2020版新一线高考生物（苏教版）一轮复习教学案：必修3第9单元第3讲　生态系统和生物圈

  第3讲　生态系统和生物圈

[考纲展示]　生态系统的结构(Ⅰ)

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。

（2）分类

(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

指在一定的空间内，生物成分和非生物成分通过物质循环、能量流动和信息传递，彼此相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。地球上最大的生态系统是生物圈。

(2)生态系统的类型

类型

(3)生物圈

①概念：指地球上的全部生物及其无机环境的总和。

②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)：

[判断与表述]

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)生态系统是由种群和无机环境组成的有机统一体。(×)

提示：生态系统由生物群落及其生活的无机环境构成。

(2)生产者一定是绿色植物。(×)

提示：生产者是自养生物，而自养生物包括绿色植物、化能合成细菌等。

(3)分解者是联系外界环境与生物群落的桥梁，生态系统中消费者处于主导地位。(×)

提示：消费者可加快生态系统的物质循环，但并非占主导地位。

(4)细菌在生态系统中可能是生产者，也可能是消费者或分解者。(√)

2．思考回答(规范表述)

如图表示生态系统中各成分之间的联系，试解读：

(1)用字母及文字指出图中生态系统的四种组成成分分别是什么？

提示：A为非生物的物质和能量，E为生产者，F、D、B均为消费者，C为分解者。

(2)图中构成群落的有哪些？(用字母表示)

提示：B、C、D、E、F。

(3)在生态系统中F的作用是什么？(答出两点即可)

提示：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。

　生态系统各组成成分的相互关系

(1)非生物成分(或无机环境)是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源。

(2)生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”；生产者和各级消费者通过捕食关系建立的食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道。

◎考法　生态系统组成成分的分析与判断

[解题指导]  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

(1)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。

(2)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。

(3)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：

(1)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。

(2)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”。

(3)根据D→A→B，确定A为消费者、B为分解者。

1．下列关于生态系统组成成分的叙述，正确的是(　　)

A．动物都属于消费者，其中食草动物属于第二营养级

B．细菌都属于分解者，其异化作用类型主要是需氧型和厌氧型

C．生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分

D．一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分

C　[少数动物如蚯蚓等属于分解者，A错误；硝化细菌属于生产者，B错误；一种生物由于不同的生理活动，可能属于生态系统中不同的生物成分，如猪笼草等既属于生产者，又属于消费者，D错误。]

2．如图为某生态系统的各成分关系简图，下列叙述错误的是(　　)

A．甲是生产者，它是生态系统的基石

B．乙是消费者，包括全部的动物

C．生态系统的能量主要来自太阳能

D．图中的“甲→乙”是生态系统的营养结构

B　[乙是消费者，包括大部分的动物、寄生细菌等。一部分动物属于分解者，由此判断B项错误。]

3．(2018·河北衡水冀州中学第三次月考)如图表示生态系统四种成分之间的关系，以下相关叙述中，正确的是(　　)

A．1和2所包含的所有种群构成群落

B．3代表的一定是原核生物

C．4可以表示大气中的CO2

D．①代表光合作用，②代表细胞呼吸

C　[图中1与4之间可以进行双向的物质交换，而1与2均指向3，1有3个箭头指出，4有3个箭头指入，可以判断出1、2、3、4分别是生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。1与2所包含的种群不能构成群落，还缺分解者3，故A错误；3(分解者)中既有原核生物，也有真核生物，故B错误；4可以代表大气中的CO2，那么③过程可为光合作用，②过程代表细胞呼吸，而①表示捕食关系，故C正确，D错误。]

考点二| 食物链和食物网

1．食物链

(1)概念：生态系统中生物之间由于营养关系形成的营养结构。

(2)营养级：处于食物链某一环节上的各种生物总和。(3)食物链中的生物在生态系统中的成分及其营养级级别[连线]

提示：①—b—Ⅱ　②—a—Ⅴ　③—d—Ⅲ　④—e—Ⅳ　⑤—c—Ⅰ

2．食物网

(1)概念：生态系统中的许多食物链相互交错形成更为复杂的营养结构。

(2)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。

(3)功能：是生态系统物质循环和能量流动的渠道。

(4)特点：①同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。

②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．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)食物链中某营养级指的是某种生物或种群。(×)

提示：食物链中的某个营养级指的不是一种生物或一个种群，而是指处于该营养级的所有生物。

(2)食物网中的两种生物之间只有捕食关系。(×)

提示：食物网中的两种生物之间，可能存在捕食和竞争两种种间关系。

(3)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。

(4)如在适当时间将鸭引入稻田，鸭能以稻田中的杂草、田螺等有害生物为食，从而可以减少农药的使用，减轻环境污染。(√)

(5)某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间的食物链为捕食食物链。(√)

2．思考回答(规范表述)

如图所示是一个陆地生态系统食物网的结构模式图。据图分析下列问题：

(1)该生态系统的主要成分是什么？

提示：甲、戊。

(2)丙种群数量发生变化，辛种群数量可以保持基本不变，原因是什么？

提示：能量和物质可通过其他渠道传递到辛。

(3)图中某种消费者的灭绝，是另一种消费者的灭顶之灾，这两种生物分别是什么？

提示：己、庚。

(4)既有竞争关系又有捕食关系的生物是什么？

提示：丁和辛、丙和乙、乙和丁。

1．食物链的特点

(1)每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物捕食的动物，即最高营养级，中间为多种动物，有任何间断都不算完整的食物链。营养级一般不会超过五个。

(2)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，一般不需要考虑生产者数量的增加或减少。

◎考法1　考查食物链(网)的分析

1．如图表示南极某海域的食物网，据图判断正确的是(　　)

A．此食物网共有6条食物链

B．硅藻既是生产者，又是分解者

C．磷虾在不同食物链上都属于同一营养级

D．严禁过度捕杀蓝鲸是由于其对该食物网影响最大

C　[此食物网共有9条食物链，硅藻是植物，属于生产者，不是分解者，生产者遭到破坏对食物网的影响最大。而磷虾在每一条食物链中都是第二营养级，C项对。]

2．(2015·海南高考)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

B　[生产者处于生态系统第一营养级，泥巴中的藻类是生产者；依题意知，小虾是初级消费者，小鱼是次级消费者，大鱼是三级消费者，泥巴中的大肠杆菌属于分解者，故答案选B。]

[误区警示]  关于食物链和食物网的两个误区

1．“某营养级”的生物不一定都是一个种群。食物网中处于某营养级的生物有很多种群，甚至许多物种。

2．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。

◎考法2　食物链和食物网中生物数量的变化分析

3．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

B　[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，A正确；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，B错误；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，C正确；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，D正确。]

4．如图所示某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是(　　)

A．鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量

B．土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势

C．浮游动物总量锐减后再急升

D．浮游植物总量急升后再锐减

A　[首先分析出鲈鱼以鱼a、鱼b两种小型土著鱼为食，且鲈鱼与土著鱼属于不同种生物；再依据食物链的营养环节由后向前分析土著鱼、浮游动物和浮游植物的总量变化。鲈鱼以土著鱼为食，处在土著鱼的下一个营养级，由于能量每流经一个营养级都要消耗一部分，因此鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量，A项正确；土著鱼和鲈鱼为捕食关系，B项错误；鲈鱼引入会导致土著鱼总量先减少后增加，间接导致浮游动物总量先增加后减少，而浮游植物总量的变化则为先减少后增加，C、D两项错误。]

真题体验| 感悟高考　淬炼考能

1．(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。]

2．(2014·海南高考)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

D　[土壤中的微生物可将动植物残骸(包括秸秆)中的有机物分解成无机物，属于分解者；这些无机物进入无机环境后，可被农作物吸收利用，重新回到生物群落，因此土壤微生物参与了生态系统的物质循环；硝化细菌可进行化能合成作用，属于自养生物，是生产者。]

3．(2015·全国卷Ⅱ)某生态系统总面积为250 km2，假设该生态系统的食物链为甲种植物→乙种动物→丙种动物，乙种动物种群的K值为1 000头。回答下列问题：

(1)某次调查发现该生态系统中乙种动物种群数量为550头，则该生态系统中乙种动物的种群密度为________；当乙种动物的种群密度为________时，其种群增长速度最快。

(2)若丙种动物的数量增加，则一段时间后，甲种植物数量也增加，其原因是__________________________________________________________________。

(3)在甲种植物→乙种动物→丙种动物这一食物链中，乙种动物同化的能量________(填“大于”“等于”或“小于”)丙种动物同化的能量。

解析：(1)该生态系统中，乙种动物种群数量为550头，该生态系统的总面积为250 km2，则乙种动物的种群密度为550÷250＝2.2头·km－2。乙种动物种群的K值为1 000头，当种群数量为K/2时，种群的增长速度最快，此时乙种动物的种群密度为500÷250＝2头·km－2。

(2)若丙种动物的数量增加，则乙种动物被丙种动物捕食的概率增加，导致乙种动物数量减少，而乙种动物数量减少将导致被捕食者甲种植物的数量增加。

(3)在甲种植物→乙种动物→丙种动物这一食物链中，乙种动物同化的能量主要有三个去路：被下一营养级(丙种动物)同化、自身呼吸消耗和被分解者利用。因此，乙种动物同化的能量要大于丙种动物同化的能量。

答案：(1)2.2头·km－2　2头·km－2　(2)由于乙种动物以甲种植物为食，丙种动物的数量增加导致乙种动物的数量减少，从而导致甲种植物数量的增加　(3)大于

4．(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)根据生态系统中相邻两营养级间能量的传递效率为10%～20%和能量流动逐级递减的理论进行分析。戊含有的能量最多，处于第一营养级；乙和丙含有的能量较多且相差很小，都处于第二营养级；甲含有的能量较少，处于第三营养级；丁含有的能量最少，处于第四营养级。由此可画出该生态系统中的食物网为：

。

(2)根据食物网可以看出：甲和乙的种间关系是捕食，戊是生产者，甲、乙、丙和丁都为消费者。(3)生态系统的功能是能量流动、物质循环和信息传递等。碳循环是生态系统中物质循环的重要组成部分，碳在生物群落中是以有机物的形式进行传递的，而在无机环境和生物群落之间的循环主要以CO2的形式进行。

答案：(1)戊乙甲丁丙　(2)捕食　消费者

(3)物质循环　能量流动　生物群落　无机环境