2021届高考生物苏教版一轮复习学案：第9单元生物与环境第3讲生态系统和生物圈

  第3讲　生态系统和生物圈

生态系统和生物圈

1．生态因子

(1)概念：环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布等有直接或间接影响的因子。

(3)特点(耐受性定律)：生态因子在低于或超过生物体的耐受极限时均可成为限制因子，但在生态因子的耐受范围内，每种生物都具有一个最适区。

2．生态系统和生物圈

(1)生态系统的概念

指在一定的空间中的生物群落与无机环境相互作用而形成的统一体。地球上最大的生态系统是生物圈。

(2)生态系统的类型

类型

(3)生物圈

①概念：指地球上的全部生物及其无机环境的总和。

②组成：岩石圈上层、水圈和大气圈下层。

3．生态系统的组成

(1)非生物成分(又称无机环境)：光、水、空气、无机盐等。

(2)生物成分(又称生物群落)：

1．生态系统是由种群和无机环境组成的有机统一体。(×)

[提示]　生态系统由生物群落及其生活的无机环境构成。

2．生产者一定是绿色植物。(×)

[提示]　生产者是自养生物，而自养生物包括绿色植物、化能合成细菌等。

3．分解者是联系外界环境与生物群落的桥梁，生态系统中消费者处于主导地位。(×)

[提示]　消费者可加快生态系统的物质循环，但并非占主导地位。

4．细菌在生态系统中可能是生产者，也可能是消费者或分解者。(√)

生态系统各组成成分的相互关系

(1)非生物成分(或无机环境)是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源。

(2)生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”；生产者和各级消费者通过捕食关系建立的食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道。

1．微生物的分解作用与细胞呼吸等同吗？请说明理由。

[提示]　不能完全等同。微生物分解作用是微生物分泌酶到细胞外，将细胞外的大分子有机物分解成小分子有机物(也可能生成无机物)，然后再吸收进入细胞，微生物分解作用包括体外有机物分解和体内细胞呼吸作用。

2．如图表示某自然生态系统的结构模式图。

图中组分1、2、3能否构成一个生态系统的组成成分？简要说明理由。

[提示]　不能。图中的组分1是生产者、组分3是消费者、组分2是分解者，而生态系统的组成成分除生产者、消费者和分解者之外，还包括非生物的物质和能量。

3．探究蚯蚓在不同的环境温度下分解生活垃圾的速率，请写出该实验的基本思路。

[提示]　先控制不同的环境温度，然后利用等量的生理状态相同的蚯蚓去分解等量的相同的生活垃圾，在相同的条件下处理一段时间后，检测并比较生活垃圾的剩余量。

考查生态系统组成成分的分析与判断

1．生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量。下列关于生态系统组成成分的叙述，正确的是(　　)

A．动物都属于消费者，其中食草动物属于第二营养级

B．细菌都属于分解者，其异化作用类型主要是需氧型和厌氧型

C．生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分

D．一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分

C　[在生态系统中，不是所有动物都是消费者，如蜣螂、蚯蚓为分解者，A错误；多数细菌是分解者，但硝化细菌、铁细菌、硫细菌和光合细菌等是生产者，B错误；生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分，C正确；一种生物可能属于生态系统中的不同生物成分，如猪笼草在进行光合作用时是生产者，在捕食虫子时为消费者，D错误。]

2．如图为某生态系统的各成分关系简图，下列叙述错误的是(　　)

A．甲是生产者，它是生态系统的基石

B．乙是消费者，包括全部的动物

C．生态系统的能量主要来自太阳能

D．图中的“甲→乙”是生态系统的营养结构

B　[乙是消费者，包括大部分的动物、寄生细菌等。一部分动物属于分解者，由此判断B项错误。]

3．(2018·河北衡水冀州中学第三次月考)如图表示生态系统四种成分之间的关系，以下相关叙述中，正确的是(　　)

A．1和2所包含的所有种群构成群落

B．3代表的一定是原核生物

C．4可以表示大气中的CO2

D．①代表光合作用，②代表细胞呼吸

C　[图中1与4之间可以进行双向的物质交换，而1与2均指向3，1有3个箭头指出，4有3个箭头指入，可以判断出1、2、3、4分别是生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。1与2所包含的种群不能构成群落，还缺分解者3，故A错误；3(分解者)中既有原核生物，也有真核生物，故B错误；4可以代表大气中的CO2，那么③过程可为光合作用，②过程代表细胞呼吸，而①表示捕食关系，故C正确，D错误。]

　生态系统成分的判断方法

(1)根据生物类型判断生态系统的成分

①自养型生物＝生产者：自养型生物包括光能自养生物(绿色植物和蓝藻等)和化能自养生物(硝化细菌、硫细菌、铁细菌等)，它们都是生产者。

②捕食或寄生异养型生物＝消费者：异养型生物不能直接把无机物合成有机物，而是以捕食或寄生方式获取现成的有机物来维持生活，它们都是消费者。

③腐生异养型生物＝分解者：腐生异养型生物能把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物，包括少数的动物(如蚯蚓等)，它们都是分解者。

(2)根据结构图判断生态系统的成分，如图所示：

①根据双向箭头确定C、D为非生物的物质和能量或生产者，则A、B为消费者或分解者。

②根据出入箭头数量的多少进一步判断：在C、D中指出箭头多的D为生产者；指入箭头多的C为非生物的物质和能量。

③根据D→A→B，确定A为消费者、B为分解者。

食物链和食物网

1．食物链

(1)概念：生态系统中各生物之间由于营养关系(如捕食关系)形成的一种营养结构。

(2)特点：生产者为第一营养级，消费者所处营养级不固定，但一般不会超过五个营养级。

(3)表现形式

(4)单向性：食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，通常不会逆转。

2．生态系统的成分、食物链和营养级间的关系(连线)

[提示]　①—b—Ⅱ　②—a—Ⅴ　③—d—Ⅲ　④—e—Ⅳ　⑤—c—Ⅰ

3．食物网

(1)概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂的网状营养结构。

(2)形成原因：生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。

(3)功能：是生态系统物质循环和能量流动的渠道。

(4)特点：

①同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。

②在食物网中，生物之间的种间关系可能出现多种，如两种生物可同时存在捕食和竞争关系。

1．食物链中某营养级指的是某种生物或种群。(×)

[提示]　食物链中的某个营养级指的不是一种生物或一个种群，而是指处于该营养级的所有生物。

2．在生态系统的营养结构中，食物网可使每种生物都限定在同一营养级上。(×)

[提示]　杂食性动物在食物网中所处的营养级并不是一成不变的，依据其食物来源不同，可以处于多个营养级。

3．食物网中的两种生物之间只有捕食关系。(×)

[提示]　食物网中的两种生物之间，可能存在捕食和竞争两种种间关系。

4．假设将水稻田里的杂草全部清除掉，稻田生态系统中能量流动的营养级数减少。(×)

[提示]　杂草与水稻同属第一营养级，去掉杂草并未使能量流动中的营养级减少。

5．食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的渠道，是生态系统维持相对稳定的重要条件。(√)

1．食物链的特点

(1)每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物捕食的动物，即最高营养级，中间为多种动物，有任何间断都不算完整的食物链。营养级一般不会超过五个。

(2)食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，通常不会逆转。

2．食物链(网)中各营养级生物数量的变动分析

(1)食物链中第一营养级的生物减少对其他物种变动的影响

食物链中若处于第一营养级的生物减少，直接以其为食物的第二营养级生物因食物缺乏而数量减少，又会引起连锁反应，致使第三、第四营养级生物依次减少。

(2)“天敌”一方减少，对被捕食者数量变动的影响

一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者的数量变化是先增加后减少，最后趋于稳定。

(3)复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析

①以中间环节少的作为分析依据，考虑方向和顺序为：从高营养级依次到低营养级。

②生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不需要考虑生产者数量的增加或减少。

如某生态系统中生物体内残留有机汞的情况如下表，写出相关食物链及分析依据。

[提示]　。有机汞存在生物富集现象，即随着营养级的增加，汞浓度增加，两者在数值上呈正相关，所以从表中有机汞浓度的大小可推知该生物营养级的高低，从而判断各生物能量值的大小。

考查食物链(网)的分析

1．(2019·云南师范大学附中高三月考)下列关于生态系统的食物链(网)的叙述，不正确的是(　　)

A．食物链(网)和生态系统的组成成分共同组成了生态系统的结构

B．食物链(网)是生态系统中物质循环和能量流动的主要渠道

C．增加或延长果园中的食物链能提高生态系统的稳定性

D．食物网中表示的都是一种生物以另一种生物为食的捕食关系

D　[食物网的生物中，通常一种生物可以以多种生物为食，一种生物可以被多种生物所食，所以食物网的生物之间可能存在捕食和竞争关系，D错误。]

2．(2019·湖北重点中学高三联考)如图是某陆生生态系统食物网的结构模式图。下列各项叙述中错误的是(　　)

A．此生态系统中有8条食物链

B．多种生物在食物链中占有不同营养级，使食物链交错连接形成食物网

C．在甲→丙→丁→辛这条食物链中，辛属于三级消费者、第四营养级

D．该图仅体现了生态系统成分中的生产者和消费者，未体现的成分是分解者

D　[该图仅体现了生态系统成分中的生产者和消费者，未体现的成分是分解者和非生物的物质和能量，D错误。]

考查食物链和食物网中生物数量的变化分析

3．如图是某池塘生态系统中的两条食物链，大量捕捞花鲢后，种群将有所变化，下列能正确反映短期内种群总重量增长率变化趋势的是(　　)

A．绿藻上升　 B．白鲢下降

C．水蚤下降   D．乌鱼上升

B　[由于水蚤天敌减少，水蚤数量增多，水蚤以绿藻为食，水蚤增多导致绿藻减少，A、C错误；由于绿藻减少，白鲢和水蚤种间竞争加剧，并且由于花鲢减少，乌鱼会以白鲢为主食，因此白鲢的数量会减少，B正确；乌鱼以花鲢和白鲢为食，花鲢和白鲢数目都减少，导致乌鱼数量减少，D错误。]

4．如图所示某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，括号内前一数值表示一年内该生物摄取的总能量，后一数值表示一年内该生物同化的总能量，单位为J/(cm2·a)。若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼，请回答以下问题：

(1)图中有________条食物链，鱼b和小型浮游动物的关系是________。

(2)若引入鲈鱼，则鲈鱼在该食物网中处于________营养级。鲈鱼的引入，短时间内将导致浮游植物的数量变化是________。在短时期内，鲈鱼的种群增长方式为________________________。

[解析]　(1)图中有4条食物链，分别是浮游植物→大型浮游动物→鱼a，浮游植物→小型浮游动物→鱼a，浮游植物→鱼b，浮游植物→小型浮游动物→鱼b。鱼b捕食小型浮游动物，两者为捕食关系，鱼b和小型浮游动物都捕食浮游植物，两者为竞争关系，因此鱼b和小型浮游动物的关系是捕食、竞争。(2)若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼，则鲈鱼在该食物网中处于第三、第四营养级。鲈鱼的引入导致鱼a和鱼b减少，小型和大型浮游动物增加，则短时间内将导致浮游植物减少。在短时期内，鲈鱼由于食物充足、没有天敌，因此鲈鱼的种群增长方式为指数型增长。

[答案]　(1)4　捕食、竞争　(2)第三、第四　减少　指数型增长

真题体验| 感悟高考　淬炼考能

1．(2018·海南高考)某地在建设池塘时，设计了如图所示的食物网，鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层。关于该池塘生态系统的叙述，错误的是(　　)

A．鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者

B．消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼的

C．通气可促进水体中生物残骸分解为无机物

D．藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量

D　[藻类固定的能量大于流入次级消费者的能量，D错误。]

2．(2019·江苏高考)图1是某生态系统部分生物关系示意图。请回答下列问题：

图1

(1)生态系统最基本的生物成分是________。图1由乔木、草本植物、蝗虫、蜘蛛和杂食性鸟构成的食物网中，杂食性鸟分别处于第________营养级。

(2)从图1所示的营养关系分析，属于分解者的有__________。有机碎屑被彻底分解产生的________(至少写出两类)等供生态系统循环利用。

(3)由于乔木的遮挡程度不同，导致了不同区域地表的草本植物、真菌等生物种类和数量有一定差异，地表生物的这种区域差异分布体现了群落具有________结构。

(4)下列属于该区域东亚飞蝗种群基本特征的有______(填序号)。

①空间分布　②迁入率　③互利共生　④物种丰富度　⑤种群密度

(5)图2是图1生态系统中某两个营养级(甲、乙)的能量流动示意图，其中a～e表示能量值。乙粪便中食物残渣的能量包含在________(填图2中字母)中，乙用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为________(用图2中字母和计算符号表示)。

图2

[解析]　(1)生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。其中生产者是最基本的生物成分，在乔木→杂食性鸟与草本植物→杂食性鸟这两条食物链中，杂食性鸟均属于第二营养级；在草本植物→蝗虫→杂食性鸟这条食物链中，杂食性鸟属于第三营养级；在草本植物→蝗虫→蜘蛛→杂食性鸟这条食物链中，杂食性鸟属于第四营养级。(2)分析题图中各成分可知，大型真菌和跳虫属于分解者。有机碎屑被彻底分解可产生无机盐、二氧化碳和水等。(3)该地表在水平结构上，由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，它们常呈镶嵌分布，题中地表生物的这种区域差异分布体现了群落具有水平结构。(4)题中属于该区域东亚飞蝗种群基本特征的有空间分布、迁入率和种群密度。(5)乙粪便中食物残渣的能量属于上一营养级(甲)所同化的能量，且包含在甲流向分解者的能量(c)中。根据题图可知，乙用于生长、发育和繁殖的能量值可表示为a－b。

[答案]　(1)生产者　二、三、四　(2)大型真菌、跳虫　无机盐、CO2、H2O　(3)水平　(4)①②⑤　(5)c　a－b

3．(2018·全国卷Ⅲ)如图是某农业生态系统模式图。

据图回答下列问题：

(1)蚯蚓生命活动所需的能量来自生活垃圾中的__________(填“有机物”或“无机物”)。生活垃圾中的细菌和真菌属于分解者，在生态系统中分解者的作用是____________________________。

(2)根据生态系统中分解者的作用，若要采用生物方法处理生活垃圾，在确定处理生活垃圾的方案时，通常需要考虑的因素可概括为3个方面，即________________________。

(3)有机肥在土壤中经分解、转化可产生NO，通常植物根系对NO的吸收是通过__________运输完成的。

[解析]　(1)蚯蚓属于异养型生物，其生命活动所需的能量来自生活垃圾中的有机物，生态系统中分解者将动植物遗体残骸和动物的排遗物中的有机物分解成无机物。(2)采用生物方法处理生活垃圾，利用的是分解者的分解作用，需要考虑生活垃圾的成分及理化性质、分解者的生物种类及异化类型、处理环境的理化条件等。(3)通常植物根系对NO的吸收方式为主动运输。

[答案]　(1)有机物　将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物　(2)待分解垃圾的性质，引进的分解者生物的种类，处理环境的理化条件　(3)主动