2012高三生物总复习教案 第37讲 生态系统的结构和稳定性
教学案
【考纲要求】
生态系统
考纲要求
(1)生态系统的结构
(2)生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及应用
(3)生态系统中的信息传递
(4)生态系统的稳定性
I
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
【考点分析】
知识点
试卷类型
分值
题型
(1)生态系统的结构
(4)生态系统的稳定性
2007 上海
9
非选择题
2007 上海
2
选择题
2007 江苏
2
选择题
2008 上海
2
选择题
2008 广东
10
非选择题
2009 天津
2
选择题
2009 浙江
2
选择题
2009 福建
2
选择题
2009 海南
9
选择题
2009全国卷Ⅰ
10
非 选择题
【考点预测】
本知识点是深入学习生态系统的功能的一个前提，是生态系统功能理解的一个基础，对于本节知识的考察一般不单独考察，主要考察的是生态系统的成分和组成以及生态系统的稳定性大小的判定，主要一选择题和填空题的形式呈现。
【知识梳理】
生态系统
概念
类型
生态系统的结构
生态系统的组成成分
生态系统的营养结构——食物链和食物网
三、生态系统的稳定性
【重点解析】
（一）生态系统的组成成分：
生态系统的成分由两部分组成：非生物成分和生物成分。非生物成分是指阳光、空气、水分和矿物质等的非生物物质和能量。生物部分包括生产者、消费者和分解者。生产者以绿色植物为主，是生态系统的主要成分，属于自养型生物，在营养结构中总是处于第一营养级。消费者主要是指各种动物，它们的生存直接或间接依赖于绿色植物通过光合作用制造的有机物，消费者属于异养型生物。分解者主要是指细菌、真菌等营腐生生活的微生物，也包括一些营腐生生活的动物，如蚯蚓等。分解者能将动植物的尸体、排泄物和残落物中的复杂有机物分解成为简单的无机物。分解者在生态系统中是一种不可缺少的成分，如果缺少分解者，物质循环将会中断。
（1）、生产者能够制造有机物，为消费者提供食物和栖息场所；生产者还能固定光能，是消费者和分解者获得能量的源泉。所以生产者是生态系统的主要成分，是生态系统存在和发展的基础。
（2）、分解者能够将动植物的尸体等分解成无机物，归还到无机环境中去，供生产者再吸收利用，它是生态系统中物质得以循环的保证。
（3）、消费者存在与否，不影响生态系统的根本性质，因为如果没有消费者，生态系统的物质仍然能够循环。但它对于植物的传粉和种子的传播等方面有着重要的作用。
所以说，生产者、消费者、分解者在生态系统中紧密联系、缺一不可。
（二）生态系统的营养结构
1、食物链
（1）概念：生态系统中的生物由于营养联系而形成的结构称为食物链。
（2）食物链是指生产者所固定的能量和物质，通过一系列取食和被食关系在生态系统中传递，各种生物按其食物联系排列的链状顺序。食物链上的每一环节，称为营养阶层（营养级）。自然生态系统主要有三种类型的食物链。
①牧食食物链或捕食食物链：是以活的绿色植物为基础，从食草动物开始的食物链，例如，小麦→蚜虫→瓢虫→食虫鸟。
②碎屑食物链或分解食物链：是以死亡的动植物残体为基础，从真菌、细菌和某些土壤动物开始的食物链，例如，死亡的动植物残体→跳虫、螨类→食虫昆虫、蜘蛛→食虫鸟、小型哺乳动物。
③寄生食物链：以活的动植物有机体为基础，从某些专门营寄生生活的动植物开始的食物链，例如，鸟类→跳蚤→鼠疫细菌。
生态系统中的食物链不是固定不变的，它不仅在进化历史上有改变，在短时间内也有改变。动物在个体发育的不同阶段里，食物的改变（如蛙）就会引起食物链的改变。动物食性的季节性变化也会引起食物链的改变。因此，食物链往往具有暂时的性质，只有在生物群落组成中成为核心的、数量上占优势的种类，食物链才是比较稳定的。
一般生态系统中的能量在沿着食物链的传递过程中，从前一环节到后一环节，能量大约要损失90％左右（能量转化效率大约是10％）。因此，越是处于食物链顶端的动物，生物量越小，能量也就越少。处于顶位的肉食动物最少，以致于不可能再有别的动物以它们为食，因为从它们身上所获得的能量不足以弥补为搜捕它们所消耗的能量。一般说来，能量从太阳开始沿着食物链传递几次以后就所剩无几了，所以食物链一般都很短，通常只由4—5个环节构成，很少有超过6个环节的。
2、食物网
（1）概念：生态系统中的许多食物链相互交错所形成的更为复杂的网状食物关系称为食物网。
（2）食物网形成的原因：一种生物可能会由于捕食和被捕食的关系而在多条食物链中出现，使这些食物链彼此交错成网状。
（3）在生态系统中，一种生物不可能固定在一条食物链上，而往往同时属于数条食物链。实际上，生态系统中的食物链很少单条、孤立地出现（除非食性是专一的），它们往往相互交叉，形成复杂的网络式结构，即食物网。食物网形象地反映了生态系统内各生物有机体间的营养位置和相互关系，生物正是通过食物网发生直接和间接的联系，保持着生态系统结构和功能的相对稳定。
例1生态系统的分解者主要是指（ ）
A、细菌、真菌等腐生微生物
B、所有微生物
C、细菌、真菌等寄生微生物
D、以动植物残体为生的生物
解析：生态系统的成分从营养功能上分为非生物的物质和能量（即非生物成分）、生产者、消费者和分解者。分解者的功能是把动植物的尸体、排泄物和残落物等所含有的复杂有机物分解成简单无机物、归还到无机环境中。而微生物并非都是营腐生生活，如寄生食物链中：牧草→黄鼠→跳蚤→鼠疫杆菌，其中的鼠疫杆菌进行寄生生活，就不足分解者。而秃鹫、蚯蚓等以动植物残体为生的生物也属于分解者，但相对腐生微生物而言分解数量较少。
答案：A
例2 下图为某地食物网简图，据此图回答下列各问题：
（1）此食物网中有_______条食物链。
（2）图中最短的食物链是__________，该食物链有_____
个营养级，鹰在此食物链中是______级消费者。
（3）此食物网中主要成分是
（4）该食物网中占有两个营养级的生物是____________。
（5）从上述简图可知鹰与蛇的关系是_______________。
解析：在分析食物链和食物网时，首先应找出生产者，根据箭头所示食物关系，依次确定各生物所属营养级的级别，找出最高营养级生物，回答相关问题。（1）每条食物链从第一营养级开始，依据捕食关系到最高营养级结束，这样的一组生物就是一条食物链：从图中可以看出，此食物网共有3条食物链。（2）“草→鼠→鹰”这条食物链最短，其共有三个营养级，鹰在此食物链中为二级消费者。（3）生产者是各种生态系统的主要成分，对于题中的食物网来说草是其主要成分。（4）该食物网中占有两个营养级的生物是鹰（分别占有第三、第四两个营养级）。（5）鹰以蛇
为食，故两者关系为捕食关系；又因为鹰、蛇又都以鼠为食，所以两者存在竞争关系。答案：（1）3 （2）草→鼠→鹰 三 二 （3）草 （4）鹰 （5）捕食和竞争
例3 拟调查一个池塘生态系统(如图29—1)的组成成分。请根据图示及提供的实验器材，写出调查项目。
地点：池塘。
器材：温度计、光照强度测定仪、酸度计、溶氧测定仪、水网、显微镜、放大镜、笔、记录本等
调查项目：
(1)非生物因素：____________________。
(2)生物成分：
①______________________________；
②_______________________________；
③
________________________________。
解析： 本题考核生态系统的结构中生态系统的成分。图中是一个池塘生态系统，
它的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。分析图示可看出，阳光照射在水面上，提供了能量来源，水中溶解有空气和养料，沉积在池底还有有机物和无
机物。本题转换思维角度，考核生态系统中的非生物因素。其中的非生物因素有照射在
水面的光照强度，水体具有的温度和pH值、水中的溶解氧量等。依图将其中的生物按生
产者、消费者、分解者进行归类。
答案（1）水温、水中含氧量、水面光照强
度、pH（2）①生产者：水草、浮萍、栅藻、团藻②消费者：虾、草鱼、黑鱼③分解者：
细菌、真菌。
【实战训练】
（09天津卷）1.下图表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。
据图分析，下列叙述正确的是
①甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强
②甲生态系统中生物群落的营养关系一定较乙复杂
③乙生态系统在S点后一定有新的物种产生
④乙生态系统在S点后一定经历次生演替过程
A．①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
答案：B
解析：从图可以看出，甲生态系统种群类型数量较乙生态系统多，一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，抵抗力稳定性越强，因此甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强。群落是同一时间内在一定区域中各种生物种群的集合，这样甲生态系统中生物群落的营养关系不一定较乙复杂；新的物种产生必须经过生殖隔离，乙生态系统在S点后不一定有新的物种产生；乙生态系统在S点时种群类型数量降到最低，而S点后种群类型数量又逐渐增加，可见S点后一定经历过一个次生演替的过程。所以①④正确，选B。
（09浙江卷）2．经调查，某生态系统中Y、X、Z分别为第一、第二和第三营养级，每个营养级不同物种的个体数量如图甲所示（图中每一柱条代表一个物种）。一段时间后个体数量发生变化，结果如图乙所示。
图甲 图乙
下列叙述正确的是
A. X营养级的生物被捕食的压力明显增加
B. Z营养级生物个体数量的增加是由捕食对象专一引起的
C. Y营养级生物个体数量的变化是由于捕食者对捕食对象有选择的结果
D．X营养级的生物之间存在明显的竞争关系，且其中某种生物处于竞争劣势
答案：A
解析：生物个体数量的变化受气候、食物、天敌等多种因素的影响。因为Y、X、Z分别为生态系统中第一、第二和第三营养级的生物，从图乙可以看出，一段时间后，X营养级的生物数量减少，被捕食的压力明显增加；Z营养级生物捕食对象没有改变，个体数量的增加不是由捕食对象专一引起的；从图中不能看出Y营养级生物个体数量的变化由于捕食者对捕食对象有选择的结果；X营养级的生物之间存在竞争关系，某种生物处于劣势的现象不明显。因此A正确。
（09福建卷）3.下列有关生态系统稳定性的叙述，不正确的是
A.生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础
B.生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统稳定性
C.生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用，体现了其间接价值
D.生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统恢复力稳定性就越强
答案：D
解析：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力叫生态系统的稳定性，生态系统的自我调节能力，是生态系统稳定性的基础；生态系统内部结构与功能的协调，能提高生态系统稳定性；生物多样性间接价值是对生态系统起到重要的调节功能；生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越强。所以D不正确。
（09海南卷）4．（9分）
某种植物上栖息着一定数量的甲、乙两种昆虫和蜘蛛。甲、乙两种昆虫均以该植物为食，蜘蛛以乙昆虫为食。甲昆虫在白天活动，乙昆虫在夜晚活动。甲昆虫采?该种植物的叶片后，植物会释放出挥发性的物质X，X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫。请回答：
（1）上述现象中，X分别在_____之间进行传递。
（2）影响甲昆虫活动的信息有两大来源，分别是_____和_____。影响乙昆虫活动的信息种类是_____。蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息种类的_____。
（3）若在上述植物上施用人工合成的物质X，短期内该植物上甲昆虫天敌和乙昆虫天敌数量的变化是_____。 答案：
（1）植物与甲昆虫的天敌；植物与乙昆虫（2分）
（2）无机环境 生物 化学信息和物理信息（其他合理答案也给分） 物理信息（其他合理答案也给分） （每空1分，共4分）
（3）甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少（3分）
（09全国卷Ⅰ）5．（10分）
某种植玉米的农场，其收获的玉米子粒即作为鸡的饲料，也可作为人的粮食，玉米的秸秆则加工成饲料喂牛，生产的牛和鸡供人食用，人、牛、鸡的粪便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼渣、沼液作为种植玉米的肥料。据此回答（不考虑空间因素）：
（1）请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网：
（2）牛与鸡之间 （有、无）竞争关系，理由是 。人与鸡的种间关系是 ，人与牛的种间关系是 。
（3）流经该农场生态系统的总能量来自 所固定的 ，无机环境中的碳以
形式进入该人工群落。
（4）假设该农场将生产玉米的1/3作为饲料养鸡，2/3供人食用，生产出的鸡供人食用。现调整为2/3的玉米养鸡，1/3供人食用，生产出的鸡仍供人食用。理论上，该农场供养的人数将 （增多、不变、减少），理由是 。
答案：
（1）
（2） 无 它们所需食物资源不同（或牛食玉米秸秆、鸡吃玉米子粒） 捕食与竞争 捕食
（3）玉米（其他合理答案也给分） 太阳能 CO2
（4）减少 改变用途的1/3玉米被鸡食用后，在鸡这一环节散失了不部分能量，导致人获得的能量减少
解析：
（1）分析题意，鸡、牛、玉米和人组成的食物网是
鸡
玉米 人
牛
（2）牛与鸡之间所需食物资源不同（牛食玉米秸秆、鸡食玉米子粒），所以它们之间无竞争关系，人与鸡之间构成捕食与竞争的关系，人与牛之间构成捕食关系。
（3）流经一个生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能，因此，流经该农场生态系统的总能量来自玉米所固定的太阳能，无机环境中的碳以CO2的形式通过绿色植物的光合作用进入该人工群落的。
（4）依题意，理论上该农场供养日人数将减少，因为改变用途的1/3玉米被鸡食用后，在鸡这一环节散失了一部分能量，导致人获得的能量减少。
【名师点拨】
1、生态系统中各种成分的地位与关系
非生物的物质和能量是生态系统中生物成分的物质和能量的最终来源，所以非生物的物质和能量是生态系统存在的基础。生产者是生态系统中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（有机物及其贮存的化学能）的成分，所以生产者是生态系统的主要成分；而一个生态系统如果没有分解者的时候，动植物的遗体残骸就会堆积如山，生态系统就会崩溃，所以分解者在生态系统中的地位很重要；消费者直接或间接地以绿色植物为食，也是对绿色植物加以分解的过程，且有利于分解者对绿色植物的分解，另外，消费者对于植物的传粉受精、种子传播等方面有重要作用，所以生产者、消费者和分解者是紧密联系、缺一不可的。
另外，各级消费者所处营养级的级别，在不同的食物链中可以不同，而不是一成不变的。
2、分析食物链和食物网时应注意的几个问题
（1）捕食食物链的起点总是生产者，捕食食物链的最后一个环节是不被其它动物所食的动物，即最高营养级（又称顶级营养级）。中间的任何停顿都不能算完整的捕食食物链。
（2）同一种生物在不同的食物链中，可以占有不同的营养级。在捕食链中，植物（生产者）总是一条食物链的第一营养级；草食动物（即一级消费者）则必为第二营养级；而肉食动物和杂食动物所处的营养级往往不是一成不变的，例如猫头鹰捕食鼠时，则处于第三营养级；而当猫头鹰捕食吃虫的小鸟时，则处于第四营养级。
（3）食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少时，对另一种生物的影响，沿不同的食物链分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。
（4）食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类而并非取决于生物的数量。
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