1第第 3030 讲讲 生态系统的结构和功能生态系统的结构和功能最新考纲 1.生态系统的结构()。2.生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用()。3.生态系统中的信息传递()。考点一 生态系统的结构(5 年 4 考)1.生态系统的结构包括两方面，即生态系统的组成成分和食物链、食物网。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。(2)生物群落生产者消费者分解者营养方式自养异养异养生物类型a.光合自养生物：绿色植物和蓝藻等b.化能合成生物：硝化细菌等大多动物，寄生植物(如菟丝子)腐生细菌和真菌，腐食动物地位生态系统的基石，主要成分生态系统最活跃部分，但非必要成分生态系统的关键成分，必要成分作用(1)合成有机物，储存能量(2)为消费者提供食物和栖息场所(1)加快物质循环(2)帮助植物传粉和传播种子将有机物分解为无机物，供生产者重新利用3.营养结构食物链和食物网(1)食物链表现形式：起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物(最高营养级)。营养级：一般不越过 5 个营养级2a.植物(生产者)：第一营养级；b.动物所处营养级级别消费者级别1。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。某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个物种。(2)食物网概念：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营养结构。形成原因：生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。功能：是生态系统能量流动和物质循环的渠道。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。下图为某草原生态系统食物网，请思考。图示食物网中包括几条食物链？图中猫头鹰占有哪些营养级？青蛙与蜘蛛之间是什么关系？食物网中的一种生物减少，其他的生物都减少，这种生物是什么？若蛇的数量减少，猫头鹰的数量变化如何？图示食物网中未包含的生态系统的成分是什么？提示 8 第三、四、五、六 捕食和竞争 草是生态系统的基石，草减少，其他生物都减少。由于猫头鹰的食物来源较广泛，蛇的数量减少不会明显影响到猫头鹰数量的变化。 图示食物网中未包含的生态系统的成分是非生物的物质和能量及分解者。1.生态系统成分及判断3(1)生态系统中各成分的快速判断(2)上图中哪些成分共同构成生物群落？_。它们是否都参与食物链、食物网的构成？_。(3)图中联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”是_和_。提示 (2)A、B、C，其中 C 不参与食物网构成。(3)生产者(A) 分解者(C)2.下图为生态系统组成。请思考：(1)图中 X 及 a、b、c 分别指什么？(2)图中被誉为“生态系统基石”的是哪一环节？它是否一定是真核生物？是否一定是自养型生物？提示 (1)X生物群落 a消费者 b生产者 c分解者。(2)b 不一定为真核生物，可能为原核生物，但一定是自养型生物。1.(2015全国卷，31)某生态系统总面积为 250 km2，假设该生态系统的食物链为甲种植物乙种动物丙种动物，乙种动物种群的K值为 1 000 头，回答下列问题：(1)某次调查发现该生态系统中乙种动物种群数量为 550 头，则该生态系统中乙种动物的种群密度为_；当乙种动物的种群密度为_时，其种群增长速度最快。(2)若丙种动物的数量增加，则一段时间后，甲种植物数量也增加，其原因是_。4(3)在甲种植物乙种动物丙种动物这一食物链中，乙种动物同化的能量_(填“大于” “等于”或“小于”)丙种动物同化的能量。解析 (1)该生态系统乙种动物种群密度为 550 头/250 km22.2 头/km2；当乙种动物种群数量为K/2 时，种群增长速率最快，此时乙种动物种群密度为 500 头/250 km22 头/km2。(2)捕食者数量增加会导致被捕食者数量减少，反之亦然。丙捕食乙，丙的数量增加会导致乙的数量减少；乙捕食甲，乙的数量减少，导致甲的数量增加。(3)乙种动物属于第二营养级，丙种动物属于第三营养级。生态系统的能量流动是逐级递减的，乙种动物同化的能量大于丙种动物同化的能量。答案 (1)2.2 头/km2 2 头/km2 (2)由于乙种动物以甲种植物为食，丙种动物的数量增加导致乙种动物的数量减少，从而导致甲种植物数量增加 (3)大于本题主要源自人教版必修 3P89P93，考查种群密度、种群数量变化规律以及能量流动等相关知识。2.(教材 P88“旁栏思考题”改编)一个动物园中全部动物是一个系统吗？全部动物和植物呢？为什么？提示 动物园中的全部动物不能说是一个系统，因为不同种动物是分开饲养的，彼此之间没有内在联系和相互影响，不是一个有机的整体。同理，动物园中的全部动物和植物也不是一个系统。生态系统的成分及作用(2015海南卷，23)俗话说：“大鱼吃小鱼，小鱼吃小虾，小虾吃泥巴。 ”某同学据此设计了一个水池生态系统。下列属于该生态系统第一营养级的是( )A.小鱼吃的小虾 B.吃小鱼的大鱼C.泥巴中的藻类 D.泥巴中的大肠杆菌解析 生态系统食物链中的第一营养级一定是生产者，题述现象中的食物链为泥巴中的藻类小虾小鱼大鱼(与小鱼不同种)，故泥巴中的藻类是第一营养级，小虾是第二营养级，小鱼是第三营养级，大鱼是第四营养级，泥巴中的大肠杆菌属于分解者，不参与构成食物链。答案 C5关注生态系统成分必须明确的几个“未必”和“一定”(1)几个“未必”生产者未必都是植物(如蓝藻、硝化细菌)，植物未必都是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者)；消费者未必都是动物(如营寄生生活的微生物等)，动物未必都是消费者(如秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者)；分解者未必都是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物未必都是分解者(如硝化细菌、蓝藻等)。(2)两个“一定”生产者一定为“自养型” ， “自养型”一定为生产者，分解者一定为“腐生”型， “腐生”型一定为分解者。 【即学即练】(2017河南郑州一检)在美国西海岸的一个基岩质海岸的潮间带栖息着藤壶、贻贝、帽贝和石鳖等几种动物，这些动物被海星所捕食。科学家将海星从实验小区中移除一段时间后，调查小区中被捕食物种的数量由 15 种迅速下降到 8 种，同时发现藤壶和贻贝种群数量明显增加。相关叙述不正确的是( )A.小区中藤壶、贻贝、帽贝和石鳖等动物构成一个生物群落B.海星可以位于第三营养级C.海星移除后，小区物种数量下降的原因是被捕食者之间竞争加剧D.实验结果说明捕食者的存在有利于维持生态系统物种多样性解析 小区中所有的生物构成一个生物群落，A 错误；贻贝等动物可以属于初级消费者，海星以这些动物为食，海星可以位于第三营养级，B 正确；海星移除后，由于被捕食者数量增加，种间竞争加剧，导致部分物种被淘汰，物种数量下降，C 正确；通过海星的捕食可以调节被捕食者之间的关系，有利于维持生态系统物种多样性，D 正确。答案 A食物链与食物网构建与分析(2017经典高考，26)某地因采矿导致地表下沉，成为无法利用的荒地。为了改变这种状况，有关部门因地制宜，通过引水等措施，将该地改造成湿地生态公园，一些生物陆续迁入，并逐渐形成相对稳定的生物群落。下图是该公园生态系统食物网的一部分，请回答下列问题：6(1)该公园生物群落的变化属于_演替。(2)图中昆虫与杂食性鱼类之间的种间关系有_。(3)在黑斑蛙的繁殖季节，雄蛙通过叫声这种_信息求偶；雌蛙通常在近岸水深1030 cm 的草丛间产卵，可采用_法了解该蛙卵块的密度。(4)因该水域有些渗漏，补水时曾不慎引入含除草剂的水，导致一些水草死亡。水草腐烂后，图中所示的生物类群中最先快速增殖的是_。(5)图中既含有初级消费者，又含有次级消费者的生物类群有_。若蛙类与猛禽之间还存在 1 个营养级，请写出该营养级中 2 类不同纲的生物：_。解析 (1)建立于已有部分物种的“矿区”基础上的演替应属“次生演替” 。(2)图示信息表明，昆虫一方面被杂食性鱼类捕食，另一方面又与杂食性鱼类共同争夺“水草” ，故昆虫与杂食性鱼类存在着捕食与竞争关系。(3)“叫声”依赖“声音”传递信息，应属物理信息，沿岸边调查“卵块”密度，宜采用样方法中的等距取样法。(4)水草腐烂将为浮游生物类腾出更广阔的生存空间，故可引发后者快速增殖。(5)图中杂食性鱼类若以水草为食应为初级消费者，若以昆虫为食，则属次级消费者，而底栖动物和滤食性鱼类以“浮游生物”为食，若所食浮游生物为植物，则底栖动物和滤食性鱼类为初级消费者，若所食浮游生物为动物，则底栖动物和滤食性鱼类为次级消费者；自然界中以蛙为食且又可被猛禽捕食的生物有多种，如蛇、肉食鱼、鼠等(注意所列举生物应为“不同纲”)。答案 (1)次生 (2)捕食和竞争 (3)物理 (样方法中的)等距取样 (4)浮游生物类 (5)底栖动物类、杂食性鱼类、滤食性鱼类 蛇类、肉食性鱼类、鼠类(任写其中两类)构建食物链的一般方法1.依据曲线图构建食物链(网)7解读：分析曲线走势，先上升先下降者为被捕食者或以各营养级数量为依据，一般地，营养级越低时，数量越多(看起点)，即 CBA。2.依据柱形图或饼状图构建食物链(网)解读：图 1 和图 2 都是以每个营养级中有机物的多少为依据，图 1 中的食物链是丙甲乙丁；图 2 中的食物链是丙丁甲乙。 3.依据生态系统物质循环模型图构建食物链(网)解读：上图表示的是生态系统的物质循环图解，其中 D 是生产者、A 是消费者、B 是分解者、C 是无机环境，包含的食物链是 DA。4.依据表格数据(能量值)直接构建食物链(网)营养级ABCDPg15.9870.71.9141.0解读：根据能量多少和传递效率 10%20%可以确定食物链为 BDAC。5.依据表格数据(重金属、DDT 等浓度)间接构建食物链(网)生物体ABCDE有机汞浓度/(mgL1)0.0570.51680.39解读：注意本表直接呈现的是某生物体的有机汞浓度，并非能量值。有机汞存在“生物富集”现象，即随着营养级的增加，汞8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。【方法体验】(2017湖南十校联考)某河流中有如下食物链：绿藻植食性小鱼肉食性鱼。如图表示该食物链中各生物在河流不同深度的分布情况。下列有关分析错误的是( )A.甲、乙、丙之间存在生殖隔离，不存在地理隔离B.丙表示肉食性鱼，该种群营养级高，所含能量较少C.乙的数量突增，短时间内物种丙的数量会增加D.甲在不同水深处的个体数量不同，主要是食物的原因解析 甲、乙、丙是三个不同的物种，它们之间存在生殖隔离，由于它们存在于同一条河流中，因此不存在地理隔离，A 正确；物种丙是肉食性鱼，能量沿食物链单向流动、逐级递减，肉食性鱼所处营养级高，所含能量较少，B 正确；植食性小鱼的数量突增，使肉食性鱼的食物增加，则短时间内物种丙(肉食性鱼)的数量会增加，C 正确；物种甲为绿藻，不同水深处的个体数量不同，主要受光照的影响，D 错误。答案 D生态系统营养结构中的数量变化(2016全国卷，5)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解析 鹰迁入后，形成了食物链：