第1講生態系統的結構和能量流動第5章生態系統及其穩定性2/6/20231知識網絡生態系統的結構生態系統的功能決定生態系統的成分營養結構非生物的物質和能量生產者（主要是綠色植物）消費者（主要是各種動物）分解者（主要是腐生細菌和真菌）物質循環能量流動信息傳遞過程傳遞效率（包括有關計算）特點2/6/20232二、生態系統的結構（一）生態系統的成分2/6/20233（二）生態系統的營養結構——食物鏈和食物網食物相互交錯能量流動物質循環2/6/20234升華提高1．食物鏈數、不同的營養級動物的種間關系判斷(1)起點、止點：任何一條食物鏈都是從生產者開始，終止點是不被其他生物所食的生物，中間有任何停頓都不能算完整的食物鏈。(2)同一種生物在不同的食物鏈中可以占有不同的營養級，要根據此生物所在的具體食物鏈來確定。(3)在食物網中，兩種生物之間的種間關系有可能出現不同概念上的重合，如蜘蛛與青蛙，二者之間既是捕食關系，又是競爭關系。2．其他食物鏈：(1)寄生鏈，(2)腐食鏈。[重點關注]高中生物中的食物鏈，實際上是指捕食鏈，它是由生產者和消費者通過捕食關系形成的。分解者和非生物的物質和能量都不參與食物鏈的組成。一、生態系統的營養結構分析2/6/202354．食物鏈、食物網的綜合分析(2)一般不超過5個營養級。(5)食物鏈中各營養級生物之間是相互制約的，使它們的數量始終處于一種動態變化中。這種制約可能來自于種間，也可能來自于種內。(6)食物鏈中的捕食關系是長期自然選擇形成的，不會倒轉，因此箭頭一定是由上一營養級指向下一營養級(如：兔→狐)。(7)某一營養級的生物代表處于該營養級的所有生物，不代表單個生物個體，也不一定是某種群。(8)距離基本能源(如生產者)越近的生物，受到捕食或取食的壓力越大，因而其種類和數量越多，生殖能力越強。(9)食物網越復雜，最高營養級生物就越能獲得持續穩定的能量來源。2/6/20236(10)取食對象一般選取低營養級生物的原因：所含的能量多；不會因有毒物質富集對生物產生較強的毒害作用。(11)食物網的復雜程度主要取決于有食物聯系的生物種類，而并非取決于生物數量。二、食物網中生物數量變化的分析與判斷1．第一營養級的生物減少對其他物種的影響第一營養級的生物(生產者)減少時，則將會連鎖性地引發其后的各個營養級生物減少。這是因為生產者是其他各種生物賴以生存的直接或間接的食物來源。2．“天敵”一方減少，對被捕食者數量變化的影響一條食物鏈中處于“天敵”地位的生物數量減少，則被捕食者數量變化是先增加后減少，最后趨于穩定。2/6/202373．復雜食物網中某種群數量變化引起的連鎖反應分析(1)以中間環節少的作為分析依據，考慮方向和順序為：從高營養級依次到低營養級。(2)生產者相對穩定，即生產者比消費者穩定得多，所以當某一種群數量發生變化時，—般不需考慮生產者數量的增加或減少。(3)處于最高營養級的種群有多種食物來源時，若其中一條食物鏈中斷，則該種群可通過多食其他食物而維持其數量基本不變。(4)在食物網中，當某種生物因外來因素而大量增加時，一般除導致上一營養級生物減少，下一營養級生物增加外，還會導致與其有競爭關系的生物數量減少。2/6/202384．同時占有兩個營養級的種群數量變化的連鎖反應分析食物鏈中某一種群的數量變化，導致另一種群的營養級連鎖性發生變化，因為能量在食物鏈(網)中流動時只有10%～20%流到下一個營養級，且能量流動的環節越多損耗越多，所以該類連鎖變化的規律是：當a種群的數量變化導致b種群的營養級降低時，則b種群的數量將增加；若導致b種群的營養級升高時，則b種群的數量將減少。2/6/20239應用提高2.右圖是某生態系統的食物網示意圖，甲～庚代表不同的生物，箭頭表示能量流動的方向和食物聯系。下列敘述正確的是()A．此食物網中有六條食物鏈，丁占有四個不同的營養級B．戊接受的太陽能是流經此生態系統的總能量C．丙可利用的總能量小于乙和丁可利用的總能量之和D．向此生態系統大量引入外來物種，可增強該系統的穩定性C2/6/202310變式訓練.（課改區2009·廣東·T14）如圖為南極某海域的食物網。據圖判斷正確的是（）A.此食物網共有6條食物鏈B.硅藻既是生產者，又是分解者C.磷蝦在不同食物鏈上都屬于同一營養級D.嚴禁過度捕殺藍鯨是由于其對該食物網影響最大C2/6/202311三、生態系統的能量流動生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。2/6/202312能量轉化：太陽能→有機物中化學能→熱能（最終散失）2/6/2023132/6/2023146．正確理順某營養級獲取能量的過程及該能量的去向2/6/2023152/6/202316課堂練習8、某池塘生態系統全部生產者所固定的太陽能總值為a，全部消費者所利用的能量總值為b，全部分解者所利用的能量總值為c。那么a、b、c三者之間的關系為（）A．a>b，b=cB．a=b+cC．a>b+cD．a<b+cC課堂練習9．下列敘述中正確的是（）A．當狼吃掉一只兔時，就獲得了兔的全部能量B．屎殼郎以大象的糞便為食，這樣大象體內的能量就流到屎殼郎體內C．生產者通過光合作用制造了有機物時，能量就由非生物環境流入了生物群落D．生態系統的能量流動是往復循環的C2/6/202317（二）能量流動的特點及應用122/6/202318一般2/6/2023192/6/202320課堂練習10、下列關于能量金字塔的敘述，正確的是（）A．該能量金字塔中的a、c分別代表生產者、三級消費者B．圖中所有的生物可以構成一個群落C．從圖中可以看出，一個生態系統中營養級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多D．對于森林生態系統來說，往往一棵樹上棲息著好多昆蟲，該生態系統中的能量金字塔則呈倒置狀態C2/6/20232123、能量傳遞效率及最值計算2/6/202322【課堂練習11】在如圖所示的食物網中，若已知人的體重增加1kg，求最少消耗多少千克水藻？最多消耗多少千克水藻？25Kg105Kg2/6/202323課堂練習12．森林中，螳螂捕蟬，黃雀在后，可構成一條食物鏈。如果黃雀增加體重10克，按理論計算，最多需要蟬 ()A．10克 B．100克C．1000克 D．10000克C【變式訓練】如圖食物網中的貓頭鷹體重每增加20g，至少需要消耗植物（）A.200gB.250gC.500gD.1000gC2/6/202324應用提高3．(2012年濟寧一檢)下圖表示某草原生態系統中能量流動圖解，①～④表示相關過程能量流動量。下列有關敘述正確的是()A．①是流入該生態系統的總能量B．在“草→兔→狐”這條食物鏈中，兔通過攝食獲得的儲存在草中的化學能，主要是通過呼吸作用以熱能的形式散失C．圖中②/①的比值代表“草→兔”的能量的傳遞效率D．③和④分別屬于草和兔同化量的一部分D2/6/202325常見題型a.根據能量流動效率直接計算[課堂練習14]某生態系統中初級消費者和次級消費者的總能量分別是W1和W2，當下列哪種情況發生時，最有可能使生態平衡遭到破壞（）A.W1>10W2B.W1>5W2C.W1<10W2D.W1<5W2課堂練習15]有5個營養級的一條食物鏈，若第五營養級的生物體重增加1kg，理論上至少要消耗第一營養級的生物[（）A.25kgB.125kgC.625kgD.3125kgDC2/6/202326b.根據隱含的能量流動數量關系進行計算[課堂練習16]在某生態系統中，已知1只2kg的鷹要吃10kg的小鳥，0.25kg的小鳥要吃2kg的昆蟲，而100kg的昆蟲要吃1000kg的綠色植物。若各營養級生物所攝入的食物全轉化成能量的話，那么，這只鷹轉化綠色植物的百分比應為（）A.0.05%B.0.5%C.0.25%D.0.025%C2/6/202327c.根據規定的能量流動效率計算[課堂練習17]有一食物網如圖1所示。假如貓頭鷹的食物2/5來自兔子，2/5來自老鼠，其余來自蛇，那么貓頭鷹要增加20g體重，最多消耗植物多少克？5600g2/6/202328[課堂練習18]在如下圖所示的食物網中，已知各營養級之間的能量轉化效率為10%，若一種生物攝食兩種上一營養級的生物時，兩種被攝食的生物量相等，則丁每增加10千克生物量，需消耗生產者多少千克？3250千克2/6/202329d.根據變化的能量流動效率計算[例題19]已知在如下圖4所示的食物網中，C生物同化的總能量為a，其中A生物直接供給C生物的比例為x，則按最低的能量傳遞效率計算，需要A生物的總能量（y）與x的函數關系式為____________。y=100a-90ax2/6/2023301~5116~1012[練習20]呼吸作用穩定的化學能1.1×1052/6/202331e.根據特定的能量流動要求計算[練習21]有一食物網如右圖所示，設E種群干物質量為5.8×109kJ，B種群干物質量為1.3×108kJ，則A種群干物質量的值至少是_____________。4.5×107Kj15.625%逐級遞減以及維持各營養級較高的輸出量能量流動2/6/2023325．Ⅰ.(2011年高考大綱全國理綜)回答下列與生態學有關的問題：(1)某人將未經檢疫的外來魚類和水草大量引進某水域生態系統后，導致生物多樣性下降。從種間關系的角度分析，引起這種不良后果的原因是本地原有物種和外來物種之間可能存在著________、________、________的關系。(2)某相對穩定的水域生態系統中主要有甲、乙、丙、丁、戊5個種群，各種群生物體內某重金屬的含量如下表。已知水中的該重金屬被生物體吸收后難以通過代謝排出體外。假設在這5個種群構成的食物網中，消費者只能以其前一個營養級的所有物種為食。競爭捕食寄生2/6/202333Ⅱ.(2011年高考海南卷)某島嶼居民與該島上的植物、兔、鼠、鼬和鷹構成的食物網如下圖。某個時期，當地居民大量捕殺鼬，導致島上鼠種群暴發，隨后由鼠疫桿菌引起的鼠疫通過跳蚤使人感染。2/6/202334回答問題：(1)該食物網中，植物中的能量能通過_____條食物鏈傳遞給鷹，鷹所處的營養級為________________；兔與人的