2025屆高考生物一輪復習第2單元生物與環(huán)境第3講生態(tài)系統(tǒng)的結構和能量流動學案新人教版必修3

PAGE13-第3講生態(tài)系統(tǒng)的結構和能量流淌考情研讀·備考定位考點展示核心素養(yǎng)1．生態(tài)系統(tǒng)的結構。2．生態(tài)系統(tǒng)中的物質循環(huán)和能量流淌的基本規(guī)律及應用。1．生命觀念——通過分析生態(tài)系統(tǒng)的結構及能量流淌的過程，建立結構與功能相統(tǒng)一的觀點及生命系統(tǒng)的物質和能量觀。2．理性思維——①通過構建生態(tài)系統(tǒng)組成成分之間的關系模型，培育運用模型分析問題的實力；②通過分析食物鏈(網(wǎng))中各養(yǎng)分級生物的數(shù)量變動狀況及能量流淌過程圖解，培育運用邏輯思維分析問題的實力。3．科學探究——通過總結探討能量流淌的實踐意義，形成學以致用，關注生產(chǎn)生活的看法?？键c一生態(tài)系統(tǒng)的結構自主回顧·素養(yǎng)儲備基礎梳理1．生態(tài)系統(tǒng)的概念：由生物群落與它的無機環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一整體。地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)是生物圈。2．生態(tài)系統(tǒng)的結構eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(組成成分\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(非生物的物質和能量∶陽光、熱能、水、,空氣、無機鹽等,分解者：主要是細菌和真菌等腐生生物,生產(chǎn)者：主要是各種綠色植物等自養(yǎng)型,生物,消費者：主要是動物等異養(yǎng)型生物)),↓捕食關系,養(yǎng)分結構\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(食物鏈,組成,食物網(wǎng)))\a\vs4\al(是生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)和能量流淌,的渠道)))3．生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分結構(1)食物鏈①概念：生態(tài)系統(tǒng)中各生物之間由于食物關系形成的一種聯(lián)系。②實例eq\a\vs4\al(生產(chǎn)者初級消費者次級消費者三級消費者四級消費者,第一養(yǎng)分級其次養(yǎng)分級第三養(yǎng)分級第四養(yǎng)分級第五養(yǎng)分級)③表現(xiàn)形式：起點總是生產(chǎn)者，終點是不被其他動物所食的動物(最高養(yǎng)分級)。④消費者級別＝養(yǎng)分級級別－1。(2)食物網(wǎng)①概念：在一個生態(tài)系統(tǒng)中，很多食物鏈彼此相互交織連接成的困難養(yǎng)分結構。②形成緣由：生態(tài)系統(tǒng)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，也可能被多種肉食性動物所食。思維辨析易錯整合，推斷正誤。(1)生態(tài)系統(tǒng)中分解者的作用是將有機物分解成無機物(√)(2)“大魚吃小魚，小魚吃小蝦，小蝦吃泥巴”，泥巴中的藻類屬于第一養(yǎng)分級(√)(3)土壤微生物可作為生態(tài)系統(tǒng)的分解者(√)(4)土壤中的硝化細菌是異養(yǎng)生物，因而不屬于生產(chǎn)者(×)(5)生產(chǎn)者、分解者是聯(lián)系非生物的物質和能量與生物群落的橋梁，其中生產(chǎn)者是生態(tài)系統(tǒng)的基石(√)(6)食物網(wǎng)中兩種生物間只能有一種種間關系(×)(7)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中養(yǎng)分級越高的生物，其體型必定越大(×)(8)食物鏈犬牙交織形成的困難養(yǎng)分關系就是食物網(wǎng)。食物網(wǎng)的困難程度取決于該生態(tài)系統(tǒng)中生物的數(shù)量(×)延長探究1．甲、乙兩圖均為生態(tài)系統(tǒng)成分及結構關系圖，試解讀∶(1)用數(shù)字及文字指出圖甲中生態(tài)系統(tǒng)的四種組成成分分別是什么？(2)圖甲中哪些成分共同構成生物群落？它們是否都參加食物鏈、食物網(wǎng)的構成？(3)圖乙中X及a、b、c分別指什么？[提示](1)①非生物的物質和能量，②生產(chǎn)者，③分解者，④消費者。(2)②③④。③不參加食物網(wǎng)的構成。(3)X—生物群落，a—消費者，b—生產(chǎn)者，c—分解者。2．生產(chǎn)者、消費者和分解者是緊密聯(lián)系，缺一不行的，描述三者在生態(tài)系統(tǒng)的地位如何？[提示]生產(chǎn)者是生態(tài)系統(tǒng)中的最主要的成分，是生態(tài)系統(tǒng)的基石。消費者是生態(tài)系統(tǒng)中最活躍的成分，分解者是生態(tài)系統(tǒng)中不行缺少的成分。3．分析食物網(wǎng)模式圖，回答下列問題。(1)圖示食物網(wǎng)中包含8條食物鏈。(2)寫出圖中含養(yǎng)分級最多的食物鏈：草→食草昆蟲→蜘蛛→青蛙→蛇→貓頭鷹。(3)圖中狐屬于次級消費者，占第三養(yǎng)分級。(4)貓頭鷹同時占有第三、四、五、六養(yǎng)分級；它獲得能量最多的食物鏈是：草→鼠→貓頭鷹。(5)從圖中可以看出，青蛙和蜘蛛的種間關系是捕食和競爭。(6)該圖作為生態(tài)系統(tǒng)還缺少的成分是非生物的物質和能量、分解者。剖析難點·考點突破重難精講1．各組成成分的比較比較項目組成內容作用生物同化類型地位非生物的物質和能量陽光、熱能、空氣、水分、無機鹽等為生物供應物質和能量，是生物群落賴以生存和發(fā)展的基礎必備成分生產(chǎn)者主要是綠色植物，也包括化能自養(yǎng)型微生物(如硝化細菌)制造有機物，儲存能量；為消費者供應食物和棲息場所自養(yǎng)型主要成分(基石)消費者主要包括絕大部分動物，包括寄生生活的微生物和植物(如菟絲子)加快生態(tài)系統(tǒng)中的物質循環(huán)；有利于植物的傳粉和種子的傳播異養(yǎng)型最活躍的成分分解者營腐生生活的微生物及腐食性的動物(如蚯蚓、蜣螂)通過分解作用將生物遺體、排泄物分解為無機物，供生產(chǎn)者重新利用異養(yǎng)型物質循環(huán)中的關鍵成分聯(lián)系各成分相互作用形成一個統(tǒng)一整體■(1)生態(tài)系統(tǒng)成分的誤區(qū)類型與特例分析誤區(qū)類型特例細菌都是分解者硝化細菌是自養(yǎng)生物，屬于生產(chǎn)者；寄生細菌屬于特別消費者動物都是消費者蚯蚓、蜣螂、禿鷲及某些種類的軟體動物是以動植物殘體為食的腐生動物，屬于分解者生產(chǎn)者都是綠色植物藍藻、硝化細菌等自養(yǎng)原核生物也是生產(chǎn)者，應當說生產(chǎn)者主要是綠色植物植物都是生產(chǎn)者菟絲子等一些寄生植物營寄生生活，屬于消費者(2)生態(tài)系統(tǒng)組成成分關系圖解分析①先據(jù)雙向箭頭“”確定“非生物的物質和能量”和“生產(chǎn)者”，再推斷兩者中有“3”個指出箭頭的D為“生產(chǎn)者”，有“3”個指入箭頭的C為“非生物的物質和能量”，最終依據(jù)D→A→B，確定A為消費者、B為分解者。②若問D、A、B詳細是什么生物，則D主要為綠色植物，A為動物，B為營腐生生活的細菌和真菌。③圖示中D、A、B共同構成生物群落，食物鏈(網(wǎng))中只包括D和A。2．食物網(wǎng)中生物數(shù)量的改變分析(1)食物鏈的第一養(yǎng)分級生物削減，相關生物都削減。(2)“天敵”削減，被捕食者數(shù)量增加，但隨著數(shù)量增加，種內斗爭加劇，種群密度還要下降，直到趨于穩(wěn)定。(3)“中間”養(yǎng)分級生物削減的狀況，舉例如下：若青蛙突然削減，則以它為食的蛇將削減，鷹過多捕食兔和食草鳥，從而導致兔、食草鳥削減，因鷹不只捕食蛇一種生物，它可以依靠其他食物來源維持數(shù)量基本不變。■(1)距離基本能源(如生產(chǎn)者)越近的生物，受到捕食或取食的壓力越大，因而其種類和數(shù)量越多，生殖實力越強。(2)食物網(wǎng)越困難，最高養(yǎng)分級生物就越能獲得持續(xù)穩(wěn)定的能量。(3)取食對象一般選取低養(yǎng)分級生物的緣由：低養(yǎng)分級生物所含的能量多；富集有毒物質少。精準命題突破點生態(tài)系統(tǒng)的概念及成分〔典例剖析〕例1(2024·陸良縣一模)下列關于生態(tài)系統(tǒng)成分的敘述正確的是(C)A．動物都屬消費者，食草動物屬第三養(yǎng)分級B．細菌都屬分解者，將有機物分解成無機物C．生產(chǎn)者都屬自養(yǎng)生物，食物鏈中除生產(chǎn)者外，還有消費者D．分解者肯定是微生物，都不能有氧呼吸[解析]少數(shù)動物也屬于分解者，如蚯蚓，以腐爛的食物為食，食草動物屬于其次養(yǎng)分級；A、D錯誤；細菌不肯定屬于分解者，也可以是消費者和生產(chǎn)者，如化能合成細菌是自養(yǎng)生物，屬于生產(chǎn)者，B錯誤；生產(chǎn)者屬于自養(yǎng)生物，是生態(tài)系統(tǒng)的主要成分，食物鏈中除生產(chǎn)者外，還有消費者，C正確?！矊柧殹?．(2024·湖南永州模擬)某種甲蟲以土壤中的落葉為主要食物，假如沒有這些甲蟲，落葉層將嚴峻積累，最終導致落葉林生長不良。以下分析正確的是(C)A．這種甲蟲屬于次級消費者B．這種甲蟲與落葉樹之間為捕食關系C．這種甲蟲對落葉林的物質循環(huán)有促進作用D．這種甲蟲在能量金字塔中位于底部[解析]依據(jù)題意，甲蟲以土壤中的落葉為主要食物，沒有這些甲蟲，落葉層將嚴峻積累，可以推知甲蟲屬于該生態(tài)系統(tǒng)中的分解者，A錯誤；食物鏈中的生物之間是捕食關系，而甲蟲是分解者，不屬于食物鏈的成分，B錯誤；甲蟲屬于分解者，能夠促進生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)，C正確；甲蟲是分解者，而能量金字塔的底部是生產(chǎn)者，D錯誤。突破點生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分結構——食物鏈、食物網(wǎng)〔典例剖析〕例2如圖所示為某生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)，下列相關敘述正確的是(D)A．圖中全部生物對應種群的集合，稱為該生態(tài)系統(tǒng)的群落B．食草昆蟲的銳減對該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有影響C．該生態(tài)系統(tǒng)中共有10條食物鏈，其中狐處于兩條食物鏈中D．該食物網(wǎng)中，具有捕食和競爭關系的不僅僅是青蛙和蜘蛛[解析]圖中食物網(wǎng)只包括生產(chǎn)者和消費者，不包括分解者，因此圖中全部生物不能構成一個群落；食草昆蟲的銳減會導致該生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分結構簡潔化，致使生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性減弱；該生態(tài)系統(tǒng)中共有8條食物鏈；吃蟲的鳥和蜘蛛之間、貓頭鷹和蛇之間也是捕食和競爭關系。┃┃技巧點撥?食物鏈變式模型的分析(1)下圖中圖1和圖2都是以每個養(yǎng)分級中有機物多少為依據(jù)，圖l中的食物鏈是丙→甲→乙→丁，圖2中的食物鏈是丙→丁→甲→乙。(2)圖3表示甲和乙之間為捕食關系，甲是被捕食者，乙是捕食者，在食物鏈中，甲是低養(yǎng)分級，乙是高養(yǎng)分級。(3)圖4表示的是生態(tài)系統(tǒng)的組成成分圖解，A是生產(chǎn)者，B是消費者，C是分解者，D是非生物的物質和能量，其中的食物鏈是A→B?！矊柧殹?．某島嶼居民與該島上的植物、兔、鼠、鼬和鷹構成的食物網(wǎng)如圖所示。下列敘述錯誤的是(D)A．人與兔的種間關系是捕食和競爭B．若除去鼬，則鷹的數(shù)量會增加C．大量捕殺鼬會導致鼠種內斗爭增加D．植物中的能量能通過5條食物鏈傳遞給鷹[解析]兔和人有共同的食物來源，二者存在競爭關系，同時兔也能被人捕食，二者存在捕食關系；鼬和鷹都能捕食兔和鼠，若除去鼬，鷹缺乏競爭，數(shù)量會增多；大量捕殺鼬時，鼠的數(shù)量會增多，種內斗爭會增加；從植物到鷹的食物鏈有4條?？键c二生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌自主回顧·素養(yǎng)儲備基礎梳理1．生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌過程、特點及意義2．消費者的能量流淌留意：最高養(yǎng)分級消費者的能量沒有流向下一養(yǎng)分級這條途徑。(1)上述圖解可以得到：攝入量＝同化量＋糞便量。(2)在各養(yǎng)分級中，能量的幾個去路：通過呼吸作用以熱能的形式散失；被下一養(yǎng)分級生物利用；被分解者利用；未被利用。思維辨析易錯整合，推斷正誤。(1)生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌就是指能量的輸入和散失過程(×)(2)流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是照耀在生產(chǎn)者上的太陽能(×)(3)流經(jīng)第三養(yǎng)分級的總能量是指三級消費者攝入到體內的能量(×)(4)除最高養(yǎng)分級外，某一養(yǎng)分級的總能量由四個部分組成：自身呼吸消耗的能量、流向下一個養(yǎng)分級的能量、被分解者利用的能量和未被利用的能量(√)(5)相鄰兩個養(yǎng)分級的能量傳遞效率不會小于10%，也不會大于20%(×)(6)拔去田地中的雜草是人為地調整能量流淌的方向，可以提高生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率(×)(7)一只狼捕食了一只兔子，就完成了能量流淌(×)(8)養(yǎng)分級越高的生物獲得的能量越少，體型也越小(×)(9)“?；~塘”實現(xiàn)了能量的多級利用，大大提高了能量的傳遞效率(×)延長探究1．如圖甲為某自然生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔簡圖，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的養(yǎng)分級，m1、m2代表不同的能量形式。圖乙表示能量流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)某一養(yǎng)分級的改變示意圖，其中a～g表示能量值的多少。請據(jù)圖分析回答。(1)圖甲中m1輸入該生態(tài)系統(tǒng)的途徑是生產(chǎn)者的光合作用。(2)圖乙中，若A表示圖甲中養(yǎng)分級Ⅱ的生物攝入能量，養(yǎng)分級Ⅱ的生物同化能量可用圖中哪個字母表示？其能量值如何表示？(用圖中字母)(3)從圖乙中能計算能量傳遞效率嗎？說明緣由。[提示](2)Bb(或d＋e)(3)不能。圖乙僅表示能量流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)某一養(yǎng)分級的改變，計算能量傳遞效率需知道相鄰兩養(yǎng)分級生物的同化量。2．就這一食物網(wǎng)而言，若人的素食∶肉食比例由1∶1調整為2∶1，則同樣的玉米，人獲得的能量是原來的多少倍？寫出推導思路(設傳遞效率為20%)。[提示]1.29。推導思路如下∶設玉米能量均為A，調整前人獲得能量為x1，調整后人獲得能量為x2，則eq\f(x1·\f(1,2),\f(1,5))＋eq\f(x1·\f(1,2),\f(1,5)2)＝A，eq\f(x2·\f(2,3),\f(1,5))＋eq\f(x2·\f(1,3),\f(1,5)2)＝A，則x1＝eq\f(A,15)，x2＝eq\f(3A,35)，eq\f(x2,x1)＝eq\f(\f(3A,35),\f(A,15))＝eq\f(9,7)≈1.29。3．假如把各個養(yǎng)分級的生物數(shù)量關系，用繪制能量金字塔的方式表達出來，是不是也是金字塔形？假如是，有沒有例外？[提示]一般狀況下，也是金字塔形。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(chǎn)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數(shù)量可能低于浮游動物的數(shù)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。與此同理，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。剖析難點·考點突破重難精講1．流入某一養(yǎng)分級的能量來源和去路(1)能量來源eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①生產(chǎn)者的能量主要來自太陽能,②消費者的能量來自上一養(yǎng)分級,同化的能量))(2)能量去向：流入某一養(yǎng)分級(最高養(yǎng)分級除外)的能量去向可從以下兩個角度分析：eq\a\vs4\al(①定量不定時,能量的最終去路)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.自身呼吸消耗,b.流入下一養(yǎng)分級,c.被分解者分解利用))②定量定時：流入某一養(yǎng)分級的肯定量的能量在肯定時間內的去路可有四條：a．自身呼吸消耗；b．流入下一養(yǎng)分級；c．被分解者分解利用；d．未被自身呼吸消耗，也未被下一養(yǎng)分級和分解者利用，即“未利用”。假如是以年為單位探討，這部分的能量將保留到下一年。2．能量流淌特點及緣由分析(1)單向流淌①能量流淌是沿食物鏈進行的，食物鏈中各養(yǎng)分級之間的捕食關系是長期自然選擇的結果，是不行逆轉的。②各養(yǎng)分級通過呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物重復利用，因此能量流淌無法循環(huán)。(2)逐級遞減①各養(yǎng)分級生物都會因呼吸作用消耗大部分能量。②各養(yǎng)分級的能量都會有一部分流入分解者，包括未被下一養(yǎng)分級生物利用的部分。3．流淌模型——生態(tài)金字塔的類型、含義比較類型能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形態(tài)特點正金字塔形一般為正金字塔形一般為正金字塔形象征含義能量沿食物鏈流淌過程中具有逐級遞減的特性一般生物個體數(shù)目在食物鏈中隨養(yǎng)分級上升而逐級遞減一般生物有機物的總質量沿食物鏈上升逐級遞減每一階含義每一養(yǎng)分級生物所含能量的多少每一養(yǎng)分級生物個體的數(shù)目每一養(yǎng)分級生物的有機物總量特別形態(tài)無極少■能量流淌中的三個易誤點(1)動物同化的能量不等于攝入的能量動物同化的能量＝攝入量－糞便有機物中的能量，即攝入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利用大象的糞便獲得能量，就不能說蜣螂獲得了大象的能量。(2)糞便量不是該養(yǎng)分級同化量的一部分消費者產(chǎn)生的糞便不屬于該養(yǎng)分級同化的能量，它事實上與上一養(yǎng)分級的遺體、殘骸一樣，屬于上一養(yǎng)分級被分解者利用的部分。(3)能量傳遞效率與能量利用效率的區(qū)分①能量傳遞效率：能量在沿食物鏈流淌的過程中，逐級削減，若以“養(yǎng)分級”為單位，能量在相鄰兩個養(yǎng)分級之間的傳遞效率為10%～20%。其計算公式為能量傳遞效率＝(一個養(yǎng)分級同化量/上一養(yǎng)分級同化量)×100%。②能量利用效率：通?？紤]的是流入人體中的能量占生產(chǎn)者能量的比值，或流入最高養(yǎng)分級的能量占生產(chǎn)者能量的比值。合理調整能量流淌關系，可提高能量的利用效率。精準命題突破點生態(tài)系統(tǒng)能量流淌的過程〔典例剖析〕例3(2024·內蒙古赤峰二中第三次月考)生態(tài)系統(tǒng)中存在食物鏈“馬尾松→松毛蟲→杜鵑”，如圖表示松毛蟲攝入能量的流淌方向，下列敘述正確的是(B)A．該食物鏈中的生物在數(shù)量上呈正金字塔模型B．松毛蟲和杜鵑之間的能量傳遞效率可用E/A×100%表示C．由松毛蟲流入分解者的能量可用C＋D＋F表示D．若遷走全部杜鵑，松毛蟲的種群數(shù)量將呈“J”型增長[解析]該食物鏈中的生物在能量上呈正金字塔形，而數(shù)量上松毛蟲的數(shù)量多于馬尾松，不呈現(xiàn)正金字塔形；松毛蟲的同化量是A，杜鵑的同化量是E，能量傳遞效率可用E/A×100%表示；由松毛蟲流入分解者的能量可用D＋F表示，C表示松毛蟲糞便量，屬于馬尾松的能量；若遷走全部杜鵑，但由于資源和空間是有限的，松毛蟲的種群數(shù)量增長將呈現(xiàn)“S”型曲線?！矊柧殹?．(2024·常州一模)大閘蟹是以植物為主的雜食性甲殼類，因其味道鮮美而被大量養(yǎng)殖。如圖為養(yǎng)殖大閘蟹的陽澄湖某水域生態(tài)系統(tǒng)能量流淌的部分圖解，其中的英文字母表示能量(單位：kJ)。對該圖的分析正確的是(C)A．流經(jīng)陽澄湖該養(yǎng)殖區(qū)域的總能量為aB．植物到大閘蟹的能量傳遞效率為c/(b＋2)×100%C．圖中d代表大閘蟹用于生長、發(fā)育和繁殖的能量D．該區(qū)域由于有人工的管理，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性肯定比自然區(qū)域高[解析]流經(jīng)陽澄湖該養(yǎng)殖區(qū)域的總能量為a與輸入的有機物中的能量之和，A錯誤，由圖可知，c為初級消費者的同