新高考2024高考生物一輪復(fù)習(xí)選擇性必修部分模塊2生物與環(huán)境第1單元生物與環(huán)境第3講生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和能量流動學(xué)案新人教版

PAGE11-第3講生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和能量流淌考綱研讀備考定位考綱要求核心素養(yǎng)1.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2.生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流淌的基本規(guī)律及應(yīng)用1.生命觀念——通過分析生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及能量流淌的過程，建立結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點及生命系統(tǒng)的物質(zhì)和能量觀。2.理性思維——①通過構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)組成成分之間的關(guān)系模型，培育運用模型分析問題的實力；②通過分析食物鏈(網(wǎng))中各養(yǎng)分級生態(tài)的數(shù)量變動狀況及能量流淌過程圖解，培育運用邏輯思維分析問題的實力。3.科學(xué)探究——通過總結(jié)探討能量流淌的實踐意義，形成學(xué)以致用，關(guān)注生產(chǎn)生活的看法?？键c一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)eq\x(基)eq\x(礎(chǔ))eq\x(梳)eq\x(理)1．生態(tài)系統(tǒng)的概念：由_生物群落與它的無機環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一整體。地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)是生物圈。2．生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)3．生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分結(jié)構(gòu)(1)食物鏈①概念：生態(tài)系統(tǒng)中各生物之間由于食物關(guān)系形成的一種聯(lián)系。②實例③表現(xiàn)形式：起點總是生產(chǎn)者，終點是不被其他動物所食的動物(最高養(yǎng)分級)。④消費者級別＝養(yǎng)分級級別－1。(2)食物網(wǎng)①概念：在一個生態(tài)系統(tǒng)中，很多食物鏈彼此相互交織連接成的困難養(yǎng)分結(jié)構(gòu)。②形成緣由：生態(tài)系統(tǒng)中，一種綠色植物可能是多種植食性動物的食物，而一種植食性動物既可能吃多種植物，也可能被多種肉食性動物所食。eq\x(思)eq\x(維)eq\x(辨)eq\x(析)易錯整合，推斷正誤。(1)稻田生態(tài)系統(tǒng)中的分解者能將鴨的糞便分解成無機物以促進水稻的生長(√)(2)全部的生產(chǎn)者都是植物，全部的動物都是消費者，全部的細菌和真菌都是分解者(×)(3)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)指的就是食物鏈和食物網(wǎng)(×)(4)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中養(yǎng)分級越高的生物，其體型必定越大(×)(5)三級消費者在食物鏈中屬于第四養(yǎng)分級(√)(6)草、鹿、兔、狼、狐和土壤中微生物共同形成了一個生態(tài)系統(tǒng)(×)eq\x(延)eq\x(伸)eq\x(探)eq\x(究)1．(教材必修3P88旁欄思索題改編)一個動物園中全部動物是一個系統(tǒng)嗎？全部動物和植物呢？為什么？[提示]動物園中的全部動物不能說是一個系統(tǒng)，因為不同種動物是分開飼養(yǎng)的，彼此之間沒有內(nèi)在聯(lián)系和相互影響，不是一個有機的整體。同理，動物園中的全部動物和植物也不是一個系統(tǒng)。2．(教材必修3P92“基礎(chǔ)題T1”改編)如圖是某海洋生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者固定太陽能和海洋水深關(guān)系的曲線，請思索：①就遠洋水域和近海水域而言，其生產(chǎn)者固定太陽能數(shù)量明顯降低的水深深度分別為多少米？影響這一改變的主要非生物因素是什么？②近海水域水深為多少時，生產(chǎn)者數(shù)量最多？在水深超過35米后，哪種水域還有較多生產(chǎn)者？③從生態(tài)系統(tǒng)的組成成分角度看，生活在水深100m以下的生物，主要屬何種成分？是否還有生產(chǎn)者？[提示]①近海水域10m、遠洋水域30m，光照。②10～15m。遠洋水域。③主要為消費者、分解者，不再有光合自養(yǎng)型生產(chǎn)者，但還可能有化能合成作用類型的生產(chǎn)者。eq\x(重)eq\x(難)eq\x(精)eq\x(講)1．各組成成分的比較比較項目組成內(nèi)容作用生物同化類型地位非生物的物質(zhì)和能量陽光、熱能、空氣、水分、無機鹽等為生物供應(yīng)物質(zhì)和能量，是生物群落賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)必備成分生產(chǎn)者主要是綠色植物，也包括化能自養(yǎng)型微生物(如硝化細菌)制造有機物，儲存能量；為消費者供應(yīng)食物和棲息場所自養(yǎng)型主要成分(基石)消費者主要包括絕大部分動物，包括寄生生活的微生物和植物(如菟絲子)加快生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)；有利于植物的傳粉和種子的傳播異養(yǎng)型最活躍的成分分解者營腐生生活的微生物及腐食性的動物(如蚯蚓、蜣螂)通過分解作用將生物遺體、排泄物分解為無機物，供生產(chǎn)者重新利用異養(yǎng)型物質(zhì)循環(huán)中的關(guān)鍵成分聯(lián)系各成分相互作用形成一個統(tǒng)一整體■(1)生態(tài)系統(tǒng)成分的誤區(qū)類型與特例分析誤區(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；寄生細菌屬于特別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(yīng)當說生產(chǎn)者主要是綠色植物植物都是生產(chǎn)者菟絲子等一些寄生植物營寄生生活，屬于消費者(2)生態(tài)系統(tǒng)組成成分關(guān)系圖解分析①先據(jù)雙向箭頭“”確定“非生物的物質(zhì)和能量”和“生產(chǎn)者”，再推斷兩者中有“3”個指出箭頭的D為“生產(chǎn)者”，有“3”個指入箭頭的C為“非生物的物質(zhì)和能量”，最終依據(jù)D→A→B，確定A為消費者、B為分解者。②若問D、A、B詳細是什么生物，則D主要為綠色植物，A為動物，B為營腐生生活的細菌和真菌。③圖示中D、A、B共同構(gòu)成生物群落，食物鏈(網(wǎng))中只包括D和A。2．食物網(wǎng)中生物數(shù)量的改變分析(1)食物鏈的第一養(yǎng)分級生物削減，相關(guān)生物都削減。(2)“天敵”削減，被捕食者數(shù)量增加，但隨著數(shù)量增加，種內(nèi)斗爭加劇，種群密度還要下降，直到趨于穩(wěn)定。(3)“中間”養(yǎng)分級生物削減的狀況，舉例如下：若青蛙突然削減，則以它為食的蛇將削減，鷹過多捕食兔和食草鳥，從而導(dǎo)致兔、食草鳥削減，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。■(1)距離基本能源(如生產(chǎn)者)越近的生物，受到捕食或取食的壓力越大，因而其種類和數(shù)量越多，生殖實力越強。(2)食物網(wǎng)越困難，最高養(yǎng)分級生物就越能獲得持續(xù)穩(wěn)定的能量。(3)取食對象一般選取低養(yǎng)分級生物的緣由：低養(yǎng)分級生物所含的能量多；富集有毒物質(zhì)少。eq\x(精)eq\x(準)eq\x(命)eq\x(題)考向一生態(tài)系統(tǒng)的概念及成分例1(不定項選擇題)(2024·山東省壽光市高三期末)下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)組成成分的敘述，錯誤的是(BD)A．自然生態(tài)系統(tǒng)須要源源不斷地輸入太陽能B．土壤微生物都可作為生態(tài)系統(tǒng)的分解者C．消費者能加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)D．植物都屬于生產(chǎn)者[解析]輸入自然生態(tài)系統(tǒng)的總能量主要是生產(chǎn)者固定的太陽能，A正確；土壤中的硝化細菌是生產(chǎn)者，B錯誤；消費者的存在，能夠加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，C正確；寄生植物如菟絲子是消費者，不是生產(chǎn)者，D錯誤；答案選BD?！矊?yīng)訓(xùn)練〕1．(2024·云南省臨滄市一中高三期末)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括(C)①各類生物②非生物的物質(zhì)和能量③食物鏈和食物網(wǎng)④物質(zhì)循環(huán)⑤能量流淌⑥信息傳遞A．①② B．③④⑤⑥C．①②③ D．①②③④⑤⑥[解析]生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括生態(tài)系統(tǒng)的成分和養(yǎng)分結(jié)構(gòu)，其中生態(tài)系統(tǒng)的成分包括：非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費者、分解者。養(yǎng)分結(jié)構(gòu)包括食物鏈和食物網(wǎng)。④物質(zhì)循環(huán)、⑥能量流淌、⑤信息傳遞三者為生態(tài)系統(tǒng)功能。所以C選項是正確的?？枷蚨鷳B(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分結(jié)構(gòu)——食物鏈、網(wǎng)例2(2024·湖南省懷化市高三期末)草→兔子→狐貍→狼為某草原上的一條食物鏈，下列關(guān)于該食物鏈的說法中正確的是(B)A．該食物鏈中兔子是初級消費者、第一養(yǎng)分級B．兔子產(chǎn)生的糞便不屬于兔子的同化量，而是草的同化量C．依據(jù)能量金字塔可知，處于塔尖的狼，其個體體內(nèi)的能量少于兔子個體體內(nèi)的能量D．狐貍捕食一只兔子，則該兔子體內(nèi)的能量全部流向狐貍[解析]在該食物鏈中草是第一養(yǎng)分級，兔子是其次養(yǎng)分級，是初級消費者，A錯誤。兔子產(chǎn)生的糞便中的能量是上一個養(yǎng)分級的同化量，即草的同化量，B正確。能量流淌是單向流淌逐級遞減的，但這是在養(yǎng)分級之間，而狼個體體內(nèi)的能量可能會大于兔子個體體內(nèi)的能量，因為狼的個體較大，C錯誤。狐貍捕食一只兔子，該兔子體內(nèi)的能量也不是全部流向狐貍的，因為有些是不能被狐貍消化汲取，D錯誤。技巧點撥食物鏈變式模型的分析(1)下圖中圖1和圖2都是以每個養(yǎng)分級中有機物多少為依據(jù)，圖l中的食物鏈是丙→甲→乙→丁，圖2中的食物鏈是丙→丁→甲→乙。(2)圖3表示甲和乙之間為捕食關(guān)系，甲是被捕食者，乙是捕食者，在食物鏈中，甲是低養(yǎng)分級，乙是高養(yǎng)分級。(3)圖4表示的是生態(tài)系統(tǒng)的組成成分圖解，A是生產(chǎn)者，B是消費者，C是分解者，D是非生物的物質(zhì)和能量，其中的食物鏈是A→B。〔對應(yīng)訓(xùn)練〕2．(2024·湖南省長沙市高三理科綜合模擬)某地土壤和水體中鎘超標，鎘進入生態(tài)系統(tǒng)后蓄積在動物肝、腎中引發(fā)“痛痛病”。某生態(tài)系統(tǒng)有甲、乙、丙、丁四個養(yǎng)分級，在某一時間測得所含鎘的相對濃度如圖所示。下列相關(guān)敘述中，正確的是(A)A．當?shù)厝艘A(yù)防“痛痛病”要少吃動物肝、腎等內(nèi)臟B．丙養(yǎng)分級所含能量最多C．該生態(tài)系統(tǒng)確定沒有分解者D．四個養(yǎng)分級所同化的能量值的關(guān)系可表示為丁<甲＋乙＋丙[解析]富集作用是某些重金屬或難降解的有機物隨著養(yǎng)分級越高含量會越高，由題意可知鎘進入生態(tài)系統(tǒng)后蓄積在動物肝、腎中而引發(fā)“痛痛病”，所以人類要預(yù)防該病應(yīng)少吃動物肝、腎等內(nèi)臟，A正確。丙養(yǎng)分級所含鎘濃度最高，說明丙養(yǎng)分級最高，而能量是單向流淌、逐級遞減的，丙養(yǎng)分級所含能量最少，B錯誤。任何一個生態(tài)系統(tǒng)中都必需有分解者，C錯誤。四個養(yǎng)分級同化的能量值的關(guān)系可以表示為丁>甲＋乙＋丙，D錯誤。考點二生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌eq\x(基)eq\x(礎(chǔ))eq\x(梳)eq\x(理)1．生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌過程、特點及意義2．消費者的能量流淌留意：最高養(yǎng)分級消費者的能量沒有流向下一養(yǎng)分級這條途徑。(1)上述圖解可以得到：攝入量＝同化量＋糞便量。(2)在各養(yǎng)分級中，能量的幾個去路：通過呼吸作用以熱能的形式散失；被下一養(yǎng)分級生物利用；被分解者利用；未被利用。eq\x(思)eq\x(維)eq\x(辨)eq\x(析)易錯整合，推斷正誤。(1)生態(tài)系統(tǒng)相對穩(wěn)定時無能量的輸入和散失(×)(2)生產(chǎn)者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一個養(yǎng)分級(×)(3)兔吃草后排出的糞便中的能量是兔同化量的一部分(×)(4)一只狼捕食了一只兔子，該狼獲得了兔子能量的10%～20%(×)(5)能量流淌規(guī)律可用“能量金字塔”表示，一個生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分級越多，在能量流淌過程中散失的熱能越多，所以能量流淌一般不會超過4～5個養(yǎng)分級(√)(6)拔去田地中的雜草是人為地調(diào)整能量流淌的方向，可以提高生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率(×)eq\x(延)eq\x(伸)eq\x(探)eq\x(究)1．下圖表示A、B兩個特定生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，請思索：(1)依生態(tài)學(xué)原理看同樣的玉米，上述哪種養(yǎng)分結(jié)構(gòu)可養(yǎng)活更多的人口？為什么？(2)一個吃玉米的人所獲得的能量確定比一個吃牛肉的人獲得的能量多，對嗎？為什么？(3)若土壤中含相同濃度的難降解污染物，則A中的人與B中的人體內(nèi)污染物濃度哪個更高？[提示](1)A種養(yǎng)分結(jié)構(gòu)，因為B中人處于第三養(yǎng)分級，能量損耗加大，養(yǎng)活的人口更少。(2)不對。A、B養(yǎng)分結(jié)構(gòu)中“?！薄叭恕贝淼氖窍鄳?yīng)的養(yǎng)分級環(huán)節(jié)，并非“一個人”。(3)B中更高。2．如圖是某人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)能量流淌過程中部分環(huán)節(jié)涉及的能量值[單位為103kJ/(m2·y)]，請據(jù)圖分析：(1)該生態(tài)系統(tǒng)中流入生物群落的總能量有哪些來源？(2)生產(chǎn)者、植食性動物和肉食性動物固定的總能量分別是多少？(3)生產(chǎn)者→植食性動物、植食性動物→肉食性動物的能量傳遞效率分別是多少？(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)(4)假設(shè)能量全部來自生產(chǎn)者，依據(jù)圖中的能量流淌規(guī)律，肉食性動物要增加100kg，則須要消耗多少千克生產(chǎn)者？[提示](1)一個來源是光能，另一個來源是輸入的有機物中的化學(xué)能。(2)肉食性動物固定的總能量＝0.25＋0.05＋2.1＋5.1＝7.5×103kJ/(m2·y)；植食性動物固定的總能量＝(7.5－5)＋0.5＋4＋9＝16×103kJ/(m2·y)；生產(chǎn)者固定的總能量＝(16－2)＋3＋70＋23＝110×103kJ/(m2·y)。(3)生產(chǎn)者→植食性動物的能量傳遞效率為植食性動物固定的能量中來自生產(chǎn)者的能量/生產(chǎn)者固定的總能量×100%＝(16－2)/110×100%＝12.7%；植食性動物→肉食性動物的能量傳遞效率為肉食性動物固定的能量中來自植食性的能量/植食性動物固定的總能量×100%＝(7.5－5)/16×100%＝15.6%。(4)肉食性動物要增加100kg，則須要生產(chǎn)者的量為100÷15.6%÷12.7%≈5047(kg)。eq\x(重)eq\x(難)eq\x(精)eq\x(講)1．流入某一養(yǎng)分級的能量來源和去路(1)能量來源eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①生產(chǎn)者的能量主要來自太陽能,②消費者的能量來自上一養(yǎng)分級,同化的能量))(2)能量去向：流入某一養(yǎng)分級(最高養(yǎng)分級除外)的能量去向可從以下兩個角度分析：eq\a\vs4\al(①定量不定時,能量的最終去路)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.自身呼吸消耗,b.流入下一養(yǎng)分級,c.被分解者分解利用))②定量定時：流入某一養(yǎng)分級的確定量的能量在確定時間內(nèi)的去路可有四條：a.自身呼吸消耗；b.流入下一養(yǎng)分級；c.被分解者分解利用；d.未被自身呼吸消耗，也未被下一養(yǎng)分級和分解者利用，即“未利用”。假如是以年為單位探討，這部分的能量將保留到下一年。2．能量流淌特點及緣由分析(1)單向流淌①能量流淌是沿食物鏈進行的，食物鏈中各養(yǎng)分級之間的捕食關(guān)系是長期自然選擇的結(jié)果，是不行逆轉(zhuǎn)的。②各養(yǎng)分級通過呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物重復(fù)利用，因此能量流淌無法循環(huán)。(2)逐級遞減①各養(yǎng)分級生物都會因呼吸作用消耗大部分能量。②各養(yǎng)分級的能量都會有一部分流入分解者，包括未被下一養(yǎng)分級生物利用的部分。3．流淌模型——生態(tài)金字塔的類型、含義比較類型能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形態(tài)特點正金字塔形一般為正金字塔形一般為正金字塔形象征含義能量沿食物鏈流淌過程中具有逐級遞減的特性一般生物個體數(shù)目在食物鏈中隨養(yǎng)分級上升而逐級遞減一般生物有機物的總質(zhì)量沿食物鏈上升逐級遞減每一階含義每一養(yǎng)分級生物所含能量的多少每一養(yǎng)分級生物個體的數(shù)目每一養(yǎng)分級生物的有機物總量特別形態(tài)無極少■能量流淌中的三個易誤點(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，即攝入的食物只有部分被同化。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)糞便量不是該養(yǎng)分級同化量的一部分消費者產(chǎn)生的糞便不屬于該養(yǎng)分級同化的能量，它事實上與上一養(yǎng)分級的遺體、殘骸一樣，屬于上一養(yǎng)分級被分解者利用的部分。(3)能量傳遞效率與能量利用效率的區(qū)分①能量傳遞效率：能量在沿食物鏈流淌的過程中，逐級削減，若以“養(yǎng)分級”為單位，能量在相鄰兩個養(yǎng)分級之間的傳遞效率為10%～20%。其計算公式為能量傳遞效率＝(一個養(yǎng)分級同化量/上一養(yǎng)分級同化量)×100%。②能量利用效率：通常考慮的是流入人體中的能量占生產(chǎn)者能量的比值，或流入最高養(yǎng)分級的能量占生產(chǎn)者能量的比值。合理調(diào)整能量流淌關(guān)系，可提高能量的利用效率。eq\x(精)eq\x(準)eq\x(命)eq\x(題)考向一生態(tài)系統(tǒng)能量流淌的過程例3(2024·北京東城區(qū)高三期末)下圖為某生態(tài)系統(tǒng)植物光合作用積累的有機物被植食動物利用過程中的能量流淌示意圖。有關(guān)敘述不正確的是(B)A．①④與植物的呼吸消耗量之和即為輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量B．②占①④之和的百分比為這兩個養(yǎng)分級間的能量傳遞效率C．③用于植食性動物的生長、發(fā)育和繁殖D．④⑤代表的能量可流向分解者[解析]①④之和為植物光合作用積累的有機物，①④與植物的呼吸消耗量之和即為生產(chǎn)者同化的總能量，等于輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量，A項正確；能量傳遞效率為兩個養(yǎng)分級同化量的比值，①④之和不是生產(chǎn)者的同化量，B項錯誤；植食動物用于生長、發(fā)育和繁殖的能量即為有機物的積累量，C項正確；④⑤代表的能量一般流向分解者，D項正確?！矊?yīng)訓(xùn)練〕3．(2024·吉林長白山質(zhì)量監(jiān)測)下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流淌的敘述中，正確的是(D)A．生態(tài)系統(tǒng)能量流淌從太陽光照耀到植物體上起先B．次級消費者攝取的食物中的能量即為流入次級消費者的總能量C．生態(tài)系統(tǒng)的能量是伴隨物