第29講 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與能量流動

第29講生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與能量流動

內(nèi)容要求——明考向近年考情—知規(guī)律

(1)闡明生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及與功能的關(guān)系；(2)討論

某一生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者和消費者通過食物鏈和食

2021?廣東卷(2)、2021?河北卷

物網(wǎng)聯(lián)系在一起形成復(fù)雜的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)；(3)分析生

(22)、2021?全國甲卷(31)、

態(tài)系統(tǒng)中的能量在生物群落中單向流動并逐級遞

2021-111東卷(24)、2020?全國卷

減的規(guī)律；(4)解釋生態(tài)金字塔象征了食物網(wǎng)各營

IH(6、31)、2019?全國卷I(31)、

養(yǎng)級之間在個體數(shù)量、生物量和能量方面的關(guān)系；

2019?全國卷H(6)

(5)調(diào)查或探討一個校園、公園、農(nóng)田、森林或濕

地生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(活動)。

考點一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

考點?自主梳理夯實必備知識

1.生態(tài)系統(tǒng)的范圍判斷標準：①是否包含所有的生物種群；②是否包含非生物環(huán)

境

生態(tài)系統(tǒng)是指在一定空間內(nèi)，由生物

(K)-群落與它的非生物環(huán)境相互作用而形

成的統(tǒng)一整體,如F圖所示：

(

非物質(zhì)、能

非生物生生

物「生彳者1

量的輸入包-消*者

的物質(zhì)環(huán)物

和能量成境物質(zhì)、能群括.分港春

一落

量的輸出

有人有小,地球_L最人的生態(tài)系統(tǒng)是

生物圈

本工不由組成成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)(食物鏈和食物

I

遮)-進行物質(zhì)循環(huán)、能量流動、佶息傳遞

2.生態(tài)系統(tǒng)的組成成分

(1)非生物的物質(zhì)和能量：光、熱、水、空氣、無機鹽等。

是生物群落中物質(zhì)和能量的根本來源，是生態(tài)系統(tǒng)存在的基礎(chǔ)

（2）生物成分

①各成分的作用及地位

:至齊音酒被商汾解商

vVYV

自養(yǎng)異養(yǎng)異養(yǎng)

大多數(shù)動物.

光合自養(yǎng)生物

寄生植物（如腐生細菌

I如:綠色植物和

[￥￥]為:絲子）、寄和真菌,

藍細菌等

|類型|生細菌（如結(jié)腐食動物

化能自養(yǎng)生物

核桿菌）、病

如:硝化細菌等

毒等

生態(tài)系統(tǒng)

生態(tài)系統(tǒng)最的關(guān)鍵成

生態(tài)系統(tǒng)的基

[W|活躍部分分，必要

石.主要成分成分

將動

植

①把無機物合物

遺體

和

成仃機物,把①加快生態(tài)動

物的

系統(tǒng)的物質(zhì)排

太陽能轉(zhuǎn)化為遺

物分

有機物中的化循環(huán)解

成

無機

(W)②幫助植物物

學(xué)能;?

供生

產(chǎn)

②為消費者提傳粉和傳播者

女新

利

供食物和棲息種子用

場所

②相互關(guān)系

生產(chǎn)者

（基石）

光合作

細胞弋

用（或化能

呼吸

非生物的物

質(zhì)和能城

（基礎(chǔ)）

遺體、排遺物

［消費者］—?（分解不|

（加快物質(zhì)循環(huán)）（關(guān)鍵成分）

生產(chǎn)者和分解者是聯(lián)系生物群落與非生物的物質(zhì)和能量的兩大“橋梁”。

3.營養(yǎng)結(jié)構(gòu)——食物鏈和食物網(wǎng)

（1）食物鏈

年、生態(tài)系統(tǒng)中各生物之間由于食物關(guān)系形

成的i種聯(lián)系

/①起點是生產(chǎn)者,為第一營養(yǎng)級

/②終點是不被其他動物所食的動物,

是最高營養(yǎng)級

由趴一③一般不會超過?個營養(yǎng)級

弋［④只包含生產(chǎn)者一消費者

'⑤食物鏈中的捕食關(guān)系是經(jīng)長期巨

然選擇形成的,通常不會逆轉(zhuǎn)，其

有單向性

傅消費者級別=營養(yǎng)級級別-1

—

某一營素以的生物的代表」及核臺不以的仰為生粉，

不代表單個生物個林，也不一文美一個科科

（2）食物.網(wǎng)食物網(wǎng)復(fù)雜程度主要取決于有食物聯(lián)

系的生物種類，而非取決于生物數(shù)量

^物鏈彼此相互交錯連接成的復(fù)雜營養(yǎng)

生態(tài)系統(tǒng)中，一種綠色植物可能是多種

怒/植食性動物的食物,而一種植食性動物

（、原因既可能吃多種植物.也可能被多種肉食

性動物所食

I-----

②國）一是生態(tài)系統(tǒng)能一流動和物能循環(huán)的渠道

45g同一種消費者在不同的食物鏈中,可以

逛生.占據(jù)不同的—

秤向尖樂吸有浦食關(guān)*,父洵村問比多表*

蜴錯辨析

（1）生產(chǎn)者、分解者是聯(lián)系非生物的物質(zhì)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（V）

（2）在食物鏈中，食物鏈的起點總是生產(chǎn)者，占據(jù)最高營養(yǎng)級的是不被其他動物捕

食的動物（J）

（3）自養(yǎng)型生物一定都是生產(chǎn)者；腐生型生物一定都是分解者；生產(chǎn)者一定處于第

一營養(yǎng)級（J）

（4）在生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)中，食物網(wǎng)可使每種生物都限定在一條食物鏈的固定位

置上（義）

（5）生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中營養(yǎng)級越高的生物，其體型必然越大（X）

|長句應(yīng)筲

1.（科學(xué)思維）生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)（食物鏈和食物

Hlo

2.（生產(chǎn)實踐）通常，生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈不會很長，原因是：能量沿食物鏈流動的過

程中是逐級遞減的，隨著食物鏈的延長，能量不能滿足頂級消費者的需求。

3.（高考真題）在生態(tài)系統(tǒng)中消費者的作用是加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)；對于植物的

傳粉和種子的傳播等具有重要作用；調(diào)節(jié)種間關(guān)系；維持群落和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定

姓（答出兩點即可）。

4.（高考真題）生產(chǎn)者、消費者和分解者是緊密聯(lián)系、缺一不可的，三者在生態(tài)系統(tǒng)

的地位分別是生產(chǎn)者是生態(tài)系統(tǒng)的基石、主要成分；消費者是生態(tài)系統(tǒng)最活躍的

重點?疑難突破突破關(guān)鍵能力

1.生態(tài)系統(tǒng)中各成分的判斷

根據(jù)雙向鉆頭可判定A.D是生

產(chǎn)者、非生物的物質(zhì)和能量

A有三個D有三個箭頭

希頭指出指入，為非生物

為生產(chǎn)者的物質(zhì)和能量

B和C為消費者和分解者，因A（生產(chǎn)者）

和B均指向C,故C為分解者，B為消費者

［特別提醒1

⑴三類“不一定”

①生產(chǎn)者不一定是植物（如藍細菌、硝化細菌），植物不一定是生產(chǎn)者（如菟絲子營

寄生生活，屬于消費者）。

②消費者不一定是動物（如營寄生生活的微生物等）,動物不一定是消費者（如禿鷲、

蚯蚓、燒螂等以動植物遺體或排遺物為食的腐生動物屬于分解者）。

③分解者不一定是微生物（如蚯蚓等動物），微生物不一定是分解者（如硝化細菌、

藍細菌屬于生產(chǎn)者，寄生細菌屬于消費者）。

（2）兩類“一定”

①生產(chǎn)者一定是自養(yǎng)型生物，自養(yǎng)型生物一定是生產(chǎn)者。

②營腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是營腐生生活的生物。

2.構(gòu)建食物鏈的一般方法（假設(shè)圖示生物中有生產(chǎn)者）

(1)根據(jù)種群數(shù)量變化曲線圖構(gòu)建

400

30()

200

10()

0

圖1

(2)根據(jù)所含能量(生物量)構(gòu)建

28

璐24n

20n

婕16n

12

滓n

8H

三4(

iJ

甲乙丙丁生物

種類

圖2

①分析依據(jù)：根據(jù)相鄰營養(yǎng)級間能量傳遞效率約為10%?20%,可推測能量相差

在5倍以內(nèi)，很可能為同一營養(yǎng)級。

②分析結(jié)果：

圖2生物可形成一條食物鏈：丙一甲一乙一丁

圖3生物可形成食物網(wǎng)：

(3)根據(jù)生物體內(nèi)有害物質(zhì)的濃度“由少到多”構(gòu)建食物鏈(網(wǎng))。

生物體ABCDE

有機汞濃度

0.0670.51680.39

/ppm

①分析依據(jù)：生物的富集作用。重金屬、農(nóng)藥等市告物質(zhì)被生物體吸收后難以排

出體外，所以此類物質(zhì)會隨著食物鏈逐級積累，即營養(yǎng)級越高的個體中含有有害

物質(zhì)的量越多，其含量往往是上一營養(yǎng)級個體含量的5?10倍。

②分析結(jié)果:

-D

3.食物網(wǎng)中生物數(shù)量變化的分析與判斷

（1）食物鏈的第一營養(yǎng)級生物數(shù)量減少，相關(guān)生物數(shù)量都減少，即出現(xiàn)連鎖反應(yīng)，

因為第一營養(yǎng)級的生物是其他生物直接或間接的食物來源。

（2）“天敵”減少，被捕食者數(shù)量增加，但隨著數(shù)量增加，種內(nèi)競爭加劇，種群密

度還要下降，直到趨于穩(wěn)定。

（3）“中間”營養(yǎng)級生物減少的情況，舉例如下：

?

侔公

若青蛙突然減少，則以它為食的蛇將減少，鷹通過增加捕食兔和食草鳥，從而導(dǎo)

致兔、食草鳥減少，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。

〕命題?規(guī)律探究提升學(xué)科素養(yǎng)

考向1結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，考查生命觀念

1.（2021?廣東卷，2）“葛（葛藤）之覃兮，施與中谷（山谷）,維葉萋萋。黃鳥于飛，集

于灌木，其鳴喈喈"（節(jié)選自《詩經(jīng)?葛草》）o詩句中描寫的美麗景象構(gòu)成了一個

（）

A.黃鳥種群B.生物群落

C.自然生態(tài)系統(tǒng)D.農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

答案C

解析根據(jù)題干可知，詩句中描述了一個山谷中的葛藤、黃鳥、灌木等生物，由

生物群落和無機環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一整體叫作生態(tài)系統(tǒng)，故詩句描寫的美

麗景象構(gòu)成了一個自然生態(tài)系統(tǒng)，C符合題意。

2.（2022?安徽六安開學(xué)考）下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是（）

A.同種生物在生態(tài)系統(tǒng)中只能處在一個營養(yǎng)級上

B.動物都屬于消費者，其中食草動物處于第二營養(yǎng)級

C.自養(yǎng)生物都是生產(chǎn)者，是生態(tài)系統(tǒng)的主要成分

D.細菌都屬于分解者，其異化作用類型有需氧型和厭氧型兩類

答案C

解析同一種生物在不同的食物鏈中可以占據(jù)不同的營養(yǎng)級，A錯誤；動物并不

都屬于消費者，少數(shù)動物屬于分解者，如蛆、禿鷲等，B錯誤；自養(yǎng)生物都是生

產(chǎn)者，是生態(tài)系統(tǒng)的主要成分和基石，C正確；細菌不都屬于分解者，如硝化細

菌是生產(chǎn)者，D錯誤。

考向2結(jié)合食物鏈和食物網(wǎng)的分析，考查科學(xué)思維能力

3.（2021-1月聯(lián)考沏北卷，16）下圖為某湖泊生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)簡圖。下列敘述錯誤

的是（）

鳩鸚綠頭鴨大天鵝

\1><^

裸鯉水生昆蟲

I

浮游藻類一浮游動物

A.浮游藻類屬于生產(chǎn)者

B.該食物網(wǎng)有5條食物鏈

C.該食物網(wǎng)中，水生昆蟲屬于第二營養(yǎng)級

D.浮游動物與水生昆蟲之間通過負反饋調(diào)節(jié)維持各自數(shù)量的相對穩(wěn)定

答案C

解析由食物網(wǎng)可知，浮游藻類是第一營養(yǎng)級，為生產(chǎn)者，A正確；該食物網(wǎng)中

有5條食物鏈，分別是：浮游藻類f裸鯉一鳩酒，浮游藻類一裸鯉一綠頭鴨，浮

游藻類f裸鯉~大天鵝，浮游藻類一浮游動物~水生昆蟲一綠頭鴨，浮游藻類一

浮游動物f水生昆蟲f大天鵝，B正確；該食物區(qū)中，水生昆蟲屬于第三營養(yǎng)級,

是次級消費者，C錯誤；浮游動物與水生昆蟲之間為捕食關(guān)系，二者通過負反饋

調(diào)節(jié)維持各自數(shù)量的相對穩(wěn)定，D正確。

4.（2022?廣東名校聯(lián)考）如圖表示三種可構(gòu)成一條食物鏈的生物（營養(yǎng)級不同）在某

河流不同深度的分布情況。下列有關(guān)分析錯誤的是（）

紊物種甲

3

臺/1物種乙

韓

G云一

O1.5深度/m

A.三種生物構(gòu)成的食物鏈是物種甲一物種乙一物種丙

B.若物種甲表示綠藻，它在不同水深處的個體數(shù)量不同，主要是溫度的原因

C.物種乙的數(shù)量突然增加，短時間內(nèi)物種丙的數(shù)量也會增加

D.若物種丙表示肉食性魚，該種群營養(yǎng)級高，所含能量較少

答案B

解析根據(jù)三個物種的個體數(shù)量及變化趨勢可知，三種生物構(gòu)成的食物鏈是物種

甲一物種乙一物種丙，A正確；綠藻在不同水深處的個體數(shù)量不同，主要原因是

光照強度不同，B錯誤；由于物種乙是物種丙的食物，因此當物種乙數(shù)量突然增

加，短時間內(nèi)物種丙的數(shù)量也會增加，C正確；物種丙屬于第三營養(yǎng)級，相比第

一、二營養(yǎng)級，第三營養(yǎng)級所含的能量較少，D正確。

考點二生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

考點?自主梳理夯實必備知識

1.能量流動的概念埋解

此外逕溝化柒令從作用中用的美化學(xué)能）

源頭：型選慶多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)）

總能量工者固定的太陽能總量

途徑：食物鏈和食物網(wǎng)

形式：有機物中的化學(xué)能

太陽能一有機物中化學(xué)能一熱能

形式：熱能

途徑：呼吸作用

2.第一營養(yǎng)級能量流動

呼吸作用以熱

生產(chǎn)者通能形式散失

被下一營養(yǎng)

過光合作

級所利用

用固定用于生長、

發(fā)育和繁殖分解者利用

n"照射"未被利用

注①圖中第一營養(yǎng)級生產(chǎn)者冏定的太陽能中,一部分能量用于呼吸消耗，余下

的用于自身的生長、發(fā)育和繁殖，即積累的能量。②未被利用的能量是指未被自

身呼吸作用消耗，也未被下一個營養(yǎng)級和分解者利用的能量。

3.第二營養(yǎng)級及其后營養(yǎng)級能量流動

某營

養(yǎng)級

攝人

量

節(jié),

的能

同化

營*糠

子詼

受3、源

的能

?￥中

,????

號

同化

即以的

?一營

于上

行京

。

便量

量+糞

同化

量=

攝入

:

得到

可以

圖解

上述

(1)從

熱

作用以

過呼吸

：①通

去路

有4個

量均

的能

同化

養(yǎng)級

各營

其他

級外

營養(yǎng)

最高

(2)除

。

利用

未被

；④

者利用

被分解

用:③

生物利

營養(yǎng)級

被下一

；②

散失

形式

能的

意義

及研究

的特點

量流動

4.能

級流

營養(yǎng)

由低

食物鏈

能沿著

能最只

級

營養(yǎng)

向高

,食