2020版高考生物二轮复习 专题九 生物与环境 考点27 生态系统的结构和功能学案

2020版高考生物二轮复习 专题九 生物与环境 考点27 生态系统的结构和功能学案

考点27　生态系统的结构和功能 ‎1．准确判断生态系统的组成成分 ‎(1)通过代谢类型判断：生产者一定是自养生物，消费者一定是寄生异养或捕食异养的生物，分解者一定是腐生异养的生物。‎ ‎(2)从图中信息判断：先根据双向箭头“”确定“非生物的物质和能量”和“生产者”，再根据D中有“‎3”‎个指出箭头，确定其为“生产者”，C有“‎3”‎个指入箭头，确定其为“非生物的物质和能量”，最后根据D→A、A→B、D→B，确定A为消费者，B为分解者。D主要为绿色植物，A主要为动物，B主要为营腐生生活的细菌和真菌。‎ ‎2．生态系统的营养结构分析 ‎(1)由于第一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级＝消费者级别＋1。‎ ‎(2)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，也不一定是一个种群。‎ ‎(3)同一消费者在不同食物链中可以占据不同的营养级。‎ 8‎ ‎(4)在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐之间既有捕食关系，又有竞争关系。‎ ‎3．辨析碳循环过程图解 ‎(1)碳的存在形式与循环形式：①在生物群落和无机环境间：主要以CO2形式进行；②在生物群落内部：以含碳有机物形式传递；③在无机环境中：主要以CO2和碳酸盐形式存在。‎ ‎(2)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用和化能合成作用。‎ ‎(3)碳返回无机环境的途径：①生产者、消费者的呼吸作用；②分解者的分解作用(实质是呼吸作用)；③化石燃料的燃烧。‎ ‎4．掌握能量流动图解，理清摄入量、粪便量和同化量之间的关系 ‎(1)摄入量＝同化量＋粪便量。‎ ‎(2)同化量＝用于生长、发育和繁殖的能量＋呼吸量。‎ ‎(3)用于生长、发育和繁殖的能量＝分解者分解利用量＋下一营养级同化量＝同化量－呼吸消耗量。‎ ‎(4)流经生产者的总能量强调关键词“固定”而非“照射”。‎ ‎(5)流入各级消费者的能量强调关键词“同化”而非“摄入”或“储存”。‎ ‎(6)流入最高营养级的能量流动去向中不存在“流入下一营养级”的去向。‎ ‎(7)未利用：存在于现有生物体内的能量。‎ ‎5．能量流动的特点及原因分析 ‎(1)单向流动：①能量流动是沿着食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的；②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。‎ ‎(2)逐级递减：①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量；②各营养级的能量都会有一部分未被下一营养级生物所利用。‎ 8‎ ‎6．聚焦生态系统中能量流动计算问题 ‎(1)能量传递效率＝×100%(注意：10%～20%是相邻两个营养级的传递效率，不是两个个体之间的传递效率)。‎ ‎(2)能量传递的最值计算 ‎7．牢记生态系统中信息传递的种类和作用 注意　发生范围是生物与生物之间或生物与无机环境之间，而非“细胞间的信息传递”和“细胞内的信息传递”。‎ 题组一　生态系统的结构 ‎1．下列有关生态系统结构的叙述，正确的是(　　)‎ A．食肉动物都为次级消费者 B．自养生物都为第一营养级 C．食物网中某生物的位置不能被其他生物取代 D．细菌都属于分解者，可分为需氧型和厌氧型两类 答案　B 解析　食肉动物可能是次级消费者、三级消费者、四级消费者等，A错误；自养生物属于生产者，处于第一营养级，B正确；食物网中同一营养级可能有多种生物，因此某生物的位置可以被其他生物取代，C错误；细菌可以是生产者，如硝化细菌，也可以是消费者，如肺结核杆菌，D错误。‎ 思维延伸　若下图表示某生态系统的某条食物链中四种不同种群数量的变化曲线，则：‎ 8‎ ‎(1)在O～2时间段中，四种生物相互之间的变化关系是什么？‎ 答案　由于丙数量的增加，直接引起甲数量增加和乙数量减少，而乙数量的减少进而引起植物数量增加。‎ ‎(2)图中所示的食物链是什么？‎ 答案　植物→乙→丙→甲。‎ ‎2．在草原生态系统中生活着多种动植物，其中由部分生物组成的食物关系如图所示，则：‎ ‎(1)若某种原因导致兔子全部死亡，则蚯蚓的数量将会如何变化？________________________________________________________________________，‎ 原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)上述生物包括生产者、消费者和分解者，能否说上述生物共同组成了一个群落？为什么？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)先增加后减少，最后趋于稳定　兔子全部死亡，鹰捕食相思鸟的比例变大，相思鸟的数量减少，从而引起蚯蚓的数量增加，一段时间后会减少，最后趋于稳定 ‎(2)不能，因为这些生物只是草原生态系统中的部分生物，群落应包括这个区域中的所有生物 题组二　生态系统的能量流动 ‎3．如图为某草场生态系统的部分能量流动示意图，图中Q表示牧草在一年内固定的太阳能总量，Q1、Q2、Q3分别表示流入昆虫、牲畜、鼠体内的能量。下列叙述错误的是(　　)‎ 8‎ A．图中鹰属于次级和三级消费者，占有两个营养级 B．Q与(Q1＋Q2＋Q3)的差值为牧草呼吸作用消耗的能量 C．在能量流动的过程中，存在着信息传递 D．保护鹰和食虫鸟，利于人从生态系统中获得更多的能量 答案　B 解析　题图显示：在牧草→鼠→鹰这条食物链中，鹰处于第三营养级，属于次级消费者，在牧草→昆虫→食虫鸟→鹰这条食物链中，鹰处于第四营养级，属于三级消费者，故图中鹰属于次级和三级消费者，占有两个营养级，A正确；Q所示的生产者固定的太阳能总量的去路是：①用于自身呼吸消耗，②流向下一营养级，即(Q1＋Q2＋Q3)，③残枝、败叶等被分解者分解，B错误；在信息传递过程中伴随着一定的物质和能量的消耗，因此在能量流动的过程中，存在着信息传递，C正确；保护鹰和食虫鸟，能够控制昆虫和鼠的数量，利于人从生态系统中获得更多的能量，D正确。‎ ‎4．下图表示某生态系统一年中CO2的释放和消耗状况，其中①是生产者呼吸释放量，②是分解者呼吸释放量，③是消费者呼吸释放量，④是生产者光合作用消耗量。下列叙述正确的是(　　)‎ A．②的量越小，说明该生态系统施用的有机肥料越多 B．④的数值可间接表示流经该生态系统总能量的多少 C．③的数值除以④的数值，可以表示能量传递效率 D．该生态系统的营养级或种群数量有可能会减少 答案　B 解析　有机肥料必须经过分解者的分解作用变成无机物，才能被生产者利用，故②的量越小，说明该农田生态系统施用的有机肥料越少，A错误；流经该农田生态系统的总能量就是生产者所固定的全部太阳能，④表示生产者光合作用消耗量，即生产者总的光合作用，故流经该农田生态系统的总能量可用④表示，B正确；消费者同化作用的能量大于消费者呼吸释放量，消费者是指全部消费者，不是具体的某一营养级，因此③的数值除以④的数值不能表示能量传递效率，C错误；该生态系统的营养级或种群数量不会减少，D错误。‎ 思维延伸　判断与填充：‎ ‎(1)某生态系统中部分生物间的食物关系如下图，判断如下分析：‎ 8‎ ‎①图中若蛇的食物有4/5来自鼠，1/5来自蛙，则从理论上讲，蛇每增加1 kJ能量，至少消耗植物45 kJ(　√　)‎ ‎②假如蛇的食物中，鼠的比例由4/5变为1/5，消耗相同的植物，蛇同化的能量是原来的4/7(　×　)‎ ‎(2)如图是某人工鱼塘能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2·y)]。判断下列说法：‎ ‎①该生态系统中生产者固定的总能量是9.6×104 kJ/(m2·y)(　×　)‎ ‎②捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性(　√　)‎ ‎③第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为12.7%(　√　)‎ ‎④由植食性动物到肉食性动物的能量传递效率为15.6%(　√　)‎ ‎(3)狼被引入某生态系统后，建立了如图所示的食物关系，则狼与野狗的种间关系为____________。若一种生物被下一营养级各种生物平均摄食，则狼增重‎1千克，至少消耗牧草________千克。‎ 答案　捕食和竞争　41.7‎ 解析　狼与野狗既有捕食关系，又有竞争关系。计算“至少”消耗牧草的量，应该按照最高的能量传递效率(20%)计算。设草至少被消耗A千克，计算过程如下：草→羚羊→狼：A×(1/2)×20%×(1/2)×20%＝A/100；草→斑马→狼：A×(1/2)×20%×(1/2)×20%＝A/100；草→羚羊→野狗→狼：A×(1/2)×20%×(1/2)×20%×20%＝A/500；草→斑马→野狗→狼：A×(1/2)×20%×(1/2)×20%×20%＝A/500；则A/100＋A/100＋A/500＋A/500＝1，所以A＝125/3≈41.7(千克)。‎ 题组三　生态系统的物质循环 ‎5．下图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析错误的是(　　)‎ 8‎ A．生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足 B．A是消费者，C是生产者，碳在各成分间以CO2的形式循环 C．对E过度开发利用会打破生物圈中的碳平衡 D．碳循环过程需要能量驱动，同时含碳有机物又是能量的载体 答案　B 解析　物质循环的特点是全球性和循环性，因此在生物圈内，碳元素可以自给自足，A正确；据图可知，A是消费者、C是生产者、B是分解者，C在生物群落和无机环境之间以二氧化碳的形式传递，C在生物群落内部以有机物的形式传递，B错误；大量煤、石油的开发会导致空气中的二氧化碳增多，引发温室效应，打破生物圈中的碳平衡，C正确；物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力，二者相辅相成，D正确。‎ ‎6．回答关于生态系统物质循环的相关问题：‎ ‎(1)如图为某生态系统的碳循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分；A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物，其生物量所占比例如图所示，生态系统具有一定的结构，除了甲、乙、丙、丁所示的组成成分外，还包括__________________。图中A属于第________营养级。③过程中碳的传递形式是______________。‎ ‎(2)若下图表示某一生态系统的相关内容模式图，则：‎ a．若上图表示生态系统中的碳循环，则D代表的成分是____________，该成分在生态系统中的作用是______________________________。碳在过程①～⑤中以CO2的形式进行传递的是__________。‎ b．如果去掉图中的箭头①和⑤，用该图表示生态系统中的食物网，其中A、B、C和D都只代表一个物种，则图中共有________条食物链，其中A和D的关系是______________。‎ 8‎ ‎(3)生态学专家不会以某一单独的生态系统为单位进行物质循环的研究，试从物质循环特点的角度进行解释，其原因是 ‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)营养结构(食物链和食物网)　二　二氧化碳 ‎(2)a.分解者　将有机物分解成无机物　①②③⑤　b．3　捕食和竞争 ‎(3)物质循环是生物群落与无机环境之间的循环，具有全球性的特点 题组四　生态系统的信息传递 ‎7．下列关于生命系统中信息传递的叙述，正确的是(　　)‎ A．生物体内细胞之间的信息传递必须依赖细胞膜上的受体的识别 B．生物体内的信息传递一般都具有双向性 C．无论生物体内还是生物体外，传递每一种信息都必须依赖具体的信息分子 D．人体产生的能降低血糖浓度的胰岛素分子不属于生态系统信息传递中的化学信息 答案　D 解析　植物细胞间可通过胞间连丝直接进行物质和信息的交流，不通过细胞膜上的受体，A项错误；生物体内的信息传递往往是信号分子通过一定的途径作用于靶细胞，一般是单向的，B项错误；生态系统中的信息传递不一定依赖于信息分子，如物理信息和行为信息，C项错误；人体产生的胰岛素分子属于体内的信息分子，生态系统的化学信息在同种生物或不同生物个体间发挥作用，D项正确。‎ ‎8．(2018·遂宁期末)雌蚕蛾能释放一种性引诱剂，可以把‎3 km以外的雄蚕蛾吸引过来。虽然每只雌蚕蛾所释放的性引诱剂的数量不足0.01 mg，但雄蚕蛾仍能对其作出反应。有趣的是雄蚕蛾对密封在玻璃瓶中的雌蚕蛾虽然看得见，但却无动于衷。下列相关叙述错误的是(　　)‎ A．生态系统中的信息都是由生物产生的 B．雌蚕蛾释放的性引诱剂属于化学信息 C．上述信息可说明性引诱剂具有高效性 D．体现了信息的传递有利于种群的繁衍 答案　A 解析　性引诱剂是由生物产生的，但不能说明生态系统中的信息都是由生物产生的，如有些物理信息来源于无机环境，A错误；使雄蚕蛾作出反应的性引诱剂属于化学信息，B正确；每只雌蚕蛾所释放的性引诱剂的量不足0.01 mg，但雄蚕蛾仍能对其作出反应，说明性引诱剂具有高效性，C正确；性引诱剂可以把‎3 km以外的雄蚕蛾吸引过来交尾，体现了信息的传递有利于种群的繁衍，D正确。‎ 8‎