第四章第一节 生态系统和生物圈
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第一节 生态系统和生物圈
课标领航
学习目标：1.理解生态因子的概念及其对生物的影响
2．理解生态系统的概念
3．理解食物链与食物网的概念
4．理解生物圈的概念
5．生态系统的类型和生物圈的范围
能力目标：1.学会用谢尔福德的耐受定律说明生态问题
2．能利用具体的食物链和食物网分析生物成分的营养级
3．能用生态系统的组成成分及其营养结构和知识解决实际问题
情感目标：1.培养学生的科学精神和科学态度
2．了解当地生态系统、积极投身于保护当地环境的活动，提高环境保护的意识
情景导引
“螳螂捕蝉，黄雀在后”这个成语隐含了,生物之间的食物联系。生物和生物之,间、生物和生存环境之间是如何相互作,用以及相互依存的呢？
核心要点突破
实验探究创新
知能过关演练
第一节
基础自主梳理
基础自主梳理
一、生态因子
1．概念：环境中对生物生长、发育、生殖、行为和______等有直接或间接影响的因子。
2．类型
(1)非生物因子：_____________等。
(2)生物因子：包括生物之间的各种相互关系，如捕食、竞争等。
3．谢尔福德耐受定律
生态因子在低于或______生物体的耐受极限时均可成为限制因子，但在生态因子的耐受范围内，每种生物都具有一个______区。
分布
光、温度、水
超过
最适
二、生态系统
1．概念：在一定的空间内，生物成分和非生物成分通过物质循环、_________和_________，彼此相互作用、相互依存而构成的一个__________单位。
2．组成成分
(1)非生物成分：________________________等。
能量流动
信息传递
生态学功能
无机盐、空气、阳光、水
(2)生物成分
定位 范围
生产者 最基本、最关键的生物成分 主要指各种_____植物
消费者 直接或间接以_______为食 主要指以其他生物为食的各种动物
分解者 将动植物遗体、粪便等分解为_______ 主要是______________，还包括蚯蚓等生物
绿色
生产者
无机物
腐生细菌和真菌
思考感悟
1．细菌在生态系统中是否一定是分解者？请举例说明。
【提示】 不一定，如硝化细菌是生产者。
3．营养结构
(1)食物链：
生态系统中的生物由于________而形成的结构。
(2)食物网
①概念：生态系统中的许多_______相互交错形成的更为复杂的网状食物关系。
②作用：增强生态系统结构和______的稳定。
营养关系
食物链
功能
(3)营养级
①概念：处于食物链某一环节上的__________的总和。
②分类
a．第一营养级：_________。
b．第二营养级：___________，即植食性动物。
c．第三营养级：二级消费者，即以植食性动物为食的动物。
各种生物
生产者
一级消费者
思考感悟
2．食物网中营养级与消费者级别一致吗？试分析原因。
【提示】 不一致。生产者永远是第一营养级，不占有消费者级别，而初级消费者是第二营养级。
海洋生态系统
森林生态系统
2．生物圈
(1)概念：地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所。
(2)范围：包括岩石圈上层、水圈和__________。水圈中生活着多种多样的水生生物，而陆生生物主要生活在大气圈的下层与岩石圈的上层。
(3)作用：人类的生存和发展离不开整个生物圈的繁荣；生物圈稳态的维持是实现人类社会可持续发展的基础。
大气圈下层
核心要点突破
生态系统的理解
(3)具有一定“空间”范围：一个池塘、一片草地、一块农田、一片森林、一条河流甚至一个自制的生态瓶等均可独立成为一个生态系统。
(4)具有整体性
2．九大生命系统间的逻辑关系
下列组合中，依次属于种群、群落和生态系统的一组是( )
①生活在人大肠内的细菌
②某一池塘中的全部鱼类
③肺炎患者肺部的肺炎球菌
④一根枯木及枯木上的所有生物
A．①②④ B．②③④
C．③②① D．③①④
【尝试解答】 D
【解析】 大肠内的细菌应属于群落。池塘内的鱼既不是一个物种也不是全部的生物。一根枯木及枯木上的所有生物应是生态系统。
例1
跟踪训练 以下可以称作生态系统的是( )
A．一个湖泊中的浮游生物和所有的分解者
B．一个烧杯中取自池塘的水、泥土和浮游生物
C．一个池塘中的所有水蚤和分解者
D．一个鱼缸中的所有金鱼和水草
解析：选B。生态系统指生物群落及无机环境相互作用的自然系统，它包括生物群落和无机环境两部分内容。题中A、C、D三个选项只包括群落中的一部分生物，因此，它们均不是生态系统。
1．生态系统中各组成成分的作用
(1)非生物成分——生物群落赖以生存和发展的基础
非生物成分为生物提供物质和能量，其中光能是绝大多数生物生命活动的最终能量来源。
(2)生产者——生态系统的主要成分
通过光合作用或化能合成作用将无机物转变成有机物，将光能或无机物中的能量转变成化学能贮存在有机物中，从而为生物群落提供可利用的物质和能量。生产者是生态系统的基石，是生态系统的主要成分，是一切生物的物质和能量的源泉。
生态系统各成分的作用及关系
(3)消费者——生态系统最活跃的生物成分
直接或间接以生产者为食，有利于植物传粉或种子的传播，能够加快生态系统中的物质循环。
(4)分解者——物质循环中的关键成分
把有机物分解成各种无机物，是生态系统中的物质循环不可缺少的环节。
特别提醒
生产者除绿色植物外，还包括能进行化能合成作用的微生物。消费者除动物外，还包括营寄生生活的菟丝子、病毒等生物。分解者除腐生生活的细菌、真菌外，还包括少数的动物，如蜣螂、蚯蚓等。
2．生态系统各成分之间的关系
特别提醒
(1)在生态系统各组成成分中，只有生产者与非生物成分的关系是双向的，其余各成分间只能是单向关系。
(2)生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”；生产者与各级消费者以捕食关系建立的食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道。
关于生态系统中生物成分的叙述中，正确的是( )
A．生产者中有真核生物，也有原核生物，但都是自养型
B．消费者是异养型真核生物
C．分解者只包括腐生细菌和真菌
D．生产者和分解者间为直接联系，消费者可有可无
【尝试解答】 A
例2
【解析】 生产者大多数是光能自养型的真核生物——绿色植物，但也有化能自养型的原核生物——硝化细菌，所以A项是正确的。B选项，消费者都是异养型的，但并不都是真核生物，如根瘤菌，它以活的生物体豆科植物制造的有机物为食，属于消费者，但属于原核生物，细菌中有很多都属于寄生菌类，属于消费者。C选项，分解者除了有腐生细菌和真菌外，还有腐生动物，如蚯蚓、蜣螂等。D选项中生产者与分解者之间不一定是直接联系，有时生产者和分解者需要靠消费者间接联系。
【规律方法】 (1)并非所有的植物均为生产者，如菟丝子营寄生生活，属于消费者。
(2)并非所有动物均为消费者，如蚯蚓为分解者。
(3)并非所有细菌均为分解者，如硝化细菌为生产者。
(4)生态系统各成分的判断关键
①判断生产者的主要依据是是否为自养型生物，若为自养型生物，则为生产者。
②判断消费者时要特别注意异养型、非腐生等关键词，植物、微生物都有可能成为消费者。
③判断分解者的主要依据是能否把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物，即腐生生物，可能包括动物(如蚯蚓)。
跟踪训练 (2011年河南周口高二检测)下列关于各生物成分的作用，错误的是( )
A．生产者是生态系统的基石
B．消费者能够加快生态系统的物质循环
C．生产者和消费者的呼吸可以把有机物转化成无机物，所以可以没有分解者
D．从理论上讲，可以没有消费者，但自然界中的生态系统一般都有消费者
解析：选C。如果没有分解者，动植物的遗体以及动物的排遗物会堆积如山，生态系统会崩溃。
食物链是生物之间单方向的食物联系，食物网是生物之间多方向的食物联系，而营养级是食物链同一环节上所有生物的总和，所以有的生物会占有不同的营养级。
1．各种生物在食物链中的营养功能和营养级
食物链、食物网和营养级的区别与联系
生物 绿色植物 植食动物 小型食肉动物 大型食肉动物
营养功能 生产者 一级消费者 二级消费者 三级消费者
营养级 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级
2.食物链的分析
(1)每条食物链(捕食食物链)的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级，中间为多种动物，有任何间断都不是完整的食物链。
(2)在食物链中，当某种生物大量增加时，一般会导致以其作为天敌的上一营养级数量减少，以其作为食物的下一营养级数量增多。
(3)食物链中各营养级生物之间是相互制约的，使它们的数量处于一种动态变化中。这种制约可能来自于种间，也可能来自于种内。
3．食物网的分析
(1)同一种消费者在不同的食物链中，可以占有不同的营养级，如猫头鹰可能在不同的食物链中分别占有第三、第四、第五营养级。这就是说猫头鹰在该食物网中占有三个不同的营养级。
(2)在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合，如蜘蛛与青蛙，二者之间可以既是捕食关系，又是竞争关系。
(3)在食物网中，当某种生物因外来因素而大量增加时，一般除导致上一营养级减少，下一营养级增加外，还会导致与其有竞争关系的生物数量下降。
(4)在食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少，对另一种生物的影响，沿不同的线路分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。
(5)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。
特别提醒
高中生物中的食物链，一般是指捕食食物链，它是由生产者和消费者之间通过捕食关系形成的。分解者只能分解动植物的遗体残骸，不能与动植物之间形成捕食关系，所以它不参与(捕食)食物链，不占营养级。
下图是一简单生态系统中的食物网，请回答下列问题：
例3
(1)此生态系统中共有_________条食物链。
(2)此生态系统中属于第三营养级的生物是_________，淡水虾与小鱼的关系是_________，大鱼与小鱼的关系是_________。
(3)此生态系统中的分解者是( )
A．海鸟 B．水绵
C．水藻 D．腐生细菌、真菌
(4)若所有的海鸟迁徙到别处，则大鱼数量________，水藻数量________，淡水虾数量________。
(5)若此生态系统中的水绵大量减少，则下列哪一项会随着发生？( )
A．水藻大量增多 B．小鱼的数量增多
C．海鸟的数量减少 D．甲壳类的数量增多
【尝试解答】 (1)3 (2)淡水虾、小鱼、海鸟 竞争
捕食 (3)D (4)增多 减少 减少 (5)A
【解析】 该食物网中有3条食物链，处于第三营养级的生物有淡水虾、小鱼、海鸟；淡水虾与小鱼都以水蚤为食，两者是竞争关系；大鱼以小鱼为食，两者属于捕食关系。水绵、水藻属于生产者，海鸟、小鱼等是消费者，腐生细菌、真菌属于分解者。
所有的海鸟迁徙到别处后，大鱼、甲壳类动物失去了天敌，它们会大量繁殖，数量增加，水藻数量减少。大鱼数量增加，会捕食更多的小鱼、淡水虾，使小鱼、淡水虾数量减少，水蚤数量增多，水绵数量减少。该生态系统中若水绵大量减少，以水绵为起点的食物链的每一营养级生物都减少，海鸟捕食甲壳类增多，水藻数量增多。
【规律方法】 我们可以根据以下几点来书写食物链：
(1)根据动物的食性
如“螳螂捕蝉，黄雀在后”。根据动物的食性，这条食物链是：绿色植物→蝉→螳螂→黄雀。
(2)根据生物的个体数量关系
一般来说，营养级越低的生物，其数量越多，营养级越高的生物，其数量越少，即表现出“数量金字塔”。
(3)根据图、表信息来确定
①根据能量流动的特点：在食物链中，所含能量越多的生物，其营养级就越低；反之，则越高。
②根据生物富集的特点：生物体内所含重金属(盐)、难分解的有机物等物质浓度越高，营养级就越高，这体现了生物富集现象。同样要注意体内含量相差很近的是同一营养级。
跟踪训练 (2009年高考广东卷)下图为南极某海域的食物链。据图判断正确的是( )
A．此食物网共有6条食物链
B．硅藻既是生产者，又是分解者
C．磷虾在不同食物链上都属于同一营养级
D．严禁过度捕杀蓝鲸是由于其对该食物网影响最大
解析：选C。此食物网共有9条食物链，硅藻是植物，属于生产者，不是分解者，生产者遭到破坏对食物网的影响最大。而磷虾在每一条食物链中都是第二营养级，所以C项对。
实验探究创新
验证生态系统各成分的不可或缺性
在一个生态系统中，非生物成分、生产者、分解者占有非常重要的地位，为了证明其重要性和不可缺少性，请设计实验进行验证。
材料用具：等大的玻璃瓶四个、清水、河泥、生长状况和大小相同的金鱼若干条、生长状况和大小相同的金鱼藻若干。
实验步骤：①取玻璃瓶，分别编号为1、2、3、4。
②分别对4个玻璃瓶做以下处理：
③观察四个玻璃瓶中金鱼存活时间。
问题与讨论：
(1)1号和2号相比，哪一瓶存活时间长？__________，原因是_______________________________________
_____________________________________________。
(2)1号和4号对照，能否说明分解者是生态系统中的必备成分？若不能，应如何改进实验？
________________________________________。
(3)金鱼存活时间最长的是__________，原因是
________________________________________。
(4)__________号和__________号对照，能说明生产者是生态系统中的必备成分。
(5)本实验的结论是_________________________
_________________________________________。
【解析】 解答实验设计题时要注意对照原则和单因子变量原则。本题验证生态系统的成分——非生物成分、生产者、分解者在生态系统中的重要性和不可缺少性，需分为四组，其中一组所有条件都适宜作为对照，其余三组分别缺少生产者、分解者、非生物成分进行实验，观察各实验组金鱼存活时间的长短。
【答案】 (1)1号 2号瓶中金鱼藻因缺少光不能进行光合作用制造O2
(2)不能。4号瓶中应加入经过烘烤后杀死其中微生物的河泥
(3)1号 1号瓶中生态系统成分齐全，能维持较长时间
(4)1 3
(5)在一个生态系统中，非生物成分、生产者、分解者不可缺少
【实验链接】 实验结果的分析
验证性实验：结果和结论是唯一的，依据自变量与因变量的关系，可用逆推法，由结论推出相应的结果。
探究性实验：结果和结论是不确定的，应先把自变量与因变量所对应的各种关系都考虑到，然后用逆推法描述出各种可能出现的结果。
知能过关演练
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第一节 生态系统和生物圈
课标领航
学习目标：1.理解生态因子的概念及其对生物的影响
2．理解生态系统的概念
3．理解食物链与食物网的概念
4．理解生物圈的概念
5．生态系统的类型和生物圈的范围
能力目标：1.学会用谢尔福德的耐受定律说明生态问题
2．能利用具体的食物链和食物网分析生物成分的营养级
3．能用生态系统的组成成分及其营养结构和知识解决实际问题
情感目标：1.培养学生的科学精神和科学态度
2．了解当地生态系统、积极投身于保护当地环境的活动，提高环境保护的意识
情景导引
“螳螂捕蝉，黄雀在后”这个成语隐含了,生物之间的食物联系。生物和生物之,间、生物和生存环境之间是如何相互作,用以及相互依存的呢？
核心要点突破
实验探究创新
知能过关演练
第一节
基础自主梳理
基础自主梳理
一、生态因子
1．概念：环境中对生物生长、发育、生殖、行为和______等有直接或间接影响的因子。
2．类型
(1)非生物因子：_____________等。
(2)生物因子：包括生物之间的各种相互关系，如捕食、竞争等。
3．谢尔福德耐受定律
生态因子在低于或______生物体的耐受极限时均可成为限制因子，但在生态因子的耐受范围内，每种生物都具有一个______区。
分布
光、温度、水
超过
最适
二、生态系统
1．概念：在一定的空间内，生物成分和非生物成分通过物质循环、_________和_________，彼此相互作用、相互依存而构成的一个__________单位。
2．组成成分
(1)非生物成分：________________________等。
能量流动
信息传递
生态学功能
无机盐、空气、阳光、水
(2)生物成分
定位 范围
生产者 最基本、最关键的生物成分 主要指各种_____植物
消费者 直接或间接以_______为食 主要指以其他生物为食的各种动物
分解者 将动植物遗体、粪便等分解为_______ 主要是______________，还包括蚯蚓等生物
绿色
生产者
无机物
腐生细菌和真菌
思考感悟
1．细菌在生态系统中是否一定是分解者？请举例说明。
【提示】 不一定，如硝化细菌是生产者。
3．营养结构
(1)食物链：
生态系统中的生物由于________而形成的结构。
(2)食物网
①概念：生态系统中的许多_______相互交错形成的更为复杂的网状食物关系。
②作用：增强生态系统结构和______的稳定。
营养关系
食物链
功能
(3)营养级
①概念：处于食物链某一环节上的__________的总和。
②分类
a．第一营养级：_________。
b．第二营养级：___________，即植食性动物。
c．第三营养级：二级消费者，即以植食性动物为食的动物。
各种生物
生产者
一级消费者
思考感悟
2．食物网中营养级与消费者级别一致吗？试分析原因。
【提示】 不一致。生产者永远是第一营养级，不占有消费者级别，而初级消费者是第二营养级。
海洋生态系统
森林生态系统
2．生物圈
(1)概念：地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所。
(2)范围：包括岩石圈上层、水圈和__________。水圈中生活着多种多样的水生生物，而陆生生物主要生活在大气圈的下层与岩石圈的上层。
(3)作用：人类的生存和发展离不开整个生物圈的繁荣；生物圈稳态的维持是实现人类社会可持续发展的基础。
大气圈下层
核心要点突破
生态系统的理解
(3)具有一定“空间”范围：一个池塘、一片草地、一块农田、一片森林、一条河流甚至一个自制的生态瓶等均可独立成为一个生态系统。
(4)具有整体性
2．九大生命系统间的逻辑关系
下列组合中，依次属于种群、群落和生态系统的一组是( )
①生活在人大肠内的细菌
②某一池塘中的全部鱼类
③肺炎患者肺部的肺炎球菌
④一根枯木及枯木上的所有生物
A．①②④ B．②③④
C．③②① D．③①④
【尝试解答】 D
【解析】 大肠内的细菌应属于群落。池塘内的鱼既不是一个物种也不是全部的生物。一根枯木及枯木上的所有生物应是生态系统。
例1
跟踪训练 以下可以称作生态系统的是( )
A．一个湖泊中的浮游生物和所有的分解者
B．一个烧杯中取自池塘的水、泥土和浮游生物
C．一个池塘中的所有水蚤和分解者
D．一个鱼缸中的所有金鱼和水草
解析：选B。生态系统指生物群落及无机环境相互作用的自然系统，它包括生物群落和无机环境两部分内容。题中A、C、D三个选项只包括群落中的一部分生物，因此，它们均不是生态系统。
1．生态系统中各组成成分的作用
(1)非生物成分——生物群落赖以生存和发展的基础
非生物成分为生物提供物质和能量，其中光能是绝大多数生物生命活动的最终能量来源。
(2)生产者——生态系统的主要成分
通过光合作用或化能合成作用将无机物转变成有机物，将光能或无机物中的能量转变成化学能贮存在有机物中，从而为生物群落提供可利用的物质和能量。生产者是生态系统的基石，是生态系统的主要成分，是一切生物的物质和能量的源泉。
生态系统各成分的作用及关系
(3)消费者——生态系统最活跃的生物成分
直接或间接以生产者为食，有利于植物传粉或种子的传播，能够加快生态系统中的物质循环。
(4)分解者——物质循环中的关键成分
把有机物分解成各种无机物，是生态系统中的物质循环不可缺少的环节。
特别提醒
生产者除绿色植物外，还包括能进行化能合成作用的微生物。消费者除动物外，还包括营寄生生活的菟丝子、病毒等生物。分解者除腐生生活的细菌、真菌外，还包括少数的动物，如蜣螂、蚯蚓等。
2．生态系统各成分之间的关系
特别提醒
(1)在生态系统各组成成分中，只有生产者与非生物成分的关系是双向的，其余各成分间只能是单向关系。
(2)生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”；生产者与各级消费者以捕食关系建立的食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道。
关于生态系统中生物成分的叙述中，正确的是( )
A．生产者中有真核生物，也有原核生物，但都是自养型
B．消费者是异养型真核生物
C．分解者只包括腐生细菌和真菌
D．生产者和分解者间为直接联系，消费者可有可无
【尝试解答】 A
例2
【解析】 生产者大多数是光能自养型的真核生物——绿色植物，但也有化能自养型的原核生物——硝化细菌，所以A项是正确的。B选项，消费者都是异养型的，但并不都是真核生物，如根瘤菌，它以活的生物体豆科植物制造的有机物为食，属于消费者，但属于原核生物，细菌中有很多都属于寄生菌类，属于消费者。C选项，分解者除了有腐生细菌和真菌外，还有腐生动物，如蚯蚓、蜣螂等。D选项中生产者与分解者之间不一定是直接联系，有时生产者和分解者需要靠消费者间接联系。
【规律方法】 (1)并非所有的植物均为生产者，如菟丝子营寄生生活，属于消费者。
(2)并非所有动物均为消费者，如蚯蚓为分解者。
(3)并非所有细菌均为分解者，如硝化细菌为生产者。
(4)生态系统各成分的判断关键
①判断生产者的主要依据是是否为自养型生物，若为自养型生物，则为生产者。
②判断消费者时要特别注意异养型、非腐生等关键词，植物、微生物都有可能成为消费者。
③判断分解者的主要依据是能否把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物，即腐生生物，可能包括动物(如蚯蚓)。
跟踪训练 (2011年河南周口高二检测)下列关于各生物成分的作用，错误的是( )
A．生产者是生态系统的基石
B．消费者能够加快生态系统的物质循环
C．生产者和消费者的呼吸可以把有机物转化成无机物，所以可以没有分解者
D．从理论上讲，可以没有消费者，但自然界中的生态系统一般都有消费者
解析：选C。如果没有分解者，动植物的遗体以及动物的排遗物会堆积如山，生态系统会崩溃。
食物链是生物之间单方向的食物联系，食物网是生物之间多方向的食物联系，而营养级是食物链同一环节上所有生物的总和，所以有的生物会占有不同的营养级。
1．各种生物在食物链中的营养功能和营养级
食物链、食物网和营养级的区别与联系
生物 绿色植物 植食动物 小型食肉动物 大型食肉动物
营养功能 生产者 一级消费者 二级消费者 三级消费者
营养级 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级
2.食物链的分析
(1)每条食物链(捕食食物链)的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级，中间为多种动物，有任何间断都不是完整的食物链。
(2)在食物链中，当某种生物大量增加时，一般会导致以其作为天敌的上一营养级数量减少，以其作为食物的下一营养级数量增多。
(3)食物链中各营养级生物之间是相互制约的，使它们的数量处于一种动态变化中。这种制约可能来自于种间，也可能来自于种内。
3．食物网的分析
(1)同一种消费者在不同的食物链中，可以占有不同的营养级，如猫头鹰可能在不同的食物链中分别占有第三、第四、第五营养级。这就是说猫头鹰在该食物网中占有三个不同的营养级。
(2)在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合，如蜘蛛与青蛙，二者之间可以既是捕食关系，又是竞争关系。
(3)在食物网中，当某种生物因外来因素而大量增加时，一般除导致上一营养级减少，下一营养级增加外，还会导致与其有竞争关系的生物数量下降。
(4)在食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少，对另一种生物的影响，沿不同的线路分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。
(5)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。
特别提醒
高中生物中的食物链，一般是指捕食食物链，它是由生产者和消费者之间通过捕食关系形成的。分解者只能分解动植物的遗体残骸，不能与动植物之间形成捕食关系，所以它不参与(捕食)食物链，不占营养级。
下图是一简单生态系统中的食物网，请回答下列问题：
例3
(1)此生态系统中共有_________条食物链。
(2)此生态系统中属于第三营养级的生物是_________，淡水虾与小鱼的关系是_________，大鱼与小鱼的关系是_________。
(3)此生态系统中的分解者是( )
A．海鸟 B．水绵
C．水藻 D．腐生细菌、真菌
(4)若所有的海鸟迁徙到别处，则大鱼数量________，水藻数量________，淡水虾数量________。
(5)若此生态系统中的水绵大量减少，则下列哪一项会随着发生？( )
A．水藻大量增多 B．小鱼的数量增多
C．海鸟的数量减少 D．甲壳类的数量增多
【尝试解答】 (1)3 (2)淡水虾、小鱼、海鸟 竞争
捕食 (3)D (4)增多 减少 减少 (5)A
【解析】 该食物网中有3条食物链，处于第三营养级的生物有淡水虾、小鱼、海鸟；淡水虾与小鱼都以水蚤为食，两者是竞争关系；大鱼以小鱼为食，两者属于捕食关系。水绵、水藻属于生产者，海鸟、小鱼等是消费者，腐生细菌、真菌属于分解者。
所有的海鸟迁徙到别处后，大鱼、甲壳类动物失去了天敌，它们会大量繁殖，数量增加，水藻数量减少。大鱼数量增加，会捕食更多的小鱼、淡水虾，使小鱼、淡水虾数量减少，水蚤数量增多，水绵数量减少。该生态系统中若水绵大量减少，以水绵为起点的食物链的每一营养级生物都减少，海鸟捕食甲壳类增多，水藻数量增多。
【规律方法】 我们可以根据以下几点来书写食物链：
(1)根据动物的食性
如“螳螂捕蝉，黄雀在后”。根据动物的食性，这条食物链是：绿色植物→蝉→螳螂→黄雀。
(2)根据生物的个体数量关系
一般来说，营养级越低的生物，其数量越多，营养级越高的生物，其数量越少，即表现出“数量金字塔”。
(3)根据图、表信息来确定
①根据能量流动的特点：在食物链中，所含能量越多的生物，其营养级就越低；反之，则越高。
②根据生物富集的特点：生物体内所含重金属(盐)、难分解的有机物等物质浓度越高，营养级就越高，这体现了生物富集现象。同样要注意体内含量相差很近的是同一营养级。
跟踪训练 (2009年高考广东卷)下图为南极某海域的食物链。据图判断正确的是( )
A．此食物网共有6条食物链
B．硅藻既是生产者，又是分解者
C．磷虾在不同食物链上都属于同一营养级
D．严禁过度捕杀蓝鲸是由于其对该食物网影响最大
解析：选C。此食物网共有9条食物链，硅藻是植物，属于生产者，不是分解者，生产者遭到破坏对食物网的影响最大。而磷虾在每一条食物链中都是第二营养级，所以C项对。
实验探究创新
验证生态系统各成分的不可或缺性
在一个生态系统中，非生物成分、生产者、分解者占有非常重要的地位，为了证明其重要性和不可缺少性，请设计实验进行验证。
材料用具：等大的玻璃瓶四个、清水、河泥、生长状况和大小相同的金鱼若干条、生长状况和大小相同的金鱼藻若干。
实验步骤：①取玻璃瓶，分别编号为1、2、3、4。
②分别对4个玻璃瓶做以下处理：
③观察四个玻璃瓶中金鱼存活时间。
问题与讨论：
(1)1号和2号相比，哪一瓶存活时间长？__________，原因是_______________________________________
_____________________________________________。
(2)1号和4号对照，能否说明分解者是生态系统中的必备成分？若不能，应如何改进实验？
________________________________________。
(3)金鱼存活时间最长的是__________，原因是
________________________________________。
(4)__________号和__________号对照，能说明生产者是生态系统中的必备成分。
(5)本实验的结论是_________________________
_________________________________________。
【解析】 解答实验设计题时要注意对照原则和单因子变量原则。本题验证生态系统的成分——非生物成分、生产者、分解者在生态系统中的重要性和不可缺少性，需分为四组，其中一组所有条件都适宜作为对照，其余三组分别缺少生产者、分解者、非生物成分进行实验，观察各实验组金鱼存活时间的长短。
【答案】 (1)1号 2号瓶中金鱼藻因缺少光不能进行光合作用制造O2
(2)不能。4号瓶中应加入经过烘烤后杀死其中微生物的河泥
(3)1号 1号瓶中生态系统成分齐全，能维持较长时间
(4)1 3
(5)在一个生态系统中，非生物成分、生产者、分解者不可缺少
【实验链接】 实验结果的分析
验证性实验：结果和结论是唯一的，依据自变量与因变量的关系，可用逆推法，由结论推出相应的结果。
探究性实验：结果和结论是不确定的，应先把自变量与因变量所对应的各种关系都考虑到，然后用逆推法描述出各种可能出现的结果。
知能过关演练
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