1、第29讲 生态系统的结构与能量流动生态系统：在一定空间内，由在一定空间内，由生物群落生物群落与它的与它的无机环境相互作用无机环境相互作用而而形成的统一整体。形成的统一整体。那么判断是否是生态系统的标准是什么？1.1.是否包含所有生物种群是否包含所有生物种群2.2.是否含有非生物环境是否含有非生物环境现学现用：一片草原所有的植物及无机环境一片草原所有的植物及无机环境一个池塘一个池塘生物圈生物圈一块农田所有的生物一块农田所有的生物不是是不是是一个池塘、一片草地、一块农田、一片森林等。一个池塘、一片草地、一块农田、一片森林等。生态系统的范围可大可小生物圈生物圈是地球上最大的生态系统，它包括地球上的全
2、部生物及其无机是地球上最大的生态系统，它包括地球上的全部生物及其无机环境的总和。环境的总和。自然生态系统自然生态系统人工生态系统人工生态系统水域生态系统水域生态系统陆地生态系统陆地生态系统海洋生态系海洋生态系统、淡水生态系统统、淡水生态系统森林生态系统、草原生态系统森林生态系统、草原生态系统荒漠荒漠生态系统、冻原生态系统生态系统、冻原生态系统农田生态系统、人工林生态系统农田生态系统、人工林生态系统果园果园生态系统、城市生态系统生态系统、城市生态系统目录/CONTENTS0102生态系统的结构生态系统的能量流动非生物物质和能量：光、热、水、空气、无机盐等生物群落是生物群落中物质和能量的根本来源是
3、生态系统存在的基础考点一 生态系统的结构组成成分考点一 生态系统的结构非生物物质和能量：光、热、水、空气、无机盐等生物群落生产者消费者分解者光能自养型：化能自养型：绿色植物（主要）、光合细菌（如蓝细菌）化能合成细菌（如硝化细菌）自养型 作用：营养方式：把无机物转化成有机物，太阳能转化为化学能，为消费者提供食物和栖息场所生产者（生态系统的基石、必需成分）生产者是唯一能把非生物的物质和能量转变成生物体内的物质和生产者是唯一能把非生物的物质和能量转变成生物体内的物质和能量的成分，也是能量的成分，也是形成食物链和食物网的基础。植物一定是生产者吗？生产者不一定是植物生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌
4、如蓝细菌、硝化细菌)植物不一定是生产者植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者如菟丝子营寄生生活，属于消费者)生产者一定是自养型生物，自养型生物一定是生产者。消费者（生态系统的最活跃成分）营养方式：营捕食生物：营寄生生物：能够加快生态系统的物质循环，对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。异养型菟丝子、寄生动物寄生细菌或病毒主要是动物(植食、肉食、杂食）、猪笼草 作用：动物一定是消费者吗？消费者不一定是动物消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等如营寄生生活的微生物等)，动物不一定是消费者动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物残体或排泄物为食的
5、腐生动物属于分解者物残体或排泄物为食的腐生动物属于分解者)(高考真题高考真题)在生态系统中消费者的作用是_(答出两点即可)。加快生态系统的物质循环；对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用；调节种间关系；维持群落和生态系统的稳定性分解者（生态系统必需的关键成分）营腐生生活的细菌、真菌等微生物腐生动物：蚯蚓、蜣螂、秃鹫 将动植物遗体和动物的排遗物中的有机物转化为无机物，供生产者重新利用异养型 营养方式：作用：微生物一定是分解者吗？分解者不一定是微生物分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物如蚯蚓等动物)，微生物不一定是，微生物不一定是分解者分解者(如硝化细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者如硝化细菌属于
6、生产者，寄生细菌属于消费者)营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是营腐生生活的生物。根据生物类型判断生态系统的成分(1)“自养型生物”“生产者”，包括光能自养生物(如绿色植物和蓝细菌等)和化能自养生物(如硝化细菌、硫细菌、铁细菌等)。(2)“捕食异养或寄生异养型生物”“消费者”，它们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。(3)“腐生异养型生物”“分解者”，它们是能把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物的腐生生物，也包括少数的动物(如蚯蚓等)。生态系统各组成成分之间的相互关系_和_是联系生物群落与非生物的物质和能量的两大“桥梁”。生产者分解者 生产者 消费
7、者 分解者 非生物的物质和能量光合作用、化能合成作用捕食遗体、粪便遗体、枯枝落叶分解作用(细胞呼吸）细胞呼吸细胞呼吸(关键成分）(加快物质循环）(基石）生态系统中各成分的判断1.“竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知。蒌蒿满地芦芽短，正是河豚欲上时。”诗中体现了下列生态系统组成成分中的非生物的物质和能量生产者消费者分解者A.B.C.D.2.如图是生态系统成分的关系图，下列对a、b、c所代表的成分的说法，正确的是A.c只包括寄生细菌和真菌B.a中全是异养型真核生物C.b中有真核生物，也有原核生物，但都是自养型生物D.a是该生态系统的基石，一旦遭到破坏，会影响整个生态系统的稳定导练考点一 生态系统的结构
8、食物链和食物网组成：生产者+消费者，不包括分解者和非生物的物质和能量；起点：每条食物链的起点一定是生产者，总是为第一营养级；终点：终点是不被其他动物捕食的动物，即最高营养级；一般不超过5个营养级方向：食物链中的捕食关系是经长期自然选择形成的，通常不会逆转，具有单向性。食物链中的一个个环节称营养级，它是指处于食物链同一环节上所食物链中的一个个环节称营养级，它是指处于食物链同一环节上所有生物的总和。不代表个体有生物的总和。不代表个体,也不一定是某一个种群。也不一定是某一个种群。通常，生态系统的食物链不会很长，原因是？能量沿食物链流动的过程中是逐级递减的，随着食物链的延能量沿食物链流动的过程中是逐级
9、递减的，随着食物链的延长，能量不能满足顶级消费者的需求。长，能量不能满足顶级消费者的需求。营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是营腐生生活的生物。(2)食物网：形成原因：同一种生物在不同的食物链中，可以占据不同的营养级；食物网中，两种生物之间的种间关系可能不止一种。如鹰和蛇既是竞争，又是捕食。食物链彼此相互相互交错连接成的复杂营养关系 在生态系统中，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食物，也可能被多种肉食性动物所食。功能：是生态系统 的渠道。物质循环和能量流动 特点：某陆地生态系统的食物网食物网中共有多少条食物链？食物网中共有多少条食物链？若青蛙大量减少，
10、对蛇、老鹰、若青蛙大量减少，对蛇、老鹰、蜘蛛的影响如何？蜘蛛的影响如何？草和兔，兔和鼠，蛇和鹰的草和兔，兔和鼠，蛇和鹰的关系是？关系是？蛇的营养级是？蛇的营养级是？17捕食；种间竞争；捕食；种间竞争；捕食和种间竞争捕食和种间竞争三、四、五三、四、五蛇和老鹰的数量变化不明显；蛇和老鹰的数量变化不明显；蜘蛛数量先增加后减少再趋于稳定蜘蛛数量先增加后减少再趋于稳定 错综复杂的食物网使错综复杂的食物网使生态系统保持相对稳定生态系统保持相对稳定。一般认为，。一般认为，食物网食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。食物网的复杂程度主要取决于食物网的复杂程度主
11、要取决于有食物关系的生物种类有食物关系的生物种类，而，而非取决非取决于生物数量于生物数量。非生物物质和能量生产者消费者分解者生态系统的成分营养结构（食物链、食物网）生态系统的结构捕食关系生态系统的物生态系统的物质循环和能量质循环和能量流动的渠道流动的渠道(1)生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，其中生产者是生态系统的基石()(2)在食物链中，食物链的起点总是生产者，占据最高营养级的是不被其他动物捕食的动物()(3)自养型生物一定都是生产者；腐生型生物一定都是分解者；生产者一定处于第一营养级()(4)在生态系统的营养结构中，食物网可使每种生物都限定在一条食物链的固定位置上()
12、(5)生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大()ABD1.(不定项不定项)(2022山东省实验中学模拟山东省实验中学模拟)细叶榕的种子被鸟吃掉后随同鸟的粪便一起排出，落在红壳松的树干或枝丫处后，种子就会萌发生根，并从红壳松中吸取养分，之后幼苗长成粗壮的灌木缠绕在红壳松上，依靠红壳松支撑爬到雨林高层接受光照，最终将红壳松缠死。下列叙述正确的是()A.细叶榕借助红壳松争夺更多的光照是自然选择的结果B.细叶榕属于生产者和消费者，和红壳松的关系是寄生和种间竞争C.鸟粪便中的能量会随着分解者的作用再次进入植物体D.红壳松被细叶榕缠死后分解，在一定程度上加快了物质循环2.(2022滕州一中月考
13、滕州一中月考)下列关于生态系统结构的说法不正确的是()A.生态系统的结构包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者B.土壤中的硝化细菌是化能自养生物，因而属于生产者C.植食性昆虫属于农田生态系统中的消费者，可加快物质循环D.生态系统的物质循环和能量流动是沿着食物链和食物网进行的A构建食物链的一般方法 (1)根据种群数量变化曲线图构建先上升、先下降者为被捕食者先上升、先下降者为被捕食者结果：图1可形成一条食物链：乙丙甲(2)根据所含能量(生物量)构建根据相邻营养级间能量根据相邻营养级间能量传递效率约为传递效率约为10%10%20%20%，可推测可推测能量相差在能量相差在5 5倍以内，倍以内，
14、很可能为同一营养级很可能为同一营养级。结果：图2可形成一条食物链：图3生物可形成食物网：丙甲乙丁(3)根据生物体内有害物质的浓度“由少到多”构建食物链(网)生物体ABCDE有机汞浓度/ppm0.0670.51680.39由于由于富集作用，营养级越高的个体中含有有害物质的量越多富集作用，营养级越高的个体中含有有害物质的量越多，其含量往，其含量往往是上一营养级个体含量的往是上一营养级个体含量的510倍倍。结果：(4)根据题目提供的捕食信息构建信息：古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、麻雀、花喜鹊信息：古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、麻雀、花喜鹊6 6种动物，它们之间的关系是草蛉、七星瓢虫捕
15、食红蜘蛛、蚜虫；红种动物，它们之间的关系是草蛉、七星瓢虫捕食红蜘蛛、蚜虫；红蜘蛛、蚜虫以植物的各器官为食物；麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、蜘蛛、蚜虫以植物的各器官为食物；麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、草蛉为食。草蛉为食。食物网中生物数量变化的分析与判断(1)食物链的第一营养级生物数量减少，相关生物数量都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级的生物是其他生物直接或间接的食物来源。(2)“天敌”减少，被捕食者数量增加，但随着数量增加，种内竞争加剧，种群密度还要下降，直到趋于稳定。(3)“中间”营养级生物减少的情况，举例如下：若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少，鹰通过增加捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草
16、鸟减少，因鹰不只捕食蛇一种生物，它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。A3.(2021烟台期末烟台期末)研究小组从某湖泊中选取了四种不同的生物，并对其消化道内的食物组成进行了分析。结果为：鱼甲消化道内有鱼乙、河虾；河虾消化道内有水蚤、小球藻；鱼乙消化道内有水蚤、河虾；水蚤消化道内有小球藻。下列说法错误的是()A.上述生物形成的食物 网中共有4条食物链B.在该食物网的不同食物链中占据第三营养级的生物有河虾、鱼乙、鱼甲C.人类活动向环境中排放的铅、镉等重金属会在鱼甲体内富集D.鱼乙与河虾二者间的关系是捕食和种间竞争C4.(2021济宁期末济宁期末)如图表示某生态系统的食物网。下列有关叙述中不正确
17、的是()A.生态系统中的食物链交错连接成食物网的原因是多种生物在食物链中占有不同营养级B.该食物网由8条食物链组成，其中蛇与鼠、食虫鸟与蛙的关系分别是捕食和种间竞争C.该图仅体现了生态系统组成成分中的生产者和消费者，未体现的成分是分解者D.若植食昆虫减少，在短期内食虫昆虫的数量将会减少生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。输入 源头：。流经生态系统的总能量：。传递 转化 散失途径：。形式：。形式：。过程：。太阳能有机物中的 热能太阳能生产者固定的全部太阳能食物链和食物网有机物中的化学能化学能热能呼吸作用思考：人工鱼塘需要投喂饲料，此时流入鱼塘生态系统的总能量如何
18、表示？还有人工投入的有机物中的化学能。考点二 生态系统的能量流动2.第一营养级能量流动提醒：未被利用的能量是指未被利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗，也未被下一个营养级和未被自身呼吸作用消耗，也未被下一个营养级和分解者利用的能量。分解者利用的能量。3.第二营养级及其后营养级能量流动初级消费者摄入分解者利用粪便遗体残骸呼吸作用热量散失初级消费者同化用于生长、发育和繁殖次级消费者摄入思考：1.粪便中的能量属于初级消费者同化量吗？2.真正流入初级消费者体内的能量是摄入量还是同化量？不属于，属于生产者的同化量 同化量 同化量=摄入量粪便量思考：最高营养级同化的能量去向有哪些？呼吸作用散失用于自身生长发
19、育繁殖人摄入粪便人同化遗体残骸最高营养级的能量去向：呼吸作用散失；分解者利用分解者利用（呼吸作用散失）4.能量流动的特点及研究意义特点1：单向流动在生态系统中，能量流动只能沿着_ 由_营养级流向_营养级，不可_，也不能_；食物链低高逆转循环流动原因：生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，一般不可逆转；各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用，因此能量流动无法循环。特点2：逐级递减规律：相邻营养级的传递效率大约是10%20%。能量传递效率=某一营养级同化量上一营养级同化量100%原因：一部分通过该营养级的呼吸作用散失；一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用；一部分未被利用注注任何生态系统都任
20、何生态系统都需要不断得到需要不断得到来自系来自系统外的能量补充统外的能量补充，以，以便维持生态系统的正便维持生态系统的正常功能。常功能。理解常考的两种能量流动模型 (1)第二营养级的能量流动过程模型(2)“拼图法”分析能量流动过程W1、D1指相应营养级的同化量，B1、B2指相应营养级中未利用的能量；各营养级用于生长、发育和繁殖的能量为B1C1D1或B2C2D2；能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，相邻两个营养级的传递效率等于D1/W1100%，一般情况下，能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%20%；利用“拼图法”可得关系式：正推型：知低营养级求高营养级获得能量最多获得能量最少选最
21、食物链选最 食物链按 计算按 计算能量在流经各个营养级时,上一营养级的能量大约有10%20%传到下一营养级，营养级越高，能量越少。因此食物链越 ，能量损失越多。为了充分利用能量，应尽量缩短食物链。长“20%”短长“10%”2.流经食物链的总能量为y，猫头鹰所得能量最多为_ _;最少为_ _y(20%)2y(10%)31.若某生态系统固定的总能量为24 000 kJ，则该生态系统的第三和第四营养级所获得的能量最多是_ 960 kJ和192 kJ 能量流动过程中相关“最值”计算逆推型：知高营养级求低营养级需最少能量需最多能量选最 食物链选最 食物链按 计算按 计算“20%”“10%”短长1.如果大
22、鱼要增加1kg体重，那至少需要浮游植物的重量为：_最多需要浮游植物的重量为：_25kg1000kg小鱼大鱼1kg浮游植物浮游动物1（20%）2=251（10%）3=10002.右图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1kg，至少消耗A约（）A100kg B44.5kg C25kg D15kgC 研究能量流动的意义 帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率能量利用率能量传递效率 帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类
23、最有益的部分。1.(生产实践生产实践)从能量流动角度分析农田除草、除虫的目的：_。调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分1.(2021泰安模拟泰安模拟)生态果园与传统果园最大的区别是增加了果园中生物的种类，例如利用果树下光照强度弱、空气湿度高、风速低等环境条件，在两行果树间种植喜湿、喜温、喜半阴的草菇(一种食用菌)，或种植生草，还可以向果园中引入鸡、鸭等动物，甚至可以在果园中养殖蚯蚓，以此提高果园的稳定性。下列叙述正确的是()A.光能输入到果树草菇园的途径是果树和草菇等生产者的光合作用B.果园中养殖鸡、鸭时，鸡、鸭粪便中的能量可以被果树利用C.果树种植过程需要治虫
24、，目的是实现能量的多级利用D.果树固定的太阳能，一部分在呼吸作用中散失，一部分用于自身生长、发育和繁殖DCD2.(不定项不定项)(2021青岛模拟青岛模拟)兴趣小组对校园池塘生态系统进行了能量流动调查，图1表示鲤鱼的食物来源，图2为该池塘中不同体长鲤鱼的食性比例。下列相关叙述正确的是()A.该池塘生态系统的结构包括食物链、食物网和非生物的物质和能量B.体长为2.8 cm的鲤鱼群体来自藻类的能量，50%用于自身生长、发育和繁殖C.若体长为4.2 cm的鲤鱼群体增加100 kJ的能量，理论上最多需要3 250 kJ藻类D.在藻类爆发季节，向该池塘中投放体长大于4.2 cm的鲤鱼，可尽快控制藻类的数
25、量摄入量摄入量同化量：同化量：摄入量粪便中能量同化量。动物的粪便不曾被动物消摄入量粪便中能量同化量。动物的粪便不曾被动物消化吸收而同化，不属于其同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分化吸收而同化，不属于其同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔同化量。解者的能量，而不属于兔同化量。粪便中能量粪便中能量尿液中能量：尿液中能量：粪便中能量不属于动物同化量，但尿液中所含能粪便中能量不属于动物同化量，但尿液中所含能量应属于动物同化量的一部分。量应属于动物同化量的一部分。C考向2结合能量流动的有关计算，考查综合分析问题的能力3.(2022江西南昌调研江西南昌调研)如图
26、为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是()A.能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1 250 kJB.从乙到丙的能量传递效率为15%C.将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率D.食物链的营养关系一般不可逆转，这决定了能量流动的单向性4.(2022山东青岛调研山东青岛调研)如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值单位为103 kJ/(m2a)，下列说法错误的是()CA.图中A代表的生理过程是呼吸作用B.第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为15.6%C.流经该生态系统的总能量是1.1105 kJ/(m2a)D.捕食关系一般不可逆转，
27、所以能量流动具有单向性项目能量金字塔生物量金字塔数量金字塔形状每层含义单位时间内，食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少单位时间内,每一营养级生物所容纳的有机物的总量每一营养级生物个体的数目特点象征意义能量在流动过程中总是 特殊形状浮游植物个体小，寿命短，又会不断被捕食，因而某一时间呈现倒置金字塔形如果消费者个体小而生产者个体大，就会呈现倒置金字塔形，如昆虫和树逐级递减一般为正金字塔形，可倒置一般为正金字塔形，可倒置生物量(有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而逐级递减在食物链中随营养级升高而逐级递减正金子塔型(1)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会大于20%()(2)一种蜣螂专以象粪为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%()(3)一只狼捕食了一只兔子，则该狼就获得了这只兔子能量的10%20%()(4)能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象()(5)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用()(6)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，可提高生态系统的能量传递效率()
