2018届高考生物一轮（课标通用）课件：专题二十一 生态系统的结构、功能、稳定性及环境保护

这是一份2018届高考生物一轮（课标通用）课件：专题二十一 生态系统的结构、功能、稳定性及环境保护，共60页。PPT课件主要包含了考点48，考点49，考点50，试做真题，高手必备，萃取高招，对点精练，生物多样性等内容，欢迎下载使用。
本专题所包含的知识点需下功夫记忆。学习生态系统,可以按标题分为结构、功能、稳定性来进行分类学习。结构方面,要熟练掌握生态系统的组成成分和作用;食物链、食物网的分析是该部分的常考点,能量流动则是功能中的常考点,以食物网为载体计算能量流动的最大最小值是这部分难题的常考点,一定要根据题目条件判断是正着推还是倒着推,能量的传递效率选择10%还是20%。此外,物质循环和信息传递等都会结合图表等形式进行分析考查,还是要关注教科书,关注概念。
由于这一部分的知识点条理性很强,可通过反复列表、列树形图等进行强化记忆,另外要非常注意教科书上的一些题目,它们有时就会成为出题的一种导向。北京大学　喻恩帅
生态系统的结构1.(2016·课标全国Ⅲ,5,6分,较低难度)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
【答案】 C　本题考查食物链及能量流动的相关知识。鹰迁入后,形成了食物链:植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰。鹰捕食黄雀,因此鹰的迁入会使该树林中黄雀(螳螂的天敌)的数量减少,故A项错误。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,故细菌的能量不能流向生产者,B项错误。能量流动是沿着食物链进行的,鹰的迁入增加了食物链的长度,使该生态系统能量消耗的环节增多,但未改变能量流动的方向,C项正确,D项错误。
2.(2014·海南单科,16,2分,较低难度)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【答案】 D　土壤微生物以腐生为主,所以多数为生态系统的分解者,参与生态系统的物质循环,A、B项正确;秸秆经土壤微生物分解成水、无机盐和二氧化碳,这些成分可被农作物再利用,C项正确;硝化细菌是化能自养型生物,在生态系统中属于生产者,D项错误。
3.(2014·大纲全国,33,10分,较低难度)现有A、B两个密闭、透明的生态瓶,其生物组成和光照条件见下表。一段时间后,发现A瓶的生态系统较B瓶的稳定。
注:“+”表示有,“-”表示无。
请回答下列问题。(1)A瓶中微生物、浮游藻类、水草和浮游动物共同组成了一个　　　　　　　　　,浮游藻类和水草的种间关系为　　　　。 (2)一段时间后,B瓶中浮游藻类种群密度　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　;浮游动物的种群密度　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　。 (3)生态系统中分解者的作用是　　　　。
【答案】 (1)生物群落　竞争(2)降低　没有光照,藻类无法进行光合作用(其他合理答案也可)　降低　氧气与食物不足(其他合理答案也可)(3)将动植物遗体残骸中的有机物最终分解成无机物【解析】 本题考查生态瓶的相关知识。(1)生态瓶中所有生物共同构成了一个生物群落。在生态瓶中,浮游藻类和水草都属于第一营养级,是竞争关系。(2)B瓶中没有光照,藻类不能进行光合作用,一段时间后其种群密度会降低。浮游动物以浮游藻类为食,浮游动物的种群密度会因为浮游藻类种群密度的降低及溶氧量下降等而降低。(3)在生态系统中分解者最终将动植物遗体残骸中的复杂的有机物分解为无机物。
4.(2013·大纲全国,33,11分,较低难度)某一池塘中有三个优势种群,分别是鳙鱼、浮游动物A和浮游植物B,其中鳙鱼以浮游动物A为食,浮游动物A以浮游植物B为食。回答下列问题。(1)为提高池塘鳙鱼的产量,采取向池塘中施肥和捕捞小型野杂鱼等措施,其中施肥的作用是直接提高　　　　的种群数量。捕捞野杂鱼的作用是降低其与鳙鱼对　　、　　　和空间等资源的竞争。 (2)若大量捕捞使池塘中的鳙鱼数量减少,则短时间内会导致　　　　　　　　的种群数量迅速下降。 (3)若池塘施肥过量,一段时间后,池塘内上述三个优势种群消失了两个,它们是　　　,消失的主要原因是缺少　　　。再经过一段时间后,仅存的一个优势种群也基本消失,而另一类生物如微生物大量繁殖,使水体变黑发臭,该类生物在生态系统中属于　。
【答案】 (1)浮游植物B　食物　氧气(或溶解氧)(2)浮游植物B(3)浮游动物A和鳙鱼　氧气(或溶解氧)　分解者
【解析】 (1)当水温、无机盐、光照等条件适宜时,浮游植物可大量繁殖,因此施肥可直接提高浮游植物B的种群数量。其他野杂鱼和鳙鱼之间是竞争关系,因此捕捞野杂鱼能降低其与鳙鱼对食物、氧气、生存空间等资源的竞争。(2)这三个种群构成一条食物链:浮游植物B→浮游动物A→鳙鱼,大量捕捞鳙鱼使其数量减少,浮游动物A因天敌数量减少而增加,浮游植物B因天敌数量增加而减少。(3)由于施肥过量,浮游植物大量繁殖,水的透明度降低,使得阳光难以穿透水层,影响下层植物的光合作用,浮游植物B呼吸作用相应增强,会使水中溶解氧减少,造成浮游动物A和鳙鱼死亡。动植物死亡后,水中的厌氧微生物分解有机物,大量繁殖,产生有害气体,使水体发黑变臭,这些厌氧微生物在生态系统中属于分解者。
5.(2015·海南单科,28,9分,较低难度)回答下列关于红树林生态系统的问题。(1)红树林具有调节气候、保护海岸的作用。从生物多样性价值的角度分析,这种作用所具有的价值属于　　　　(填“间接”或“潜在”)价值。 (2)某红树林生态系统的碳循环如右图所示。图中A是一种气体,B、C、D、E和F表示生物成分,箭头表示碳流动的方向。图中A表示　　　　　,生物成分E表示　　　　　　,生物成分F表示　　　　　　,　　　　　　表示初级消费者。
【答案】 (1)间接(2)CO2　生产者　分解者　C【解析】 本题主要考查生态系统的结构、碳循环和生物多样性的价值。(1)调节气候和保护海岸属于生态价值,生态价值即间接价值。(2)大气中的CO2库和生产者进行双向交流,同时其他各种生物成分都可产生CO2,因此A表示CO2,E表示生产者,C、B、D依次表示初级消费者、次级消费者和三级消费者。其他各种生物成分的碳都可流向F,F中的碳单向流向大气,故F表示分解者。
1.生态系统的组成成分
2.生态系统的营养结构(1)食物链
①每条食物链的起点一定是生产者,最高营养级为不被其他动物所食的动物。②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。③食物链中营养级一般不超过5个,因为沿食物链流动的能量是逐级递减的。④某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物,不代表单个生物个体,也不代表一个种群。
(2)食物网①形成:一种生物以两种或两种以上的生物为食。②在食物网中,同一消费者在不同食物链中可以占有不同的营养级。③两种生物之间的种间关系有可能既是捕食关系,又是竞争关系。④食物链和食物网功能:能量流动、物质循环的渠道。
典例导引1(2017·宁夏石嘴山模拟,17)下列有关此图的叙述,错误的是(　　)A.若该图表示生态系统的四种成分,则应加上由丁到甲的箭头,并可确定甲是生产者,乙是消费者,丙是分解者,丁是非生物的物质和能量B.若该图表示食物网,则该食物网中共有3条食物链C.若该图表示一个群落,则丁为分解者D.若甲为生产者,则甲一定是自养型生物
【解析】 若该图表示生态系统的四种成分,则应加上由丁到甲的箭头,甲、乙、丙、丁分别是生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量,A项正确;若该图表示食物网,则该食物网中共有4条食物链,B项错误;若该图表示一个群落,则丁为分解者,甲、乙、丙三者的能量均有一部分进入分解者,C项正确;生产者一定是自养型生物,能通过光合作用或化能合成作用合成有机物,D项正确。【答案】 B
高招1分析判断生态系统的成分及生物数量的变化1.生态系统中各成分的判断生态系统相应成分的判断在试题中经常出现(如上图所示),应先根据双向箭头A D确定两者肯定是非生物的物质和能量、生产者,再根据箭头指向:A有三个流出,应为生产者;D有三个流入,为非生物的物质和能量;B和C,一个为消费者,另一个为分解者,A(生产者)和B均指向C,则C为分解者。
2.食物网中某种生物数量的变化对其他生物的影响(1)第一营养级的生物减少对其他物种的影响第一营养级的生物(生产者)减少时,则将会连锁性地引发其后的各个营养级生物减少。这是因为生产者是其他各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源。(2)“天敌”一方减少,对被捕食者数量变化的影响一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少,则被捕食者数量变化是先增加后减少,最后趋于稳定。
1.(2017·河南安阳一模,18)在日常生活中,经常见到一些池塘或湖泊水体发绿,为了改善水质,有人建议在池塘或湖泊的水体发绿时投放一定量的鱼苗。常见鱼类的食性如表。你认为最适宜投放的鱼的种类,以及投放后该鱼种的种群数量增长曲线为(　　)A.青鱼,“S”型　　　B.鲢鱼,“S”型C.鲫鱼,“J”型D.鲤鱼,“J”型
【答案】 B　由表可看出,鲢鱼和鲫鱼的食性是浮游植物,因此适宜投放的鱼类是鲢鱼和鲫鱼。由于水体内资源和空间是有限的,则投放后该鱼种的种群数量增长曲线为“S”型。
2.(2017·江西南昌月考,31)下图是一个草原生态系统食物网简图,请分析回答下列问题。
(1)在这个食物网中有　　　　条食物链。 (2)既属于第三营养级又属于第四营养级的生物是　　　　　。 (3)小鸟与蝗虫的种间关系为　　　　　　　　　　　　。 (4)在这个生态系统中,生产者通过　　　　作用,使C元素进入生物群落中,生产者、消费者又通过　　作用,使C元素回到大气中。 
(5)如果小鸟所含能量为9×106 kJ,那么蛇从小鸟获得的能量为　　　　　　　　　　　　　　。 (6)图中所列生物作为该生态系统的一个部分,再与　　　　　一起,就构成了一个生物群落。 (7)如由于环境改变,蟾蜍不适应新环境而大量死亡,那么蛇数目变化情况是:　　　　　　　　　　　。 (8)通常,生态系统的食物链不会太长,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。【答案】 (1)6 (2)蛇 (3)捕食和竞争 (4)光合　呼吸(5)0.9~1.8×106 kJ(6)分解者(7)先增加后减少(8)能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少
【解析】 (1)图示食物网共有6条食物链,分别是草→小鸟→蛇,草→蝗虫→小鸟→蛇,草→蝗虫→蟾蜍→蛇,草→蝗虫→青蛙→蛇,草→三化螟→蟾蜍→蛇,草→三化螟→青蛙→蛇。(2)蛇在食物链草→小鸟→蛇中属于第三营养级,在其余5条食物链中属于第四营养级。(3)小鸟与蝗虫都可以以草为食,小鸟又可以捕食蝗虫,所以它们之间是竞争与捕食的关系。(4)碳循环过程中进入生物群落的途径是通过生产者的光合作用和化能合成作用,可通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用进入无机环境。(5)能量的传递效率为10%~20%,因此蛇从小鸟获得的能量最少为9×106×10%=0.9×106 kJ,最多为9×106 ×20%=1.8×106 kJ。(6)生物群落由一定时间一定区域内全部生产者、消费者和分解者构成,图中食物网中只有生产者与消费者,再加上分解者可构成生物群落。
(7)如由于环境改变,蟾蜍不适应新环境而大量死亡,那么蛇可以通过其他食物链获取食物,从小鸟获得的食物增多,蛇的营养级变低,其获得的能量相对增多,在一定时间内种群数量会增多,蛇数量增多后又会造成食物的减少,种群数量随后会减少。(8)能量在沿食物链流动的过程中逐级减少,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4~5个营养级,生态系统的食物链不会很长。
3.(2017·辽宁锦州模拟,31)下表是某池塘生态系统内一个食物网中6个种群有机物同化量的相对值,其中是生产者的只有种群A。
(1)该池塘中所有的生物构成一个　　　　　　　　。 (2)若能量传递效率按10%计算,该食物网最多有　　　　条食物链。 (3)如果向该池塘引入以F为专一食物的水生动物,A、B、C、D、E 5个种群中密度首先下降的是　　　　。 
(4)池塘中的虾根据水波的震动情况躲避敌害,这体现了信息传递的对生物的意义是　　　。某原生动物能感受光线的强弱,借助鞭毛移动到光线合适的位置进行光合作用,由此可见,生态系统的信息传递对生物的意义是　　　　　　　　。
【答案】 (1)生物群落(2)4(3)B、C(4)信息传递能够调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定　生命活动正常进行,离不开信息的传递
【解析】 (1)该池塘中所有生物构成一个群落。(2)根据同化量相对值大小判断A为生产者,B和C为第二营养级、D和E为第三营养级,F为第四营养级,画出食物网。该食物网最多有4条食物链。(3)引入F的捕食者,会引起D、E种群数量增大,进而会引起B、C种群密度下降。(4)信息传递的功能有信息能调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定;生命活动的正常进行,离不开信息的作用;生物种群的繁衍,也离不开信息的传递。
4.(2017·天津河北区二模,31)1859年,一位英格兰农场主携带了24只欧洲兔来到了澳大利亚。图1为引进欧洲兔后的100多年内,欧洲兔对袋鼠等本地生物的影响及防范措施;图2为澳大利亚草原上营养结构示意图,其中的澳洲塔斯马尼亚狼数量稀少,已于1933年灭绝。请据图回答问题。
(1)a年之前,欧洲兔种群数量的增长曲线类型类似于　　　　型,由图2分析,其主要原因是　　　　　　　　。 (2)a年引入狐狸防治兔灾,据a~b年欧洲兔和袋鼠数量的变化推测,狐狸和袋鼠的种间关系为　　　　。 (3)d年后,欧洲兔种群数量回升,从进化的角度分析,最可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)图2中的食物网包含　　　　条食物链。杂食性小鸟的食物分配是1/2来自于昆虫,1/4来自于蜗牛,1/4来自于草,则杂食性小鸟增重1 kg,至少需要消耗草　　　　 kg。
【答案】 (1)J　缺失天敌　(2)捕食　(3)欧洲兔对病毒的抗性增强　(4)13　20【解析】 (1)a年前由于食物充足、空间充足,没有天敌,欧洲兔增长呈J型增长;图2中显示欧洲兔没有天敌。(2)引入狐狸后袋鼠数量下降,可知狐狸和袋鼠的种间关系是捕食。(3)欧洲兔在存在黏液瘤病毒的环境下不断进化,欧洲兔对黏液瘤病毒的抗性逐渐增强。(4)图2食物网中共有13条食物链;至少消耗多少草,应按照20%的传递效率计算,小鸟→昆虫→草,消耗的草为1/2×5×5 kg,小鸟→蜗牛→草,消耗的草为1/4×5×5 kg,小鸟→草,消耗的草为1/4×5 kg,故共消耗草20 kg。
5.(2017·山东济南二模,31)越来越多的证据表明,北极苔原生态系统正因全球变暖导致的重大事件而逐渐消失。下图为某苔原生态系统中的食物网,请分析回答下列问题。
(1)科学家发现,北极苔原生态系统正在逐步让位于灌木丛和北方森林,我们把这个过程称为　　　　　　　　,此过程发生的主要原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)该生态系统除了含有图中的成分之外,还应含有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,某国家因核事故曾向该地区的大气中释放了铯等放射性元素,铯若被地衣吸收并积累,则该生态系统中受核污染最严重的生物是　　　　　　。 
(3)在理想状态下,一对旅鼠每月能生一胎12个幼崽,假设每胎都是6公6母,一个月后幼崽即可成熟,并且开始生育。可以预测,在一段时间内旅鼠种群的数量呈现　　　　型增长,请尝试建立t月后种群数量的数学模型:　　　　　　　　　　　　　。(N0为该种群的起始数量,t为时间,Nt表示t月后该种群的数量。)【答案】 (1)(次生)演替　温度的升高更有利于灌木的生长(2)非生物的物质和能量、分解者　北极熊(3)J　Nt=N0×7t
【解析】 (1)灌木丛和北方森林是在北极苔原生态系统的基础上进化形成的,该变化为次生演替;次生演替发生的主要原因是环境改变,根据题干信息可知这种变化是温度的升高,有利于灌木的生长。(2)生态系统除含有生产者、消费者外还含有分解者和非生物的物质和能量;营养级越高体内不能分解的有害物质含量会越高。(3)理想状态下种群数量增长呈J型增长;N1=N0+1/2N0×12=N0(1+6),N2=N1+1/2N1×12=N0(1+6)+6 [N0(1+6)]=N0(1+6)2,推知Nt= N0×7t。
生态系统的功能1.(2015·课标全国Ⅱ,4,6分,较低难度)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【答案】B　本题考查生态系统的结构、功能和稳定性。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,A项正确。生态系统相对稳定时能量的输入=输出(散失),B项错误。生态系统维持相对稳定离不开信息传递,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。
2.(2015·海南单科,25,2分,较低难度)关于草原生态系统能量流动的叙述,错误的是(　　)A.能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程B.分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量C.生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量D.生产者固定的能量除用于自身呼吸外,其余均流入下一营养级【答案】 D　本题主要考查生态系统的能量流动。A项为生态系统能量流动的概念,正确。各营养级(生产者和消费者)储存的能量中都有一部分被分解者利用,B项正确,D项错误。生态系统维持正常功能需要不断得到太阳光能,而太阳光能是系统外的能量,C项正确。
3.(2014·海南单科,18,2分,较低难度)在某水生生态系统中,分布有水鸟、藻类、芦苇等动植物,某些水鸟具有秋季迁徙的习性。下列叙述错误的是(　　)A.该水生生态系统的物种数量随季节而发生变化B.减少芦苇和藻类后,输入该水生生态系统的能量维持不变C.藻类和芦苇等生产者固定的能量是流经该生态系统的总能量D.该水生生态系统动植物残体被微生物分解后可产生含氮化合物【答案】 B　随季节变化某些水鸟会发生迁徙,所以该生态系统的物种数量会发生变化,A项正确;输入该生态系统的能量是指芦苇和藻类等固定的太阳能总量,所以芦苇和藻类减少,输入该生态系统的能量将减少,B项错误、C项正确;动植物残体的有机物(部分含有氮)被微生物分解后,可产生含氮化合物,D项正确。
4.(2014·课标全国Ⅱ,31,9分,中等难度)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。
【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【解析】 本题考查生态系统的相关知识。根据营养级之间的能量传递效率以及表格中的数据,可确定戊是第一营养级,乙和丙是第二营养级,甲是第三营养级,丁是第四营养级。据此可写出食物网并判断甲和乙的种间关系。生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递。碳在生物群落与无机环境之间主要是以CO2的形式进行循环的。
1.生态系统的能量流动(1)能量流动过程图解
(2)能量的输入①源头:太阳能或氧化无机物产生的化学能。②相关生理过程:光合作用或化能合成作用。③能量形式转换:
④输入总量:生产者固定的能量总量。(3)能量的传递①传递途径:食物链和食物网。②传递形式:有机物中的化学能。(4)能量的散失形式:热能。热能是能量流动的最终归宿。
(5)能量流动的特点①单向流动a.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不可逆转的。b.各营养级通过呼吸作用所产生的能量以热能的形式散失,不能被生物群落重复利用,因此能量流动无法循环。②逐级递减a.各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。b.各营养级的能量都会有一部分未被下一营养级生物所利用。(6)研究意义帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
2.生态系统的物质循环(1)概念在生态系统中,组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素,不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落回到无机环境的循环过程,这就是生态系统的物质循环。(2)特点全球性,反复循环,因此又称为生物地球化学循环。(3)碳循环过程
①碳的存在形式与循环形式a.在生物群落和无机环境间:主要以CO2形式循环。b.在生物群落内部:以含碳有机物形式传递。c.在无机环境中:主要以CO2和碳酸盐形式存在。②碳进入生物群落的途径:生产者的光合作用和化能合成作用。③碳返回无机环境的途径a.生产者、消费者的呼吸作用。b.分解者的分解作用(实质是呼吸作用)。c.化石燃料的燃烧。
(4)能量流动与物质循环的比较
3.生态系统的信息传递(1)生态系统中信息的种类物理信息、化学信息、行为信息。(2)作用①个体:生命活动的正常进行,离不开信息的作用。②种群:生物种群的繁衍,也离不开信息的传递。③群落与生态系统:信息还能够调节生物的种间关系以维持生态系统的稳定。
4.生态系统的三大功能——能量流动、物质循环和信息传递的区别和联系(1)区别
(2)联系能量流动、物质循环、信息传递是生态系统的三种基本功能,能量流动是生态系统的动力,物质循环是生态系统的基础,信息传递决定能量流动与物质循环的方向和状态。三者共同把生态系统各成分联系成一个统一的整体,并调节生态系统的稳定性。
典例导引2(2017·东北三省联合体模拟,30)下图表示某稻田生态系统局部能量流动示意图,卷叶螟与褐飞虱是稻田中的两种害虫,拟水狼蛛是这两种害虫的天敌。此外,稻田中还有杂草、田螺等生物。据图回答下列问题。
(1)水稻与两种害虫的种间关系为　　　　,当害虫数量增加时,拟水狼蛛的数量也会增加,这样害虫数量的增长就会受到抑制,这属于生态系统内部的　　　　调节。 (2)流经该生态系统的总能量为　　　(填字母),e表示　　　　　　　　　　　　　　　　,初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量可用图中的　　　(填字母)表示,g属于生态系统的　　　　　　(组成成分),g的功能是　　　　,而g获得h来自于第　　　营养级。 (3)稻田生态系统中要经常处理田间杂草,请从能量流动的角度分析稻田除杂草的意义。　　　　　　　　　　　　　　。 
【解析】 (1)根据题干信息“卷叶螟和褐飞虱是稻田中的两种害虫”,说明水稻与两种害虫之间为捕食关系。“拟水狼蛛是这两种害虫的天敌”,因此当害虫数量增加时,拟水狼蛛的数量会增加,害虫数量的增长就会受到抑制,属于生态系统内部的负反馈调节。(2)流经生态系统的总能量为生产者固定的能量,即a代表的能量。c表示初级消费者同化的能量值,d表示初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量值。g属于生态系统的分解者所利用的能量值,其获得的能量h来自生产者即第一营养级。(3)稻田除杂草的意义是合理地调整生态系统中能量流动的关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
【答案】 (1)捕食　反馈(2)a　初级消费者同化的能量　d　分解者　将动植物遗体及动物排遗物分解成无机物(或将有机物分解成无机物)　一(3)调整生态系统能量流动的方向,使能量流向最有益于人类的方向
高招2分析某营养级能量的来源与去路及能量的计算1.每一营养级能量的来源与去路的分析
(2)能量去向:流入某一营养级的能量去向可从以下两个角度分析:①定量不定时(在足够长的时间内能量的最终去路)a.自身呼吸消耗;b.流入下一营养级(最高营养级除外);c.被分解者分解利用。②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.未利用,即未被自身呼吸消耗,也未被下一营养级和分解者利用,如果是以年为单位研究,这部分的能量将保留到下一年,因此“未利用”是指在有限的时间“还没来得及被利用的能量”。
2.生态系统能量流动的计算方法(1)某营养级能量传递效率的计算
(2)计算能量传递效率的方法首先要确定相关的食物链,理清生物在营养级上的差别,能量传递效率为10%~20%,解题时注意题目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊的字眼,从而确定使用10%或20%来解题。
例如,在食物网中分析,如 确定生物量变化的“最多”或“最少”时,已知D营养级的能量M,计算至少需要A营养级的能量,应取最短食物链A→D,并以20%的效率进行传递,即等于M÷20%;计算最多需要A营养级的能量时,应取最长的食物链A→B→C→D,并以10%的效率进行传递,即等于M÷(10%)3。
1.(2017·山东日照二模,6)下图是人工湿地净化生活污水(主要含有机物)的原理简图,相关叙述错误的是(　　)A.该人工湿地所有生物构成了群落,有明显的垂直结构B.生活污水的净化主要依赖于细菌、真菌等的呼吸作用C.人工湿地中生产者固定的太阳能总量是流经该系统的总能量D.人工湿地的调节能力是有限的,故对污水排放量要加以控制
【答案】 C　该人工湿地所有生物构成了群落,群落都具有垂直结构和水平结构,A项正确;生活污水有机物的分解主要依赖于细菌、真菌等分解者的呼吸作用,B项正确;人工湿地中生产者固定的太阳能总量和部分生活污水中有机物的能量是流经该系统的总能量,C项错误;生态系统的自我调节能力有限,故对污水排放量要控制在生态系统的调节能力范围之内,D项正确。
2.(2017·河北邯郸二模,5)人在自然相处的过程中,不断积累了很多与自然和谐共处的经验。下列关于生态学知识的叙述,正确的是(　　)A.食物链越长,能量传递效率越高B.大力植树造林可以从根本上解决温室效应C.引进外来物种是增加生物多样性的重要手段D.人为利用生态系统的信息传递可以调节种间关系【答案】 D　传递效率高低与食物链长短无关,A项错误;根本上解决温室效应的方法是减少CO2的排放,B项错误;引进外来物种可能造成生态灾难,C项错误;生物防治害虫就属于人为利用信息传递调节种间关系,D项正确。
3.(2017·湖南邵阳二模,32)图1为内蒙古大草原生态系统的营养结构。图2为该草原上两类生物种群数量变化动态曲线比较图(虚线为Nt=Nt+1):其中r对策生物通常个体小,寿命短,生殖能力强但存活率低,亲代对后代缺乏保护;k对策生物通常个体大,寿命长,生殖力弱但存活率高,亲代对后代有很好的保护。
(1)内蒙古大草原生态系统中能量流动是沿　　　　　　　　　　　　　进行的。 
(2)草原管理上采用轮牧或限制放牧的措施,目的是为了提高草原生态系统的　　　　　稳定性。 (3)内蒙古大草原生态系统中低营养级个体数量一般较多,高营养级个体数量一般较少。从能量流动方面分析,原因是　　　。 (4)由于某种原因某片草原被废弃,若某外来物种在废弃的草原上一段时间内呈“J”型增长,该废弃草原某外来物种的初始种群数量为800只,每繁殖一代比原来增加a倍,若在此条件下繁殖b代,该外来物种的种群数量为　　　　　　　　　　只。 (5)内蒙古草原田鼠的寿命一般只有两年,全年均可繁殖,种群数量每天约可增加1.47%,是图2中　　　对策生物。该对策生物很难消灭,在种群密度极低时也能迅速回升,但最终会呈　　　型增长曲线增长。 
(6)图2中k对策生物的种群数量略高于或低于　　　(填“S”或“X”)点时,都会趋向该平衡点,因此种群通常能稳定在一定数量水平上,该数量水平被称为　　　　　　　　。k对策生物的种群数量长时间低于　　　(填“S”或“X”)点时,很容易灭绝,珍稀动物应采取一定的保护措施。【答案】 (1)食物链、食物网(2)抵抗力(3)能量流动是逐级递减的,营养级越高获得的能量越少(4)800(1+a)b(5)r　S(6)S　环境容纳量(K值)　X
【解析】 (1)能量流动是沿着食物链、食物网进行的。(2)轮牧或限制放牧目的是通过物种数量增加草原的营养结构的复杂性,提高草原生态系统的抵抗力稳定性。(3)高营养级个体数量少的原因是能量流动是逐级递减的,营养级越高获得的能量越少,不足以维持更多个体的生存。(4)繁殖b代后,种群数量是800(1+a)b。(5)根据题干中对r对策生物和k对策生物的描述以及(5)中条件可判断田鼠是图2中r对策生物;田鼠在自然条件下呈S型增长。(6)种群数量偏离稳定平衡点后会通过出生率、死亡率的变化使种群数量趋向平衡点,但种群数量长时间低于不稳定平衡点时该种群很容易灭亡。
生态系统的稳定性、生物多样性及环境保护1.(2016·课标全国Ⅰ,5,6分,较低难度)在漫长的历史时期内,我们的祖先通过自身的生产和生活实践,积累了对生态方面的感性认识和经验,并形成了一些生态学思想,如:自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识,下列说法错误的是(　　)A.生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律B.若人与自然和谐统一,生产者固定的能量便可反复利用C.“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例D.人类应以保持生态系统相对稳定为原则,确定自己的消耗标准
【答案】 B　本题考查生态系统的稳定性及物质循环和能量流动。生态系统的物质循环具有全球性,能量流动是单向且逐级递减的,都有其自身的运行规律,A项正确,B项错误。“退耕还林、还草”体现了自然与人和谐统一的思想,C项正确。人类对物质的消耗标准要以不破坏生态系统相对稳定为原则,D项正确。
2.(2012·海南单科,20,2分,较低难度)某河流中五年前引进了一种外来植物(甲)。跟踪调查发现,五年来,该河流中甲种群密度逐年显著增加,土著食草鱼类和水草的种群密度逐年显著减少。下列叙述正确的是(　　)A.五年来该河流中甲种群的种内竞争不断增强B.甲的引进并不能改变该河流生态系统的结构C.大量投放土著食草鱼类可有效地控制甲的蔓延D.该河流中所有的生物和底泥共同组成河流生态系统【答案】 A　五年来甲种群密度显著增加,个体数量剧增,种内斗争加剧,A项正确;甲的数量增加,当地物种数量的减少,表明该生态系统的结构已经改变,B项错误;土著食草鱼类不能以甲为食,不能控制甲的蔓延,C项错误;该河流中的所有生物组成了群落,加上底泥、阳光、水等非生物的物质和能量才能组成生态系统,D项错误。
3.(2011·海南单科,22,2分,较低难度)某地区常年栖息着30万只鸟类,其中灰椋鸟占了最大优势,数量达10万只之多。灰椋鸟是农林害虫的天敌,喜好群体活动,常集结成庞大的鸟群在天空盘旋,形成壮观的风景。该地区为打造灰椋鸟品牌,计划在林区大规模清除其他树种,并改种灰椋鸟喜居的树种,欲招引20万只以上灰椋鸟。该计划的实施将使该地区(　　)A.灰椋鸟种内竞争必然减弱B.鸟的种类必然增加C.农林害虫数量必然大幅度上升D.生态系统的结构必然发生变化【答案】 D　随着灰椋鸟数量增加,种内竞争增强。由于灰椋鸟是农林害虫的天敌,因此农林害虫大幅度减少。大规模清除其他树种,鸟的种类必然减少。
1.生态系统的稳定性(1)概念:生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力叫生态系统的稳定性。(2)形成原因:生态系统内部具有一定的自我调节能力,其调节机制为负反馈调节。(3)不同生态系统的自我调节能力是不同的,生态系统自我调节能力的大小与生态系统的组成成分的多少和营养结构的复杂程度呈正相关。例如:森林生态系统>草原生态系统>沙漠生态系统>北极苔原生态系统。(4)特点生态系统稳定性是一种相对稳定,不是恒定不变的,总是在一定范围内波动。任何生态系统的自我调节能力都是有一定限度的,只是大小不同而已,包括生物圈。
典例导引3(2017·江西九江质检,32)回答下列关于草原生态系统的问题。(1)草原上不同地段上分布着种类和密度不同的牧草,在水平方向上它们通常呈　　　　分布。草原上的植被能防风固沙、保持水土,对于缓解相邻地区的沙尘天气有一定的作用,这体现了生物多样性的　　　　价值。 (2)蝗灾已成为草原农牧业生产的重大危害之一。图甲示研究者对草原上四种主要蝗虫密度对牧草产量(牧草产量=牧草补偿量-蝗虫取食量)影响的实验结果;图乙为农业部门对某次“亚洲小车蝗”的爆发和防治过程中种群密度的调查结果。
①由图甲可知,该实验的因变量是　　　　　　　　,当狭翅雏蝗密度为5头/m2时,牧草产量增加,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　,说明蝗虫只有达到一定量才会导致危害,因为生态系统具有　　　　　　　　　　　　。 ②若图乙是对蝗虫的幼虫跳蝻进行调查所获得的结果,则该调查采用的方法是　　　　　。由图乙可知,农业工作者在图中　　　　　　　　　　　点进行了农药防治,随农药使用次数的增多防治效果变差;图中　　　点是引入害虫的天敌进行生物防治,利用生物间的　　　　　　　　关系,使防治效果持久而稳定;从种群特征考虑,致使“亚洲小车蝗”的数量在E→F点变化的直接原因是　　　　　　　　　　。 
(3)严重的草原火灾会破坏生态系统,但适当的“地面火”能烧掉枯枝落叶,加速生态系统的　　　　　　　　,还可使部分位置获得更多光线,促进植物的光合作用,利于植被生长。火灾后的草原演替的过程中,生物种类、数量及有机物含量的变化趋势是　　　　 (填“增加”“减少”或“不变”)。 
【解析】 (1)不同地段上分布着种类和密度不同的牧草,在水平方向上它们通常呈镶嵌分布。防风固沙、保持水土,体现了生物多样性的间接价值。
(2)①由图甲可知,该实验的因变量是牧草产量。当狭翅雏蝗密度为5头/m2时,牧草补偿量大于蝗虫取食量,牧草产量增加,因为生态系统具有自我调节能力,故蝗虫只有达到一定量超出生态系统的自我调节能力才会导致危害。②对蝗虫的幼虫跳蝻、昆虫的卵和蚜虫等活动能力弱的生物进行调查所采用的方法是样方法。由图乙曲线变化规律可知,农业工作者在图中A、B、C、D点进行了农药防治,随农药使用次数的增多防治效果变差;图中E点是引入害虫的天敌进行生物防治,利用生物间的捕食、寄生关系,使防治效果持久而稳定;从种群特征考虑,致使“亚洲小车蝗”的数量在E→F点变化的直接原因是通过生物防治,使蝗虫的出生率小于死亡率。(3)适当的“地面火”能烧掉枯枝落叶,加速生态系统的物质循环,还可使部分位置获得更多光线,促进植物的光合作用,利于植被生长。火灾后的草原演替的过程中,生物种类、数量及有机物含量的变化趋势是增加。
【答案】 (1)镶嵌　间接　(2)①牧草产量　牧草补偿量大于蝗虫取食量　自我调节能力(抵抗力稳定性)　②样方法　A、B、C、D　E　捕食、寄生　出生率小于死亡率　(3)物质循环　增加
高招3判定生态系统稳定性类型的关系及调节方式1.抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系
(1)图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。(2)y表示一个外来干扰使生态系统功能偏离这一范围的大小,偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标,偏离大说明抵抗力稳定性弱;反之,抵抗力稳定性强,如热带雨林与草原生态系统相比,受到相同干扰,草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。(3)x可以表示恢复到原状态所需的时间:x越大,表示恢复力稳定性越弱,反之,恢复力稳定性越强。(4)TS表示曲线与正常作用范围之间所围成的面积,可作为总稳定性的定量指标,这一面积越大,即x与y越大,则说明这个生态系统的总稳定性越低。
2.反馈调节的种类与判断(1)种类
(2)判断正反馈、负反馈调节的方法
1.(2017·辽宁鞍山模拟,30)下列关于生态系统的叙述,错误的是(　　)A.一般来说,生态系统的营养结构决定其自我调节能力的大小B.生物多样性的直接价值明显大于它的间接价值C.建立自然保护区及风景名胜区等是对生物多样性最有效的保护D.蜜蜂通过“跳舞”告诉同伴蜜源属于行为信息【答案】 B　一般来说,生态系统的营养结构决定其自我调节能力的大小,A项正确;生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值,B项错误;建立自然保护区及风景名胜区等是对生物多样性最有效的保护,C项正确;蜜蜂通过“跳舞”告诉同伴蜜源属于行为信息,D项正确。
2.(2017·河北石家庄质检,32)某湖泊中喂养有青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼等, 湖中有芦苇、水毛茛等植物,也有部分生活污水流入其中。请回答下列问题。(1)调查鲫鱼的种群密度应采用　　　　　　　　法, 调查时捕捉鲫鱼的渔网网眼过大, 会造成调查结果比实际结果　　　　。 (2)湖泊中的青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼生活在不同的水层, 体现了群落的　　　　结构, 其意义是　　　　　　　　　　。 (3)流入该湖泊生态系统的能量有　　　　。若草鱼处于食物链的中间环节, 则草鱼同化的能量的最终去向有:①通过呼吸作用以热能形式散失;②流入下一营养级;③　　　　　　　　　　等。 (4)少量生活污水流入该湖泊, 湖泊具有净化生活污水的作用,说明了生态系统具有　　　　　　　　能力,该湖泊具有一定的气候改善作用,体现了生物多样性的　　　　　价值。
【答案】 (1)标志重捕　偏小　(2)垂直　提高生物对空间、食物等资源的利用率　(3)生产者固定的太阳能和生活污水中有机物所含的化学能　流入分解者　(4)自我调节　间接
【解析】 (1)调查活动能力强,活动范围大的动物的种群密度时用标志重捕法。若调查时捕捉鲫鱼的渔网网眼过大,则调查的结果是部分鲫鱼的数量,故会造成调查结果比实际结果偏小。(2)四大家鱼生活的水层不同,体现了群落的垂直结构,有利于提高生物对空间、食物等资源的利用率。(3)流入该湖泊生态系统的能量有生产者固定的太阳能和生活污水中有机物所含的化学能。若草鱼处于食物链的中间环节,则草鱼同化的能量的最终去向有:①通过呼吸作用以热能形式散失;②流入分解者;③流入下一营养级。(4)湖泊对生活污水具有净化作用,说明了生态系统具有自我调节能力,该湖泊对周围的环境具有一定的气候改善作用,体现了生物多样性的间接价值。
3.(2017·山东青岛二模,31)我国东部沿海某海滩湿地是国家级鸟类自然保护区。为了保滩护堤,互花米草被引入该湿地。请回答下列问题。(1)互花米草在引种后,初期几乎为“J”型增长,除了自身繁殖力强和对土壤质地要求不高外,原因还有　　　　。 (2)流经该生态系统的总能量包括　　　　。该生态系统植被类型比较单一,但底栖物种的丰富度却比较大,其中一条食物链为浮游植物→沙蚕→鳗鱼,正常情况下测算发现,沙蚕种群每年的同化量远小于浮游植物每年同化量的10%,分析主要原因是　　　　。 
(3)该生态系统的建立也使原有植物种群不断缩小甚至消失,这种“此消彼长”的过程属于群落的　　　　演替。上述过程已经威胁到该区域中原有的部分珍贵鸟类,请从群落中动植物的关系和生态系统的稳定性两个方面分析原因。
【答案】 (1)空间资源丰富,没有天敌,种内斗争很弱等　(2)互花米草等生产者固定的太阳能总量　有一部分能量流入第二营养级的其他种群　(3)次生　一些植物种群的消失使得部分鸟类失去了食物来源和栖息地;生态系统中植物物种数目的减少使得营养结构变得简单,生态系统的自我调节能力降低,抵抗力稳定性降低,最终影响到鸟类。