)

【师说考问】

考问　生态系统中四种成分的联系图示

(1)由上图可知：非生物的物质和能量是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源。

(2)生产者通过光合作用把太阳能转变为化学能，固定在有机物中，从而可以被生物所利用。

(3)从理论上讲，消费者的功能活动不会影响生态系统的根本性质。

(4)如果一个生态系统中没有分解者的话，动植物的遗体和动物的排遗物就会堆积如山，生态系统就会崩溃。

(5)由图示可知四种成分的关系分别是：①基础：非生物的物质和能量；②桥梁：生产者、分解者；③主导(基石)：生产者。

【题组跟进】

高考题组——研考向

　组成化合物的元素考查

1．[2015·江苏卷，9]下列关于种群、群落和生态系统的叙述，正确的是(　　)

A．五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度

B．就食性而言，杂食性鸟类的数量波动小于其他食性的鸟类

C．就生态系统的结构而言，生态瓶的稳定性取决于物种数

D．变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息

解析：蜘蛛种群密度的调查适于使用标志重捕法，五点取样法属于样方法，A错误；杂食性鸟类由于食物范围广，受环境影响较小，其数量波动小于其他食性的鸟类，B正确；就生态系统结构而言，生态瓶的稳定性主要取决于生产者、消费者和分解者的合理搭配，并非物种数目越多越稳定，C错误；变色龙的体色变化是基于和环境同步，并非向同类传递行为信息，D错误。

答案：B

2．[2015·天津卷，1]下图表示生态系统、群落、种群和个体的从属关系。据图分析，下列叙述正确的是(　　)

A．甲是生物进化的基本单位

B．乙数量达到环境容纳量后不再发生波动

C．丙是由生产者和消费者构成的

D．丁多样性的形成受无机环境影响

解析：由图可知：甲为个体，乙为种群，丙为群落，丁为生态系统。生物进化的基本单位是种群，A错误；种群数量达到环境容纳量后仍会出现上下波动，B错误；群落包括生产者、消费者和分解者，C错误；生态系统的多样性受无机环境的影响，D正确。

答案：D

[题后归纳]

生态系统各类成分的关系如下图

　生态系统的成分的考查

3．[2014·海南卷]下列关于土壤微生物的叙述，错误的是(　　)

A．土壤微生物参与生态系统的物质循环

B．土壤微生物可作为生态系统的分解者

C．秸秆经土壤微生物分解后可被农作物再利用

D．土壤中的硝化细菌是异养生物，因而不属于生产者

解析：大部分土壤微生物作为分解者，参与生态系统的物质循环，A、B正确；秸秆经土壤微生物分解为无机物，如CO2、无机盐等可被农作物再利用，C正确；土壤中的硝化细菌是自养型生物，属于生产者，D错误。

答案：D

[解题指导]

1．解答本题应明确如下两个“一定”

(1)自养型生物(包括光能自养型、化能合成作用自养型、光合细菌)一定是生产者，反之亦然。

(2)腐生型生物(包括腐生细菌、真菌及腐食动物等)一定是分解者，反之亦然。

2．生态系统四种组成成分的判断技巧

(1)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“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D→A→B，确定A为消费者、B为分解者。

(2)若问D、A、B具体是什么生物，则D主要为绿色植物，A主要为动物，B主要为营腐生生活的细菌和真菌。

(3)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。

　生态系统成分的综合考察

4．[2018·全国卷Ⅲ，32]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NO，通常植物根系对NO的吸收是通过________运输完成的。

解析：(1)蚯蚓是异养生物，属于分解者，故生命活动所需的能量来自于枯枝败叶中的有机物，分解者在生态系统中的作用是将动植物遗体及动物排遗物中的有机物分解为无机物。(2)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为以下几方面：了解生活垃圾的性质以确定能分解该垃圾的分解者、选择能分解垃圾中有机物的分解者、调整处理垃圾的理化条件(温度、湿度、pH等)以便适合分解者生活，快速降解有机物。(3)植物从土壤中吸收无机盐离子通常是通过主动运输方式，故对NO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

模拟题组——预趋势

　生态系统的组成成分辨析

1．生态系统是由生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量组成的统一整体。下列说法中错误的是(　　)

A．非生物的物质和能量为生物的生存提供了必备条件

B．生产者除绿色植物外，还包括黑藻、蓝藻、硝化细菌等原核生物

C．消费者和分解者都是异养生物，但它们获取营养的方式有区别

D．生态系统的组成成分在物质循环、能量流动和信息传递方面紧密联系

解析：非生物的物质和能量中，太阳能是植物光合作用的能量来源，植物的生长需要从无机环境中吸收无机物质，A项正确；黑藻属于真核生物，B项错误；消费者从活的生物体中获取营养物质，分解者从动植物遗体中获取营养物质，C项正确；生态系统的四种成分通过物质循环、能量流动和信息传递组成一个统一的整体，D项正确。

答案：B

[误区辨析]

(1)植物≠生产者：菟丝子属于植物，营寄生生活，是消费者。

(2)动物≠消费者：秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者。

(3)细菌≠分解者：硝化细菌和光合细菌是自养型，属于生产者；寄生细菌属于消费者。

　结合能量流动图或物质循环图判断生态系统的组成成分

2．下图表示生态系统中四种成分(甲、乙和丙、丁、戊所对应方框各代表一种成分)之间的关系，以下相关叙述正确的是(　　)

A．甲、乙和丙所包含的所有种群构成群落

B．戊不一定是微生物

C．图中存在竞争关系的只有乙2和丙2

D．丁的含量增加将导致臭氧层被破坏

解析：由图可知，甲是生产者，乙和丙是消费者，戊是分解者，丁是非生物的物质和能量。群落包含该区域内所有的生物，即包括生产者、消费者和分解者；戊是分解者，有些动物(如蚯蚓)也是分解者；图中乙1和丙1，有共同的食物来源甲，乙2和丙2有共同的食物来源丙1，都存在竞争关系；由图知丁不会导致臭氧层破坏，导致臭氧层被破坏的主要是含氟的气体。

答案：B

3．[2019·福建安溪一中月考]如图是生态系统中碳循环示意图，“→”表示碳的流动方向，下列说法正确的是(　　)

A．图中A是生产者，B、D、E是消费者，C是分解者

B．该生态系统的成分包括A、B、C、D、非生物的物质和能量

C．该生态系统中的一条食物链可表示为：A→D→E→B

D．E每增加1 kg的体重，至少需要25 kg的A

解析：图中A是生产者，D、E是消费者，B是分解者，C是大气中的CO2库，A项错误；生态系统的成分包括所有生物和非生物的物质和能量，所以还必须包括E，B项错误；B是分解者，不参与食物链的组成，C项错误；按最高能量传递效率计算，E每增加1 kg的体重，至少需要A为1÷20%÷20%＝25 kg。

答案：D

　生态系统的营养结构(国考5年4考)

(全国卷：2018全国卷Ⅱ；2016全国卷Ⅲ；2015全国卷Ⅱ；2014全国卷Ⅱ；地方卷：

2018海南卷；2017海南卷；2015福建、江苏卷；2014四川、安徽、江苏卷)

【师说考问】

考问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)特点：生产者为第一营养级，消费者所处营养级不固定，一般不会超过五个营养级。

考问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的营养结构。

(2)功能：是生态系统物质循环、能量流动的渠道。

考问3　实例分析

观察下面图示，回答相关问题。

(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)图中猫头鹰同时占有第三、四、五、六营养级。

(4)图中哪些生物属于次级消费者？狐、猫头鹰、吃虫的鸟、蜘蛛、青蛙、蛇。

(5)写出图示食物网中未包含的生态系统的成分：非生物的物质和能量、分解者。

(6)从图中可以看出，青蛙和蜘蛛之间的关系是：捕食和竞争。

(7)由图示可看出，食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而并非取决于生物数量。

【题组跟进】

高考题组——研考向

　生态系统营养结构的考查

1．[2016·全国卷Ⅲ，5]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环节

D．鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向

解析：鹰迁入后，形成了食物链：植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，据此可知，鹰的迁入会使该树林中黄雀(蝉的天敌)的数量减少，A错误；能量流动是沿着食物链进行的，细菌是分解者，不参与食物链的构成，即细菌的能量不能流向生产者，B错误；能量流动是沿着食物链进行的，鹰的迁入没有改变该生态系统能量流动的方向，D错误。

答案：C

2．[2015·海南卷]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．泥巴中的藻类

C．吃小鱼的大鱼　  D．泥巴中的大肠杆菌

解析：生态系统中第一营养级属于生产者，只有藻类属于生产者，答案选B；小鱼和小虾均是消费者，泥巴中的大肠杆菌属于分解者。

答案：B

3．[2017·海南卷，28选编]回答下列与生态系统稳定性有关的问题：

草→蚱蜢→青蛙→蛇→鹰是草原生态系统的一条食物链，在这条食物链中，次级消费者是________，在生态系统中消费者的作用有__________________________________________________________________(答出两点即可)。

解析：次级消费者是青蛙。消费者是能够促进生态系统物质循环和能量流动；调节种间关系；帮助植物传粉和传播种子；维持种群和生态系统的稳定性。

答案：青蛙　消费者是实现生态系统物质循环和能量流动的重要环节；调节种间关系；维持种群和生态系统的稳定性

　生态系统的结构综合考查

4．[2018·全国卷Ⅱ，31]大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用。这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题：

(1)当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级有可能增加，生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是________________________________________________________________________。

(2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的可能原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________(答出一点即可)。

(3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________(答出两点即可)。

解析：(1)生产者固定的太阳能总量是流入一个生态系统的总能量。能量在沿着食物链和食物网流动的过程中，各个营养级的生物都会通过自身的呼吸作用而消耗一部分能量(以热能的形式散失)，余下的用于生长发育和繁殖等生命活动的能量中，也有一部分随着残枝败叶或遗体残骸等被分解者分解释放出来而不能输入到下一营养级，即生产者固定的能量在沿食物链流动的过程中大部分损失了，传递到下一营养级的能量较少，因此食物链中的营养级数量一般不会太多。(2)依题意可知：顶级肉食性动物的引入，使得甲、乙两种植食性动物的竞争结果发生了反转(甲的数量优势地位丧失)，而该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，进而推知，甲的数量优势地位丧失的可能原因是：顶级肉食性动物对甲、乙的驱赶作用而引起的甲、乙的“恐惧”程度不同，甲对顶级肉食性动物的“恐惧”程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多。(3)某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度，由题意中“恐惧生态学”的知识可推知，其可能的原因有：一是该种大型肉食性动物对野猪的直接捕食而导致野猪的个体数减少，二是野猪因“恐惧”减少了采食。

答案：(1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少

(2)甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多

(3)大型肉食性动物捕食野猪；野猪因恐惧减少了采食

5．[2014·全国卷Ⅱ]某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群。调查得知，该生态系统有4个营养级，营养级之间的能量传递效率为10%～20%，且每个种群只处于一个营养级。一年内输入各种群的能量数值如下表所示，表中能量数值的单位相同。

回答下列问题：

(1)请画出该生态系统中的食物网。

(2)甲和乙的种间关系是__________；种群丁是该生态系统生物组分中的__________。

(3)一般来说，生态系统的主要功能包括__________、__________，此外还具有信息传递等功能。碳对生物和生态系统具有重要意义，碳在________和________之间的循环主要以CO2的形式进行。

解析：(1)根据题干可知：①营养级之间的能量流动效率为10%～20%；②每个种群只处于一个营养级。戊占有能量最多，应属于第一营养级；乙和丙能量值处于同一数量级并且二者之和(23.1)介于戊能量值的10%～20%(10.20%)，故乙和丙应同属于第二营养级；甲能量值介于第二营养级的10%～20%(15.4%)，应属于第三营养级；丁能量值介于第三营养级的10%～20%(13.48%)，应属于第四营养级。(2)根据(1)的食物网可推知：甲乙种间关系是捕食；题干已说明所列数据不包括分解者，而戊属于第一营养级，为生产者，因此其余生物包括丁在内均为消费者。(3)物质循环、能量流动、信息传递是生态系统的三大主要功能；碳以CO2的形式在生物群落与无机环境之间循环往复。

答案：(1)

(2)捕食　消费者

(3)物质循环　能量流动　生物群落　无机环境

[技法提炼]　食物网中种群数量变化连锁反应的分析方法

食物链和食物网中，某种生物数量增多或减少时，其他生物数量的变化可以从以下四个方面进行分析：

(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，一般不需要考虑生产者数量的增加或减少。

③处于最高营养级的种群有多种食物来源时，若其中一条食物链被中断，则该种群可通过多食其他食物来维持其数量基本不变。

(4)同时占有两个营养级的种群数量变化的连锁反应分析

①a种群的数量变化导致b种群的营养级降低时，则b种群的数量将增加。

②a种群的数量变化导致b种群的营养级升高时，则b种群的数量将减少。

特别提醒

(1)数食物链的规则：生产者→最高营养级，不中断、不漏掉。

(2)寄生、腐生生物及非生物的物质和能量不在食物链(网)中。

(3)数量波动变化应以就近原则，且以捕食关系进行判断。

模拟题组——预趋势

　食物链及食物网的分析

1．[2019·海口市模拟]下图为某生态系统中的食物网示意图，据图分析，下列说法正确的是(　　)

A．该食物网中包含4条食物链

B．蛇和鹰之间既存在捕食关系，又存在竞争关系

C．没有分解者，故图示各食物链均不完整

D．图中最短的食物链为：草→鼠→蛇→鹰

解析：由图可知，图中的食物链分别是：草→兔→鹰；草→鼠→鹰；草→鼠→蛇→鹰；草→鼠→狐；草→兔→狐，共五条，A错误；鹰和蛇都是生态系统中的高级消费者，处在不同营养级；鹰以蛇为食，为捕食关系；同时又处于同一营养级，都以鼠为食物，故又为竞争关系，B正确； 生态系统中的食物链是由生产者和消费者构成，分解者不参与构成食物链，C错误；草→鼠→蛇→鹰为图中最长的食物链，D错误。

答案：B

2．血吸虫是危害人类健康的寄生虫。其虫卵在水中孵化成毛蚴，毛蚴钻入钉螺(以藻类为食)体内发育成尾蚴，尾蚴从螺体逸入水中，可通过皮肤进入人体发育为成虫，虫卵随粪便排出进入水体。科研人员研究使用农化品(化肥、除草剂等)对血吸虫种群数量的影响，结果如下。下列分析正确的是(　　)

A．调查藻类和钉螺种群密度的方法是标志重捕法

B．藻类→血吸虫→钉螺→人构成了一条食物链

C．使用农化品增加了藻类产生量从而促进了血吸虫繁殖

D．使用农化品增加钉螺捕食者死亡率从而抑制血吸虫繁殖

解析：调查藻类和钉螺种群密度的方法都应该是样方法，A错误；食物链是以捕食关系建立起来的，钉螺以藻类为食，而血吸虫与钉螺、人之间都是寄生关系，且血吸虫是通过皮肤进入人体的，并没有通过钉螺，B错误；使用农化品增加了藻类产量，导致钉螺大量繁殖，进而促进了血吸虫的大量繁殖，C正确、D错误。

答案：C

　食物链和食物网中的数量变化分析

3．[2019·重庆月考题]下表是某生态系统食物网中，甲、乙、丙、丁四种生物有机物同化量的比例关系。下列关于该食物网推断最不可能的是(　　)

A.以上四个种群至少构成两条食物链

B．甲、乙两种群不可能处于同一营养级

C．第一营养级同化的能量不可能全部被第二营养级利用

D．乙、丙以甲为食物，丁以乙、丙为食物

解析：根据生态系统的能量传递效率是10%～20%，则甲一定处于第一营养级，若只有甲为第一营养级，则第二营养级有机物的同化比例在8.6～17.2，若只有乙为第二营养级，则第三营养级有机物的同化比例在1.2～2.4，第三营养级有丙、丁，食物链有两条；若第一营养级不只有甲一种，则食物链也是至少两条，A正确；若甲、乙为同一营养级，则第二营养级有机物的同化比例在9.8～19.6，而丙、丁的同化量只有2.0，故甲、乙不可能处于同一营养级，B正确；第一营养级同化的能量一部分被自身呼吸作用消耗，还有一部分不能被下一营养级利用，第一营养级同化的能量不可能全部被第二营养级利用，C正确；若乙、丙以甲为食物，丁以乙、丙为食物，乙、丙同化量的10%～20%是1.31～2.62，D不可能。

答案：D

4．[经典模拟]如图表示一个海滩湿地生态系统中部分生物的食物关系。有关分析错误的是(　　)

A．细菌既可作为分解者，又可作为消费者的食物

B．第三营养级的生物有食草虫、线虫、海螺

C．若大米草死亡，将导致细菌数量增加，沼蟹数量亦增加

D．若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛数量将减少

解析：细菌在生态系统中可以作为生产者、消费者或分解者，图示中的细菌可以作为消费者线虫的食物；食物链的营养级一般以捕食链划分，生产者为第一营养级，食草虫、线虫和海螺都是第二营养级，第三营养级的生物有沼蟹、蜘蛛；若大米草死亡，则细菌数量增加，以细菌为食物的线虫数量增加，沼蟹数量亦增加；若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛的食物减少，引起蜘蛛数量减少。

答案：B

课堂总结　网络建构

[网络建构]

[答题必备]

1．生态系统的四种成分：非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。

2．生产者、消费者和分解者的地位

(1)生产者是生态系统的基石。

(2)消费者是生态系统最活跃的部分。

(3)分解者是生态系统的关键成分。

3．捕食食物网中体现的两种种间关系：捕食关系和竞争关系。

4．食物链和食物网的特点和功能

(1)特点：在食物链中，第一营养级总是生产者，各种动物在不同的食物链中所处的营养级可能不同。

(2)功能：食物链和食物网是生态系统的营养结构，是生态系统能量流动和物质循环的渠道。