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2019-2020年高三生物總復習 第37講生態(tài)系統的結構和穩(wěn)定性教案 【考綱要求】 生態(tài)系統 考綱要求 (1)生態(tài)系統的結構 (2)生態(tài)系統中的物質循環(huán)和能量流動的基本規(guī)律及應用 (3)生態(tài)系統中的信息傳遞 (4)生態(tài)系統的穩(wěn)定性 I Ⅱ Ⅱ Ⅱ 【考點分析】 知識點 試卷類型 分值 題型 (1)生態(tài)系統的結構 (4)生態(tài)系統的穩(wěn)定性 xx 上海 9 非選擇題 xx 上海 2 選擇題 xx 江蘇 2 選擇題 xx 上海 2 選擇題 xx 廣東 10 非選擇題 xx 天津 2 選擇題 xx 浙江 2 選擇題 xx 福建 2 選擇題 xx 海南 9 選擇題 xx全國卷Ⅰ 10 非 選擇題 【考點預測】 本知識點是深入學習生態(tài)系統的功能的一個前提，是生態(tài)系統功能理解的一個基礎，對于本節(jié)知識的考察一般不單獨考察，主要考察的是生態(tài)系統的成分和組成以及生態(tài)系統的穩(wěn)定性大小的判定，主要一選擇題和填空題的形式呈現。 【知識梳理】 一、 生態(tài)系統 1、 概念 2、 類型 二、 生態(tài)系統的結構 1、 生態(tài)系統的組成成分 2、 生態(tài)系統的營養(yǎng)結構——食物鏈和食物網 三、生態(tài)系統的穩(wěn)定性 【重點解析】 （一）生態(tài)系統的組成成分： 生態(tài)系統的成分由兩部分組成：非生物成分和生物成分。非生物成分是指陽光、空氣、水分和礦物質等的非生物物質和能量。生物部分包括生產者、消費者和分解者。生產者以綠色植物為主，是生態(tài)系統的主要成分，屬于自養(yǎng)型生物，在營養(yǎng)結構中總是處于第一營養(yǎng)級。消費者主要是指各種動物，它們的生存直接或間接依賴于綠色植物通過光合作用制造的有機物，消費者屬于異養(yǎng)型生物。分解者主要是指細菌、真菌等營腐生生活的微生物，也包括一些營腐生生活的動物，如蚯蚓等。分解者能將動植物的尸體、排泄物和殘落物中的復雜有機物分解成為簡單的無機物。分解者在生態(tài)系統中是一種不可缺少的成分，如果缺少分解者，物質循環(huán)將會中斷。 （1）、生產者能夠制造有機物，為消費者提供食物和棲息場所；生產者還能固定光能，是消費者和分解者獲得能量的源泉。所以生產者是生態(tài)系統的主要成分，是生態(tài)系統存在和發(fā)展的基礎。 （2）、分解者能夠將動植物的尸體等分解成無機物，歸還到無機環(huán)境中去，供生產者再吸收利用，它是生態(tài)系統中物質得以循環(huán)的保證。 （3）、消費者存在與否，不影響生態(tài)系統的根本性質，因為如果沒有消費者，生態(tài)系統的物質仍然能夠循環(huán)。但它對于植物的傳粉和種子的傳播等方面有著重要的作用。 所以說，生產者、消費者、分解者在生態(tài)系統中緊密聯系、缺一不可。 （二）生態(tài)系統的營養(yǎng)結構 1、食物鏈 （1）概念：生態(tài)系統中的生物由于營養(yǎng)聯系而形成的結構稱為食物鏈。 （2）食物鏈是指生產者所固定的能量和物質，通過一系列取食和被食關系在生態(tài)系統中傳遞，各種生物按其食物聯系排列的鏈狀順序。食物鏈上的每一環(huán)節(jié)，稱為營養(yǎng)階層（營養(yǎng)級）。自然生態(tài)系統主要有三種類型的食物鏈。 ①牧食食物鏈或捕食食物鏈：是以活的綠色植物為基礎，從食草動物開始的食物鏈，例如，小麥→蚜蟲→瓢蟲→食蟲鳥。 ②碎屑食物鏈或分解食物鏈：是以死亡的動植物殘體為基礎，從真菌、細菌和某些土壤動物開始的食物鏈，例如，死亡的動植物殘體→跳蟲、螨類→食蟲昆蟲、蜘蛛→食蟲鳥、小型哺乳動物。 ③寄生食物鏈：以活的動植物有機體為基礎，從某些專門營寄生生活的動植物開始的食物鏈，例如，鳥類→跳蚤→鼠疫細菌。 生態(tài)系統中的食物鏈不是固定不變的，它不僅在進化歷史上有改變，在短時間內也有改變。動物在個體發(fā)育的不同階段里，食物的改變（如蛙）就會引起食物鏈的改變。動物食性的季節(jié)性變化也會引起食物鏈的改變。因此，食物鏈往往具有暫時的性質，只有在生物群落組成中成為核心的、數量上占優(yōu)勢的種類，食物鏈才是比較穩(wěn)定的。 一般生態(tài)系統中的能量在沿著食物鏈的傳遞過程中，從前一環(huán)節(jié)到后一環(huán)節(jié)，能量大約要損失90％左右（能量轉化效率大約是10％）。因此，越是處于食物鏈頂端的動物，生物量越小，能量也就越少。處于頂位的肉食動物最少，以致于不可能再有別的動物以它們?yōu)槭常驗閺乃鼈兩砩纤@得的能量不足以彌補為搜捕它們所消耗的能量。一般說來，能量從太陽開始沿著食物鏈傳遞幾次以后就所剩無幾了，所以食物鏈一般都很短，通常只由4—5個環(huán)節(jié)構成，很少有超過6個環(huán)節(jié)的。 2、食物網 （1）概念：生態(tài)系統中的許多食物鏈相互交錯所形成的更為復雜的網狀食物關系稱為食物網。 （2）食物網形成的原因：一種生物可能會由于捕食和被捕食的關系而在多條食物鏈中出現，使這些食物鏈彼此交錯成網狀。 （3）在生態(tài)系統中，一種生物不可能固定在一條食物鏈上，而往往同時屬于數條食物鏈。實際上，生態(tài)系統中的食物鏈很少單條、孤立地出現（除非食性是專一的），它們往往相互交叉，形成復雜的網絡式結構，即食物網。食物網形象地反映了生態(tài)系統內各生物有機體間的營養(yǎng)位置和相互關系，生物正是通過食物網發(fā)生直接和間接的聯系，保持著生態(tài)系統結構和功能的相對穩(wěn)定。 例1生態(tài)系統的分解者主要是指（ ） A、細菌、真菌等腐生微生物 B、所有微生物 C、細菌、真菌等寄生微生物 D、以動植物殘體為生的生物 解析：生態(tài)系統的成分從營養(yǎng)功能上分為非生物的物質和能量（即非生物成分）、生產者、消費者和分解者。分解者的功能是把動植物的尸體、排泄物和殘落物等所含有的復雜有機物分解成簡單無機物、歸還到無機環(huán)境中。而微生物并非都是營腐生生活，如寄生食物鏈中：牧草→黃鼠→跳蚤→鼠疫桿菌，其中的鼠疫桿菌進行寄生生活，就不足分解者。而禿鷲、蚯蚓等以動植物殘體為生的生物也屬于分解者，但相對腐生微生物而言分解數量較少。 答案：A 例2 下圖為某地食物網簡圖，據此圖回答下列各問題： （1）此食物網中有_______條食物鏈。 （2）圖中最短的食物鏈是__________，該食物鏈有_____ 個營養(yǎng)級，鷹在此食物鏈中是______級消費者。 （3）此食物網中主要成分是 （4）該食物網中占有兩個營養(yǎng)級的生物是____________。 （5）從上述簡圖可知鷹與蛇的關系是_______________。 解析：在分析食物鏈和食物網時，首先應找出生產者，根據箭頭所示食物關系，依次確定各生物所屬營養(yǎng)級的級別，找出最高營養(yǎng)級生物，回答相關問題。（1）每條食物鏈從第一營養(yǎng)級開始，依據捕食關系到最高營養(yǎng)級結束，這樣的一組生物就是一條食物鏈：從圖中可以看出，此食物網共有3條食物鏈。（2）“草→鼠→鷹”這條食物鏈最短，其共有三個營養(yǎng)級，鷹在此食物鏈中為二級消費者。（3）生產者是各種生態(tài)系統的主要成分，對于題中的食物網來說草是其主要成分。（4）該食物網中占有兩個營養(yǎng)級的生物是鷹（分別占有第三、第四兩個營養(yǎng)級）。（5）鷹以蛇 為食，故兩者關系為捕食關系；又因為鷹、蛇又都以鼠為食，所以兩者存在競爭關系。答案：（1）3 （2）草→鼠→鷹 三 二 （3）草 （4）鷹 （5）捕食和競爭 圖29—1 例3 擬調查一個池塘生態(tài)系統(如圖29—1)的組成成分。請根據圖示及提供的實驗器材，寫出調查項目。 地點：池塘。 器材：溫度計、光照強度測定儀、酸度計、溶氧測定儀、水網、顯微鏡、放大鏡、筆、記錄本等 調查項目： (1)非生物因素：____________________。 (2)生物成分： ①______________________________； ②_______________________________； ③ ________________________________。 解析： 本題考核生態(tài)系統的結構中生態(tài)系統的成分。圖中是一個池塘生態(tài)系統， 它的成分包括非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者。分析圖示可看出，陽光照射在水面上，提供了能量來源，水中溶解有空氣和養(yǎng)料，沉積在池底還有有機物和無 機物。本題轉換思維角度，考核生態(tài)系統中的非生物因素。其中的非生物因素有照射在 水面的光照強度，水體具有的溫度和pH值、水中的溶解氧量等。依圖將其中的生物按生 產者、消費者、分解者進行歸類。 答案（1）水溫、水中含氧量、水面光照強 度、pH（2）①生產者：水草、浮萍、柵藻、團藻②消費者：蝦、草魚、黑魚③分解者： 細菌、真菌。 【實戰(zhàn)訓練】 （09天津卷）1.下圖表示氣候變化對甲、乙生態(tài)系統中種群類型數量的影響。 據圖分析，下列敘述正確的是 ①甲生態(tài)系統的抵抗力穩(wěn)定性一定較乙生態(tài)系統強 ②甲生態(tài)系統中生物群落的營養(yǎng)關系一定較乙復雜 ③乙生態(tài)系統在S點后一定有新的物種產生 ④乙生態(tài)系統在S點后一定經歷次生演替過程 A．①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④ 答案：B 解析：從圖可以看出，甲生態(tài)系統種群類型數量較乙生態(tài)系統多，一般來說，生態(tài)系統中的組分越多，食物網越復雜，抵抗力穩(wěn)定性越強，因此甲生態(tài)系統的抵抗力穩(wěn)定性一定較乙生態(tài)系統強。群落是同一時間內在一定區(qū)域中各種生物種群的集合，這樣甲生態(tài)系統中生物群落的營養(yǎng)關系不一定較乙復雜；新的物種產生必須經過生殖隔離，乙生態(tài)系統在S點后不一定有新的物種產生；乙生態(tài)系統在S點時種群類型數量降到最低，而S點后種群類型數量又逐漸增加，可見S點后一定經歷過一個次生演替的過程。所以①④正確，選B。 （09浙江卷）2．經調查，某生態(tài)系統中Y、X、Z分別為第一、第二和第三營養(yǎng)級，每個營養(yǎng)級不同物種的個體數量如圖甲所示（圖中每一柱條代表一個物種）。一段時間后個體數量發(fā)生變化，結果如圖乙所示。 圖甲 圖乙 下列敘述正確的是 A. X營養(yǎng)級的生物被捕食的壓力明顯增加 B. Z營養(yǎng)級生物個體數量的增加是由捕食對象專一引起的 C. Y營養(yǎng)級生物個體數量的變化是由于捕食者對捕食對象有選擇的結果 D．X營養(yǎng)級的生物之間存在明顯的競爭關系，且其中某種生物處于競爭劣勢 答案：A 解析：生物個體數量的變化受氣候、食物、天敵等多種因素的影響。因為Y、X、Z分別為生態(tài)系統中第一、第二和第三營養(yǎng)級的生物，從圖乙可以看出，一段時間后，X營養(yǎng)級的生物數量減少，被捕食的壓力明顯增加；Z營養(yǎng)級生物捕食對象沒有改變，個體數量的增加不是由捕食對象專一引起的；從圖中不能看出Y營養(yǎng)級生物個體數量的變化由于捕食者對捕食對象有選擇的結果；X營養(yǎng)級的生物之間存在競爭關系，某種生物處于劣勢的現象不明顯。因此A正確。 （09福建卷）3.下列有關生態(tài)系統穩(wěn)定性的敘述，不正確的是 A.生態(tài)系統具有自我調節(jié)能力，這是生態(tài)系統穩(wěn)定性的基礎 B.生態(tài)系統內部結構與功能的協調，可以提高生態(tài)系統穩(wěn)定性 C.生物多樣性對維持生態(tài)系統穩(wěn)定性具有重要作用，體現了其間接價值 D.生態(tài)系統中的組成成分越多，食物網越復雜，生態(tài)系統恢復力穩(wěn)定性就越強 答案：D 解析：生態(tài)系統所具有的保持或恢復自身結構和功能相對穩(wěn)定的能力叫生態(tài)系統的穩(wěn)定性，生態(tài)系統的自我調節(jié)能力，是生態(tài)系統穩(wěn)定性的基礎；生態(tài)系統內部結構與功能的協調，能提高生態(tài)系統穩(wěn)定性；生物多樣性間接價值是對生態(tài)系統起到重要的調節(jié)功能；生態(tài)系統中的組成成分越多，食物網越復雜，其自我調節(jié)能力就越強，抵抗力穩(wěn)定性就越強。所以D不正確。 （09海南卷）4．（9分） 某種植物上棲息著一定數量的甲、乙兩種昆蟲和蜘蛛。甲、乙兩種昆蟲均以該植物為食，蜘蛛以乙昆蟲為食。甲昆蟲在白天活動，乙昆蟲在夜晚活動。甲昆蟲采?該種植物的葉片后，植物會釋放出揮發(fā)性的物質X，X既可吸引甲昆蟲的天敵，也能驅趕乙昆蟲。請回答： （1）上述現象中，X分別在_____之間進行傳遞。 （2）影響甲昆蟲活動的信息有兩大來源，分別是_____和_____。影響乙昆蟲活動的信息種類是_____。蜘蛛在蜘蛛網上捕食乙昆蟲所利用的信息種類的_____。 （3）若在上述植物上施用人工合成的物質X，短期內該植物上甲昆蟲天敵和乙昆蟲天敵數量的變化是_____。 答案： （1）植物與甲昆蟲的天敵；植物與乙昆蟲（2分） （2）無機環(huán)境 生物 化學信息和物理信息（其他合理答案也給分） 物理信息（其他合理答案也給分） （每空1分，共4分） （3）甲昆蟲天敵數量增加，乙昆蟲天敵數量減少（3分） （09全國卷Ⅰ）5．（10分） 某種植玉米的農場，其收獲的玉米子粒即作為雞的飼料，也可作為人的糧食，玉米的秸稈則加工成飼料喂牛，生產的牛和雞供人食用，人、牛、雞的糞便經過沼氣池發(fā)酵產生的沼氣作為能源，沼渣、沼液作為種植玉米的肥料。據此回答（不考慮空間因素）： （1）請繪制由雞、牛、玉米和人組成的食物網： （2）牛與雞之間 （有、無）競爭關系，理由是 。人與雞的種間關系是 ，人與牛的種間關系是 。 （3）流經該農場生態(tài)系統的總能量來自 所固定的 ，無機環(huán)境中的碳以 形式進入該人工群落。 （4）假設該農場將生產玉米的1/3作為飼料養(yǎng)雞，2/3供人食用，生產出的雞供人食用。現調整為2/3的玉米養(yǎng)雞，1/3供人食用，生產出的雞仍供人食用。理論上，該農場供養(yǎng)的人數將 （增多、不變、減少），理由是 。 答案： （1） （2） 無 它們所需食物資源不同（或牛食玉米秸稈、雞吃玉米子粒） 捕食與競爭 捕食 （3）玉米（其他合理答案也給分） 太陽能 CO2 （4）減少 改變用途的1/3玉米被雞食用后，在雞這一環(huán)節(jié)散失了不部分能量，導致人獲得的能量減少 解析： （1）分析題意，雞、牛、玉米和人組成的食物網是 雞 玉米 人 牛 （2）牛與雞之間所需食物資源不同（牛食玉米秸稈、雞食玉米子粒），所以它們之間無競爭關系，人與雞之間構成捕食與競爭的關系，人與牛之間構成捕食關系。 （3）流經一個生態(tài)系統的總能量是生產者固定的全部太陽能，因此，流經該農場生態(tài)系統的總能量來自玉米所固定的太陽能，無機環(huán)境中的碳以CO2的形式通過綠色植物的光合作用進入該人工群落的。 （4）依題意，理論上該農場供養(yǎng)日人數將減少，因為改變用途的1/3玉米被雞食用后，在雞這一環(huán)節(jié)散失了一部分能量，導致人獲得的能量減少。 【名師點撥】 1、生態(tài)系統中各種成分的地位與關系 非生物的物質和能量是生態(tài)系統中生物成分的物質和能量的最終來源，所以非生物的物質和能量是生態(tài)系統存在的基礎。生產者是生態(tài)系統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（有機物及其貯存的化學能）的成分，所以生產者是生態(tài)系統的主要成分；而一個生態(tài)系統如果沒有分解者的時候，動植物的遺體殘骸就會堆積如山，生態(tài)系統就會崩潰，所以分解者在生態(tài)系統中的地位很重要；消費者直接或間接地以綠色植物為食，也是對綠色植物加以分解的過程，且有利于分解者對綠色植物的分解，另外，消費者對于植物的傳粉受精、種子傳播等方面有重要作用，所以生產者、消費者和分解者是緊密聯系、缺一不可的。 另外，各級消費者所處營養(yǎng)級的級別，在不同的食物鏈中可以不同，而不是一成不變的。 2、分析食物鏈和食物網時應注意的幾個問題 （1）捕食食物鏈的起點總是生產者，捕食食物鏈的最后一個環(huán)節(jié)是不被其它動物所食的動物，即最高營養(yǎng)級（又稱頂級營養(yǎng)級）。中間的任何停頓都不能算完整的捕食食物鏈。 （2）同一種生物在不同的食物鏈中，可以占有不同的營養(yǎng)級。在捕食鏈中，植物（生產者）總是一條食物鏈的第一營養(yǎng)級；草食動物（即一級消費者）則必為第二營養(yǎng)級；而肉食動物和雜食動物所處的營養(yǎng)級往往不是一成不變的，例如貓頭鷹捕食鼠時，則處于第三營養(yǎng)級；而當貓頭鷹捕食吃蟲的小鳥時，則處于第四營養(yǎng)級。 （3）食物網中，當某種生物因某種原因而大量減少時，對另一種生物的影響，沿不同的食物鏈分析結果不同時，應以中間環(huán)節(jié)少的為分析依據。 （4）食物網的復雜程度主要取決于有食物聯系的生物種類而并非取決于生物的數量。