贵州省高三生物一轮复习第三十三讲生态系统的结构学案(无答案)

生态系统的结构
考纲要求
生态系统的结构（Ⅰ）
知识梳理
一.生态系统
1.生态系统的范围
（1）概念：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。

（2）范围：有大有小。

（3）结构：组成成分和营养结构（食物链和食物网）。

（4）类型：自然生态系统和人工生态系统两大类。

2.生态系统的成分
（1）非生物的物质和能量：阳光、热能、水、空气、无机盐等。

类群
比较
生产者消费者分解者营养方式自养异养异养
主要生物绿色植物动物营腐生生活的细菌和真菌等
作用制造有机物，储存能量，
为消费者提供食物和栖
息场所
加快生态系统的物质循
环，有利于植物的传粉
和种子的传播等
分解有机物，供生产者重
新利用
1.食物链
①概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。

②特点：生产者为第一营养级，消费者所处营养级不固定，一般不会超过五个营养级。

2.食物网
①概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂的营养结构。

②功能：是生态系统物质循环、能量流动的渠道。

③特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。

3.生态系统的营养结构[连一连]
【提示】①－b－Ⅱ②－a－Ⅴ③－d－Ⅲ④－e－Ⅳ⑤－c－Ⅰ
名师点拨
生态系统各生物成分的判断
①判断生产者时要注意是否为自养型生物，若为自养型生物，则为生产者。

②判断消费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。

③判断分解者的主要依据是能否把动植物的遗体、残枝败叶等转变成无机物，即营腐生生活，如蚯蚓
要点精析
误区类型特例
细菌都是分
解者
硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于特殊消费者
动物都是消费者蚯蚓、蜣螂、秃鹰及某些种类的软体动物是以动植物残体为食的腐生动物，属于分解者
生产者都是
绿色植物
蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者主要是绿色植物植物都是生
产者
菟丝子等一些寄生植物营寄生生活，属于消费者
3.生态系统中四种成分的联系
（1）图解
（2）析图
①非生物环境是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源。

②生产者是生态系统中唯一能把非生物环境转变成生物体内的物质和能量（有机物及其贮存的化学能）的成分，因此说生产者是生态系统的主要成分。

③从理论上讲，消费者的功能活动不会影响生态系统的根本性质，所以消费者不是生态系统必要的基础成分，但在自然生态系统中，生产者、消费者和分解者都是紧密联系，缺一不可的。

④分解者在生态系统中占有重要地位。

从物质循环角度看，如果一个生态系统中没有分解者，动植物的遗体残骸就会堆积如山，生态系统就会崩溃。

易误易混
关注几个“未必”和“一定”
①生产者未必都是植物，植物未必都是生产者，消费者未必都是动物，动物未必都是消费者，分解者未必都是微生物，微生物未必都是分解者。

②自养型生物一定都是生产者；腐生型生物一定都是分解者；生产者一定处于第一营养级。

4.生态系统的营养结构
方法指导
根据提供的信息正确书写食物链
正确书写食物链及食物网，一方面应准确掌握常见天然食物联系，另一方面应关注题干信息，如通常情况下，浮游动物以浮游植物为食，肉食性动物以植食动物或更高营养级的动物为食。

此外，还可根据“能量值”“有毒物质”积累值或其他相关信息构建食物网，现归纳如下：（1）表格数据形式直接呈现（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
→C。

（2）表格数据形式间接呈现（重金属、DDT等浓度）构建食物链（网）
即随着营养级的增加，汞
浓度增加，两者在数值上呈正相关，所以从表中有机汞浓度的大小可推知该生物营养级的高低，从而判断各生物能量值的大小。

其食物链（网）如右图
（3）根据题干提供的各种图形信息构建食物链（网）
解读：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表示的是生态系统的物质循环图解，D是生产者，A是消费者，B是分解者，C是无机环境，其中的食物链是D→A。

5.食物链类型
食物链包括三种类型：捕食链、寄生链和腐生链。

高中生物所涉及的食物链，实际上是捕食链，是由消费者和生产者之间通过食物关系形成的。

技能：食物链（网）中各营养级生物数量变化的分析
（1）处于食物链的第一营养级生物减少的情况：第一营养级生物数量的减少会导致其他生物数量都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级生物是其他生物直接或间接的食物来源。

（2）“天敌”减少的情况：“天敌”减少，则被捕食者数量增加。

但随着其数量的增加，种内斗争加剧，种群密度下降，直到趋于稳定，但最终结果比原来数量要大。

（3）
“中间”营养级生物减少的情况：如图所示食物网中，青蛙突然减少，则以它为食的蛇也将减少，鹰就要过多地捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少。

因为鹰不只捕食蛇一种生物，它可依靠其他食物来源来维持其数量基本不变。

生态系统的能量流动与物质循环
考纲要求
生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用（Ⅱ）
知识梳理
一.生态系统的能量流动
（1）补充图中标号代表的内容
①生产者，②初级消费者，③次级消费者，④呼吸作用，⑤分解者。

（2）能量流动的过程
①概念理解
源头：太阳能流经生态系统的
总能量：生产者固定的太阳能总量
⇓
途径：食物链和食物网
形式：有机物中的化学能
⇓
—太阳能→有机物中的化学能→热能
⇓
形式：最终以热能形式散失
过程：自身呼吸作用
名师点拨
有关能量流动的两个易错点
a.某一营养级生物排出的粪便量不属于该营养级的同化量，应属于上一营养级的同化量。

b.同化量不等于摄入量，其关系为摄入量＝同化量＋粪便量
②能量流动过程图解
点拨：图示箭头越来越细，各环节面积越来越小，表示能量流动逐级递减。

（3）每一营养级能量来源与去路
①能量来源：生产者的能量主要来自太阳能
消费者的能量来自于上一营养级同化的能量
②能量去向：流入某一营养级（最高营养级除外）的能量可存在如下去向：
a.自身呼吸消耗
b.流入下一营养级
c.被分解者分解
d.未被利用
（4）能量流动的特点
①能量传递效率：是指相邻两个营养级之间同化量的比值。

②能量流动的特点：单向流动、逐级递减。

（5）研究意义
①帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。

②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。

深度思考
生态系统中能量流动具有“逐级递减”的特点。

下图表示A、B两个特定生态系统的能量金字塔。

请思考：
（1）一个吃玉米的人所获得的能量一定多于一个吃牛肉的人，对吗？为什么？
（2）若A和B中玉米的数量相同，A能养活10 000人，则B至少能养活多少人？
（3）若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则A中的人比B中的人体内污染物浓度更高，还是更低？
提示（1）不对。

就“玉米→人”与“玉米→牛→人”这两种食物链而言，前者环节较少，能量损耗较少，人获得的能量更多，但就“一个个体”而言，由于不知道两人的食物量，一个吃玉米的人所获得的能量和一个吃牛肉的人获得的能量无法比较。

（2）500人。

若A和B中玉米的数量相同，设养活一人消耗能量为m，如A能养活10000人，对应的玉米能量至少是50000m，同样数量的玉米，B中至少养活的人数是
50000×10%×10%＝500（人）。

（3）若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则生态系统A中的人比B中的人体内污染物浓度应更低（其原因是由于生物的富集作用）。

二.生态系统的物质循环
1.物质循环的概念、范围及特点
（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。

（2）范围——生物圈（全球）
（3）形式：a.生物群落与无机环境间：无机物
b.生物群落内：有机物
（4）动力：能量
（5）特点：全球性、反复出现、循环流动
2.碳循环过程
提示：光合、消费者、生产者、分解者、温室效应
通过能量流动和物质循环使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起，形成一个统一整体。

3.土壤微生物的分解作用
（1）实验原理
a.土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生态系统中的成分为分解者。

b.分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物，其分解速率与环境中的温度、水分等生态因子有关。

要点精析
1.利用“拼图法”巧解能量流动
（1）输入第一营养级的能量（W1），即生产者的同化量被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失（A1），一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖（B1＋C1＋D1）。

而后一部分能量中包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。

（2）第一营养级向第二营养级的能量传递效率＝（D1/W1）×100%，第二营养级向第三营养级的能量传递效率＝（D2/D1）×100%。

2.生态金字塔
不同的生态金字塔能形象地说明各营养级与能量、生物量、数量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。

（1）联系：同时进行、相互依存，不可分割，主要体现在：①能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成和分解；②物质是能量沿食物链（网）流动的载体；③能量是物质在生态系统中往复循环的动力。

（2）区别：能量流动单向流动，逐级递减；物质循环反复出现，循环运动。

方法指津
“三看法”快速确认碳循环的各环节
4.能量流动分流模型解读
（1）能量流动模型
以第二营养级为例，能量的来源和去路图解如下：
（2）相关解读
①某营养级摄入量－粪便量＝该营养级的同化量
②某营养级同化量－呼吸消耗量＝用于该营养级生长发育繁殖的能量
④用于某营养级生长发育繁殖的能量一部分可“被下一营养级摄入”，另一部分可“被分解者利用”
⑤某营养级“粪便”中能量，应属其上一营养级的同化量或上一营养级被分解者分解的能量的一部分，如兔粪便的中能量不属于兔同化量而是草同化量的一部分
突破方法
“相邻两营养级”的传递效率≠“相邻两个生物个体”间的传递效率
能量传递效率是指“相邻两营养级”间的传递效率，即
下一营养级全部生物同化量/上一营养级全部生物同化量×100%，而不是相邻营养级中个体间的传递效率，如“一只狼”捕获“一只狐”时，应获得了狐的“大部分能量”而不是获得“10%～20%”的能量，“所有狼”可获得“所有狐”的能量才是10%～20%。

易错警示！
①最高营养级能量去路只有3个方面，少了传递给下一营养级这一去路。

②分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。

③流经各营养级的总能量：对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”，对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”。

5.能量流动的相关计算
（1）设食物链为A→B→C→D，分情况讨论如下
已知D营养级增加的能量为M，则至少需要A营养级的能量＝M÷（20%）3，最多需要A营养级的能量＝M÷（10%）3。

已知A营养级的能量为N，则D营养级最多可获得的能量＝N×（20%）3，最少可获得的能量＝N×（10%）3。

（2）在类似A→B→C→D的食物网中，计算生物量变化的“最多”或“最少”时，应遵循的原则
①食物链越短，最高营养级获得的能量越多。

②生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。

具体计算方法总结如下：
如已知D营养级的能量为M，计算至少需要A营养级的能量时，应取最短食物链A―→D，并以20%的能量传递效率进行计算，即为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%的能量传递效率分别计算，即为M÷（10%）3。

③如果在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物中获得能量，计算某一生物获得的能量或需要某一生物提供的能量时，首先，要注意某一生物“从不同食物链中获得能量的比例”，或某一生物“给不同生物提供能量的比例”，然后按照各个单独的食物链分别计算后合并。

特别提醒进行具体能量流动计算时切记“顺推”（即由“植物”下推）与“逆推”（即由高营养级前推）的计算，前者用“乘法”，后者用“除法”。

生态系统的信息传递和稳定性
考纲要求
1．生态系统中的信息传递（Ⅱ）。

2.生态系统的稳定性（Ⅱ）。

知识梳理
一.生态系统的信息传递
来源传递形式举例
物理信息光、声、温度、湿度、
磁力等
物理过程
萤火虫的光、哺乳动
物的体温
化学信息生物的代谢活动
化学物质，如生物碱、
有机酸、性外激素等
昆虫的性外激素、狗
利用小便气味作标
记
行为
信息
动物的特定行为特征动物的特殊行为蜜蜂跳舞、孔雀开屏
2.信息传递的作用
（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，离不开信息的传递。

（3）群落和生态系统：能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。

3.信息传递在农业生产中的应用
（1）提高农产品或畜产品的产量。

（2）对有害动物进行控制。

名师点拨
①生态系统中的信息传递的范围不包括细胞之间的传递，而是指种群内部个体之间、种群之间以及生物与无机环境之间的传递。

②信息传递的方向往往是双向的
二.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。

2.生态系统具有稳定性的原因
生态系统具有一定的自我调节能力，生态系统成分越多，食物网越复杂，此能力越强。

3.生态系统的自我调节能力
（1）自我调节能力的基础：负反馈调节。

（2）生态系统的自我调节能力是有限的。

抵抗力稳定性恢复力稳定性
区别实质保持自身结构功能相对稳定恢复自身结构功能相对稳定核心抵抗干扰、保持原状遭到破坏、恢复原状
影响因素
一般地说，生态系统中物种丰
富度越大，营养结构越复杂，
抵抗力稳定性越高
一般地说，生态系统中物种丰
富度越小，营养结构越简单，
恢复力稳定性越高
联系①一般呈相反关系，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性差，反之亦然
②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定；二者关系如右图所示：
5.提高生态系统的稳定性的措施
（1）控制对生态系统干扰的程度。

（2）实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。

比较信息传递与能量流动、物质循环
项目能量流动物质循环信息传递
特点单向流动，逐级递减循环流动，反复利
用
往往是双向的
范围生态系统中各营养级生物圈生物之间，生物与无机环境之间
途径食物链和食物网多种
地位生态系统的动力生态系统的基础决定能量流动和物质循环的方向和状态
联系同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体要点精析
作用或应用举例
有利于生命活动的正常进行①蝙蝠依靠“回声定位”实现对周围环境的识别、取食与飞行；
②莴苣的种子必须接受某种波长的光信息才能萌发生长
调节生物种间关系，维持生态系统的稳定①草原上，草返青时，“绿色”为食草动物提供了可采食的信息；
②森林中狼与兔相互依据对方的气味捕食或躲避；
③烟草释放化学物质调控害虫天敌
有利于生物种群的繁衍①植物开花需光信息刺激；
②昆虫分泌性外激素，引诱异性个体
提高农产品或者畜产品的产量；对有害动物进行控制利用模拟动物信息吸引传粉动物，提高果树传粉效率和结实率；利用音响设备诱捕或驱赶有害动物
项目能量流动物质循环信息传递
特点单向流动，逐级递减循环流动，反复利
用
往往是双向的
范围生态系统中各营养级生物圈生物之间，生物与无机环境之间
途径食物链和食物网多种
地位生态系统的动力生态系统的基础决定能量流动和物质循环的方向和状态
联系同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体
（1）涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号，通过动物感觉器官皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感觉上述信息，则判断为物理信息。

（2）若涉及化学物质挥发性（如性外激素等）这一特点，则判断为化学信息。

（3）凡涉及“肢体语言”者均属行为信息。

（4）若在影响视线的环境中（如深山密林），生物间多依靠“声音”这种物理形式传递信息。

（5）若在噪音嘈杂的环境（如洪水瀑布旁），生物多以“肢体语言”这种“行为”信息交流。

4.生态系统的稳定性
（1）稳定性的表现
①结构相对稳定：动植物种类及数量保持相对稳定。

②功能相对稳定：物质和能量的输入、输出相对平衡。

（2）生态系统具有稳定性的原因
生态系统具有自我调节能力。

负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。

生态系统的成分食物网自我调节能力
越多越复杂大
越少越简单小
生态系统的自我调节能力不是无限的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力迅速丧失，生态系统将难以恢复平衡。

比较项目正反馈负反馈
调节方式加速最初发生变化的那种成分所发生
的变化
抵制和减弱最初发生变化的那种成分
所发生的变化
结果常使生态系统远离稳态有利于生态系统保持相对稳定
实例分析
生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系可用下图表示：
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。

②y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的程度可以作为衡量抵抗力稳定性的指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强。

③x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。

④TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为衡量总稳定性的指标，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弱。

名师点拨
抵抗力稳定性与恢复力稳定性并不都呈负相关。

在某些特殊生态系统中，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低，如北极苔原生态系统和荒漠生态系统。

5.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的判断
某一生态系统在彻底破坏之前，受到外界干扰，遭到一定程度的破坏而恢复的过程，应视为抵抗力稳定性，如河流轻度污染的净化；若遭到彻底破坏，则其恢复过程应为恢复力稳定
性，如火灾后草原的恢复等。

生态系统的保护
考纲要求
1．人口增长对环境的影响（Ⅱ）。

2.全球性的环境问题（Ⅰ）。

3.生物多样性保护的意义和措施（Ⅰ）。

知识梳理
一.人口增长对生态环境的影响
1.我国的人口现状与前景
（1）现状：人口出生率和自然增长率明显下降，目前已进入了低生育水平国家的行列。

（2）前景：人口基数大，在较长的时期内仍将持续增长。

（3）目标：2020年人口总数要控制在14.5亿以内，21世纪中叶人口总数达到峰值以后，将开始缓慢下降。

2.人口增长对生态环境的影响
（1）人均耕地减少，粮食需求增加。

（2）自然资源被大量消耗。

（3）环境污染加剧等。

3.协调人口与环境的关系
（1）继续控制人口增长。

（2）加大保护资源和环境的力度。

（3）监控、治理江河湖泊及海域的污染。

（4）加强生物多样性保护和自然保护区建设。

（5）推进生态农业。

二.全球性生态环境问题
1.全球性生态环境问题
水资源短缺、全球气候变化、臭氧层破坏、酸雨、土地荒漠化、海洋污染和生物多样性锐减等。

2.不同环境问题产生的原因[连线]
生态环境问题原因
①全球气候变化a．氟利昂使用
②臭氧层破坏 b．SO2等的排放
③海洋污染 c．CO2的排放
④酸雨 d．植被破坏
⑤土地荒漠化 e．石油泄漏
【提示】①－c ②－a ③－e ④－b ⑤－d
三.保护生物多样性与可持续发展
1.生物多样性的内容
（1）构成：生物圈内所有的植物、动物和微生物它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统。

（2）层次：①基因多样性
②物种多样性
③生态系统多样性
2.生物多样性的价值
（1）食用、药用、文学创作：直接价值。

（2）调节气候、涵养水源：间接价值。

（3）未发现尚不清楚的价值：潜在价值。

3.保护生物多样性的措施
（1）就地保护主要指建立自然保护区。

（2）易地保护。

（3）利用生物技术对濒危物种进行保护。

（4）加强立法、执法和宣传教育。

4.可持续发展——人类的必然选择
（1）内涵
追求的是自然、社会、经济的持久而协调的发展。

（2）实现措施
①保护生物多样性。

②保护环境和资源。

③建立人口、环境、科技和资源消费之间的协调与平衡。

要点精析
1.人口增长与其他生物种群增长规律的关系
（1）一个国家或地区的全部人口可以看做一个种群，它同样具有种群的特征，其相互关系如下：
（2）人口增长规律与其他生物种群消长规律并不完全相同。

①人是生物界中的一员，所以生物种群消长规律有适用于人口增长情况的一面。

②人不同于一般的生物：人具有发达和善于思维的大脑，具有制造工具和能动地调控人口增长以及能动地改造和保护自然的本领等。

因此，人口增长规律又有其特点，如实行计划生育。

2.人口增长对环境的影响
（1）人口增加，人类需求也不断增加，为满足衣食住行的要求和经济发展，使污染物的总量增大。

大量工业、农业废弃物和生活垃圾排放到环境中，使植被破坏，生物多样性锐减，影响了环境纳污量以及对有毒、有害物质的降解能力，进一步加剧了环境污染，人类生存环境进一步恶化。

（2）人类的生存资源、土地资源、森林资源、能源都是有限的，过度利用使资源减少。

3.我国由人口引发的问题及措施
（1）引发的问题
①我国的土地面积、草地面积、森林面积等6项自然资源总量综合排序位于世界前列，但人均占有量却明显居后。

②人均耕地面积远低于世界人均耕地面积，且有继续减少的趋势。

③人均淡水占有量也远少于世界人均淡水占有量水平。

（2）采取的措施
①控制人口增长。

②保护基本农田。

③启动南水北调工程。