一輪復習-生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和能量流動_第1頁
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了解生態(tài)系統(tǒng)的概念和范圍討論某一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。分析生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的根本規(guī)律及其應用。概述研究能量流動的實踐意義。復習目標生態(tài)系統(tǒng)的范圍有大有小。地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)是_______,它包括地球上的全部生物〔包括人〕及其無機環(huán)境。在生物圈這個最大的生態(tài)系統(tǒng)中,還可以分出很多個生態(tài)系統(tǒng),如一片森林、一塊草地、一個池塘、一塊農(nóng)田、一條河流等,都可以各自成為一個生態(tài)系統(tǒng)??傊鷳B(tài)系統(tǒng)就是在一定的空間和時間內(nèi),在各種生物之間以及生物與無機環(huán)境之間,通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)而相互作用的一個自然系統(tǒng)。生物圈一、生態(tài)系統(tǒng)的概念農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)人工生態(tài)系統(tǒng)城市生態(tài)系統(tǒng)自然生態(tài)系統(tǒng)森林生態(tài)系統(tǒng)草原生態(tài)系統(tǒng)海洋生態(tài)系統(tǒng)淡水生態(tài)系統(tǒng)河流生態(tài)系統(tǒng)湖泊生態(tài)系統(tǒng)池塘生態(tài)系統(tǒng)荒漠生態(tài)系統(tǒng)凍原生態(tài)系統(tǒng)二、生態(tài)系統(tǒng)的類型三、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)(二)生態(tài)系統(tǒng)的組成成分(一)生態(tài)系統(tǒng)成分的誤區(qū)類型與特例誤區(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;寄生細菌屬于特殊消費者動物都是消費者蚯蚓、蜣螂、禿鷹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,應該說生產(chǎn)者包含綠色植物植物都是生產(chǎn)者莬絲子等一些寄生植物營寄生生活,屬于消費者[特別提醒]①生產(chǎn)者都是自養(yǎng)生物,自養(yǎng)生物都是生產(chǎn)者。②消費者一般從活的生物體取食,而分解者那么從生物遺體、排泄物和殘落物中獲得物質(zhì)和能量。食物鏈草―→兔―→狐―→狼生態(tài)系統(tǒng)的成分生產(chǎn)者初級消費者次級消費者三級消費者營養(yǎng)級別第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級1.食物鏈營養(yǎng)級與消費者級別的關(guān)系食物鏈(網(wǎng))中各營養(yǎng)級生物數(shù)量的變動(1)處于食物鏈的第一營養(yǎng)級生物減少的情況:第一營養(yǎng)級生物數(shù)量的減少會導致其他生物數(shù)量都減少,即出現(xiàn)連鎖反響,因為第一營養(yǎng)級生物是其他生物直接或間接的食物來源。(2)“天敵”減少的情況:“天敵”減少,那么被捕食者數(shù)量增加。但隨著其數(shù)量的增加,種內(nèi)斗爭加劇,種群密度下降,直到趨于穩(wěn)定,但最終結(jié)果比原來數(shù)量要大。(3)“中間”營養(yǎng)級生物減少的情況:如右圖所示食物網(wǎng)中,青蛙突然減少,那么以它為食的蛇也將減少,鷹就要過多地捕食兔和食草鳥,從而導致兔、食草鳥減少。因為鷹不只捕食蛇一種生物,它可依靠其他食物來源來維持其數(shù)量根本不變。(4)特殊情況:在食物網(wǎng)中,當某種生物因某種原因而大量減少時,對另一種生物的影響沿不同的路線分析得出的結(jié)果不同時,應以中間環(huán)節(jié)少的為分析依據(jù)。[特別提醒]

生產(chǎn)者比消費者穩(wěn)定得多,當某一種群數(shù)量發(fā)生變化時,一般不考慮生產(chǎn)者數(shù)量的增加或減少。3.下面是有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的問題。如圖表示一生態(tài)系統(tǒng)中生物種類間的相互關(guān)系。圖中各種類均生活在退潮后暴露出的巖石上,其中海藻、藤壺、貽貝和海葵固著于巖石外表,海星、石鱉和石槭那么在巖石外表來回爬動找尋食物。圖中的數(shù)字表示海星食物中各種類所占的比例(%)。(1)此生態(tài)系統(tǒng)中處于第三營養(yǎng)級的種類有__________。兩者既有捕食關(guān)系又有競爭關(guān)系的種類是________。(2)當除去全部海星一年后,與對照地區(qū)相比,該處生物種類組成發(fā)生了很大變化,其中______________成為優(yōu)勢種,而石鱉和石槭數(shù)量大為減少,其原因是________________解析:(1)海藻和浮游植物處于第一營養(yǎng)級,按照食物鏈的箭頭所指方向,可以找出海星、荔枝螺、??幱诘谌隣I養(yǎng)級。海星和荔枝螺都以藤壺、貽貝為食,兩者構(gòu)成競爭關(guān)系;同時海星也以荔枝螺為食,兩者構(gòu)成捕食關(guān)系。(2)海星主要以藤壺為食(占64%),除去全部海星后,藤壺大量繁殖,占據(jù)了巖石外表,使海藻不能生長,石鱉和石槭因失去食物而數(shù)量減少。答案:(1)海星、荔枝螺、??P呛屠笾β?2)藤壺藤壺大量繁殖,占據(jù)了巖石外表,使海藻不能生長,石鱉和石槭因失去食物而數(shù)量減少3.(2012·寧波八校聯(lián)考)科學家對生活在某生態(tài)系統(tǒng)的一個蜘蛛種群的能量進行定量分析,得出了能量流經(jīng)這種肉食動物的有關(guān)數(shù)據(jù)如以下圖所示(能量以種群的質(zhì)量表示),以下表達正確的選項是()①被蜘蛛吃下未被蜘蛛同化的能量屬于上一營養(yǎng)級同化量中的一局部②在食物鏈中,蜘蛛至少位于第三營養(yǎng)級③圖中X代表用于蜘蛛生長、發(fā)育和繁殖的能量④根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)不能算出獵物種群和蜘蛛間的能量傳遞效率A.①②③④B.①②④C.②③D.③④解析:被蜘蛛吃下未被蜘蛛同化的能量屬于上一營養(yǎng)級同化量中的一局部。蜘蛛是肉食動物,至少是次級消費者,位于第三營養(yǎng)級。圖中X是同化量中除去呼吸消耗的,代表用于蜘蛛生長、發(fā)育和繁殖的能量。獵物種群和蜘蛛間的能量傳遞效率是用蜘蛛的同化量除以獵物種群的同化量,儲存在獵物種群有機物中的能量不是獵物種群的同化量的全部,所以不能算出獵物種群和蜘蛛間的能量傳遞效率。答案:A4.某同學繪制了以下圖所示的能量流動圖解,以下表達正確的選項是()A.生產(chǎn)者固定的總能量可表示為(A1+B1+C1+A2+B2+C2

+D2)B.由生產(chǎn)者到初級消費者的能量傳遞效率為D2/W1C.初級消費者攝入的能量為(A2+B2+C2)D.W1=D1+D2解析:由圖可知,W1為生產(chǎn)者固定的太陽能,D1為初級消費者同化的能量;W1=A1+B1+C1+D1;D1=A2+B2+C2+D2;由于呼吸作用消耗局部能量,所以W1>D1+D2。答案:A能量流動的過程圖解生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程,可以概括為以下圖:四、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動能量流動的過程生產(chǎn)者固定的太陽能總量為流經(jīng)這個生態(tài)系統(tǒng)的總能量輸入傳遞散失以有機物的形式沿食物鏈向下一營養(yǎng)級傳遞攝入與同化初級消費者攝食生產(chǎn)者未同化部分同化部分生長發(fā)育繁殖呼吸作用散熱次級消費者攝食…糞便分解者遺體分解者大氣〔2〕能量去向:流入某個營養(yǎng)級的能量〔最高營養(yǎng)級有些去向不同〕每一營養(yǎng)級能量來源與去路(1)能量來源生產(chǎn)者的能量主要來自太陽能消費者的能量來自于同化上一營養(yǎng)級的能量(1)定量不定時分析:流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在足夠長的時間內(nèi)的去路可有三條:a.自身呼吸消耗;b.流入下一營養(yǎng)級;c.被分解者分解利用。(2)定量定時分析:流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在一定時間內(nèi)的去路可有四條:a.自身呼吸消耗;b.流入下一營養(yǎng)級;c.被分解者分解利用;d.未被自身呼吸消耗,也未被下一營養(yǎng)級和分解者利用,即“未利用”。如果是以年為單位研究,這局部的能量將保存到下一年。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,即攝入的食物只有局部被同化。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.糞便量不是該營養(yǎng)級同化量的一局部消費者產(chǎn)生的糞便不屬于該營養(yǎng)級同化的能量,它實際上與上一營養(yǎng)級的遺體、殘骸一樣,屬于上一營養(yǎng)級的未被利用的局部。三種生態(tài)金字塔的比較能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔特點一定為正金字塔形一般為正金字塔形,有時會出現(xiàn)倒金字塔形一般為正金字塔形象征含義能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性一般生物個體數(shù)目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而逐級遞減一般生物量(現(xiàn)存生物有機物的總質(zhì)量)沿食物鏈升高逐級遞減每一階含義食物鏈中每一營養(yǎng)級生物所含能量的多少每一營養(yǎng)級生物個體的數(shù)目每一營養(yǎng)級生物的有機物總量特殊形狀無(一定正立)樹→昆蟲→鳥人工養(yǎng)殖的魚塘中,生產(chǎn)者的生物量可以小于消費者的生物量生態(tài)系統(tǒng)中能量流動分析與計算在解決有關(guān)能量傳遞的計算問題時,首先要確定相關(guān)的食物鏈,理清生物在營養(yǎng)級上的差異,解題時注意題目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊的字,從而確定使用10%~20%來解題。1.設(shè)食物鏈A→B→C→D,分情況討論如下:(1)D營養(yǎng)級的能量M,那么至少需要A營養(yǎng)級的能量=M÷(20%)3;最多需要A營養(yǎng)級的能量=M÷(10%)3。(2)A營養(yǎng)級的能量N,那么D營養(yǎng)級獲得的最多能量=N×(20%)3;最少能量=N×(10%)3。2.如果是在食物網(wǎng)中,同一營養(yǎng)級同時從上一營養(yǎng)級多種生物獲得能量,且各途徑所獲得的生物量不等,那么按照各單獨的食物鏈進行計算后合并。3.在食物網(wǎng)中分析如A→B→C→D確定生物量變化的“最

多”或“最少”時,還應遵循以下原那么:(1)食物鏈越短,最高營養(yǎng)級獲得的能量越多。(2)生物間的取食關(guān)系越簡單,生態(tài)系統(tǒng)消耗的能量越少,如D營養(yǎng)級的能量M,計算至少需要A營養(yǎng)級的能量,應取最短食物鏈A→D,并以20%的效率進行傳遞,即等于M÷20%;計算最多需要A營養(yǎng)級的能量時,應取最長的食物鏈A→B→C→D,并以10%的效率進行傳遞,即等于M÷(10%)3。(1)根據(jù)能量傳遞逐級遞減的特點,能量含量越高,營養(yǎng)級級別越低。(2)根據(jù)能量傳遞效率10%~20%,可確定相鄰兩個營養(yǎng)級能量差異在5倍左右,假設(shè)能量相差不多,那么應列為同一營養(yǎng)級,如據(jù)以下圖1四種生物所同化的有機物的量的比例,可確定其營養(yǎng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖1研究能量流動的意義可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的關(guān)系,使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴木植俊?/p>

間苗除草、消滅害蟲、合理密植、選育優(yōu)良品種,適當增加谷粒重/秸稈重,增加谷粒產(chǎn)量等。要提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的農(nóng)作物產(chǎn)量,人們可以采取哪些相應的措施?常見題型a.根據(jù)能量流動效率直接計算[課堂練習14]某生態(tài)系統(tǒng)中初級消費者和次級消費者的總能量分別是W1和W2,當以下哪種情況發(fā)生時,最有可能使生態(tài)平衡遭到破壞〔〕A.W1>10W2B.W1>5W2C.W1<10W2D.W1<5W2課堂練習15]有5個營養(yǎng)級的一條食物鏈,假設(shè)第五營養(yǎng)級的生物體重增加1kg,理論上至少要消耗第一營養(yǎng)級的生物[〔〕A.25kgB.125kgC.625kgD.3125kgDCb.根據(jù)隱含的能量流動數(shù)量關(guān)系進行計算[課堂練習16]在某生態(tài)系統(tǒng)中,1只2kg的鷹要吃10kg的小鳥,0.25kg的小鳥要吃2kg的昆蟲,而100kg的昆蟲要吃1000kg的綠色植物。假設(shè)各營養(yǎng)級生物所攝入的食物全轉(zhuǎn)化成能量的話,那么,這只鷹轉(zhuǎn)化綠色植物的百分比應為〔〕A.0.05%B.0.5%C.0.25%D.0.025%Cc.根據(jù)規(guī)定的能量流動效率計算[課堂練習17]有一食物網(wǎng)如圖1所示。假設(shè)貓頭鷹的食物2/5來自兔子,2/5來自老鼠,其余來自蛇,那么貓頭鷹要增加20g體重,最多消耗植物多少克?5600g[課堂練習18]在如以下圖所示的食物網(wǎng)中,各營養(yǎng)級之間的能量轉(zhuǎn)化效率為10%,假設(shè)一種生物攝食兩種上一營養(yǎng)級的生物時,兩種被攝食的生物量相等,那么丁每增加10千克生物量,需消耗生產(chǎn)者多少千克?3250千克d.根據(jù)變化的能量流動效率計算[例題19]在如以下圖4所示的食物網(wǎng)中,C生物

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