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第二节 生物与环境组成生态系统
1. 生态系统
空间范围
生物
环境
绿色植物
光合作用
有机物
能量
动物
有机物
植物
腐生细菌和真菌
无机物
阳光
空气
水
物质
能量
统一整体
概念 在一定的__________内,__________与__________所形成的__________
组成 成分 生物种类 作用
生物部分 生产者 ______________ 通过______________制造_____________,储存______________
消费者 ________ 不能制造____________,直接或间接以________为食
分解者 ____________________ 将有机物分解成____________,供植物重新利用
非生物部分 ________、________、_______等 为生物部分提供最基本的________和________
2.食物链和食物网
(1)概念
①食物链:在生态系统中,不同生物之间由于______与________的关系而形成的链状结构。
②食物网:一个生态系统中的很多条__________彼此__________形成的网状结构。
(2)食物链的写法
①起始环节是____________,
②箭头指向______________。
吃
被吃
食物链
交错连接
生产者
捕食者
食物链
(3)物质循环和能量流动
生态系统中的物质和能量是沿着__________和__________流动的。能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
(4)有毒物质的富集
当人类排放的有毒物质进入生态系统后,有毒物质可能会通过__________不断__________,危害生态系统中的许多生物,最终威胁人类自身。
食物网
食物链
积累
3.生态系统的自动调节能力
生态系统中各种生物的________和所占的________是____________的。这说明生态系统具有一定的____________能力。但这种调节能力是有一定________的。如果外界干扰超过了这个________,生态系统就会遭到________。
数量
比例
相对稳定
自动调节
限度
限度
破坏
生物
[2018·十堰]在一定的空间范围内,________与环境所形成的统一的整体叫做________________。
生态系统
【解析】 在一定的空间范围内,生物与环境所形成的统一的整体叫做生态系统。一个完整的生态系统包括生物部分和非生物部分,而生物部分由生产者(植物)、消费者(动物)和分解者(腐生细菌、真菌)组成。
【点悟】 生态系统指的是生物与环境形成的统一整体,包括生物成分和非生物成分。能够熟练掌握生态系统相关的基础知识,即可解题。
D
【变式题】 [2018·广元]下列属于生态系统的是( )
A.一群蚂蚁 B.几只小猫
C.一个家庭 D.一块农田
【解析】 在一定区域内生物和它所生活的环境就形成一个生态系统。一片农田包含该区域内的生物和生物所生活的环境,能构成一个生态系统。一群蚂蚁、几只小猫、一个家庭只具有生态系统中的消费者,不属于生态系统。故选D。
[2018·长沙]“梁上有双燕,翩翩雄与雌……青虫不易捕,黄口无饱期……须臾十来往,犹恐巢中饥”描写了燕子生儿育女的艰辛。诗中涉及的食物链书写正确的是( )
A.青虫→燕子 B.植物→青虫→燕子
C.青虫←燕子 D.植物←青虫←燕子
B
【解析】 食物链从生产者开始,以最高营养级结束,A错误;由诗句可知,题中食物链为植物→青虫→燕子。植物是生产者,为第一营养级,青虫是初级消费者,燕子是次级消费者,B正确;生态系统中生产者与消费者之间吃与被吃的关系构成食物链,食物链中的箭头由被捕食者指向捕食者,C、D错误。故选B。
【点悟】 解答此类题目的关键是知道食物链可以表示为生产者→消费者,起始点是生产者。
D
【变式题】 [2018·湖州]生态系统中的能量流动是单向的、逐级减少的。在一个池塘生态系统的下列生物群体中,构成一个“级”的是
( )
A.所有的鱼类
B.所有的动物
C.所有的生物
D.所有直接以生产者为食的动物
【解析】 食物链上的每一个环节叫一个营养级,每条食物链的起点的第一营养级是生产者(绿色植物),箭头指向的初级消费者是第二营养级(植食性动物),箭头指向的次级消费者是第三营养级(食肉动物),直到最高级消费者。因此所有直接以生产者为食的动物都是初级消费者,D正确。故选D。
分解者
[2018·芜湖]如图1-2-2-1为一个池塘的生态系统,请据图回答问题。
图1-2-2-1
(1)从生态系统的组成成分来看,水草、浮萍、水绵等植物是该生态系统中的生产者,在该生态系统中还有一些我们看不到的微小生物,它们在生态系统的成分中属于__________。
C
(2)下列是该池塘中的食物链,其中正确的一条是_______。
A.阳光→水草→虾→鱼 B.水草→虾→鱼→微生物
C.水草→虾→鱼 D.虾→小鱼→大鱼
(3)如果向池塘中投放一些大黑鱼(肉食性),则短期内池塘中小鱼的数量将减少,一段时间后,该池塘中各生物的数量又处于相对稳定状态,说明生态系统具有一定的_____________能力。
(4)如果该池塘被难降解的有机磷农药污染,则农药中的有毒物质会通过_____________不断积累。
自动调节
食物链
【解析】 (1)水草、浮萍、水绵都是绿色植物,能进行光合作用制造有机物,为植物自身、消费者、分解者提供营养物质和能量,是生产者;鱼、虾都是消费者。因此在该生态系统中,没有画出的生物成分是分解者。分解者将动植物的残体等含有的有机物分解成简单的无机物,归还到无机环境中,如果没有它们,动植物的遗体将堆积如山。
(2)食物链表示生产者和消费者之间的关系,没有非生物部分和分解者,用箭头连接,箭头由被捕食者指向捕食者,所以表示该池塘中的食物链正确的一条是水草→虾→鱼,故选C。
(3)一段时间后,该池塘中各种生物的数量和所占的比例又会处于相对稳定的状态,说明生态系统具有一定的自动调节能力,但这种能力是有一定限度的。
(4)如果该池塘被难降解的有机磷农药污染,则农药中的有毒物质会通过食物链不断积累。
[2018·福建]常见宠物红耳龟是一种淡水龟,原产美国。它繁殖、竞争能力强,对所栖息环境的生物多样性产生不利影响。由于宠物弃养、养殖逃逸等因素,红耳龟成为我国极具威胁的外来物种之一。图1-2-2-2是某池塘生态系统部分食物网示意图,请回答。
图1-2-2-2
4
(1)该食物网有______条食物链,请写出最长的一条食物链:________________________________________________________。
(2)该食物网中,与红耳龟既有捕食关系,又有竞争关系的生物有________。
(3)生态系统的自我调节能力是有限的,该池塘生态系统成分简单,它的调节能力______。
(4)为减少红耳龟对生态环境产生不利影响,饲养宠物红耳龟时,应避免______________________。
水生植物→昆虫→蛙→红耳龟(水生植物→虾→鱼→红耳龟)
弱
宠物弃养(或养殖逃逸)
虾、鱼
【解析】 食物链反映的是生产者与消费者之间吃与被吃的关系,所以食物链中不应该出现分解者和非生物部分。食物链的正确写法:生产者→初级消费者→次级消费者……注意起始点是生产者。(1)图中食物链有水生植物→昆虫→蛙→红耳龟,水生植物→红耳龟,水生植物→虾→红耳龟,水生植物→虾→鱼→红耳龟,因此该食物网中共有4条食物链;营养级越多食物链越长,最长的一条食物链是水生植物→昆虫→蛙→红耳龟(或水生植物→虾→鱼→红耳龟)。
(2)红耳龟吃虾,属于捕食关系;红耳龟和虾都吃水生植物,属于竞争关系。红耳龟吃鱼,属于捕食关系;红耳龟和鱼都吃虾,属于竞争关系。所以该食物网中,与红耳龟既有捕食关系,又有竞争关系的生物有虾、鱼。
(3)生态系统具有一定的自动(我)调节能力。生态系统调节能力的大小取决于它自身的结构特点,一般来说,生态系统中的生物种类越多,营养结构越复杂,自动(我)调节能力就越强,反之,调节能力就弱。所以,该池塘生态系统成分简单,它的调节能力较弱。
(4)为减少红耳龟对生态环境产生不利影响,饲养宠物红耳龟时,应避免宠物弃养、养殖逃逸。
A
[2016·连云港]在一定条件下,森林生态系统具有相对的稳定性,这是因为森林生态系统( )
A.具有一定的自动调节能力
B.能吸水、蓄水和散失水分
C.有微生物不断分解有机物
D.能维持生物圈碳—氧平衡
【解析】 生态系统的自动调节能力与生态系统中生物的种类和数量有关,生物的种类和数量越多,营养结构越复杂,这种能力就越强,反之,自动调节能力就越弱。生态系统有相对的稳定性,是由于生态系统具有一定的自动调节能力。故选A。
【点悟】 生态系统具有一定的自动调节能力,某种生物的数量发生变化会影响其他生物数量的变化,最后达到生态平衡。
C
【变式题】 在一个由“草→鼠→狐”组成的食物链中,若消灭了全部的狐,鼠将会( )
A.缓慢上升 B.迅速上升
C.先迅速上升后急剧下降 D.仍保持相对稳定
【解析】若消灭了全部的狐,鼠数量会迅速上升,但随着鼠数量增多,由于种内斗争加剧,并且草的数量下降,鼠数量又会减少。故选C。
1.[2018·武汉]下列各项,构成生态系统的是( )
A.草原中的全部植物
B.树林中的全部昆虫及它们的食物
C.农田中的全部庄稼
D.一个池塘及池塘中的全部生物
D
一、选择题
【解析】一个池塘及池塘中的全部生物既包括了环境,又包括了此环境中所有的生物,因此属于生态系统,故选D。
C
2.[2018·沈阳]在“草→鼠→蛇→鹰”这条食物链中,属于生产者的生物是( )
A.鼠 B.鹰 C.草 D.蛇
【解析】 在“草→鼠→蛇→鹰”这条食物链中,鼠、鹰、蛇都属于动物,不能进行光合作用制造有机物,必须直接或间接以草为食,属于消费者;草是绿色植物,能进行光合作用制造有机物,属于生产者。故选C。
B
3.图1-2-2-3为一个生态系统中某些生物的相对数量关系,甲、乙、丙三者中能量最多的是乙。这些生物构成了一条食物链,正确的是( )
A.甲→乙→丙
B.乙→丙→甲
C.丙→乙→甲
D.甲→丙→乙
图1-2-2-3
【解析】 能量沿着食物链流动逐级递减。因此在食物链中,营养级越高,相对数量越少,营养级越低,相对数量越多。图中数量从多到少依次是乙、丙、甲,因此,这些生物构成了一条食物链,正确的是乙→丙→甲。故选B。
B
4.[2018·怀化]在生态系统中,最终把生物部分的有机物还原成自然环境中的无机物的是( )
A.消费者 B.分解者
C.生产者 D.太阳光
【解析】分解者是指细菌和真菌等营腐生生活的微生物,它们能将动植物残体中的有机物分解成无机物归还到无机环境,促进了物质的循环。故选B。
A
5.泉州湾红树林是许多鸟类的栖息地,如果大量捕杀鸟类,将破坏红树林的生态平衡。这说明该生态系统的自动调节能力是( )
A.有限的
B.稳定的
C.不变的
D.增强的
【解析】 在一般情况下,生态系统中各种生物的数量和所占的比例总是维持在相对稳定的状态,这说明生态系统具有一定的自动调节能力,但这种自动调节能力有一定限度,当人为的或自然因素的干扰超过了这种限度时,生态系统就会遭到破坏。在鸟类的栖息地,如果大量捕杀鸟类,将破坏红树林的生态平衡。这说明该生态系统的自动调节能力是有限的。故选A。
C
6.[2018·济宁]如图1-2-2-4为某生态系统的食物网简图。下列说法错误的是( )
A.图中数量最少的消费者是鹰
B.该食物网中共有4条食物链
C.杂食性的鸟与昆虫之间只有捕食关系
D.该生态系统中的能量最终来自太阳
【解析】 杂食性的鸟吃昆虫,但是杂食性的鸟和昆虫都吃绿色植物,说明它们之间是捕食和竞争的关系。故选C。
图1-2-2-4
C
7.[2018·湘潭]如图1-2-2-5为某生态系统物质循环示意图,A、B、C分别表示三种生物成分,下列有关说法正确的是( )
图1-2-2-5
A.A→B→C可表示一条食物链
B.②③④可表示呼吸作用,⑤⑥可表示捕食关
系
C.A表示生产者,它能够将无机物转变为有机
物
D.C是消费者,它对生态系统的物质循环起促
进作用
【解析】生态系统中,生产者与消费者之间吃与被吃的关系构成食物链。C为分解者,A→B→C不能构成食物链,A错误;图中②③④均为生物体向无机环境释放二氧化碳,可表示呼吸作用;图中食物链为A→B,所以⑥不能表示捕食关系,B错误;图中A能够吸收大气中的二氧化碳,是生产者,能够通过光合作用将无机物转变为有机物,C正确;C是分解者,能够分解动植物遗体或动物的排泄物,将有机物分解成无机物,供给植物进行光合作用,进入生态循环,D错误。故选C。
C
8.农药可以杀灭害虫,但某些农药不易降解,容易在生物体内积累。农药逐级富集主要是通过( )
A.水 B.空气
C.食物链 D.土壤
A
9.[2018·扬州]近十几年来,江南某地的青蛙被大量搬上餐桌,致使该地区的水稻产量大幅度下降。造成水稻减产的主要原因是这个生态系统中( )
A.食物链遭到严重破坏
B.植被受到了严重破坏
C.环境受到严重的污染
D.发生了严重的地质灾害
【解析】食物链和食物网中的各种生物之间存在着相互依赖、相互制约的关系。如果食物链或食物网中某一环节出了问题,就会影响到整个生态系统,在稻田里的一条食物链中,水稻→害虫→青蛙,如果大量捕杀青蛙,破坏了食物链,使稻田里害虫的天敌减少,害虫会大量繁殖,使水稻减产,导致生态系统遭到破坏。故选A。
A
10.[2018·绵阳]“螳螂捕蝉,黄雀在后”描述了捕食关系,但不构成食物链,根本原因是( )
A.无生产者 B.无分解者
C.无能量流动 D.无物质循环
【解析】“螳螂捕蝉,黄雀在后”描述的是螳螂、蝉和黄雀之间的捕食关系,这三者都是消费者,食物链应该包括生产者和消费者,故不能构成食物链。故选A。
C
11.[2018·达州]下列关于生物和生态系统的说法不正确的是( )
A.飞蛾扑火是昆虫对光刺激作出的反应
B.“落红不是无情物,化作春泥更护花”,在这一过程中起主要作
用的是分解者
C.州河里的所有动物、植物构成了一个完整的生态系统
D.甲、乙、丙、丁四种生物因捕食关系构成了一条食物链:乙→丁
→丙→甲,若因某种原因导致丙大量减少,则短时间内丁会大
量增加,甲会大量减少
【解析】生态系统的组成包括非生物部分和生物部分。非生物部分有阳光、空气、水、温度、土壤(泥沙)等;生物部分包括生产者(绿色植物)、消费者(动物)、分解者(腐生细菌和真菌)。故选C。
C
12.“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”,能够提出有研究价值的问题,并作出符合科学事实的假设,是科学探究成功的前提。下列不属于科学问题的是( )
A.大雁何时南飞
B.鼠妇喜欢生活在怎样的环境中
C.哪种月季漂亮
D.菜青虫喜欢食用哪种绿色植物
【解析】哪种月季漂亮,是人的感觉,不属于科学问题。故选C。
D
13.[2018·烟台]生物小组的同学对4个不同生态系统中的动、植物种类数目进行了调查。依据表中数据推断,自动调节能力最强的是
( )
A.草原生态系统 B.农田生态系统
C.荒漠生态系统 D.森林生态系统
生态系统类型 植物种类 动物种类
草原 568 409
农田 42 46
荒漠 116 216
森林 1 073 1 161
【解析】一般来说,生态系统中生物的种类越多,食物链和食物网越复杂,生态系统的自动调节能力就越强。故选D。
A
14.[2018·南通]与温带草原生态系统相比,热带雨林生态系统( )
A.生物的种类多,结构复杂,自我调节能力强
B.生物的种类少,结构简单,自我调节能力弱
C.生物的种类少,结构简单,自我调节能力强
D.生物的种类多,结构复杂,自我调节能力弱
【解析】热带雨林生态系统,降雨量大,气候稳定,加上阳光充足,因此整年基本上都很热,同时生长了不同种类的植物。因此该地区动植物种类繁多,是地球环境中最具有生物多样性的地区,该生态系统的自我调节能力最强。温带草原生态系统的动植物种类少,群落的结构也相对简单,自我调节能力较弱。所以与温带草原生态系统相比,热带雨林生态系统生物的种类多,结构复杂,自我调节能力强。故选A。
15.下面是生态系统的组成图解,请补充完整。
二、非选择题
①____________ ②________ ③________________ ④____________ ⑤____________
生物部分
植物
阳光(合理即可)
消费者
分解者
【解析】生态系统包括生物部分和非生物部分,非生物部分包括阳光、空气、水、温度、土壤等,是生物赖以生存的物质和能量的源泉,为各种生物提供必要的营养物质和必要的生存环境。生物部分包括生产者、消费者和分解者。生产者主要指绿色植物,能够通过光合作用制造有机物,为自身和生物圈中的其他生物提供物质和能量;动物自己不能制造有机物,直接或间接以植物为食,是生态系统中的消费者;分解者是指细菌和真菌等营腐生生活的微生物,它们能将动植物残体中的有机物分解成无机物归还给无机环境,促进了物质的循环。
16.[2018·成都]某校生物实践活动小组的同学们在对某个生态系统调查后,根据所学生物学知识绘制了如图1-2-2-6生态系统结构示意图。请据图回答下列问题:
生物
水分
图1-2-2-6
(1)生态系统都是由________和非生物环境组成的。图中甲包括空气、温度、土壤、________和________等非生物因素。
(2)图中的生产者可通过________作用制造有机物,为生态系统中的各种生物的生活提供________和________。
阳光
光合
物质
能量
(3)图中的乙能够分解动植物的尸体使生态系统中的有机物变为_________返回无机环境中,供绿色植物再利用。组成生物体的物质在生物与无机环境之间的往返循环称为_____________。
(4)生态系统中不同生物之间通过食物关系而形成的链条式联系,称为__________。由许多条这种链条式联系彼此交错形成的网状联系称为__________。
无机物
物质循环
食物链
食物网
【解析】 (1)生态系统的组成包括非生物部分和生物部分。图中甲表示非生物部分,包括空气、温度、土壤、阳光、水分等。
(2)生产者能够通过光合作用制造有机物,并将光能储存在有机物中,为自身和其他生物提供了物质和能量。
(3)图中的乙表示分解者,能够分解动植物的尸体使生态系统中的有机物变为无机物返回无机环境中,供绿色植物再利用。组成生物体的物质在生物与无机环境之间的往返循环称为物质循环。
(4)生态系统中生产者与消费者之间吃与被吃的关系构成食物链。许多食物链彼此交错连接形成的复杂的营养关系,叫做食物网。
17.[2018·扬州]某研究性学习小组选取学校附近鱼塘中五种不同的生物(A、B、C、D、E)进行了研究:一是对它们消化道内食物组成进行分析,二是请专家对这五种生物体内的两种主要污染物含量进行了测定,三是根据表格中提供的信息,以食物网形式表示五种生物之间的营养关系。其结果如下:
图1-2-2-7
生物种类 消化道内食物组成 每千克体重污染物含量/mg
汞 某种杀虫剂
A 大鱼 小鱼 78 96
B 河蚌 ① 25 57
C 小球藻 / 3 5
D 小鱼 ② 10 31
E 水蚤 小球藻 5 15
(1)根据以食物网形式表示五种生物之间的营养关系(以A、B、C、D、E代表五种生物),完成表中信息:①________________,②________。
(2)从生态系统的生物成分看,河蚌属于鱼塘生态系统的____________。
(3)如图1-2-2-7五种生物之间的营养关系中有______条食物链,生态系统中的______________就是在食物链和食物网中流动,维持着生态系统的相对平衡。
(4)生活中原来爱吃大鱼的人较多,现在喜欢吃小鱼的人更多了,根据表格中数据分析其主要原因是_______________________________________。
水蚤、小球藻
水蚤
消费者
3
物质和能量
大鱼体内有毒物质多,小鱼体内有毒物质少
【解析】(1)从表中提供的信息分析,根据五种生物之间的营养关系,可以确定表中信息:①为水蚤、小球藻;②为水蚤。
(2)生态系统中的生物部分包括生产者、消费者、分解者。图中的C小球藻是绿色植物,是生态系统中的生产者。它们利用光能,通过光合作用,把无机物制造成有机物,并将光能转化为化学能储存在有机物中。A、B、D、E都是直接或间接以C小球藻为食物的动物,为消费者。因此从生态系统的生物成分看,河蚌属于鱼塘生态系统的消费者。
(3)从五种生物之间的营养关系可知,其中含有3条食物链:小球藻→河蚌,小球藻→水蚤→河蚌,小球藻→水蚤→小鱼→大鱼。在生态系统中,物质和能量是沿着食物链和食物网流动的,能量在流动过程中逐级递减。生产者进行光合作用所固定的能量决定了消费者的数目。所以物质和能量在食物链和食物网中流动,维持着生态系统的相对平衡。
(4)各种有毒物质,如铅、汞等重金属以及杀虫剂等,一旦进入生态系统,便参与物质循环。这些有毒物质在物质循环过程中性质稳定,容易被生物体吸收,又不易从生物体排出,故沿着食物链逐渐富集,所以,越是处在较高营养级的生物,体内有毒物质的浓度越高。大鱼的营养级高,体内积累的有毒物质多,小鱼的营养级低,体内积累的有毒物质少,因此原来爱吃大鱼的人较多,现在很多人更喜欢吃小鱼了。
1.蚯蚓每天吞食大量的泥土,将泥土中的腐叶和很小的生
物吸收,然后将泥土排泄出来。这样能使土壤变得疏松肥沃,
十分有利于农作物的生长,同时也利于蚯蚓自己的生长。蚯蚓在生态系统中充当什么角色?
【答案】 蚯蚓不直接摄取新鲜的植物,而是以动植物的遗体(枯枝败叶、粪便等)为食,可以将其中的有机物分解成无机物排放到环境中,无机物重新被植物吸收利用,故蚯蚓属于分解者。
2.同碳元素一样,氮元素在生物群落和无机环境之间也是不断循环的。那为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢?
【答案】 在农田中农产品需要不断地从农田输出,而输出的氮元素不都归还给了土壤,导致土壤中所含的氮元素不足以使农作物高产来满足人们的需求。因此,还要往农田中不断地施加氮肥。
3.动物园里饲养着各种动物,也栽培了多种植物。一个动物园中的全部动物和植物是一个生态系统吗?
【答案】 在一定区域内生物和它所生活的环境就形成一个生态系统。它包括生物部分和非生物部分。生物部分包括植物、动物和微生物,非生物部分包括阳光、空气、水、土壤、温度等,只有生物不叫生态系统,只有环境也不叫生态系统。所以一个动物园中的全部动物和植物不是一个生态系统。
4.为什么不能过度放牧?
【答案】 生态系统的自动调节能力是有一定限度的。过度放牧,会严重破坏草场植被,造成土地沙漠化,草场很难恢复,从而使草原生态系统遭到破坏。
能量金字塔,又称营养级金字塔、生物
量金字塔。它是根据组成食物链的各个营养
级的层次和能量传递的“十分之一定律”,把生态系统中
的单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高所绘制成的一个金字塔图图形,塔基为生产者,往上为较少的初级消费者(植食动物),再往上为更少的次级消费者(一级食肉动物),再往上为更少的三级消费者(二级食肉动物),塔顶是数量最少的顶级消费者。能量金字塔形象地说明了生态系统中能量传递的规律。
能量金字塔