2020版生物新导学浙江选考大一轮讲义:第27讲 生态系统的营养结构、生产量和生物量 Word版含解析.pdf
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1、第第 27 讲 生态系统的营养结构、生产量和生物量讲 生态系统的营养结构、生产量和生物量 考纲要求 1.生态系统的概念和组成成分(a)。2.食物链、食物网的概念及实例(b)。3.食物 网的复杂程度与生态系统稳定性的关系(b)。4.生物放大(b)。5.营养级(a)。6.生态金字塔(b)。7. 初级生产量、次级生产量及生物量的含义(a)。 考点一 生态系统的营养结构考点一 生态系统的营养结构 1.生态系统的概念、类型、功能和成分 (1)含义:由生物群落及非生物环境所构成的一个生态学功能系统。 (2)类型:分为自然生态系统和人为生态系统两类。 (3)成分:非生物成分(无机物、有机物、气候、能源)和生
2、物成分即生产者(如植物)、消费者 (如多数动物)及分解者。 (4)营养结构:食物链和食物网。 (5)功能:能量流动和物质循环。 2.食物链、生物放大与食物网 (1)食物链 主要类型:捕食食物链(起点:活的动植物)和腐食食物链(起点:死亡生物或现成有机物)。 作用:能量流动和物质移动的通道,同时也是杀虫剂和各种有害物质移动和浓缩的通道。 (2)营养级的概念:处于食物链同一环节上的全部生物的总和。 (3)营养级与消费者级别的关系 写出下列消费者的营养级:一级消费者为第二营养级;二级消费者为第三营养级;三级消 费者为第四营养级。 总结营养级与消费者级别的关系:消费者级别营养级级别1。 (4)生物放大
3、 含义:化学杀虫剂和有害物质通过食物链逐级积累和浓缩,在生物体内高度富集并导致危 害的现象。 途径:食物链。如 DDT 对地球上所有生物的污染。 (5)食物网 含义:在一个生态系统中,许多食物链彼此相互交错连接的复杂营养关系。 与生态系统稳定性的关系:食物网越复杂,生态系统抵抗外力干扰的能力就越强,反之, 生态系统就越容易发生波动和毁灭。 3.生态金字塔 (1)含义:各营养级之间的某种数量关系。 (2)类型:生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。在自然生态系统中,能量金字塔绝不会 倒置。 归纳总结 生态金字塔在一些特殊情况下也会出现特例 (1)数量金字塔在某一营养级的生物个体很大,而后一营养级
4、的生物个体很小时,会出现倒置 现象。 (2)生物量金字塔也有特殊形状,如海洋生态系统中,生产者浮游植物个体小、寿命短,又会 不断被浮游动物吃掉,因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于其捕食者浮游动 物的生物量。但这并不表明流过生产者这一环节的能量比流过浮游动物的要少。 (3)在人工生态系统中因能量可人为补充,可能会使能量金字塔呈现倒置状况,如人工鱼塘中 生产者的能量未必比消费者(鱼)的多。 (1)草原生态系统比农田生态系统的群落结构复杂( ) (2)稻田生态系统中的分解者能将鸭的粪便分解成无机物以促进水稻的生长( ) (3)所有的生产者都是植物,所有的动物都是消费者,所有的细菌和真菌都
5、是分解者( ) (4)生态系统的结构指的就是食物链和食物网( ) (5)三级消费者在食物链中属于第四营养级( ) (6)草、鹿、兔、狼、狐和土壤中微生物共同形成了一个生态系统( ) (7)由于生物放大,DDT 等有害物质对位于食物链顶位的物种可能造成灾难性影响( ) (8)在一些生态系统中,能量金字塔呈现倒金字塔形( ) 请根据某草原生态系统示意图回答下列问题: (1)请写出图中一条最长的食物链 : 绿色植物食草昆虫食虫鸟鹰(或绿色植物鼠蛇 鹰或绿色植物兔子蛇鹰)。 (2)若此生态系统受到铅污染,一段时间后体内积累铅最多的生物是鹰。 (3)图中代表的重要生理作用是呼吸过程。 (4)草原比农田生
6、态系统稳定性强的原因是草原生态系统的生物种类多,营养结构复杂,自我 调节能力强。 1.生态系统成分的判断方法 (1)根据结构图判断生态系统的成分 如图所示,先根据双向箭头确定 D、C 为“非生物成分”和“生产者” ,则 A、B 为消费者和 分解者;再根据出入箭头数量的多少进一步判断,在 D、C 中指出箭头多的 D 为“生产者” , 指入箭头多的 C 为“非生物成分” ,最后根据 DAB,确定 A 为消费者、B 为分解者。 (2)根据生物类型判断生态系统的成分 判断生产者的主要依据是是否为自养型生物, 若为自养型生物, 则为生产者, 包括绿色植物、 蓝细菌、光合细菌以及化能合成细菌等。 判断消费
7、者时要特别注意“异养型”“非腐生”等关键词,植物、微生物都有可能成为消 费者。 判断分解者的主要依据是能否把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物,分解者是腐生生 物,也包括少数的动物(如蚯蚓)。 2.食物链变式模型的分析 (1)下面图中, 图 1 和图 2 都是以每个营养级中有机物多少为依据, 图 1 中的食物链是丙甲 乙丁 ; 图 2 中的食物链是丙丁甲乙 ; 图 3 表示甲和乙之间为捕食关系,甲是被捕食者, 乙是捕食者,在食物链中,甲是低营养级,乙是高营养级;图 4 表示的是生态系统的物质循环 图解,A 是生产者,B 是消费者,C 是分解者,D 是非生物成分,其中的食物链是 AB。 (2)数
8、据表格形式直接呈现(能量值)构建食物链(网) 下表是对某生态系统营养级和能量流动情况的调查结果,表中 A、B、C、D 分别表示不同的 营养级,Pg 表示生物同化作用固定能量的总量。 营养级ABCD Pg15.9870.70.9141.0 所以根据能量多少和传递效率(约 10%)可以确定食物链为 BDAC。 (3)数据表格形式间接呈现(重金属、DDT 等浓度)构建食物链(网) 某生态系统中生物体内残留有机汞的情况如下表: 生物体ABCDE 有机汞浓度(ppm)0.0570.51680.39 由于生物放大现象,随着营养级的增加,有机汞浓度增加,表中 A 有机汞浓度最低,属于第 一营养级,C 和 E
9、 的有机汞浓度差不多,表明两者属于同一营养级,D 有机汞浓度最高,属 于最高营养级,那么,最可能的食物网如下图所示。 命题点一 生态系统成分的判断 1.下列叙述中,正确的是( ) A.营腐生生活的细菌不一定是分解者,而有可能是生产者或消费者 B.分解者一定都是微生物,微生物不一定都是分解者 C.自养型生物都是生产者,生产者都是自养型生物 D.自然生态系统的能量金字塔可以倒置 答案 C 解析 细菌并不都是分解者,也可能是生产者(如硝化细菌)或消费者(如寄生细菌),但腐生细 菌都是分解者,A 项错误;分解者不一定都是微生物(如蚯蚓),微生物也不一定都是分解者 (如硝化细菌),B 项错误;自养型生物
10、能将外界无机物合成自身有机物,都是生产者,生产 者也都是自养型生物,C 项正确;能量从一个营养级流向下一个营养级时是逐级递减的,故 自然生态系统的能量金字塔不会倒置。 2.下图表示 DDT 沿着食物链转移过程中的浓度变化。下列叙述错误的是( ) A.食物链是有害物质移动和浓缩的通道 B.随着食物链的延长各营养级代谢排出有毒物质的能力减弱 C.通过动物生物量的计算可推测各类动物在生态系统中的相对重要性 D.次级生产者指的是所有动物 答案 D 解析 凡是异养生物(包括各种分解者)都属于次级生产者,而营腐生生活的细菌或真菌都是 分解者,所以“次级生产者指的是所有动物”的说法是错误的。 辨析生产者、消
11、费者和分解者的生物组成 (1)细菌未必都是分解者如硝化细菌是自养型生物,属于生产者;寄生细菌则属于特殊的 消费者。 (2)动物未必都是消费者如秃鹫、蚯蚓等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者。 (3)生产者未必都是绿色植物如蓝细菌、硝化细菌等自养原核生物也是生产者,应该说生 产者包含绿色植物。 (4)自养型生物(包括光能自养型、化能合成作用自养型)一定是生产者,反之亦然。 (5)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。 命题点二 食物链和食物网中的数量变化与稳定性 3.如图所示为某生态系统的食物网,下列相关叙述正确的是( ) A.图中所有生物对应种群的集合,称为该生
12、态系统的群落 B.食草昆虫的锐减对该生态系统的稳定性没有影响 C.该生态系统中共有 10 条食物链,其中狐处于两条食物链中 D.该食物网中,具有捕食和竞争关系的不仅仅是青蛙和蜘蛛 答案 D 解析 图中食物网只包括生产者和消费者,不包括分解者,因此图中所有生物不能构成一个 群落,A 项错误;食草昆虫的锐减会导致该生态系统的营养结构简单化,致使生态系统的稳 定性减弱,B 项错误;该生态系统中共有 9 条食物链,C 项错误;吃虫的鸟和蜘蛛之间、猫 头鹰和蛇之间也是捕食和竞争关系,D 项正确。 4.(2019杭州模拟)如图为某农田生态系统中的食物网简图,下列相关叙述错误的是( ) A.图中共有 3 条
13、食物链 B.生物体内 DDT 浓度可沿食物链不断增加 C.图示箭头也可表示能量在几种生物间的流动方向 D.蛇在此食物网中只处于一个营养级 答案 D 解析 食物链的书写由生产者开始,到最高营养级,图中的食物网共有 3 条食物链,A 正确 ; 一些有毒物质(如 DDT)在生物体内是难以分解、无法排出的,所以会沿食物链逐级积累和浓 缩,B 正确;能量流动是沿着食物链进行的,C 正确;蛇在此食物网中处于第三和第四两个 营养级,D 错误。 食物链和食物网中的数量变化分析 (1)若处于食物链中第一营养级的生物(生产者)数量减少, 整个食物链中的其他生物都会减少, 简单记为“一级生物若减少,其他生物跟着跑”
14、 。 (2)“天敌”一方减少,短时间内被捕食者数量会增加,但从长时间来看,会先增加后减少, 最后趋于稳定,简单记为“如果天敌患了病,先增后减再稳定” 。 (3)若处于中间营养级的生物数量减少,则这种生物数量的变化视具体食物链而定,简单记为 “中间生物被捕杀,不同情况要分家” 。大体遵循如下思路 : 生产者数量相对稳定原则,即 消费者某一种群数量发生变化时,一般不考虑生产者数量的增加或减少。最高营养级的生 物种群数量相对稳定原则,即当处于最高营养级的生物种群其食物有多种来源时,若其中一 条食物链中某种生物减少,该种群的数量不会发生较大变化。在食物网中,当某种生物因 某种原因而数量减少时,对另一种
15、生物数量的影响,沿不同的食物链分析结果不同时,应以 中间环节少的为分析依据。简单记为“食物网,食物链,生物数量好判断,首先你要有主见, 环节少的先看见” 。 命题点三 生态系统结构模型的建构、生态金字塔 5.如图为某生态系统的能量流动简图,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,包括全部异养生物 C.生态系统的能量主要来源于太阳能 D.图中的“甲乙”是生态系统的营养结构 答案 B 解析 根据甲、乙和分解者的关系可以判断,甲是生产者,乙是消费者,其中生产者是生态 系统的基石,A 项正确;异养生物中一部分是消费者,如大部分动物,一部分是分解者,如 腐生细菌、真菌
16、和少数动物,B 项错误;太阳能是生态系统的主要能量来源,C 项正确;食 物链是生态系统的营养结构,D 项正确。 6.图 a 为自然生态系统的生态金字塔,图 b 为城市生态系统的生态倒金字塔。以下解释不符 合客观事实的是( ) A.组成 a 和 b 生态系统不可缺少的生物因素是生产者和分解者 B.流经 a 或 b 生态系统的总能量主要是 a 或 b 生态系统的植物所固定的太阳能 C.b 生态系统可以对 a 生态系统产生强烈的干扰 D.人类活动均对 a 或 b 生态系统产生影响 答案 B 解析 城市生态系统中植物固定的太阳能不能满足人类及其他动物的需要,必须从其他生态 系统获取物质和能量。 考点二
17、 生态系统中的生产量和生物量考点二 生态系统中的生产量和生物量 1.初级生产量:指绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量。单位:g/(m2a) 或 J/(m2a)(a 代表年)。 (1)生产过程的化学反应式 6CO212H2OC6H12O66O26H2O 2.8 106 J 叶绿体 (2)总初级生产量:包括呼吸消耗在内的全部生产量,用 GP 表示。 (3)净初级生产量 : 在初级生产量中,有一部分被植物的呼吸(R)消耗掉了,剩下的用于植物的 生长和繁殖,用 NP 表示,即 NPGPR。净初级生产量随温度和雨量的不同有很大差异。 2.生物量:净生产量在某一调查时刻前的积累量。 (1)
18、单位:g/m2或 J/m2。 (2)NPGPRError! 3.次级生产量 : 异养生物(包括消费者和分解者)等次级生产者利用现成有机物质而生产出来的 有机物质。 (1)单位:g/(m2a)或 J/(m2a)。 (2)生产过程:次级生产者的同化量呼吸量,即为次级生产量。 提醒 海洋的初级生产量之和只有陆地初级生产量的 1/2,但海洋次级生产量却相当于陆地 次级生产量的三倍多。 (1)生态系统的生产量有初级生产量和次级生产量( ) (2)用字母表示总初级生产量与净初级生产量之间的关系:GPNPR( ) (3)陆地的初级生产量0,则生物量增加 ; 若 GPR0, 则生物量减少,D 正确。 2.(2
19、018宁波中学期中)如图表示植物光合作用积累的有机物被植食性动物利用的过程。下列 有关叙述正确的是( ) A.中包含植物的呼吸消耗量 B.为次级生产量 C.用于植食性动物生长、发育和繁殖 D.之和为植物有机物积累量 答案 C 解析 是植物光合作用积累的有机物中可利用的能量,所以不含植物的呼吸消耗量;为 植食性动物摄入的能量,植食性动物的同化量中,一部分通过呼吸作用以热能形式散失, 剩下的即是有机物积累量,可用于植食性动物的生长、发育和繁殖;之和为植物有机 物积累量,之和小于植物有机物积累量。 命题点二 有关生产量、生物量表格、坐标曲线图的分析 3.(2018学军中学期中)如图表示某湖泊夏季的净
20、初级生产量和次级生产量与水深的关系,下 列说法错误的是( ) A.曲线中随水深增加,净初级生产量下降,可能的原因是光强度下降 B.若该生态系统长期处于 c 点所示的状态,则不能长期处于稳定状态 C.净初级生产量用于植物的生长繁殖,a 处的植物长势最好 D.在自然状态下,净初级生产量高则次级生产量也高 答案 D 解析 曲线中随水深增加, 净初级生产量下降, 可能的原因是光强度下降影响了光合作用, A 项正确;若该生态系统长期处于 c 点,净初级生产量为 0,则不能长期处于稳定状态,B 项 正确;净初级生产量用于植物的生长繁殖,a 处的植物长势最好,C 项正确;在自然状态下, 净初级生产量高的生态
21、系统次级生产量不一定高,如在农田生态系统中,D 项错误。 4.下表是人工饲养的肉用太白鸡生长过程中体重的变化情况,据表分析正确的是( ) 周龄1239171819 体重(g)57921386101 2311 2531 255 周增重(g)2435469257222 A.每周体重测量值即为生物量 B.周增重可反映周次级生产量的变化 C.饲养周期内净增的有机物总量与呼吸量之和即为次级生产量 D.生物量一直在增加,尽量延长饲养时间可提高效益 答案 B 解析 生物量、初级生产量、次级生产量都指干重,即有机物的量,每周体重测量值为鲜重, 所以不能指生物量,但是可以用鲜重来反映其变化趋势,周增重指一周内动
22、物增加的体重(包 括有机物、无机物、水分等),能反映动物的有机物的量在增加,动物一周内有机物的增加即 为周次级生产量的变化,A 错误,B 正确;动物次级生产量为同化量减去呼吸消耗量,即只 包含周期内净增的有机物总量,故 C 错误;据表格数据可知,动物的体重(鲜重)一直在增加, 从而可反映出动物的生物量(干重)一直在增加,但是到最后三周时,体重(鲜重)增加的量已经 很少,从而反应出生物量(干重)增加也很少,所以延长饲养时间不能提高效益,D 错误。 探究真题 预测考向探究真题 预测考向 1.(2017浙江 11 月选考)下列关于食物链和食物网的叙述,正确的是( ) A.食物网中的植食动物属于不同的
23、营养级 B.陆地生态系统中通常以捕食食物链为主 C.捕食食物链由生产者、消费者和分解者组成 D.难降解的有害物质会沿着食物链转移和富集 答案 D 解析 食物网中的植食动物属于第二营养级,A 错误;陆地生态系统中通常以腐食食物链为 主,B 错误;捕食食物链中,不存在分解者,C 错误;难降解的有害物质会沿食物链转移和 富集,D 正确。 2.(2017浙江 4 月选考)下列关于生态系统生产量和生物量的叙述,正确的是( ) A.陆地生态系统的总初级生产量随纬度的增加而增加 B.顶极群落的净初级生产量小于同类型的非顶极群落 C.因海洋生态系统中以捕食食物链为主而导致生物量为倒金字塔形 D.食高等植物的消
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