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1.阐明生态系统是有一定结构和功能的统一体，生产者和消费者通过食物链和食物网联系在一起形成复杂的营养结构。 2.分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律，并利用能量流动规律，使人们更加科学有效地利用生态系统中的资源。 3.分析生态系统中的物质在生物群落与非生物环境之间不断循环的规律。 4.举例说出生态系统中物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用。 5.解释生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定，并维持动态平衡的能力。 1.生态系统的结构Ⅰ 2.生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用Ⅱ 3.生态系统中的信息传递Ⅱ 1.生命观念——结构与功能观：生态系统属于生命系统，具有一定的结构和功能，能保持相对稳定
物质与能量观：物质的循环总是伴随着能量的流动
2.科学思维——比较与分类：比较生产者与消费者、分解者的异同；
模型与建模：根据生态系统各成分的功能，构建食物链和食物网模型，根据碳循环过程构建循环模型；
分析与综合：分析能量流动过程，归纳总结能量流动特点
3.社会责任——关注温室效应：作出解释，并提出解决问题的思路
第38讲 生态系统的结构与能量流动
生态系统的结构要点聚焦
1.什么是生态系统？生态系统的结构指的是？
2.生态系统有哪些组成成分？各组分之间有什么关系？
3.生态系统具有怎样的营养结构？什么是食物网？
4.食物网的复杂性对于解决生态学问题有什么启示？
5.如何构建食物链、食物网？食物网中某个种群数量变动会对其他生物造成什么影响？
阅读教材P48—53，完成下列问题：
学生活动一：
1.某同学根据生态系统的概念认为粤港澳大湾区近海与海岸带湿地是一个生态系统，其判断依据是？
湿地是由各类湿地生物组成的生物群落和非生物环境相互作用而形成的统一整体。
情景一： 粤港澳大湾区建设以来，为加快打造宜居宜业宜游的优质生活圈，粤港澳
三地环境保护合作持续深化，大湾区加强环境保护和治理，自
然生态环境越来越好，阳光和煦，树木生长茂盛，花开艳丽，
越来越多鸟类来这里安家，近海与海岸带湿地是水鸟的主要
栖息地，它们捕食小鱼、浮游小动物、昆虫，也吃植物的根、
种子和嫩芽，发现天敌急速起飞并煽动翅膀为同伴发出信号。
为了进一步改善大湾区空气质量，推广打造循环低碳试点园区，
粤港两地不断合作推进减排措施，譬如香港加强对石油气和汽油车辆的废气排放管制，广东淘汰落后产能和燃煤锅炉等。
真题再现：(2021·广东，2)“葛(葛藤)之覃兮，施于中谷(山谷)，维叶萋萋。黄鸟于飞，集于灌木，其鸣喈喈”(节选自《诗经·葛覃》)。诗句中描写的美丽景象构成了一个（ ）
A.黄鸟种群 B.生物群落 C.自然生态系统 D.农业生态系统
考点一 生态系统的结构
1.生态系统的概念
由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体。
C
概念检测：一个动物园 (填“是”或“不是”)一个系统；因为不同种动物是分开饲养的，彼此之间 (填“有”或“没有”)内在联系和相互影响，____(填“是”或“不是”)一个有机的整体。同理，一个动物园中有多种动物，也栽培了多种植物。这所有的生物加上环境 (填“是”或“不是”)一个生态系统。
不是
没有
不是
不是
非生物环境
2、生态系统的范围
3、生态系统的类型
P48
P48
生产者 ；消费者 ；分解者 。
②③⑦
①④⑧
⑤⑥⑨
①菟丝子　 ②硝化细菌　 ③玉米　 ④噬菌体　⑤秃鹫　
⑥蜣螂　 ⑦蓝藻　 ⑧结核杆菌　⑨蘑菇
教材中的隐性知识　
寄生
寄生
寄生
腐生
腐生
腐生
2．辨析：
生产者都是绿色植物，消费者都是动物，分解者都是微生物。（ ）
×
植物都是生产者，动物都是消费者，微生物都是分解者。（ ）
×
几个“不一定”
（1）生产者不一定都是植物(如蓝藻、硝化细菌)，植物不一定都是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者)；
（2）消费者不一定都是动物(如营寄生生活的微生物等)，动物不一定都是消费者(如秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者)；
（3）分解者不一定都是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物不一定都是分解者(如硝化细菌、蓝藻等)
4.生态系统的组成成分
比较 项目 生产者 消费者 分解者
营养 方式 . 异养 .
生物 类型 ①光合自养生物: 和蓝藻等; ②化能合成生物:硝化细菌等 大多数 ;寄生的植物(如菟丝子)、某些微生物（如寄生细菌） 细菌、真菌和少数动物（屎壳郎）
作 用 ①把无机物制造成 ,把光能转化为有机物中的 ; ②为消费者提供食物 ① ; ②帮助植物传粉和传播种子 将动植物遗体残骸中的 分解成
.
自养
异养
绿色植物
动物
腐生
有机物
化学能
加快物质循环
有机物
无机物
生态系统的基石
生态系统的关键成分
4.生态系统的组成成分
考点一 生态系统的结构
P50
真题再现：[2018新课标III卷]（10分）下图是某农业生系统模式图：1）蚯蚓生命活动所需的能量来自于生活垃圾中的________（填“有机物”或“无机物”）。生活垃圾中的细菌和真菌属于 ，在生态系统中该成分的作用是 。
2）根据生态系统中分解者的作用,若要采用生物方法处理生活垃圾,在确定处理生活垃圾的方案时，通常需要考虑的因素可概括为3个方面，即 。
有机物
将动植物遗体及动物排遗物中的有机物分解为无机物
分解者的分解效率，生活垃圾的成分，分解者的培养条件
分解者
生产者
肉食性消费者2
遗体、粪便等
消费者
分解者
无机盐等
CO2等
CO2
CO2
植食性消费者
肉食性消费者1
①
②
③
④
析图建模：分析课本P51图3-2 思考图中①②③④⑤分别代表什么生理过程？ 构建生态系统四大成分间关系的结构模型
①呼吸作用
②光合作用
③呼吸作用
④分解作用
生态系统的结构模型
⑤
⑤摄食
如图表示生态系统中各成分之间的联系，试解读：图1、2、3相关字母代表的成分。
图1 图2 图3
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
非生物的物质和能量
生产者
分解者
消费者
非生物的物质和能量
生产者
分解者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
非生物的物质和能量
生产者
分解者
消费者
认真分析各个组分的联系，总结解题技巧：
具有双向箭头的是：
“非生物的物质和能量”和“生产者”
收到三个箭头指向的组分是：
“非生物的物质和能量”
指出三个箭头的组分是：
“生产者”
收到两个箭头指向的组分是：
“分解者”
构建生态系统四大成分间关系的结构模型
　　　和　　　是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁”。
生产者
分解者
非生物物质和能量
生产者
消费者
分解者
捕食关系
生态系统
的组成成分
营养结构
[食物链（网）]
生态系统的结构
考点一 生态系统的结构
物质循环与能量流动的渠道
学生活动一：
2.根据上述材料，写出一条不少于三个营养级的食物链，并标注该食物链中每一营养级的名称。
情景一： 粤港澳大湾区建设以来，为加快打造宜居宜业宜游的优质生活圈，粤港澳
三地环境保护合作持续深化，大湾区加强环境保护和治理，自
然生态环境越来越好，阳光和煦，树木生长茂盛，花开艳丽，
越来越多鸟类来这里安家，近海与海岸带湿地是水鸟的主要
栖息地，它们捕食小鱼、浮游小动物、昆虫，也吃植物的根、
种子和嫩芽，发现天敌急速起飞并煽动翅膀为同伴发出信号。
为了进一步改善大湾区空气质量，推广打造循环低碳试点园区，
粤港两地不断合作推进减排措施，譬如香港加强对石油气和汽油车辆的废气排放管制，广东淘汰落后产能和燃煤锅炉等。
营养级: 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。
根据所写的食物链分析其特点：
①食物链的起点一定是 者，后面的都是 者，不含 和非生物的物质和能量。
②营养级一般不超过 个，这是因为能量沿食物链是 的。
③某一营养级生物的含义是该营养级的 ，不代表单个生物个体，也不一定是一个生物种群。
④同种生物,所属消费者级别和所处的营养级级别一定是不同,总是 。
⑤箭头所示方向为 的方向,同时还表示捕食关系。
生产
消费
分解者
5
逐级递减
所有生物
差一级
物质和能量流动
生产者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
例：树→植食性昆虫→肉食性昆虫→水鸟
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
5.食物链: 在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。
长期自然选择形成的，通常不会逆转。
营养级=消费者级别+1
情景一： 粤港澳大湾区建设以来，为加快打造宜居宜业宜游的优质生活圈，粤港澳
三地环境保护合作持续深化，大湾区加强环境保护和治理，自
然生态环境越来越好，阳光和煦，树木生长茂盛，花开艳丽，
越来越多鸟类来这里安家，近海与海岸带湿地是水鸟的主要
栖息地，它们捕食小鱼、浮游小动物、昆虫，也吃植物的根、
种子和嫩芽，发现天敌急速起飞并煽动翅膀为同伴发出信号。
为了进一步改善大湾区空气质量，推广打造循环低碳试点园区，
粤港两地不断合作推进减排措施，譬如香港加强对石油气和汽油车辆的废气排放管制，广东淘汰落后产能和燃煤锅炉等。
学生活动一：
3.构建出该生态系统中的食物网、不少于3条食物链。食物网中的生物之间的关系有哪些？
根据所写的食物网分析其特点：
①水鸟属于第 营养级，小鱼和水鸟的种间关系 。
②形成原因：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 ，也可能被 所食。
③食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的 ， 而并非取决于 。
④食物链和食物网的功能：是生态系统 的渠道。
⑤一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力越强力就 。
二、三、四
生物种类
生物数量
树
植食性昆虫
水鸟
浮游小动物
小鱼
浮游植物
肉食性昆虫
食物链相互交错连结的复杂营养关系。
6.食物网
捕食和竞争
同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。
在食物链中只有捕食关系，在食物网中既有捕食关系，又有竞争关系。
多种植物
多种肉食性动物
物质循环和能量流动
越强
真题再现（2022·广东）图示某生态系统的食物网，其中字母表示不同的生物，箭头表示能量流动的方向。下列归类正确的是（ ）
A． a、c是生产者
B． b、e是肉食动物
C． c、f是杂食动物
D．d、f是植食动物
C
方法提炼：构建食物链(网)的方法
(1)根据图1构建食物链
①依据：
②食物链：
(2)根据图2构建食物网
①依据：
营养级越低，生物数量往往越多；营养级较低者，先出现波峰。
丁→乙→丙→甲
能量逐级递减；若两种生物能量差距过小(不在10%～20%内)，则很可能位于同一营养级。
②食物网如图所示：
(3)根据重金属、农药的含量构建食物网
某相对稳定的水域生态系统中食物网主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群，各种群生物体内某重金属的含量如表所示。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中，消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。
种群 甲 乙 丙 丁 戊
重金属含量(μg/kg鲜重) 0.0037 0.0036 0.035 0.036 0.34
方法提炼：构建食物链(网)的方法
①依据：
②食物网如图所示：
重金属(农药等难于降解的物质)随着食物链富集，营养级越高，含量越高；甲、乙中重金属含量差别不大，所以处于同一营养级，同理，丙、丁处于同一营养级。
食物链(网)中各营养级生物数量变动情况分析
练习：1.如果一个生态系统有四种生物，并构成一条食物链。在某一时间分别测得这四种生物（甲、乙、丙、丁）所含有机物的总量，如图所示。在一段时间内，如果乙的种群数量增加，则短时间内会引起( @49@ )
D
A.甲、丁的种群数量增加，丙的种群数量下降
B.甲、丙、丁的种群数量均增加
C.甲、丁的种群数量下降，丙的种群数量增加
D.甲的种群数量下降，丙、丁的种群数量增加
丙→甲→乙→丁
当乙的数量增加时，因乙是以甲为食的，所以甲由于天敌增加，数量就会相应减少；由于甲是以丙为食，也就是甲是丙的天敌，丙的天敌数目减少其数目就增加；又由于丁是以乙为食，乙的数量增加，导致丁因食物充足而数目增加。
2.如图表示一个海滩湿地生态系统中部分生物的食物关系，下列有关分析错误的是( @53@ )
A.细菌既可作为分解者，又可作为消费者的食物
B.第三营养级的生物有食草虫、线虫、海螺
C.若大米草死亡，将导致藻类数量增加，沼蟹数量亦增加
D.若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛数量将减少
B
长期施用有机肥后腐生细菌增加使食细菌线虫增加，引起捕食性线虫增加，植食性线虫因被大量捕食而减少，减少量多于其因植物根系增长而增加的量
（大书P308）
5．[2015·全国Ⅱ，T31(2)改编]假设某生态系统的食物链为甲种植物→乙种动物→丙种动物。若丙种动物的数量增加，则一段时间后，甲种植物数量也增加，其原因是___________________________________________________。
丙种动物的数量增加导致乙种动物的数量减少，乙种动物以甲种植物为食，从而导致甲种植物数量的增加。
学生活动二：
1.能量是怎么输入生态系统的，流经该生态系统的总能量是什么。
2.结合活动一画出的食物链，请以第二营养级为例，画出能量流经第二营养级的示意图、能量输入和输出的具体过程，分析摄入量、同化量与粪便量之间的关系，总结能量流动的特点。
情景一： 粤港澳大湾区建设以来，为加快打造宜居宜业宜游的优质生活圈，粤港澳
三地环境保护合作持续深化，大湾区加强环境保护和治理，自
然生态环境越来越好，阳光和煦，树木生长茂盛，花开艳丽，
越来越多鸟类来这里安家，近海与海岸带湿地是水鸟的主要
栖息地，它们捕食小鱼、浮游小动物、昆虫，也吃植物的根、
种子和嫩芽，发现天敌急速起飞并煽动翅膀为同伴发出信号。
为了进一步改善大湾区空气质量，推广打造循环低碳试点园区，
粤港两地不断合作推进减排措施，譬如香港加强对石油气和汽油车辆的废气排放管制，广东淘汰落后产能和燃煤锅炉等。
能量输入
生产者
能量存储
能量散失
残枝败叶被分解者分解
初级消费者摄入
热能
形式：
过程：
有机物中化学能 热能
呼吸作用
输入：生产者固定的太阳能即第一营养级的　　 量，一部分能量用于呼吸消耗，余下的用于自身的　　　　　　　　 ，即积累有机物中的能量。
同化
生长、发育和繁殖
归纳
①流经自然生态系统的总能量是：
②流经人工生态系统的总能量是：
③自然生态系统的能量来源是：
④人工生态系统的能量来源是：
生产者固定的太阳能
生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的化学能
太阳能
太阳能和人工输入的有机物中的化学能
考点二：生态系统的能量流动
1.第一营养级能量流动
考点二：生态系统的能量流动
2.第二营养级的能量流动过程
初级消费者摄入
初级消费者同化
用于生长、发育和繁殖
次级消费者摄入
……
分解者利用
呼吸作用
热能散失
粪便
呼吸作用
散失
遗体残骸
据图分析：
①摄入量=同化量+粪便量
②输入某营养级的总能量是指该营养级同化的能量，
粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，粪便量是上一营养级同化的能量。
③初级消费者同化的能量=呼吸消耗的能量+用于生长、发育和繁殖的能量
④生长、发育和繁殖的能量=分解者利用的能量+下一营养级同化的能量
归纳
能量流动过程的模型
“一来二去”模型 “一来三去”模型 “一来四去”模型
①同化量＝呼吸作用散失的能量＋用于生长发育繁殖的能量
②消费者同化量＝摄入量－粪便量
①生长、发育和繁殖的能量＝流入下一个营养级的能量＋流向能量分解者的能量
②同化量＝呼吸作用散失的能量＋流入下一个营养级的能量＋流向能量分解者的能量
③最高级消费者的能量去向不存在流入下一个营养级的能量
未利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量，最终也将被分解者利用。
①生长、发育和繁殖的能量＝流入下一个营养级的能量＋流向分解者的能量＋未利用的能量
②同化量＝呼吸作用散失的能量＋流入下一个营养级的能量＋流向能量分解者的能量＋未利用的能量
真题再现（2020全国Ⅲ，31）假设某种蓝藻（A）是某湖泊中唯一的生产者，其密度极大，使湖水能见度降低。某种动物（B）是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问题：
（1）该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是 （答出2点即可）。
（2）画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。
（3）假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物（C）后，C种群能够迅速壮大，则C和B的种间关系是 。
水体富营养化；没有其他生产者的竞争
种间竞争
【大本P313】2．[2015·全国Ⅰ，T31(3)改编]能量沿食物链流动时，所具有的两个特点是______________________________。
单向流动、逐级递减
低
高
热能
10%~20%
呼吸消耗
分解者
3.能量流动的特点
若水鸟增加1kg，最多消耗_____kg树。
若有树100kg，最少让水鸟增重___kg。
若有树100kg，最多让水鸟增重___kg。
若水鸟增加1kg，最少消耗_____kg树。
例1.某食物链如图：
树→昆虫→水鸟
1kg÷10%÷10%=100kg
1kg÷20%÷20%=25kg
100x20%x20%=4kg
100kg x10%x10%=1kg
4.能量传递效率的计算
100
25
4
1
A．图中f 代表初级消费者通过呼吸作用消耗的能量
B．在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于d
C．若有未被利用的能量，则在g和i中有一处表示未被利用的能量
D．初级消费者与次级消费者之间的能量传递效率为e/b×100%
1．下图为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，下列叙述不正确的是(　　)
D
A．图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量，但所占比例不符
B．生态系统中能量传递效率为(a2＋b2＋c2＋d2)/(a1＋b1＋c1＋d1)×100%
C．消费者从生产者中摄取的能量数值可用b1表示，且此部分能量存在于有机物中
D．在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途相同
2．下图表示生态系统中各营养级能量的类型和去向(d表示该营养级未被利用的能量)。下列有关叙述不正确的是(　　)
D
A．在这场地震中营养级较低的生物受到的影响较小
B．能量在第二营养级到第三营养级之间传递效率约为15.6%
C．肉食动物需补偿输入的能量值为6×103kJ/(m2·y)
D．流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和补偿输入的能量
3．地震是严重威胁人类安全、恐怖的自然灾害。在人为干预下，地震毁损的某自然保护区恢复过程中的能量流动关系如下图[单位为103kJ/(m2·y)]。请据图分析，下列相关叙述错误的是(　　)
C
4.如图，如果青蛙从蚱蜢和蛐蛐处同化的能量为1000kJ，蛇从青蛙处同化的能量100kJ，则该食物网中，第三营养级到第四营养级的能量传递率________(＞，＝，＜)10%；如果鹰的食物来源及比例：青蛙∶蛇由1∶1变成4∶1，则鹰同化1kJ能量，可以少消耗草________kJ能量(能量传递效率按20%计算)。
150
＞
变式：假如一个人的代谢过程中，其全部同化量的1/2来自植物、1/2来自牛肉，且能量传递效率为10%，则Gkg植物通过食物链被人利用，能使人体重增重多少？
10%×10%
= G
1/2X
10%
+
1/2X
X=G/55
X
5.某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是（ ）
A.生产者固定的总能量可表示
　为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)
B.由第一营养级到第二营养级的能量
传递效率为D1/W1
C.流入初级消费者体内的能量可表示
为(A2＋B2＋C2)
D.图解表明能量流动的特点是单向流
动、逐级递减
C
6.生态金字塔的类型及特点
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
形状
每一阶含义
象征含义
分析
每一营养级生物所含能量的多少
每一营养级生物个体的数目
每一营养级生物的有机物总量
能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性
一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减
一般生物有机物的总质量沿食物链升高而逐级递减
能量流动的过程中总是有能量的耗散，故能量流动逐级递减
成千上万只昆虫生 活在一株大树上时，该数量金字塔的塔形也会发生变化：
浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量：
大湾区的桑基鱼塘生态系统中有生产者桑树等，但是在管理该鱼塘过程中还要定期往水体中投入饲料，从生态系统的功能分析，其原因是什么？
生产者固定的太阳能不足以满足鱼类的需要，且不断地输出经济鱼类，而其中的元素无法及时返回该生态系统。
P57
5.研究能量流动的实践意义
(1)帮助人们合理地调整生态系统中的　　 　关系，使能量持续高效地流向
的部分。
能量流动
对人类最有益
3.在大湾区的景点，工作人员会定期清除一些杂草，请从能量流动的角度分析这样做的意义。
海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物残体残骸等为食的海参。
（2）海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是 。在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生物之间的合适比例，这样做的目的是 。
能充分利用空间和资源
维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的持续高产(或实现生态效益和经济效益的可持续发展)
(3)帮助人们科学规划、设计　　　　 　　，使能量得到最有效的利用。
人工生态系统
知识网络结构：
非生物物质和能量
生产者
消费者
分解者
捕食关系
生态系统
的成分
食物链和食物网
（营养结构）
生态系统的结构
进行着
生态系统的功能
概念
能量流动
物质循环
信息传递
过程
特点
实践意义
生态农业
结构与功能相适应
有
包括
包括

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