理解 教材 新知 知识点一 知识点二 知识点三 第六章 第一 节 考向一 把握 热点 考向 考向二 考向三 应用创新演练
1. 生态系统由生物群落及非生物环境构成。 2.在任何生态系统中都存在着两种类型的 食物链(捕食食物链和腐食食物链)。陆 地生态系统通常以腐食食物链为主, 而海洋生态系统则以捕食食物链为主。 3.食物链是有害物质或杀虫剂移动和浓缩 的通道,因此有毒物质沿食物链具生 物放大现象,这对位于食物链顶位的 物种极为不利。
4.食物网越复杂,生态系统抵抗外力干扰 的能力就越强;食物网越简单,生态 系统越容易发生波动和毁灭。 5. 生态金字塔中,能量金字塔绝不会是 倒的,而数量金字塔、生物量金字塔 可能有倒的。
[自读教材·夯基础] 1.生态系统概念 (1)生态系统是由 及 所构成的一个生态学功能系统。 (2)生态系统通常都是由 、有机物、气候、 、 、消费者和分解者七大成分组成。 (3) 和 是生态系统的两大重要功能。 生物群落 非生物环境 无机物 能源 生产者 能量流动 物质循环
2.食物链 (1)概念:在生态系统的各生物之间,通过一系列的 关系,不断传递着 所固定的能量,这种单方向的营养关系叫食物链。由于能量每次传递都会损失掉一大半,所以食物链通常只有 个环节。 取食和被取食 生产者 四五
(2)类型: ①捕食食物链:一般指以 为起点的食物链。 ②腐食食物链:以 或 为起点的食物链。 陆地生态系统通常以 食物链为主,而海洋生态系统则以 食物链为主。 活的植物 死亡生物 现成有机物 腐食 捕食
3.生物放大 (1)概念:化学杀虫剂和有害物质通过食物链 ,在生物体内 ,导致危害的现象。 (2)途径:食物链和食物网。 逐级积累和浓缩 高度富集
[跟随名师·解疑难] 1.生态系统中各成分的地位与关系 (1)无机环境: 主要包括无机物、有机物、气候、能源等,它们为生物提供物质和能量,是生物群落(包括生产者、消费者、分解者)赖以生存和发展的基础。
(2)生物成分: ①生产者,是生态系统中唯一能把非生物的物质和能量转变成生物体内的物质和能量(有机物及其储存的化学能)的成分,如果没有生产者,消费者和分解者都不能生存,并且生产者也是生物群落中数量最多的成分,所以说生产者是生态系统的主要成分,也是生态系统存在的前提。
②分解者,如果一个生态系统没有分解者,动植物的遗体残骸就会堆积如山,生态系统就会崩溃,所以说分解者在一个生态系统中的地位也很重要。 ③消费者,它一方面直接或间接地以绿色植物为食;另一方面也是对绿色植物加以分解的过程,如果没有食草动物对绿色植物的摄食,一方面增加了分解者的负担,另一方面绿色植物也将非常不利于被分解者分解。
(3)生态系统各成分相互关系:
部分生物在生态系统中地位的误区分析 误区类型 特例 细菌都是 分解者 光合细菌是自养型,属于生产者;寄生细菌属于特殊消费者 动物都是 消费者 像蚯蚓等以动植物遗体为食的腐生动物属于分解者
误区类型 特例 生产者都是 绿色植物 蓝细菌、光合细菌、硝化细菌等自养原核生物也是生产者,应该说,绿色植物都是生产者,生产者包括绿色植物 植物都是 生产者 菟丝子属于植物,营寄生生活,属于消费者
2.化学杀虫剂和各种有害物质沿着食物链转移的特点 食物链不仅是能量流动和物质循环的通道,而且也是杀虫剂和各种有害物质移动和浓缩的通道,在沿食物链各营养级向前移动时,营养级别越高的生物,其体内化学杀虫剂和有害物质积聚越多,愈发“浓缩”,从而导致在生物体内高度富集,而导致危害,这一现象就叫生物放大。如DDT沿着食物链转移几次后,其浓度可增加几万倍,从而对位于食物链顶位的物种造成灾难性影响。
[自读教材·夯基础] 1.概念 在一个生态系统中,许多 彼此相互交错连接的复杂营养关系,叫食物网。 2.成因 因为食物链的每一个环节都不止与 发生联系,而是与周围的 有着错综复杂的联系,好像一张无形的网和无数的网结把所有生物都直接或间接地联系起来。 食物链 上、下两种生物 很多种生物
3.食物网与生态系统抵抗外力干扰能力强弱的关系 食物网越复杂,生态系统抵抗外力干扰的能力就 ;食物网越简单,生态系统就越容易发生波动和毁灭。 是地球上最稳定的生态系统,而 则是最脆弱的生态系统。 越强 热带雨林 苔原
[跟随名师·解疑难] 有关食物网的分析 某生态系统中部分生物的食物关 系如右图,其各种生物之间的关系 分析如下:
(1)各种生物之间的关系: 在食物网中,有时两种生物之间既是捕食关系又是竞争关系。在该食物网中,草→兔→鹰之间、草→鼠→鹰之间、草→鼠→蛇→鹰之间是捕食关系;鼠与兔之间是竞争关系;而鹰与蛇之间,既是捕食关系,又是竞争关系(因为它们都以鼠为食)。 (2)食物链(网)中各环节生物数量变化关系: 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减少会导致其他生物都减少,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。但随着数量增加,种内斗争加剧,种群密度下降,直到趋于稳定,但结果比原来数量要大。 ③中间营养级生物减少的情况:如上图所示食物网中,鼠的数量突然减少,以它为食的蛇的数量也将减少,鹰要过多地捕食食草鸟和兔,从而导致兔和鸟减少,但因为鹰不只捕食鼠和蛇,它可依靠其他食物来源来维持数量基本不变。
(1)同一种生物在不同的食物链中,可以占有不同的营养级,如教材P102页图6-4中猫头鹰可在不同的食物链中分别占有第三、第四、第五和第六营养级。这就是说猫头鹰在该食物网中可占有四个不同的营养级。 (2)食物网中,当某种生物因某种原因而大量减少时,对另一种生物的影响,沿不同的线路分析结果不同时,应以中间环节少的为分析依据。
(3)食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类而非取决于生物的数量。 (4)查食物网中有几条食物链的方法——分枝法。 即:以生产者(第一营养级)为起点,查出它有几种捕食者——初级消费者(第二营养级),然后再以每一种初级消费者为起点,查出它有几种捕食者——次级消费者(第三营养级),以此类推。
[自读教材·夯基础] 1.营养级 (1)概念:营养级是指处于食物链某一环节上的 的总和。 全部生物
(2)举例: 所有 都处于食物链的起点,它们构成了 营养级,即 营养级,所有以 为食的动物属第二营养级,第三营养级则包括全部以 为食的肉食动物,以此类推。 营养级的位置越高,归属这个营养级的生物种类、数量和能量就 。 绿色植物 第一 生产者 植物 植食动物 越少
2.生态金字塔 (1)概念: 是指 之间的某种数量关系,可采用 单位、能量单位和 单位。 (2)特点:生态金字塔通常都是 图形,但也有 形的,其中 金字塔在夏季的温带森林中可呈倒金字塔形, 金字塔也有倒置的,但 金字塔绝不会有倒置的,能量从一个营养级流向下一个营养级总是逐渐 的, 这一点任何生态系统都不会有例外。 各营养级 生物量 个体数量 下宽上窄的正金字塔 倒金字塔 数量 生物量 能量 减少
[跟随名师·解疑难] 1.食物链中营养级与消费者级别的划分 食物链 草―→兔―→狐―→狼 生态系统 的成分 生产者 初级 消费者 次级 三级 营养级别 第一 营养级 第二 第三 第四 所属类型 主要是绿 色植物 植食性 动物 小型肉食 性动物 大型肉食 营养状况 自养 异养
(1)同一种生物在不同的食物链中可以占有不同的营养级,要根据其所在的具体食物链来确定,即从生产者数起。 (2)一条食物链上一般不会超过五个营养级,因为能量流动沿食物链是逐级递减的,生产者固定的能量流过五个营养级后,不足以再维持一个营养级了。 (3)生产者一定是第一营养级,所以,消费者级别和营养级级别相差1。
2.三种生态金字塔的比较 类型 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形状 特点 正金字塔形 一般为正金字塔形,有时会出现倒金字塔形 一般为正金字塔形
类型 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 象征 含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 生物量(现存生物中有机物的总质量)沿食物链随营养级升高而逐级递减 每一阶 食物链中每一营养级生物所含的总能量 每一营养级生物个体的总数目 每一营养级现存生物中有机物的总质量
在人工生态系统中,可能出现能量金字塔倒置现象,因消费者所需能量可来自人工补给、未必都由上一营养级天然供给。如人工鱼塘中生产者能量可能低于消费者。
[例1] (2011·海南高考)某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如下图。某个时期,当地居民大量捕杀鼬,导致岛上鼠种群暴发,随后由鼠疫杆菌引起的鼠疫通过跳蚤使人感染。
回答问题: (1)该食物网中,植物中的能量能通过________条食物链传递给鹰,鹰所处的营养级为________;兔与人的种间关系是________。鼠疫杆菌与人的种间关系是________。 (2)通常情况下,寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响________(大于、小于、等于)鼬对鼠种群数量的影响;大量捕杀鼬会导致鼠种内竞争________(增强、不变、减弱)。 (3)生长在该岛上的蘑菇属于生态系统的________(生产者、消费者、分解者),其体内贮存的能量________(能、不能)传递给植物。
[解析] (1)以植物为起点,鹰为终点的食物链共有4条,鹰所处的营养级为第三和第四营养级,兔与人的种间关系有捕食和竞争,鼠疫杆菌与人的种间关系为寄生;(2)寄生生物对寄主的影响小于寄主天敌对其的影响,由于大量捕杀鼬,导致鼠种群暴发,所以鼠群的种内竞争增强;(3)蘑菇属于分解者,植物体内的能量只能来自光能,分解者体内的能量是不能传递给植物的。 [答案] (1)4 第三和第四营养级 竞争和捕食 寄生 (2)小于 增强 (3)分解者 不能
1.下图是某草原生态系统中部分食物网简图,据图判断下 列说法不正确的是 ( ) . A.青蛙和蜘蛛之间既有竞争关系,也有捕食关系 B.图中的所有生物构成此生态系统中的生物群落 C.图中所示的食物网中共有4条食物链 D.蛇在此食物网中处于两个不同营养级
解析:上述的食物网中,共有4条食物链。青蛙和蜘蛛都以蝗虫为食物,所以有竞争关系又有捕食关系。蛇在不同的食物链中所处的营养级不同。生物群落在上述的食物网的基础上还应该包括这个环境中的所有其他生物。 答案:B
2.如图食物网中,若大鱼全部死 亡,磷虾的数量将会 ( ) A.增多 B.减少 C.A、B都有可能 D.不变
解析:在该食物网中大鱼全部死亡,可导致企鹅数量减少,虎鲸将更多地捕食须鲸,从而导致磷虾数量增多。 答案:A
[例2] 为研究环境污染物对某湖泊中生物的影响,一组学生开展了研究性学习。他们首先选取了该湖泊中5种不同的生物A、B、C、D、E,并对其进行消化道内食物组成的分析;然后又请当地一所湖泊研究所的专家对这5种生物体内2种污染物的含量进行了测定;再将研究数据绘制成下表。
生物种类 消化道内 食物组成 千克体重污染物含量/mg 汞 某种杀虫剂 A 鱼(甲) 鱼(乙) 78 96 B 河蚌 水蚤、小球藻 25 57 C 小球藻 / 3 5 D 水蚤 10 31 E 15
(1)为更直观地表达研究结果,请尝试利用上表中的数据,在所给坐标上规范绘制柱形图,以比较5种生物体内2种污染物的含量。 5种生物体内2种污染物含量比较图 (2)根据上表提供的信息,以食物网的形式表示5种生物之间的营养关系(以A、B、C、D、E代表5种生物)。
[解析] 汞和杀虫剂在生物体内不易被分解,在食物链中随物质循环和能量流动而逐级放大。在营养级越高的生物体内,两种物质的含量越高,反之含量越低。从图表给出的汞、杀虫剂的含量以及各种生物消化道内的食物组成等信息即可判断出5种生物之间的营养关系。
[答案] (1)如下图所示:
3.(2011·全国卷)回答下列与生态学有关的问题: (1)某人将未经检疫的外来鱼类和水草大量引进某水域生态系统后,导致生物多样性下降。从种间关系的角度分析,引起这种不良后果的原因是本地原有物种和外来物种之间可能存在着_______、________、_______的关系。
(2) 某相对稳定的水域生态系统中主要有甲、乙、丙、丁、 戊5个种群,各种群生物体内某重金属的含量如下表。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中,消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。 种群 甲 乙 丙 丁 戊 重金属含量 (μg/kg鲜重) 0.003 7 0.035 0.34 据表中数据绘出该生态系统的食物网。
解析:(1)因引入外来物种导致本地生物多样性下降,说明引入物种与本地原有物种间可能存在着竞争、捕食、寄生的关系。(2)甲、乙种群重金属含量相同,丙、丁种群重金属含量相同且高于甲、乙,戊种群重金属含量最高,说明甲、乙为第一营养级,丙、丁为第二营养级,而戊则为第三营养级。
[例3] 右图是以一片树林中的每个营 养级生物的数量多少而绘制的金字塔,其 中“1”、“2”、“3”分别代表第一、二、三 个营养级的生物,请回答: 下面哪一条食物链与金字塔相符合:①草 ②树 ③昆虫 ④兔 ⑤鸟 ⑥狼 ( ) A.①→③→⑤ B.①→④→⑥ C.②→③→⑤ D.②→③→⑥
[解析] “1”是第一营养级(生产者),根据题意可知,此生态系统的草和树是生产者,树木的数量远比草的数量要少,从题图中可看出,“l”的数量最少,故“1”应是“树”的数目。可以作为第二营养级的生物是昆虫(植食性昆虫)和2兔,“2”数量最多,故只能是“昆虫”,因为昆虫的数目比兔的数目和树的数目多得多。可作为第三营养级的生物是狼和鸟(肉食性鸟),以昆虫为食的是鸟,况且狼的数量是最少的:从数量上分析,此题的第三营养级也不是狼。一般地说,数量金字塔和能量金字塔一样,呈正塔形,草食动物的数量多,肉食动物少,依次类推。有时候数量金字塔也会发生倒塔形,该题所描述的就是如此。 [答案] C
(1)一般情况下,营养级越高,归属该营养级的生物种类、数量和能量越少。 (2)能量流经下一营养级总是逐渐减少的,对于任何生态系统都不会有例外情况,因而能量金字塔不会倒置。
4. 一片树林中,树、昆虫和食虫鸟的个体 数比例关系如右图所示。下列选项能正 确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流 动关系的是(选项方框面积表示能量的大小) ( )
解析:数量金字塔是以生态系统中每一营养级的生物个体数目为指标绘制的,有时会倒置,本题就是一个实例。而能量金字塔是不会倒置的,也就是说,生态系统中能量流动逐级递减的规律是普遍适用于各种生态系统的。本题中尽管昆虫的数目较多,但个体却很小,所含的能量也少。所以三者之间的能量流动关系应该是沿食物链“树→昆虫→食虫鸟”中营养级的顺序逐级递减。 答案:C
1.探究生态系统某些成分的作用。 2.探究光照对生产者的影响。 3.探测农药在生物体内的含量。
典例剖析 同学们在课外活动中发现植物的落叶在土壤里会逐渐腐烂,形成腐殖质。他们猜测落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用,不同生态系统的土壤微生物分解能力不同,并设计了实验进行验证。 (1)实验设计首先要遵循的是________________原则和____________原则。
(2)以带有同种落叶的土壤为实验材料,均分为A和B。实验时A不做处理(自然状态);B用塑料袋包好,放在60℃的恒温箱中1小时。B处理的目的是_______________ ________________________________________________。 (3)(2)中实验的自变量是_________________,因变量是___________,无关变量是___________(至少写出两点)。
(4)如果同学们的猜测是正确的,若干天后(2)中实验组的落叶_______________________________________。 (5)如果同学们用带有相同质量同种植物落叶的冻土苔原和热带雨林的等量土壤为实验材料,分别模拟原生态系统的无机环境条件进行C组和D组的实验,定期抽样检测样品土壤中未腐烂的落叶的含量,请根据预期结果绘出相应的曲线。
[解析] 由题意知该实验的目的是验证落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用,实验的自变量是土壤中微生物的有无,因变量是落叶的腐烂程度。为保证实验设计的对照原则和单一变量原则,应尽量减少无关变量对实验的影响,如土壤温度、含水量、pH及落叶的种类和大小等。在绘制曲线时,应注意以下几点:①明确横坐标和纵坐标的意义,其中纵坐标为未腐烂的落叶量;②两曲线的起点相同,注意纵坐标初始值不为0;③由于微生物的分解作用,两曲线呈下降趋势,且D组下降较C组快;④由于随时间延长,微生物的数量增多,所以两曲线的下降趋势是由慢到快。
[答案] (1)单一变量 对照 (2)杀灭土壤微生物,同时避免土壤理化性质的改变 (3)土壤微生物(作用)的有无 落叶的腐烂程度 土壤温度、含水量、pH及落叶的种类和大小等(合理即可) (4)腐烂程度小于对照组 (5)如图
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