2018-2019版高中生物 第四章 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)章末總結學案 蘇教版必修3.doc

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第四章 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài) 章末總結 知識建網(wǎng) 要語必背 1．生產(chǎn)者都是自養(yǎng)生物，包括綠色植物和硝化細菌等。消費者都是異養(yǎng)生物，主要是動物和營寄生生活的生物。分解者都是異養(yǎng)生物，主要是營腐生生活的細菌、真菌和一些營腐生生活的動物，如蚯蚓、禿鷲和蜣螂等。 2．一個完整的生態(tài)系統(tǒng)的結構包括生態(tài)系統(tǒng)的成分、食物鏈和食物網(wǎng)。生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構即食物鏈和食物網(wǎng)，同時也是物質循環(huán)和能量流動的渠道。 3．能量流動的起點是生產(chǎn)者固定的太陽能，流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的全部太陽能。能量流動的特點是單向流動，逐級遞減。 4．生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)是指組成生物體的C、H、O、N、P、Ca等元素不斷進行著從無機環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無機環(huán)境的循環(huán)過程。物質循環(huán)的特點是全球性、循環(huán)性。 5．溫室效應形成的主要原因是化石燃料短時間內大量燃燒使大氣中CO2含量迅速增加，打破了生物圈碳循環(huán)的平衡。 6．緩解溫室效應的措施：(1)減少化石燃料的燃燒；(2)植樹造林。 7．能量流動和物質循環(huán)的關系：物質循環(huán)是能量流動的載體，能量流動是物質循環(huán)的動力。 8．信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用有：(1)生命活動的正常進行離不開信息的作用；(2)生物種群的繁衍離不開信息的傳遞；(3)調節(jié)生物的種間關系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。 整合一　生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 1．生態(tài)系統(tǒng)各功能類群能量來源 (1)生產(chǎn)者 (2)消費者：能量來自食物方的“活體”中的有機物(捕食或寄生)。 (3)分解者：能量來自動植物遺體或糞便及排泄物中的有機物(腐生)。 2．生態(tài)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)能量去向 理解流入每一營養(yǎng)級的能量去向可從以下兩個角度分析 (1)定量不定時分析：流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在足夠長的時間內的去路可有三條：①自身呼吸散熱消耗；②流入下一營養(yǎng)級；③被分解者分解利用。但這一定量的能量不管如何傳遞，最終都以熱能的形式從生物群落中散失，生產(chǎn)者源源不斷地固定太陽能，才能保證生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的正常進行。 (2)定量定時分析：流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在一定時間內的去路可有四條：①自身呼吸散熱消耗；②流入下一營養(yǎng)級；③被分解者分解利用；④未被自身呼吸消耗，也未被下一營養(yǎng)級和分解者利用，即“未利用”。如果是以年為單位研究，第④部分的能量將保留給下一年(如圖所示)。 3．能量傳遞效率的相關計算 (1)能量在食物鏈中傳遞的計算 ①在一條食物鏈中若某一營養(yǎng)級的總能量為n，則最多傳到下一營養(yǎng)級的能量為0.2n，最少為0.1n。 ②在一條食物鏈中，某一營養(yǎng)級的能量為n，需要前一營養(yǎng)級的能量至少為n20%＝5n，最多為n10%＝10n。 (2)能量在食物網(wǎng)中傳遞的計算 ①若一食物網(wǎng)中，已知最高營養(yǎng)級增加能量為N a．求最多消耗第一營養(yǎng)級多少能量時，按最長食物鏈，最低傳遞效率計算； b．求至少消耗第一營養(yǎng)級多少能量時，按最短食物鏈，最高傳遞效率計算。 ②若一食物網(wǎng)中，已知第一營養(yǎng)級能量為M a．求最高營養(yǎng)級最多獲得多少能量時，應按最短食物鏈，最高傳遞效率計算； b．求最高營養(yǎng)級最少獲得多少能量時，應按最長食物鏈，最低傳遞效率計算。 (3)在已知高營養(yǎng)級求需要低營養(yǎng)級最值時，若高營養(yǎng)級有多種食物來源，要注意高營養(yǎng)級食物來源有沒有具體分配，若有就不能選最短或最長的食物鏈，而要按分配情況逐一計算，然后相加。 例1　如圖是某人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程中部分環(huán)節(jié)涉及的能量相對值。試回答下列有關問題： (1)圖中①代表的生理過程是____________，圖中②代表的能量主要以____________________ ________________________的形式儲存。 (2)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是________________固定的。 (3)能量從該生態(tài)系統(tǒng)的第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級傳遞的效率約為________________。 (4)試分析圖中植食動物、肉食動物和頂位肉食動物隨營養(yǎng)級的升高需要的有機物輸入越來越多的原因是______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)呼吸作用　(有機物中)穩(wěn)定的化學能 (2)生產(chǎn)者　(3)12.7%　(4)能量流動逐級遞減以及維持各營養(yǎng)級較高的能量輸出量 解析?、俅砩锏暮粑饔?，②為動植物體中有機物含有的化學能，這些能量都來自生產(chǎn)者光合作用固定的太陽能。第三營養(yǎng)級生物(肉食動物)從第二營養(yǎng)級生物(植食動物)獲得的能量為2.1＋5.1＋0.05＋0.25－5＝2.5。生產(chǎn)者傳遞給第二營養(yǎng)級的總能量為4＋9＋0.5＋2.5－2＝14，生產(chǎn)者固定的太陽能總量為23＋70＋3＋14＝110，能量從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率為100%≈12.7%。能量流動是逐級遞減的，要維持高營養(yǎng)級生物的能量輸出，就需要為高營養(yǎng)級提供更多的物質和能量。 整合二　生態(tài)系統(tǒng)中某種生物減少對其他生物數(shù)量變化的影響 1．食物鏈中，若處于第一營養(yǎng)級的生物數(shù)量減少，直接使以其為食物的第二營養(yǎng)級的生物因食物缺乏而數(shù)量減少，又會引起連鎖反應，致使第三、第四營養(yǎng)級的生物數(shù)量依次減少。 2．一條食物鏈中處于“天敵”地位的生物數(shù)量減少，則被捕食者數(shù)量變化是先增加后減少，最后趨于穩(wěn)定。 3．復雜食物網(wǎng)中某種群數(shù)量變化引起的連鎖反應分析 若某種群處于復雜食物網(wǎng)的某中間環(huán)節(jié)，其數(shù)量減少對其他生物類群的影響狀況應視具體食物鏈而定，大體遵循如下思路： (1)生產(chǎn)者相對穩(wěn)定原則，即消費者某一種群數(shù)量發(fā)生變化時，一般不考慮生產(chǎn)者數(shù)量的增加或減少。 (2)最高營養(yǎng)級的生物種群相對穩(wěn)定原則，即當處于最高營養(yǎng)級的生物種群其食物有多種來源時，若其中一條食物鏈中斷，該種群的數(shù)量不會發(fā)生較大變化。 (3)實例：如圖所示的食物網(wǎng)中，蚱蜢突然減少，則以它為食的蜥蜴減少，蛇也減少，蛇減少則鷹就更多地吃兔和食草籽的鳥，從而導致兔及食草籽的鳥減少。在這里必須明確蛇并非鷹的唯一食物，所以蛇減少并不會造成鷹的減少，它可依靠其他食物來源而維持數(shù)量基本不變。 例2　下圖是食物關系圖，分析并簡要回答下面的問題： (1)該圖是一個簡單的________，含有________條食物鏈。 (2)圖中的初級消費者有________________________________。蛇是________消費者，屬于________營養(yǎng)級。鷹同時占有________個營養(yǎng)級。 (3)圖中的兔和蚱蜢兩者是________關系，而蜥蜴和蚱蜢是________關系。 (4)如果蚱蜢突然減少，蚯蚓的數(shù)目將會________________________。 (5)該食物網(wǎng)中不含有生態(tài)系統(tǒng)中的哪種成分？_______________________________________ ________________。 答案　(1)食物網(wǎng)　3　(2)兔、蚯蚓、蚱蜢　三級　第四　3　(3)競爭　捕食　(4)先增加后減少，最終趨于穩(wěn)定 (5)非生物成分及分解者 解析　食物網(wǎng)是指在一個生態(tài)系統(tǒng)中，許多食物鏈彼此相互交錯連接成的復雜營養(yǎng)結構。此圖符合食物網(wǎng)的概念，是一個食物網(wǎng)的圖解，共有3條食物鏈。營養(yǎng)級從生產(chǎn)者算起，綠色植物是第一營養(yǎng)級，初級消費者是第二營養(yǎng)級，次級消費者是第三營養(yǎng)級，依此類推。消費者級別從初級消費者算起，分析時要數(shù)全食物鏈，仔細識圖，如鷹在3條食物鏈上分別屬于次級、三級、四級消費者，同時占有第三、第四、第五3個營養(yǎng)級。兔與蚱蜢都以綠色植物為食，屬于競爭關系，蜥蜴和蚱蜢是吃與被吃的關系，屬于捕食關系。蚱蜢突然減少，以蚱蜢為食的蜥蜴減少，蛇隨之減少，鷹就要多吃兔和相思鳥以獲得足夠的能量。蚯蚓由于天敵減少，食物充足而數(shù)量增加，使種群密度增加，隨之種內斗爭加劇又使種群數(shù)量下降，故蚯蚓數(shù)量將先增加后減少，最終趨于穩(wěn)定。生態(tài)系統(tǒng)的成分包括非生物成分、生產(chǎn)者、消費者和分解者，該食物網(wǎng)中不含有生態(tài)系統(tǒng)中的非生物成分及分解者。 整合三　信息傳遞與能量流動、物質循環(huán)的比較 項目 能量流動 物質循環(huán) 信息傳遞 特點 單向流動、逐級遞減 循環(huán)流動、反復利用 往往是雙向的 范圍 生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級 生物圈 生物與生物之間，生物與無機環(huán)境之間 途徑 食物鏈和食物網(wǎng) 多種 地位 生態(tài)系統(tǒng)的動力 生態(tài)系統(tǒng)的基礎 決定能量流動和物質循環(huán)的方向和狀態(tài) 模 式 圖 聯(lián)系 同時進行，相互依存，不可分割，形成統(tǒng)一整體 【例3】　(2017畢節(jié)模擬)如圖表示生態(tài)系統(tǒng)各組成成分之間的能量流動、物質循環(huán)及信息傳遞過程，則圖甲、乙、丙可依次表示(　　) A．能量流動、碳的循環(huán)、信息傳遞 B．能量流動、信息傳遞、碳的循環(huán) C．碳的循環(huán)、能量流動、信息傳遞 D．信息傳遞、能量流動、碳的循環(huán) 答案　C 解析　圖甲是可以循環(huán)的，且生產(chǎn)者和無機環(huán)境之間是雙向箭頭，故表示碳的循環(huán)；圖乙是單向流動的，故表示能量流動；圖丙是雙向的，故表示信息傳遞。  1．關于生態(tài)系統(tǒng)的敘述，正確的是(　　) A．生產(chǎn)者不一定都是植物，植物也不一定都是生產(chǎn)者 B．專門營腐生生活的細菌也不一定是分解者，還有可能是生產(chǎn)者或消費者 C．因為動物都是靠捕食獲取食物，所以都是消費者 D．生態(tài)系統(tǒng)的結構包括非生物成分、生產(chǎn)者、消費者及分解者 答案　A 解析　生產(chǎn)者不一定都是植物，如硝化細菌，植物也不一定都是生產(chǎn)者，如菟絲子屬于消費者，A項正確；專門營腐生生活的細菌一定是分解者，B項錯誤；有些動物如蚯蚓、蜣螂等屬于分解者，C項錯誤；生態(tài)系統(tǒng)的結構包括生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和食物鏈、食物網(wǎng)，D項錯誤。 2．(2018榆林質檢)下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中的3種生物的二氧化碳釋放量的曲線圖，下列說法錯誤的是(　　) A．a(chǎn)曲線代表的生物可能是消費者或分解者 B．b、c可以說是生態(tài)系統(tǒng)的基石 C．a(chǎn)、b、c都有可能是細菌 D．b曲線代表的生物可能是任何一種生產(chǎn)者 答案　D 解析　a曲線表示只釋放二氧化碳，不吸收二氧化碳，所以代表的生物可能是消費者或分解者，A項正確；b、c曲線表示的生物都能吸收二氧化碳，b曲線與光照有關，屬于光能自養(yǎng)型，則c曲線屬于化能自養(yǎng)型，所以b、c都屬于生產(chǎn)者，可以說是生態(tài)系統(tǒng)的基石，B項正確；a可能是異養(yǎng)型細菌，b可能是光合細菌，c可能是進行化能合成作用的細菌，如硝化細菌，C項正確；b曲線代表的生物只能是光能自養(yǎng)型生物，D項錯誤。 3．(2018連云港一中高二月考)下列有關生態(tài)系統(tǒng)的能量及其生態(tài)學原理運用的敘述，正確的是(　　) A．最高營養(yǎng)級生物所同化的能量不會再提供給其他生物 B．分解者可以通過分解消費者的糞便，從而獲得該消費者所同化的能量 C．為提高作物的產(chǎn)量，可多給作物施用有機肥，實現(xiàn)能量的循環(huán)利用 D．可通過增加食物鏈提高人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以減少病蟲害 答案　D 解析　食物鏈中只包含生產(chǎn)者和消費者，食物鏈中的最高營養(yǎng)級生物所同化的能量不會再提供給其他消費者，但能提供給分解者，A錯誤；由于消費者糞便是消化后沒有吸收的能量，所以不屬于消費者同化的能量，糞便中的能量屬于消費者上一個營養(yǎng)級的能量，所以分解者從糞便中獲取的能量屬于消費者上一個營養(yǎng)級的能量，B錯誤；能量只能單向流動，不能循環(huán)利用，C錯誤；可通過增加食物鏈提高人工生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性，以減少病蟲害，這是利用了生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的原理，D正確。 4．下圖是某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程。下列敘述錯誤的是(　　) A．該生態(tài)系統(tǒng)中草食昆蟲屬于初級消費者 B．該生態(tài)系統(tǒng)中能量的最終來源是太陽能 C．該生態(tài)系統(tǒng)中的能量傳遞是不循環(huán)的 D．該生態(tài)系統(tǒng)中的第一營養(yǎng)級是太陽能 答案　D 解析　草食昆蟲為植食性動物，是初級消費者；太陽能是生態(tài)系統(tǒng)能量的最終來源；生態(tài)系統(tǒng)中的能量只能從第一營養(yǎng)級依次流向下一營養(yǎng)級，不能循環(huán)流動；該生態(tài)系統(tǒng)中的第一營養(yǎng)級是生產(chǎn)者即水稻、紅萍、藻類、雜草。 5．某同學畫出3幅表示生態(tài)系統(tǒng)部分碳循環(huán)示意圖，下列分析錯誤的是(　　) A．碳元素在無機環(huán)境與生物群落之間傳遞時，只有生產(chǎn)者與無機環(huán)境之間的傳遞是雙向的，其他成分都是單向的。因此，3幅圖中生產(chǎn)者都是A B．圖1中C能促進生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動 C．圖2中A、B、D、E構成群落，碳在其中流動的形式是有機物 D．若使圖1、圖2、圖3完整地表示碳循環(huán)，需補充化石燃料燃燒產(chǎn)生CO2 答案　A 解析　在碳循環(huán)中，生產(chǎn)者能通過光合作用吸收大氣中的二氧化碳，能通過呼吸作用向大氣中釋放二氧化碳，而其他生物只能通過呼吸作用向大氣中釋放二氧化碳，圖3中E是生產(chǎn)者，A是無機環(huán)境，A錯誤；圖1中C是消費者，能促進生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動，B正確；圖2中A是生產(chǎn)者、B和D是消費者、E是分解者，它們共同構成群落，在生物群落內部碳以有機物的形式流動，C正確；圖中大氣中二氧化碳的來源只有生產(chǎn)者和消費者的呼吸作用，缺少化石燃料的燃燒，D正確。 6．下列現(xiàn)象中不能體現(xiàn)“信息能調節(jié)生物的種間關系”這個觀點的是(　　) A．蝙蝠通過自身發(fā)出的聲波，對被捕食者進行“回聲定位” B．水稻和稗草爭奪陽光 C．當光照時間達到一定長度時植物才能開花 D．云杉根的分泌物使玫瑰不能很好地生長 答案　C 解析　光照時間對植物開花的影響，體現(xiàn)了生物和無機環(huán)境之間的信息傳遞關系，并非生物的種間關系，故C項符合題意；其他三項均為不同生物之間進行信息傳遞，體現(xiàn)了生物之間的種間關系，A項為捕食關系，B、D項為競爭關系。 7．為了追求經(jīng)濟利益最大化，有些地區(qū)將大面積自然林開發(fā)成單一樹種經(jīng)濟林，而林產(chǎn)品的長期單一化，會使生物資源的可持續(xù)發(fā)展面臨困境，這是因為(　　) A．這樣做不能提高森林生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力 B．森林生態(tài)系統(tǒng)結構的變化造成其功能的變化 C．不利于使能量流向對人類最有益的部分 D．生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力減弱，易爆發(fā)病蟲害 答案　D 解析　從自然林開發(fā)成單一林，使生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構變簡單，生物種類減少(尤其是鳥類)，易導致病蟲害發(fā)生，從而破壞林木，使生物資源的可持續(xù)發(fā)展面臨困境。 8．下圖是我國北方處于平衡狀態(tài)的某森林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，其中箭頭表示碳的傳遞方向，字母表示碳傳遞途徑。則下列敘述錯誤的是(　　) A．碳從植物體流入動物體的主要形式是有機物 B．a(chǎn)途徑是通過光合作用實現(xiàn)的，b、d、g途徑是通過呼吸作用實現(xiàn)的 C．碳在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)主要以二氧化碳的形式進行 D．如果圖中的字母表示碳元素傳遞的數(shù)量，植物正常生長，則夏季a、b、c、e之間的關系可表示為a＝b＋c＋e 答案　D 解析　碳從植物體內以含碳有機物的形式被動物攝食，并使得能量流入動物體內，A項正確；由圖形分析可知，a表示植物的光合作用，b表示植物的呼吸作用、d表示動物的呼吸作用，g表示分解者的分解作用(呼吸作用)，B項正確；碳在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)主要是以二氧化碳的形式進行的，在生物群落內部主要以含碳有機物的形式進行，C項正確；如果圖中的字母表示碳元素傳遞的數(shù)量，植物正常生長，則夏季a、b、c、e之間的關系可表示為a>b＋c＋e，D項錯誤。 9．下面是一水域生態(tài)系統(tǒng)在一年之內的能量流動情況資料[能量單位：kJ/(m2a)]。據(jù)圖回答下列問題： (1)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為________kJ/(m2a)。 (2)該系統(tǒng)的能量傳遞效率在______________________之間，能量傳遞效率如此之低，是因為大部分能量______________________，另有一部分能量流向了________。 (3)按圖中的能量傳遞效率，若肉食動物增重1 kg(有機物干重)，則需要消耗生產(chǎn)者約______________kg(有機物干重)。 (4)人類對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動進行調查研究，其意義是________________________________ ______________________。 答案　(1)20 810　(2)5.5%～16.2%　被各營養(yǎng)級自身呼吸作用消耗掉了　分解者　(3)54.1　(4)幫助人們合理地調整能量流動關系，使能量流向對人類最有益的部分 解析　生產(chǎn)者固定的太陽能是流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量，能量的傳遞效率是相鄰營養(yǎng)級同化量的百分比，由題圖可知，該系統(tǒng)的能量傳遞效率在5.5%～16.2%之間。食肉動物增重1 kg，則需消耗的生產(chǎn)者為1/(11.4%16.2%)≈54.1 kg。人類研究能量流動的目的是為了更有效地利用能量。 10．貝克是英國一個農(nóng)場的經(jīng)營者，他在農(nóng)場種植了一些糧食作物，栽培了多種果樹，同時還飼養(yǎng)著優(yōu)質的家禽、家畜等。他通過各種措施來提高自己農(nóng)場中各類農(nóng)畜產(chǎn)品的產(chǎn)量。以下是他采取的一系列增產(chǎn)措施： ①根據(jù)植物的光周期特性和經(jīng)濟利用部分的不同，人工控制光周期使作物達到早熟、高產(chǎn)。②釋放過量人工合成的性引誘劑，使雄蟲無法辨認雌蟲的方位，從而干擾害蟲的正常交尾活動，達到消滅害蟲的目的。③家禽飼養(yǎng)，在增加營養(yǎng)的基礎上延長光照時間，提高產(chǎn)蛋率。④用一定頻率的聲波處理蔬菜、谷類作物等的種子，可以提高發(fā)芽率，獲得增產(chǎn)。⑤在稻田中豎立人工扎成的稻草人，風吹稻草人轉動，起到驅趕鳥類的作用。 請據(jù)此回答問題： (1)上述增產(chǎn)措施中，涉及的信息依次為：①________；②________；③________；④________；⑤________。 (2)請根據(jù)以上措施，總結信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用。 ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 答案　(1)物理信息　化學信息　物理信息　物理信息　行為信息 (2)①提高農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量?、趯τ泻游镞M行控制