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第二节　食物链和食物网形成生态系统的营养结构
导学聚焦 1.生命观念——明确生态系统的构成、形成结构与功能观。 2.科学思维——①基于批判性思维，分析食物链与食物网在生态系统营养关系中的作用，并初步分析个别生物种群数量变化对食物网中其他生物种群数量的影响；②基于模型与建模构建生态金字塔模型，并比较分析生物量金字塔、数量金字塔、能量金字塔的构成特点。 3.社会责任——举例分析生物富集的危害，并提出合理有效的预防措施。
知识点　生态系统的营养结构
1.生态系统各生物之间单向的营养关系形成食物链和食物网
（1）食物链
①概念：在生态系统各生物之间，通过一系列的　取食　和　被取食　关系，不断传递着生产者所固定的能量，这种　单向　的营养关系称为食物链。
②实例：如三叶草→蜗牛→鸫→雀鹰。
③类型
a.捕食食物链：以　生产者　为起点的食物链。
b.　腐食　食物链：以死亡生物或现成有机物为起点的食物链。
（2）食物网
①概念：指一个生态系统中，许多　食物链　彼此交错形成的复杂的单向　营养关系　。
②特点
a.食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越　强　；食物网越　简单　，生态系统就越容易发生波动和毁灭。
b.　热带雨林　是地球上最稳定的生态系统，而　苔原　则是最脆弱和对外力干扰最敏感的生态系统。
（3）营养级
①概念：处于食物链某一环节上的　全部生物　的总和。
②营养级与生产者、消费者级别的关系
食物链 草　　兔　　狐　　狼
生态系统 的成分 生产者 一级 消费者 　二级　 　消费者　 三级 消费者
营养级别 　第一　 　营养级　 第二 营养级 第三 营养级 　第四　 　营养级　
所属类型 主要是 　绿色植物　 植食性 动物 小型肉食 性动物 大型肉食 性动物
营养状况 自养 直接以 　植物　为食 以　植食性　 　动物　为食 以小型 肉食性 动物为食
（4）特点：一般来说，营养级的位置越高，归属于此营养级的生物种类、个体数量和能量就　越少　。
2.某些有害物质会通过食物链不断地富集
生物富集
（1）概念：又称为　生物浓缩　，指生物体由于对环境中某些元素或　难以分解　的化合物的积累，使这些物质在生物体内的浓度超过环境中浓度的现象。
（2）特点：随着　食物链　的延长和营养级的增加，这些有害物质逐级积累和浓缩，使位于　高位　营养级的生物体内浓度高于位于　低位　营养级的生物。
3.生态系统各营养级间的生物量或个体数量关系呈金字塔形
（1）生态金字塔含义：把生态系统中各个　营养级　有机体的生物量、　个体数量　或能量，按营养级的顺序由　低至高　排列起来所绘制的图形。
（2）生态金字塔类型及比较
　　类型 项目　　 数量金字塔 生物量金字塔
形状
每一阶含义 每一营养级生物个体的　数目　 每一营养级生物的　总生物量　
是否有倒置现象 有 　有　
4.判断下列相关表述的正误
（1）处于同一个营养级的生物都是同种生物（　×　）
（2）食物链和食物网反映的是生物间的食物关系（　×　）
（3）食物网中的不同植食动物属于同一营养级（　√　）
（4）生态系统中的生产者都属于能量金字塔的同一营养级（　√　）
（5）生态系统中同一营养级的生物可以有多种，但是每一种生物只能位于一个营养级（　×　）
1.若营养级间有害物质以约10倍的量富集，尝试根据下表中重金属汞含量的变化，写出最可能的食物链。
生物体 A B0 C D E
汞浓度（ppm） 0.05 7 0.51 68 0.49
提示：
2.如图表示某生态系统的食物网，试分析图示中含有几条食物链，并列举各图示食物链及其共性。
提示：共有食物链6条。分别是：①绿色植物→昆虫→蛇→鹰；②绿色植物→野兔→鹰；③绿色植物→野兔→狼；④绿色植物→野兔→云豹；⑤绿色植物→鹿→狼；⑥绿色植物→鹿→云豹。图示食物链的共性：起点均为绿色植物；终点为不被其他生物所取食的动物；图示食物链中均不包含分解者。
3.如果把每个营养级的生物量及生物数量关系用金字塔的方式表示出来，是不是也是正金字塔形？有没有例外？
提示：一般情况下，也是正金字塔形。但是有时候会出现倒置的塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者（浮游植物）的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。当然，总的来看，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。同理，成千上万只昆虫生活在一株大树上，该数量金字塔的塔形也会发生倒置。
食物链（网）中各营养级生物数量变动
1.处于食物链中第一营养级的生物数量减少
若第一营养级的生物数量减少会导致其他营养级的生物数量都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级的生物是其他生物直接或间接的食物来源。
2.“天敌”减少
若“天敌”减少，则被捕食者数量增加。但随着数量增加，种内斗争加剧，种群密度下降，直到趋于稳定，但结果比原来的数量增大。
3.“中间”营养级生物减少如图所示食物网中，若B突然减少，则以它为食的C、J也将减少，从而导致D、K减少。但因为F不只吃B一种生物，它可依靠食物E来维持其数量基本不变。
4.复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析
（1）以中间环节少的作为分析依据，考虑方向和顺序为：从高营养级依次到低营养级。若上图中J突然减少，则C因天敌减少而数量增多，B因被C过度捕食而减少。
（2）生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不需考虑生产者数量的增加或减少。
（3）处于最高营养级的种群且有多种食物来源时，若其中一条食物链中断，则该种群可通过取食其他食物而维持其数量基本不变。
考向1　食物链与食物网及相关数量变化
1.下列关于食物链和食物网的叙述，正确的是（　　）
A.食物网中的植食动物属于不同的营养级
B.陆地生态系统中通常只以捕食食物链为主
C.捕食食物链由生产者、消费者和分解者组成
D.难降解的有害物质会沿着食物链转移和富集
解析：D　食物网中的植食动物属于同一营养级，即第二营养级，A错误；陆地生态系统中通常以腐食食物链为主，海洋生态系统则以捕食食物链为主，B错误；捕食食物链由生产者、消费者组成，C错误；难降解的有害物质会沿着食物链转移和富集，D正确。
2.如图是某池塘生态系统中的食物网，下列关于此食物网中生物之间数量变化关系的叙述，正确的是（　　）
A.如果绿藻的数量大量减少，其他生物的数量也均减少
B.如果大量捕捞花鲢，则乌鱼的数量在短时间内大量减少
C.如果大量捕捞白鲢，则花鲢的数量在短时间内大量增加
D.如果大量捕捞乌鱼，则其他生物的数量在短时间内大量增加
解析：A　由于绿藻为生产者，其固定的太阳能总量是流经该生态系统的总能量，所以，如果绿藻的数量大量减少，其他生物的数量也均减少，A正确；如果大量捕捞花鲢，导致乌鱼的食物量减少，但乌鱼可捕食更多的白鲢，所以乌鱼的数量在短时间内不会大量减少，B错误；如果大量捕捞白鲢，导致乌鱼大量捕食花鲢，则花鲢的数量在短时间内大量减少，C错误；如果大量捕捞乌鱼，则花鲢、白鲢的数量在短时间内大量增加，其中花鲢的大量增加会导致水蚤数量减少，D错误。
概念易错
有关食物链、食物网的3点易错
（1）食物链是一种单向的取食关系，因此食物链可以完成能量流动与物质移动，但不能完成物质循环。
（2）陆地生态系统以腐食食物链为主，海洋生态系统以捕食食物链为主。每条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。
（3）食物网的复杂程度与抵抗外力干扰的能力成正比，但是恢复能力却与复杂程度成反比。
考向2　关于营养级的考查
3.下列关于营养级的叙述，正确的是（　　）
A.营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越多
B.自然生态系统中的大部分绿色植物都属于生产者营养级
C.营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和
D.食物链中的所有的消费者均处于第二营养级
解析：B　通常营养级越高，归属于这个营养级的能量越少，A错误；自然生态系统中的大部分绿色植物能进行光合作用，都属于生产者营养级，B正确；处于食物链同一环节上的全部生物的总和称为营养级，C错误；食物链中的消费者包含多种生物，可处于不同的营养级，D错误。
4.某草原生态系统的食物网情况如表所示（“√”表示存在捕食关系），下列分析错误的是（　　）
　　　被捕食者 捕食者　　 食虫鸟 食草昆虫 鼠 草
食虫鸟 √
食草昆虫 √
鼠 √
狐狸 √
鹰 √ √
A.此食物网中有三条食物链
B.次级消费者有食虫鸟、鹰、狐狸
C.狐狸和鹰之间存在种间竞争关系
D.鹰只占第三营养级
解析：D　根据表格内容可推出图中有三条食物链，①草→食草昆虫→食虫鸟→鹰，②草→鼠→狐狸，③草→鼠→鹰，A正确；次级消费者属于第三营养级，有食虫鸟、鹰、狐狸，B正确；狐狸和鹰都可捕食鼠，两者之间存在种间竞争关系，C正确；鹰占第三和第四营养级，D错误。
考向易错
关于营养级认识的4点易错
（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。
（2）同种生物所处消费者级别和营养级级别一定是不同的，总是差一级。
（3）分解者不能进入捕食食物链且不占营养级。
（4）捕食食物链的营养级级别一般不超过五个。
考向3　生物富集与生态金字塔
5.下列关于生态金字塔的叙述，正确的是（　　）
A.生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系
B.生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链
C.生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列
D.生态金字塔可分别以个体数量、生物量和能量为指标绘制
解析：A　生态金字塔显示了食物链中各营养级之间的数量关系，A正确；生态金字塔中每个营养级的生物可能属于不同的食物链，B错误；生态金字塔中的能量金字塔各营养级均按其所占的能量数值大小依次排列，C错误；生态金字塔可分别以各营养级的个体数量、生物量和能量为指标绘制，D错误。
6.如图甲为自然生态系统的生态金字塔，乙为城市生态系统的生态金字塔，下列相关解释错误的是（　　）
A.图甲中当高营养级处于绝对优势时，不一定会发生数量金字塔的倒置
B.甲生态系统受到DDT农药污染，污染物浓度含量最高的是食肉动物
C.图乙中，人类一定处于第三营养级
D.图乙表示的生态系统，一旦人的作用消失，该生态系统会很快退化
解析：C　当高营养级生物处于绝对优势时，不一定会发生数量金字塔的倒置，A正确；甲生态系统受到DDT农药污染，由于DDT农药不能被分解，故随着食物链的富集作用，污染物浓度含量最高的是食肉动物，B正确；图乙中，人类不一定处于第三营养级，若以植物为食，则处于第二营养级，C错误；图乙表示的是城市生态系统，其中人起了关键作用，一旦人的作用消失，该生态系统会很快退化，D正确。
1.下列关于营养级的叙述，错误的是（　　）
A.相同营养级的生物可能不止一种
B.同一种群的生物只属于一个营养级
C.植食动物属于第二营养级
D.肉食性动物最低位于第三营养级
解析：B　由于一种生物可能会被多种生物捕食，因此相同营养级的生物可能不止一种，A正确；一种消费者可以处于不同的营养级，B错误；植食动物为初级消费者，属于第二营养级，C正确；肉食性动物最低为次级消费者，位于第三营养级，D正确。
2.生态系统中，当狼捕食山羊时，狼是（　　）
A.第三营养级和初级消费者
B.第三营养级和次级消费者
C.第二营养级和次级消费者
D.第二营养级和初级消费者
解析：B　在食物链“草→山羊→狼”中，狼是第三营养级，属于次级消费者。
3.倒置的数量金字塔适用于描述（　　）
A.放牧牛羊的草原　　　　B.放养家鱼的池塘
C.鼠害泛滥的草地　　D.松毛虫成灾的松树
解析：D　成灾的松树上松毛虫的数量远多于松树的数量，可出现倒置情况。
4.某食物链如图所示，下列叙述错误的是（　　）
A.该食物链属于捕食食物链
B.鸫是三级消费者
C.杀虫剂可以沿着该食物链移动和浓缩
D.蜗牛属于第二营养级
解析：B　以生产者为起点的食物链称为捕食食物链，A正确；鸫是次级消费者，第三营养级，B错误；杀虫剂可以沿着该食物链移动和浓缩，表现为生物富集现象，C正确；蜗牛属于第二营养级，初级消费者，D正确。
5.某生态系统的食物网如图所示，下列有关叙述错误的是（　　）
A.该食物网中共有7条捕食食物链，最长的捕食食物链存在六级消费者
B.蛇在该食物网中分别占据了第三、四、五营养级
C.若该生态系统受到镉污染，则鹰受毒害最深
D.蛇与鹰有捕食和竞争的关系
解析：A　由以上分析可知，该食物网中共有7条捕食食物链，最长的捕食食物链存在五级消费者，A错误；蛇在“植物→鼠→蛇→鹰”“植物→食草昆虫→食虫鸟→蛇→鹰”“植物→食草昆虫→食虫昆虫→食虫鸟→蛇→鹰”这三条食物链中分别占据了第三、四、五营养级，B正确；根据生物富集现象可知，若该生态系统受到镉污染，则鹰受毒害最深，C正确；蛇与鹰有捕食和竞争的关系，D正确。
6.为更好地建设雄安新区，科研人员调查白洋淀水域生态系统各成分中难降解的有机氯农药DDT污染状况，得到如表所示检测结果。由数据不能作出的判断是（　　）
不同成分 水 底泥 水生 植物 浮游 动物 底栖 动物 鲫鱼 乌鳢
DDT含量/ （μg/kg） 0.1 0.7 6.3 21.0 37.9 19.4 124.4
注：鲫鱼主要以植物为食，乌鳢为肉食鱼。
A.DDT几乎污染了白洋淀生态系统所有组成成分
B.DDT会沿着食物链传递并逐渐富集积累
C.营养级越高，生物体内的DDT含量越高
D.鲫鱼通过体表直接吸收DDT而达到富集效果
解析：D　据表分析，该生态系统中的组成成分几乎都被DDT污染，A正确；DDT难以降解，在食物链中具有富集现象，营养级越高生物体内的DDT含量越高，称为生物富集，B、C正确；鲫鱼通过食物链的捕食作用达到DDT富集效果，D错误。
7.某研究性学习小组对学校附近鱼塘中5种不同的生物进行了研究，其研究结果见下表。请据表判断，下列叙述正确的是（　　）
代表字母 生物种类 消化道内食物 千克体重汞含量
A 鲇鱼 小鱼 78
B 河蚌 水蚤、小球藻 25
C 小球藻 － 3
D 小鱼 水蚤 10
E 水蚤 小球藻 5
A.鱼塘中A、B、C、D、E的总和就是一个生态系统，河蚌与小鱼之间是竞争关系
B.5种生物形成了3条食物链，其中最长的一条食物链是C→E→D→A
C.农田中的化肥被雨水冲入池塘后，会使小球藻等浮游植物快速、大量繁殖，从而使水蚤、河蚌、鱼的数量增多
D.5种生物中，鲇鱼富集的重金属最少
解析：B　河蚌与小鱼都能以水蚤为食，是竞争关系；C小球藻是生产者，A鲇鱼、B河蚌、D小鱼、E水蚤都是动物，属于消费者，其中无分解者和非生物成分，所以鱼塘中A、B、C、D、E的总和不是一个生态系统，A错误；5种生物形成的食物链为：C小球藻→E水蚤→D小鱼→A鲇鱼，C小球藻→E水蚤→B河蚌，C小球藻→B河蚌，共3条食物链；营养级越多，食物链越长，其中最长的一条食物链是C→E→D→A，B正确；农田中的化肥被雨水冲入池塘后，会使池塘生态系统富营养化，水体溶氧量降低，水质恶化，从而使水蚤、河蚌、鱼的数量减少，C错误；在生态系统中，重金属在食物链中随着营养级的升高有富集现象，在这5种生物中，鲇鱼所处的营养级最高，所以鲇鱼富集的重金属最多，D错误。
8.槲寄生是一种特殊的植物，有叶绿素，能进行光合作用。它的根特化，导管直接与其他植物如榆、杨的导管相连，从榆、杨身上获得水和无机盐，它还能分泌一些物质引起榆、杨顶枝枯死，叶片早落，使自己有机会接触到充足阳光。棕头鸦雀以槲寄生果实为食，同时为槲寄生传播种子。下列叙述正确的是（　　）
A.榆树（杨树）→槲寄生→棕头鸦雀是一条食物链
B.槲寄生和榆、杨存在竞争关系
C.槲寄生从榆、杨身上获得营养，是消费者
D.槲寄生的分泌物是具有调节功能的植物激素
解析：B　槲寄生与榆树（杨树）之间存在寄生关系，食物链应以捕食关系形成联系，A错误；槲寄生与榆树（杨树）之间存在争夺阳光、空间等，所以存在着竞争关系，B正确；槲寄生有叶绿素，能进行光合作用，是生产者，C错误；据题意分析可知，槲寄生的分泌物不是植物激素，D错误。
9.某相对稳定的生态系统中三叶草、蜗牛、鸫之间构成一条食物链，其数量变化关系如图所示（图中不同阴影的面积表示不同比例尺下的个体数量）。下列叙述错误的是（　　）
A.三叶草、蜗牛、鸫构成的食物链是捕食食物链
B.图中甲代表鸫，丙代表蜗牛
C.乙体内DDT浓度最低
D.如果该生态系统迁入了大量蜗牛，短时间内甲的数量将会下降
解析：D　分析题图可知，乙为三叶草，丙为蜗牛，甲为鸫，如果该生态系统迁入了大量蜗牛，短时间内甲的数量将会上升，D错误。
10.如图表示处于平衡状态的简单淡水生态系统，请回答下列问题：
（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动物是　　　　　　　　，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　　　　。（填选项）
A.水鸟　　B.水绵C.水藻　　D.腐生细菌、真菌
（4）若所有水鸟迁徙到别处，则大鱼数目　　　　，水藻数目　　　　　，淡水虾数目　　　　。
（5）若此生态系统中的水绵大量减少，则下列　　　会随着发生（填选项）。
A.水藻大量增多
B.小鱼的数目增多
C.水鸟的数目减少
D.甲壳类的数目增加
（6）此生态系统中各种生物的总和在生态学上称为　　　　。
解析：食物链的起点是生产者（水绵和水藻），终点是最高级消费者（水鸟），所以图中共有3条食物链。生态系统中的分解者是营腐生生活的细菌和真菌。若所有水鸟迁徙到别处，则大鱼和甲壳类因捕食者减少而增加，水藻和淡水虾因捕食者增多而减少。水绵的减少会使大鱼的数量减少，水鸟就会捕食较多的甲壳类动物，甲壳类动物的减少会使水藻的数量增多。
答案：（1）3　（2）水鸟、小鱼、淡水虾　竞争　捕食
（3）D　（4）增多　减少　减少　（5）A　（6）群落

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