2021高三生物人教版一轮教师用书：必修3第9单元第3讲　生态系统的结构

第3讲　生态系统的结构

生态系统的组成成分

1．生态系统的概念：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。

2．生态系统的组成成分

(1)非生物成分：非生物的物质和能量。

(2)生物成分

(3)相互关系

1．河流中所有生物和底泥共同组成河流生态系统。 (×)

提示：生态系统包括该区域内所有的生物和无机环境，包括所有生物、底泥、水及阳光等因素。

2．生产者都是绿色植物，分解者都是微生物。 (×)

提示：生产者不一定是绿色植物，如硝化细菌；分解者主要是指营腐生生活的细菌、真菌和某些动物，如蜣螂等。

3．生态系统的结构只包括食物链和食物网。 (×)

提示：生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。

4．理论上分析，只有消费者不是生态系统必需的基础成分。(√)

5．分解者是联系外界环境与生物群落的桥梁。 (√)

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。

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。]

　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。

生态系统的营养结构

1．食物链

(1)概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。

(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)

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。              (√)

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。

1．错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定的重要条件。在一个较小的草原生态系统中，由于气候原因导致种群数量很少的一种昆虫在该草原绝迹，但是对该生态系统中其他物种的数量基本没有影响，其原因是什么？

提示：该种昆虫在食物网中的位置被其他同营养级的物种替代。

2．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。

3．在某生态系统中，一条食物链上一般不超过5个营养级，试表述原因。

提示：生态系统的能量随营养级升高而沿食物链流动逐级递减，流经5个营养级后所剩下的能量不足以再维持一个种群生存的最小需要量。

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。]

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

1.植物不一定是生产者：如菟丝子营寄生生活，属于消费者。

2．生产者不一定是绿色植物：如硝化细菌等自养微生物也是生产者。

3．动物不一定是消费者：以动植物残体为食的腐食性动物属于分解者，如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等。

4．细菌不一定是分解者：如硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于消费者。

5．并非所有生态系统的成分都参与构成食物链或食物网。因为食物链起点是生产者，终点是不被其他动物所食的动物(最高营养级)，所以非生物的物质和能量、分解者这两种成分不参与构成食物链或食物网。

6．同一种消费者在不同食物链中，可以占据不同的营养级。

7．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。

1.生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。

2．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。

3．消费者的存在，能加快生态系统的物质循环。消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要的作用。

4．分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。

5．一般来说，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。

6．食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这条渠道进行的。

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．(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