2017-2018學年高中生物 第六章 第一、二節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構 生態(tài)系統(tǒng)中的生產量和生物量教學案 浙科版必修3
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1、第一、二節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構 生態(tài)系統(tǒng)中的生產量和生物量 1.生態(tài)系統(tǒng)是由生物群落及非生物環(huán)境構成的一個生態(tài)學功能系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)通常由無機物、有機物、氣候、能源、生產者、消費者和分解者七大成分組成。能量流動和物質循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的兩大基本功能。 2.生態(tài)系統(tǒng)各生物之間通過取食和被取食而建立起的營養(yǎng)關系稱為食物鏈,它不僅是能量流動和物質移動通道,而且也是有害物質和殺蟲劑移動和濃縮的通道,有害物質和殺蟲劑通過食物鏈逐級積累和濃縮,在生物體內高度富集,導致危害的現(xiàn)象稱為生物放大。 3.食物網越復雜,生態(tài)系統(tǒng)抵抗外力干擾的能力就越強;食物網越簡單,生態(tài)系統(tǒng)越容易發(fā)生波動和毀滅。 4.生態(tài)金字塔
2、中,能量金字塔絕不會是倒的,而數(shù)量金字塔、生物量金字塔可能有倒的。 5.初級生產量是指綠色植物通過光合作用所制造的有機物或所固定的能量??偝跫壣a量(GP)=凈初級生產量(NP)+植物呼吸量(R)。陸地生態(tài)系統(tǒng)的初級生產量大小為:熱帶雨林>北方針葉林>溫帶草原>苔原。 6.生物量是指凈生產量在某一調查時刻前的積累量。次級生產量是在生態(tài)系統(tǒng)中第二次有機物質的生產量。 食物鏈和生物放大 1.生態(tài)系統(tǒng)概念[判斷] (1)生態(tài)系統(tǒng)包括所有的生產者、消費者和分解者。( × ) (2)太陽光來源于地球以外,不屬于生態(tài)系統(tǒng)的成分。( × ) (3)生態(tài)系統(tǒng)基本功能是
3、能量流動和物質循環(huán)。( √ ) 2.食物鏈 (1)概念:在生態(tài)系統(tǒng)的各生物之間,通過一系列的取食和被取食關系,不斷傳遞著生產者所固定的能量,這種單方向的營養(yǎng)關系叫食物鏈。由于能量每次傳遞都會損失掉一大半,所以食物鏈通常只有四五個環(huán)節(jié)。 (2)類型: ①捕食食物鏈:一般指以活的植物為起點的食物鏈。 ②腐食食物鏈 :是以死亡生物或現(xiàn)成有機物為起點的生物鏈。 陸地生態(tài)系統(tǒng)通常以腐食食物鏈為主,而海洋生態(tài)系統(tǒng)則以捕食食物鏈為主。 3.生物放大 化學殺蟲劑和有害物質通過食物鏈逐級積累和濃縮,在生物體內高度富集,導致危害的現(xiàn)象就叫生物放大。 1.用概念圖的形式表示個體、種群、群落和生
4、態(tài)系統(tǒng)等概念的關系。 提示: 2.結合生態(tài)系統(tǒng)的組成成分及其作用,思考: (1)組成生產者的生物除綠色植物外還有哪些生物? 提示:光能合成細菌,比如藍細菌等。 (2)動物都是消費者嗎?并舉例。 提示:動物不都是消費者,比如蚯蚓、蜣螂屬于分解者。 (3)細菌在生態(tài)系統(tǒng)中可以作為哪些成分? 提示:細菌因營養(yǎng)方式不同,可以是生產者、消費者,也可以是分解者,如自養(yǎng)型細菌是生產者,肺炎雙球菌等寄生細菌為消費者,枯草桿菌等營腐生生活的細菌則為分解者。 3.捕食食物鏈中不能出現(xiàn)的成分有哪些? 提示:無機物、有機物、氣候、能源、分解者。 4.食物鏈中箭頭可以倒轉嗎? 提示:食物鏈中
5、生物之間關系是長期自然選擇形成的,不會倒轉,因此箭頭一定是從上一營養(yǎng)級指向下一營養(yǎng)級。 1.生態(tài)系統(tǒng)中各成分的地位與關系 (1)非生物成分: 主要包括無機物、有機物、氣候、能源等,它們?yōu)樯锾峁┪镔|和能量,是生物群落(包括生產者、消費者、分解者)賴以生存和發(fā)展的基礎。 (2)生物成分: ①生產者,是生態(tài)系統(tǒng)中唯一能把非生物的物質和能量轉變成生物體內的物質和能量(有機物及其儲存的化學能)的成分,如果沒有生產者,消費者和分解者都不能生存,所以說生產者是生態(tài)系統(tǒng)的主要成分,也是生態(tài)系統(tǒng)存在的前提。 ②分解者,如果一個生態(tài)系統(tǒng)沒有分解者,動植物的遺體殘骸就會堆積如山,生態(tài)系統(tǒng)就會崩潰,
6、所以說分解者在一個生態(tài)系統(tǒng)中的地位也很重要。 ③消費者,它一方面直接或間接地以綠色植物為食;另一方面也是對綠色植物加以分解的過程,如果沒有食草動物對綠色植物的攝食,一方面增加了分解者的負擔,另一方面綠色植物也將非常不利于被分解者分解。 (3)生態(tài)系統(tǒng)各成分相互關系: (4)部分生物在生態(tài)系統(tǒng)中地位的誤區(qū)分析: 誤區(qū)類型 特 例 細菌都是分解者 光合細菌是自養(yǎng)型,屬于生產者;寄生細菌屬于特殊消費者 動物都是消費者 像蚯蚓等以動植物遺體為食的腐生動物屬于分解者 生產者都是綠色植物 藍細菌、光合細菌等自養(yǎng)原核生物也是生產者,應該說,綠色植物都是生產者,生產者包括綠色植物
7、 植物都是生產者 菟絲子屬于植物,營寄生生活,屬于消費者 2.食物鏈與生物放大 食物鏈不僅是能量流動和物質循環(huán)的通道,而且也是殺蟲劑和各種有害物質移動和濃縮的通道,各營養(yǎng)級沿食物鏈向前移動時,營養(yǎng)級別越高的生物,其體內化學殺蟲劑和很難分解的有害物質積聚越多,愈發(fā)“濃縮”,從而導致在生物體內高度富集而造成危害,這一現(xiàn)象就叫生物放大。如DDT沿著食物鏈轉移幾次后,其濃度可增加幾萬倍,從而對位于食物鏈頂位的物種造成災難性影響。 食物網與營養(yǎng)級 1.食物網 (1)概念:在一個生態(tài)系統(tǒng)中,許多食物鏈彼此相互交錯連接的復雜營養(yǎng)關系,叫食物網。 (2)成因:因為食物鏈的每一個環(huán)節(jié)
8、都不止與上、下兩種生物發(fā)生聯(lián)系,而是與周圍的很多種生物有著錯綜復雜的聯(lián)系,好像一張無形的網和無數(shù)的網結把所有生物都直接或間接地聯(lián)系起來。 (3)食物網與生態(tài)系統(tǒng)抵抗外力干擾能力強弱的關系: 食物網越復雜,生態(tài)系統(tǒng)抵抗外力干擾的能力就越強;食物網越簡單,生態(tài)系統(tǒng)就越容易發(fā)生波動和毀滅。熱帶雨林是地球上最穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng),而苔原則是最脆弱的生態(tài)系統(tǒng)。 2.營養(yǎng)級 (1)概念:營養(yǎng)級是指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的全部生物的總和。 (2)分級及特點: ①所有綠色植物都處于食物鏈的起點,它們構成了第一營養(yǎng)級,即生產者屬于第一營養(yǎng)級,所有以植物為食的動物屬第二營養(yǎng)級,第三營養(yǎng)級則包括全部以植食動物為
9、食的肉食動物,以此類推。 ②通常營養(yǎng)級的位置越高,歸屬這個營養(yǎng)級的生物種類、數(shù)量和能量就越少。 1.假如一個島嶼上只有草、鹿和狼,在這種情況下,如果狼首先滅絕,則草的數(shù)量怎么變化? 提示:減少。 2.食物網的復雜程度主要取決于什么? 提示:有食物聯(lián)系的生物種類而非取決于生物的數(shù)量。 3.營養(yǎng)級的級別與生物種類、數(shù)量和能量之間有什么關系?理由是什么? 提示:營養(yǎng)級越高,歸屬于該營養(yǎng)級的生物種類、數(shù)量和能量越少。因為能量隨食物鏈逐級遞減,營養(yǎng)級越高,能量越少。 4.分析下圖,思考: (1)圖示食物網中包含__________條食物鏈。 (2)圖中屬于次級消費者的生物是
10、:______________。 (3)寫出圖中含營養(yǎng)級最多的食物鏈:______________________________________。 (4)圖中貓頭鷹同時占有第________________營養(yǎng)級。 (5)貓頭鷹所在的最短的食物鏈是:____________。 (6)該圖作為生態(tài)系統(tǒng)缺少的成分:_____________________________________。 (7)從圖中可以看出,青蛙和蜘蛛之間的關系是: ____________________________。 提示:(1)8 (2)狐、貓頭鷹、吃蟲的鳥、蜘蛛、青蛙、蛇 (3)草→食草昆蟲→蜘蛛→青
11、蛙→蛇→貓頭鷹 (4)三、四、五、六 (5)草→鼠→貓頭鷹 (6)非生物的物質和能量、分解者 (7)競爭和捕食 1.有關食物網的分析 某生態(tài)系統(tǒng)中部分生物的食物關系如右圖,其形成原因及各種生物之間的關系分析如下: (1)形成原因: 生態(tài)系統(tǒng)中生物之間的食性關系是復雜的,一種生物可以攝食多種其他生物,一種生物也可以被多種生物所攝食。 (2)各種生物之間的關系: 在食物網中,有時兩種生物之間既是捕食關系又是競爭關系。如在該食物網中,鷹與蛇之間既是捕食關系,又是競爭關系(因為它們都以鼠為食)。 (3)食物鏈(網)中各環(huán)節(jié)生物數(shù)量變化關系: ①處于食物鏈的第一營養(yǎng)級生物減少的情況:
12、第一營養(yǎng)級生物數(shù)量減少會導致其他生物都減少,即出現(xiàn)連鎖反應,因為第一營養(yǎng)級生物是其他生物直接或間接的食物來源。 ②天敵減少的情況:天敵減少,則被捕食者數(shù)量增加。但隨著數(shù)量增加,種內斗爭加劇,種群密度下降,直到趨于穩(wěn)定,但結果比原來數(shù)量要大。 ③中間營養(yǎng)級生物減少的情況:如上圖所示食物網中,鼠的數(shù)量突然減少,以它為食的蛇的數(shù)量也將減少,鷹要過多地捕食食草鳥和兔,從而導致兔和鳥減少,但因為鷹不只捕食鼠和蛇,它可依靠其他食物來源來維持數(shù)量基本不變。 (4)查食物網中有幾條食物鏈的方法——分枝法。 即:以生產者(第一營養(yǎng)級)為起點,查出它有幾種捕食者——初級消費者(第二營養(yǎng)級),然后再以每一種
13、初級消費者為起點,查出它有幾種捕食者——次級消費者(第三營養(yǎng)級),以此類推。 2.食物鏈中營養(yǎng)級與消費者級別的劃分 食物鏈 草―→兔―→狐―→狼 生態(tài)系統(tǒng)的成分 生產者 初級消費者 次級消費者 三級消費者 營養(yǎng)級別 第一營養(yǎng)級 第二營養(yǎng)級 第三營養(yǎng)級 第四營養(yǎng)級 所屬類型 主要是綠色植物 植食性動物 小型肉食性動物 大型肉食性動物 營養(yǎng)狀況 自養(yǎng) 異養(yǎng) 異養(yǎng) 異養(yǎng) 生態(tài)金字塔 1.概念 生態(tài)金字塔是指各營養(yǎng)級之間的某種數(shù)量關系,可采用生物量單位、能量單位和個體數(shù)量單位。 圖示如下: 能量金字塔 數(shù)量金字塔 生
14、物量金字塔 2.特點 生態(tài)金字塔通常都是下寬上窄的正金字塔圖形,但也有倒金字塔形的,其中數(shù)量金字塔在夏季的溫帶森林中可呈倒金字塔形,生物量金字塔也有倒置的,但能量金字塔絕不會有倒置的,能量從一個營養(yǎng)級流向下一個營養(yǎng)級總是逐漸減少的, 這一點任何生態(tài)系統(tǒng)都不會有例外。 1.如果把每個營養(yǎng)級的生物量及生物數(shù)量關系用能量金字塔的方式表示出來,是不是也是正金字塔形?有沒有例外? 提示:一般情況下,也是正金字塔形。但是有時候會出現(xiàn)倒置的塔形。例如,在海洋生態(tài)系統(tǒng)中,由于生產者(浮游植物)的個體小,壽命短,又會不斷地被浮游動物吃掉,所以某一時刻調查到的浮游植物的生物量可能低于浮
15、游動物的生物量。當然,總的來看,一年中流過浮游植物的總能量還是比流過浮游動物的要多。同理,成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上,該數(shù)量金字塔的塔形也會發(fā)生倒置。 2.能量金字塔絕不會倒立,說明能量流動有什么特點? 特點:逐級遞減。 三種生態(tài)金字塔的比較 類型 項目 能量金字塔 數(shù)量金字塔 生物量金字塔 特點 正金字塔形 一般為正金字塔形,有時會出現(xiàn)倒金字塔形 一般為正金字塔形 象征含義 能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性 生物個體數(shù)目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而逐級遞減 生物量(現(xiàn)存生物中有機物的總質量)沿食物鏈隨營養(yǎng)級升高而逐級遞減 每一階含義 食物鏈
16、中每一營養(yǎng)級生物所含的總能量 每一營養(yǎng)級生物個體的總數(shù)目 每一營養(yǎng)級現(xiàn)存生物中有機物的總質量 初級生產量、生物量、次級生產量 1.初級生產量 初級生產量是指綠色植物通過光合作用所制造的有機物質或所固定的能量。初級生產量的單位通常是g/(m2·a)或J/(m2·a)。 2.凈初級生產量 在初級生產量中,有一部分是被植物的呼吸(R)消耗掉了,剩下的才用于植物的生長和繁殖,這就是凈初級生產量(NP),而將包括呼吸消耗在內的全部生產量,稱為總初級生產量(GP),三者之間的關系是GP=NP+R。 3.生物量 生物量實際上就是凈生產量在某一調查時刻前的積累量,生物量(干重)的
17、單位通常用g/m2或J/m2表示,若GP-R>0,則生物量增加;GP-R<0,則生物量減少,GP-R=0,則生物量不變。 4.次級生產量 (1)概念: 動物性有機物質是靠動物吃植物、吃其他動物和吃一切現(xiàn)成有機物質而生產出來的,這類生產在生態(tài)系統(tǒng)中是第二次的有機物質生產,故稱次級生產量。 (2)次級生產者與次級生產量: 凡是異養(yǎng)生物(包括各種分解者)都屬于次級生產者。 在海洋生態(tài)系統(tǒng)中,植食性動物利用藻類的效率比陸地動物利用植物效率高,由于這個特點,海洋的初級生產量之和雖然只有陸地初級生產量的1/2,但海洋的次級生產量比陸地次級生產量多。 1.如何理解“沒有初級生產量就沒有消費
18、者和分解者,也就不會有生態(tài)系統(tǒng)”? 提示:生態(tài)系統(tǒng)中所有消費者和分解者都直接或間接地依賴初級生產量。 2.陸地生態(tài)系統(tǒng)中熱帶雨林的凈初級生產量為2 000 g/(m2·a),北方針葉林是800 g/(m2·a),苔原是140 g/(m2·a);海洋生態(tài)系統(tǒng)中珊瑚礁和藻床是2 000 g/(m2·a),河口是1 800 g/(m2·a),大陸架是360 g/(m2·a),開闊大洋是127 g/(m2·a),這些數(shù)值說明凈初級生產量的特點是什么? 提示:地球各地不同生態(tài)系統(tǒng)的凈初級生產量受溫度、光照與雨量影響,差異性很大。 3.觀察教材P107圖6-7,分析初級生產量、次級生產量、生物量之
19、間關系? 提示: 1.初級生產量、生物量和次級生產量的聯(lián)系 (1)總初級生產量(GP)=凈初級生產量(NP)+植物呼吸量(R)。當凈初級生產量幾乎等于0時,GP=R,森林植物達到環(huán)境容納量,生態(tài)系統(tǒng)處于成熟和穩(wěn)定狀態(tài),此時森林中生物資源量最大。 (2)當凈生產量表示在某一時刻前的有機物積累量時即為生物量。 (3)次級生產量的能量來源于初級生產量。 (4)初級生產量、生物量和次級生產量的能量均直接或間接來源于太陽光能。 2.凈初級生產量的制約因素 (1)不同生態(tài)系統(tǒng)的凈初級生產量隨“溫度”和“雨量”的不同而有很大差異。 (2)不同生態(tài)系統(tǒng)中的凈初級生產量與該生態(tài)系統(tǒng)中植
20、物群落狀況有關——如熱帶雨林中植物群落具有明顯的分層現(xiàn)象,則其光合效率較高,其凈初級生產量也相對較高。相反,苔原生態(tài)系統(tǒng)中植物群落較單純,其凈初級生產量也較小。 以圖示為載體,考查食物鏈、食物網、營養(yǎng)級 [例1] (廣東高考)下圖為南極某海域的食物網,據(jù)圖判斷正確的是( ) A.此食物網共有6條食物鏈 B.硅藻既是生產者,又是分解者 C.磷蝦在不同食物鏈上都屬于同一營養(yǎng)級 D.嚴禁過度捕殺藍鯨是由于其對該食物網影響最大 [精講精析] 從左向右依次標出所給食物網中的每條食物鏈上每個生物的營養(yǎng)級,進而計算出食物網中食物鏈的數(shù)量是解題的突破口。此食物網中有9條食
21、物鏈。硅藻是植物,屬于生產者,不是分解者。而磷蝦僅以硅藻為食,在每一條食物鏈中都是第二營養(yǎng)級。在一個食物網中,對食物網影響最大的是最低營養(yǎng)級,即生產者,而不是最高營養(yǎng)級。答案為C。 1.下圖是某草原生態(tài)系統(tǒng)中部分食物網簡圖,據(jù)圖判斷下列說法不正確的是( ) A.青蛙和蜘蛛之間既有競爭關系,也有捕食關系 B.圖中的所有生物構成此生態(tài)系統(tǒng)中的生物群落 C.圖中所示的食物網中共有4條食物鏈 D.蛇在此食物網中處于兩個不同營養(yǎng)級 解析:選B 上述的食物網中,共有4條食物鏈。青蛙和蜘蛛都以蝗蟲為食物,所以兩者既有競爭關系又有捕食關系。蛇在不同的食物鏈中所處的營養(yǎng)級不同。生物群落在
22、上述的食物網的基礎上還應該包括這個環(huán)境中的所有其他生物。 2.右圖食物網中,若大魚全部死亡,磷蝦的數(shù)量將會( ) A.增多 B.減少 C.A、B都有可能 D.不變 解析:選A 在該食物網中大魚全部死亡,可導致企鵝數(shù)量減少,虎鯨將更多地捕食須鯨,從而導致磷蝦數(shù)量增多。 以知識信息為依托,考查對生物放大的理解 [例2] 為研究環(huán)境污染物對某湖泊中生物的影響,一組學生開展了研究性學習。他們首先選取了該湖泊中5種不同的生物A、B、C、D、E,并對其進行消化道內食物組成的分析;然后又請當?shù)匾凰囱芯克膶<覍@5種生物體內2種污染物的含量進行了測定;再將研究數(shù)據(jù)繪制成
23、下表。 生物種類 消化道內食物組成 千克體重污染物含量/mg 汞 某種殺蟲劑 A 魚(甲) 魚(乙) 78 96 B 河蚌 水蚤、小球藻 25 57 C 小球藻 / 3 5 D 魚(乙) 水蚤 10 31 E 水蚤 小球藻 5 15 (1)為更直觀地表達研究結果,請嘗試利用上表中的數(shù)據(jù),在所給坐標上規(guī)范繪制柱形圖,以比較5種生物體內2種污染物的含量。 5種生物體內2種污染物含量比較圖 (2)根據(jù)上表提供的信息,以食物網的形式表示5種生物之間的營養(yǎng)關系(以A、B、C、D、E代表5種生物)。 [精講精析] 汞和殺蟲劑在生物體內
24、不易被分解,在食物鏈中隨物質循環(huán)和能量流動而逐級放大。在營養(yǎng)級越高的生物體內,兩種物質的含量越高,反之含量越低。從圖表給出的汞、殺蟲劑的含量以及各種生物消化道內的食物組成等信息即可判斷出5種生物之間的營養(yǎng)關系。 [答案] (1)如下圖所示: 5種生物體內2種污染物含量比較圖 (2) 殺蟲劑和各種有害物質沿食物鏈、食物網所進行的移動與濃縮與生態(tài)系統(tǒng)能量流動的“逐級遞減”特點恰好相反——這種濃縮作用可實現(xiàn)“逐級遞增”從而導致有害物質沿食物鏈轉移幾次后濃度增加幾萬倍,最終導致位于食物鏈頂位的物種遭受災難性影響。 3.某水域生態(tài)系統(tǒng)被汞污染后,該水域生態(tài)系統(tǒng)中的5種生物體內存
25、有不同濃度的汞,其含量如下表,下列關于該生態(tài)系統(tǒng)的描述不正確的是( ) 檢測生物 甲 乙 丙 丁 戊 汞(千克體重污染物含量/mg) 3 25 10 78 5 A.該生態(tài)系統(tǒng)的5種生物受汞毒害最大的是丁 B.生態(tài)系統(tǒng)中汞移動和濃縮的通道是食物鏈 C.如果檢測的5種生物恰好能構成一條食物鏈,該食物鏈可表示為:甲→戊→丙→乙→丁 D.汞通過食物鏈由上一個營養(yǎng)級傳遞到下一個營養(yǎng)級后,汞濃度逐漸降低 解析:選D 汞通過食物鏈由上一個營養(yǎng)級傳遞到下一個營養(yǎng)級后,濃度逐漸升高,即在食物鏈中,營養(yǎng)級越高,體內積累的有毒物質越多,受污染程度越嚴重。 以相關實例和圖示為
26、背景,考查生態(tài)金字塔 [例3] 右圖是一片樹林中的每個營養(yǎng)級生物的數(shù)量多少而繪制的金字塔,其中“1”、“2”、“3”分別代表第一、二、三個營養(yǎng)級的生物。下面哪一條食物鏈與金字塔相符合: ①草 ②樹?、劾ハx?、芡谩、蔌B?、蘩? ) A.①→③→⑤ B.①→④→⑥ C.②→③→⑤ D.②→③→⑥ [思路點撥] [精講精析] “1”是第一營養(yǎng)級(生產者),根據(jù)題意可知,此生態(tài)系統(tǒng)的草和樹是生產者,樹木的數(shù)量遠比草的數(shù)量要少,從題圖中可看出,“1”的數(shù)量最少,故“1”應是“樹”的數(shù)目。可以作為第二營養(yǎng)級的生物是昆蟲(植食性昆蟲)和兔,“2”數(shù)量最多,故只能是“昆蟲”
27、,因為昆蟲的數(shù)目比兔的數(shù)目和樹的數(shù)目多得多??勺鳛榈谌隣I養(yǎng)級的生物是狼和鳥(肉食性鳥),以昆蟲為食的是鳥,況且狼的數(shù)量是最少的:從數(shù)量上分析,此題的第三營養(yǎng)級也不是狼。一般地說,數(shù)量金字塔和能量金字塔一樣,呈正金字塔形,草食動物的數(shù)量多,肉食動物少,依次類推。有時候數(shù)量金字塔也會發(fā)生變化,該題所描述的就是如此。答案為C。 (1)一般情況下,營養(yǎng)級越高,歸屬該營養(yǎng)級的生物種類、數(shù)量和能量越少。 (2)能量流經下一營養(yǎng)級總是逐漸減少的,對于任何生態(tài)系統(tǒng)都不會有例外情況,因而能量金字塔不會倒置。 4.一片樹林中,樹、昆蟲和食蟲鳥的個體數(shù)比例關系如右圖所示。下列選項能正確表示樹、昆蟲、食
28、蟲鳥之間的能量流動關系的是(選項方框面積表示能量的大小)( ) 解析:選C 數(shù)量金字塔是以生態(tài)系統(tǒng)中每一營養(yǎng)級的生物個體數(shù)目為指標繪制的,有時會倒置,本題就是一個實例。而能量金字塔是不會倒置的,也就是說,生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的規(guī)律是普遍適用于各種生態(tài)系統(tǒng)的。本題中盡管昆蟲的數(shù)目較多,但個體卻很小,所含的能量也少。所以三者之間的能量流動關系應該是沿食物鏈“樹→昆蟲→食蟲鳥”中營養(yǎng)級的順序逐級遞減。 初級生產量、生物量、次級生產量的概念理解 [例4] 下列關于生態(tài)系統(tǒng)中凈初級生產量與總初級生產量的敘述不正確的是( ) A.初級生產量是指綠色植物通過光合作用所制造的有
29、機物質或所固定的能量 B.綠色植物的初級生產量形成于葉綠體中 C.初級生產量的單位通常用g/m2或J/m2表示 D.地球各地的凈初級生產量隨溫度和雨量的不同有很大差異 [精講精析] 初級生產量的單位應為g/(m2·a)或J/(m2·a)(a代表年)表示,即初級生產量應體現(xiàn)年生產量,而不是某一時刻的生產量。答案為C。 生態(tài)系統(tǒng)的總初級生產量即綠色植物通過光合作用所制造的有機物或所固定的能量,凈初級生產量則為總初級生產量與呼吸消耗量的差值,地球各地的凈初級生產量隨溫度和雨量不同而有很大差異。 5.下列關于生態(tài)系統(tǒng)生物量與次級生產量的敘述不正確的是( ) A.生物量的概念和計
30、量單位同樣也應用于動物 B.通過動物生物量的計算,可以推測各類動物在生態(tài)系統(tǒng)中的相對重要性 C.次級生產量歸根結底是依靠植物在光合作用中所產生的有機物質 D.次級生產量既包含生產者生產量,也包括消費者和分解者生產量 解析:選D 用于植物生長和繁殖的生產量應為凈初級生產量;生物量實際上就是凈初級生產量在某一調查時刻前的積累量,其單位為g/m2或J/m2,但生產量的單位應為g/(m2·a)或J/(m2·a),生物量的概念和單位同樣也可應用于動物;通過動物生物量的計算,可以推測各類動物在生態(tài)系統(tǒng)中的相對重要性;次級生產量歸根結底是要依靠植物在光合作用中所產生的有機物質。 [課
31、堂回扣練習] 一、概念原理識記題 1.在夏季測量某溫帶落葉林中的一個淡水池塘的凈初級生產量,結果如右圖所示,下列說法錯誤的是( ) A.曲線中隨水深增加,初級生產量下降,可能原因是光照強度下降 B.若該池塘生態(tài)系統(tǒng)長期處于c點所示的狀態(tài),則可處于穩(wěn)定狀態(tài) C.凈初級生產量用于植物的生長繁殖,a處的植物長勢最好 D.生產者的生物量就是凈初級生產量在某一調查時刻前的積累量 解析:選B 植物凈初級生產量的概念:通俗的講就是指綠色植物的凈光合作用量。它隨光照強度減弱而下降,水越深光照強度越弱。在生態(tài)系統(tǒng)處于c點時,凈初級生產量為0,即有機物沒有積累,所以不可能處于穩(wěn)定狀態(tài)。凈初級生
32、產量是生產者積累的有機物量,用于自身的生長繁殖。所以凈初級生產量越大,用于自身生長繁殖的有機物就越多,長勢越好。生物量就是凈初級生產量在某一調查時刻前的積累量。 2.下列屬于生態(tài)系統(tǒng)中食物網特征的是( ) A.一種生物只能被另一種生物捕食 B.食物鏈的環(huán)節(jié)數(shù)是無限的 C.一種生物可能屬于不同的營養(yǎng)級 D.食物網上的生物之間都是捕食關系 解析:選C 在食物網中,一種綠色植物可能是多種植食性動物的食物,而一種植食性動物既可能吃多種植物,也可能成為多種肉食性動物的捕食對象,所以一種生物可能屬于不同的營養(yǎng)級。食物鏈的環(huán)節(jié)數(shù)不能是無限的,因為食物鏈中的能量流動是逐級遞減的,
33、當減少到一定程度時,就不能維持另一個營養(yǎng)級的存在。在食物網中,有些生物之間既有捕食關系,也有競爭關系。 二、易錯易混辨析題 3.在生態(tài)系統(tǒng)中,當狼捕食山羊時,狼是( ) A.第三營養(yǎng)級和初級消費者 B.第三營養(yǎng)級和次級消費者 C.第二營養(yǎng)級和次級消費者 D.第二營養(yǎng)級和初級消費者 解析:選B 在食物鏈“草→山羊→狼”中,狼是第三營養(yǎng)級,次級消費者。 三、基本原理應用題 4.(廣東高考改編)右圖所示某湖泊的食物網,其中魚a、魚b為兩種小型土著魚,若引入一種以中小型魚類為食的鱸魚,將出現(xiàn)的情況是( ) A.鱸魚的引入會導致土著魚的減少 B.土著魚在與鱸魚的競爭中處
34、于劣勢 C.浮游動物總量銳減后再急升 D.浮游植物總量急升后再銳減 解析:選A 鱸魚與土著魚之間是捕食關系;引入以中小型魚類為食的鱸魚后,土著魚a、b的數(shù)量都下降,短期內浮游動物總量先急升后下降再趨于穩(wěn)定,相應地浮游植物銳減后再急升最后近于穩(wěn)定;由鱸魚以土著魚為食可知,A項正確。 [回扣知識點] 1.初級生產量,凈初級生產量,生物量的概念及關系。
35、 2.食物網的特點。
36、 3.易誤點提醒:營養(yǎng)級級別與消費者級別的區(qū)別。 4.能力遷移:對食物網進行分析與判斷的能力。 [課下綜合檢測] 一、選擇題 1.下圖為生態(tài)系統(tǒng)結構的關系圖,a代表的成分是( ) A.生產者
37、 B.消費者 C.分解者 D.不能確定 解析:選B 生態(tài)系統(tǒng)包括生物群落和非生物環(huán)境,生物群落包括生產者、消費者和分解者。從箭頭的方向上分析,a的能量和物質來自b,并可傳給c,所以a是消費者。 2.下列與“食物鏈”相關的敘述不正確的是( ) A.生態(tài)系統(tǒng)的各生物之間通過取食和被取食所形成的營養(yǎng)關系是單方向的 B.由于能量每次傳遞都會損失一大部分,故食物鏈通常只有四、五個環(huán)節(jié) C.在任何生態(tài)系統(tǒng)中都存在捕食鏈和腐食鏈兩種食物鏈 D.陸地生態(tài)系統(tǒng)以捕食鏈為主,海洋生態(tài)系統(tǒng)則以腐食鏈為主 解析:選D 陸地生態(tài)系統(tǒng)以腐食鏈為主,而海洋生態(tài)系統(tǒng)則以捕食鏈為主。 3.下列有關生
38、物量的描述不正確的是( ) A.生物量實際上就是凈生產量在某一調查時刻前的積累量 B.構成植物體的有機物積累越多則其生物量越大 C.生物量的單位通常用g/m2或J/m2表示 D.生物量只能用于植物不能用于動物 解析:選D 生物量既可用于植物,也可用于動物。 4.在陸地生態(tài)系統(tǒng)中,凈初級生產量最大的是( ) A.熱帶雨林 B.北方針葉林 C.溫帶草原 D.苔原(凍土帶) 解析:選A 生態(tài)系統(tǒng)的凈生產量與溫度和雨量密切相關,故熱帶雨林的凈生產量最大,苔原的凈初級生產量最小。 5.(原創(chuàng)題)下列關于生態(tài)系統(tǒng)中生產量和生物量的敘述不正確的是( ) A.生態(tài)系統(tǒng)中生產者的
39、生產量包括初級生產量和次級生產量 B.初級生產量高的生態(tài)系統(tǒng),次級生產量未必高 C.海洋生態(tài)系統(tǒng)中植食性動物利用藻類的效率比陸地動物利用植物的效率高得多 D.海洋的初級生產量之和只有陸地初級生產量的1/2,但次級生產量卻比陸地生態(tài)系統(tǒng)大得多 解析:選A 生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產量即植物通過光合作用制造的有機物量,次級生產量是生態(tài)系統(tǒng)中異養(yǎng)型生物第二次有機物的生產量,并非生產者生產的有機物量。 6.下列與生物放大及生態(tài)金字塔相關的敘述不正確的是( ) A.殺蟲劑與有害物質可沿食物鏈逐級積累和濃縮,從而在生物體內高度富集,造成生物放大 B.若以殺蟲劑與有害物質濃度大小衡量各營養(yǎng)級之間的
40、數(shù)量關系,則所構成的金字塔應為正立的 C.就數(shù)量金字塔而言,某些狀況下可能呈現(xiàn)倒金字塔形 D.就能量而言,天然生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔絕不會是倒置的 解析:選B 殺蟲劑與有害物質可沿食物鏈逐級積累和濃縮,具有“生物放大”作用,故以殺蟲劑與有害物質濃度大小衡量各營養(yǎng)級數(shù)量關系時,所構成的金字塔與能量金字塔相反,應為倒立的。 7.長期處于相對穩(wěn)定狀態(tài)的生態(tài)瓶中只有一條食物鏈,共含有三個營養(yǎng)級。若每個營養(yǎng)級在一天的不同時刻每小時的耗氧量如圖中曲線所示,則曲線a、b、c所反映的營養(yǎng)級依次是( ) A.第三營養(yǎng)級、第二營養(yǎng)級、第一營養(yǎng)級 B.第三營養(yǎng)級、第一營養(yǎng)級、第二營養(yǎng)級 C.第二營養(yǎng)級
41、、第三營養(yǎng)級、第一營養(yǎng)級 D.第一營養(yǎng)級、第二營養(yǎng)級、第三營養(yǎng)級 解析:選D 據(jù)圖提供的信息,a生物白天(6點~18點)氧氣的消耗量為負值,說明a生物在光照的情況下,釋放氧氣,必定為生產者,為第一營養(yǎng)級。b、c消耗的氧氣量是前者大于后者,說明前者生物數(shù)量和能量多于后者。表明c所含的能量比b更少,營養(yǎng)級更高。 8.一只狼吃掉了一只羊,將羊的有機物轉化為自身的有機物,則這部分被轉化的有機物在生態(tài)系統(tǒng)中屬于( ) A.初級生產量 B.生物量 C.次級生產量 D.呼吸量 解析:選C 狼吃掉羊后進行了第二次有機物質的生產,此屬于生態(tài)系統(tǒng)的次級生產量。 二、非選擇題 9. 如圖
42、表示處于平衡狀態(tài)的簡單淡水生態(tài)系統(tǒng),請回答: (1)此生態(tài)系統(tǒng)中共有______________條食物鏈。 (2)此生態(tài)系統(tǒng)中屬于第三營養(yǎng)級的動物是____________,淡水蝦與小魚的關系是____________,大魚與小魚的關系是____________。 (3)此生態(tài)系統(tǒng)中的分解者是( ) A.水鳥 B.水綿 C.水藻 D.腐生細菌、真菌 (4)若所有水鳥遷徙到別處,則大魚數(shù)目__________,水藻數(shù)目__________,淡水蝦數(shù)目________。 (5)若此生態(tài)系統(tǒng)中的水綿大量減少,則下列________會隨著發(fā)生。 A.水藻大量
43、增多 B.小魚的數(shù)目增多 C.水鳥的數(shù)目減少 D.甲殼類的數(shù)目增加 (6)此生態(tài)系統(tǒng)中各種生物的總和在生態(tài)學上稱為________。 解析:食物鏈的起點是生產者(水綿和水藻),終點是最高級消費者(水鳥),所以圖中共有三條食物鏈,生態(tài)系統(tǒng)中的分解者是營腐生生活的細菌和真菌;水綿的減少會使大魚的數(shù)量減少,水鳥就會捕食較多的甲殼類動物,甲殼類動物的減少會使水藻的數(shù)量增多。 答案:(1)3 (2)水鳥、小魚、淡水蝦 競爭 捕食 (3)D (4)增多 減少 減少 (5)A (6)群落 10.下圖中甲圖表示一個海灘濕地生態(tài)系統(tǒng)中部分生物的食物關系。請據(jù)圖回答問題: (1)在該生態(tài)系
44、統(tǒng)中,既是分解者又可作為消費者食物的生物是______________。 (2)請根據(jù)甲圖中的生態(tài)系統(tǒng),寫出乙圖中能量金字塔各營養(yǎng)級的所有生物名稱:①______________;②__________________;③________________。 (3)有人研究該生態(tài)系統(tǒng)中食草蟲個體存活數(shù)與發(fā)育期的關系,結果如丙圖。從中可推知食草蟲死亡率最大的時期是________________。 (4)沼蟹會破壞大米草根系,土壤中的磷可促進藻類生長。若在食草蟲幼蟲期噴灑只殺滅該蟲的含磷殺蟲劑,則蜘蛛數(shù)量將__________。一段時間后大米草數(shù)量不增反降,造成此結果的可能原因是大米草死亡導
45、致細菌數(shù)量增加,通過甲圖的____________食物關系,引起沼蟹數(shù)量增加;同時因含磷殺蟲劑的使用,導致藻類數(shù)量增加,通過食物鏈____________也會引起沼蟹數(shù)量增加;從而造成大米草數(shù)量不增反降。 解析:該海灘濕地生態(tài)系統(tǒng)中,藻類、大米草處于第一營養(yǎng)級,食草蟲、線蟲、海螺屬于第二營養(yǎng)級,沼蟹、蜘蛛屬于第三營養(yǎng)級,細菌在該生態(tài)系統(tǒng)中既是分解者,又可為線蟲提供食物。丙圖曲線表明一齡幼蟲期食草蟲死亡率最高。有機磷殺蟲劑最終導致細菌數(shù)量增加,為線蟲提供了豐富的食物來源,進而導致沼蟹數(shù)量增加,對大米草根系的破壞加劇,使其數(shù)量下降。 答案:(1)細菌 (2)藻類、大米草 食草蟲、線蟲、海螺 沼蟹、蜘蛛 (3)一齡幼蟲 (4)減少 藻類―→線蟲―→沼蟹細菌―→線蟲―→沼蟹(合理即可) 18
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