高考生物二轮复习模块课件专题二十一生态系统与环境保护

专题二十一生态系统与环境保护考情分析1.考查内容：本专题考查内容主要包括生态系统的结构、生态系统的功能、生态系统的稳定性、全球性生态环境问题、生物多样性保护，是生物与环境的核心内容，与社会普遍关注的环境问题密切相关。2.命题规律：生态系统的结构主要考查对生态系统成分的判断及对食物链（或网）结构的分析。“生态系统的功能”是高考考查的重点，尤其是生态系统的能量流动特点和相关计算、碳循环途径是命题的热点，常结合生态系统的案例进行考查。“生态系统的稳定性”则重点考查稳定性的原理和分析。3.备考策略（1）利用箭头分析法归纳判断生态系统各成分。（2）利用实例分析法分析食物链各营养级的食物关系。（3）采用列表比较法从形式、特点、范围、联系等方面比较物质循环与能量流动。网络构建考点清单一、生态系统的成分1.非生物的物质和能量：无机盐、阳光、热能、水、空气等。2.生态系统各生物成分之间的比较生产者消费者分解者营养方式自养异养异养生物类型①光合自养型生物：绿色植物等②化能合成型生物：硝化细菌等大多数动物，寄生植物（如菟丝子）腐生细菌和真菌，腐食动物（如蚯蚓）地位生态系统的基石生态系统最活跃部分生态系统的关键成分作用①合成有机物，储存能量②为消费者提供食物和栖息场所①加快物质循环②帮助植物传粉和传播种子将有机物分解为无机物，供生产者重新利用举例光能自养型生物：各种绿色植物等化能自养型生物：硝化细菌等初级消费者：植食性动物次级消费者：小型肉食性动物三级消费者：大型肉食性动物腐生动物：蚯蚓、蜣螂等腐生真菌蘑菇等腐生细菌：枯草杆菌等考点清单二、生态系统的营养结构1.食物链（1）概念生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。（2）表现形式：起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物（最高营养级）。（3）营养级：一般不超过5个营养级①绿色植物（生产者）：第一营养级②动物所处营养级级别=消费者级别+1。（4）食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，通常不会逆转。考点清单（5）某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个物种。（6）食物链的类型①捕食链：这种食物链完全由主动的捕食关系形成，般用箭头表示后者捕食前者，是最常见的一种食物链，如：草→兔→狼。高中阶段所学食物链主要为捕食链。②寄生链：生物之间通过寄生关系形成的食物链如：鸟类→跳蚤→细菌→噬菌体。③腐生链：专门以死亡生物为营养对象所形成的食物链，其特点是有分解者参加，如：植物枯枝、败叶→真菌→氧化细菌。考点清单2.食物网（1）概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。（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多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。（3）功能：生态系统物质循环和能量流动的渠道。（4）特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。三、生态系统的能量流动1.生态系统的能量流动包括生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程能量的源头：太阳能。考点清单能量进入生态系统的渠道：生产者通过光合作用。能量形式的转换：光能→生物体内有机物中的化学能→热能。流经一个生态系统的总能量：生产者固定的太阳能总量。能量传递的途径：食物链和食物网。能量传递的形式：有机物中的化学能。能量散失的主要途径：呼吸作用（包括各营养级生物自身的呼吸作用及分解者的呼吸作用）。能量散失的主要形式：热能。2.各营养级生物的能量来源和去路（1）来源考点清单生产者：光能。消费者：上一营养级。分解者：生产者和消费者。（2）去路：生物呼吸放能，一部分用于生物体的生命活动大部分以热能形式散失；遗体、粪便或枯枝落叶的能量流向分解者；流入下一营养级（最高营养级除外）。3.特点（1）单向流动：生态系统的能量流动只能从低营养级流向高营养级，再依次流向后面更高的营养级，不能逆向流动，也不能循环流动。考点清单原因：生物之间的捕食关系是一定的，食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，能量只能由被捕食者流向捕食者而不能逆流。这是长期的自然选择的结果；各营养级的能量总有一部分通过呼吸作用以热能的形式而散失，这些能量是无法再利用的。（2）逐级递减：输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入后一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。原因：各营养级的生物都会因细胞呼吸消耗相当大的部分能量，用于自身的生长、发育和繁殖；各营养级的能量还通过细胞呼吸以热能形式散失掉，这些能量是生物无法再利用的；生产者的遗体、残枝落叶，消费者的尸体、排出物中的能量被分解者利用并消耗；各营养级总有一部分能量未被下一营养级的生物所利用。考点清单（3）能量传递效率①输入到某一营养级的能量中，只有10%~20%的能量流入到下一个营养级。②计算方法：能量传递效率=下一营养级同化量/上一营养级同化量×100%。③因能量传递效率为10%-20%，传递到第五营养级时，能量已经很少，再往下传递不足以维持一个营养级，所以一条食物链中营养级一般不超过5个。四、生态系统的物质循环1.概念物质：组成生物体的化学元素。范围：生物群落和无机环境之间。特点：具有全球性、循环性。考点清单2.碳循环的过程（1）碳的存在形式与循环形式①在生物群落和无机环境间：主要以CO2形式循环。②在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。③在无机环境中：主要以CO2和碳酸盐形式存在。（2）碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用和化能合成作用。考点清单（3）碳返回无机环境的途径①生产者、消费者的呼吸作用；②分解者的分解作用（实质是呼吸作用）；③化石燃料的燃烧。3.碳循环的破坏——温室效应（1）形成原因：大量化石燃料的燃烧，导致大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。（2）影响：使气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。考点清单五、生态系统的信息传递1.信息种类类别概念常见种类来源传递形式实例物理信息生态系统中通过物理过程传递的信息光、声、温度、湿度、磁力、动植物的形态体色等无机环境或生物本身物理过程萤火虫的闪光化学信息生物在生命活动过程中，产生的些能够传递信息的化学物质植物有机酸、生物碱等代谢产物，动物性外激素等动植物体内产生化学物质狗利用小便的气味作为标记行为信息动物通过特殊表现和特殊行为在同种或异种生物之间传递的信息蜜蜂跳舞、繁殖季节雄鸟的“求偶炫耀”、乌贼喷墨等动物自身的特殊行为动物的异常表现及行为蜜蜂的“舞蹈”考点清单2.作用（1）维持生命活动的正常进行。（2）维持生物种群的繁衍。（3）调节生物种间关系，维持生态系统的稳定。3.在农业生产上的应用（1）提高农产品或畜产品的产量。（2）对有害动物进行控制。六、生态系统的稳定性1.生态系统保持自身稳定性生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力，叫作生态系统的稳定性。生态系统具有自我调节能力是生态系统维持自身稳定性的原因。考点清单自我调节能力：不同的生态系统都有在一定范围内消除外来干扰的能力我们称之为生态系统的自我调节能力。生态系统自我调节能力的大小：不同生态系统的自我调节能力不同，生态系统的成分越多，营养结构越复杂，自我调节能力越强。生态系统的自我调节能力是有限的，所以生态系统的稳定性也是相对的，而不是绝对的稳定。当外界干扰因素的强度超过生态系统的自我调节能力时，生态系统的稳定性就会被破坏态系统的自我调节能力会迅速丧失。2.影响生态系统稳定性的因素（1）自然因素（火山爆发、地震、台风、流行疾病等）对生态系统稳定性的影响特点是频率不高在地理分布上具有局限性、时间短、破坏力强。考点清单（2）人为因素（对自然资源不合理地开发和利用、环境污染、生态破坏等）对生态系统稳定性的影响更广泛、更持久。（3）生态系统稳定性的改变是自然因素和人为因素共同作用的结果，人为因素可导致自然因素的强化或弱化。3.提高生态系统稳定性的措施（1）要提高生态系统的稳定性，应控制对生态系统的干扰程度；对生态系统的利用应该适度不应超过生态系统的自我调节能力，如不能过度放牧、乱砍滥伐等。（2）对于人类利用强度较大的生态系统要提高其稳定性，应投入相应的物质、能量，保证生态系统内部结构与功能的协调。例如农田生态系统需要合理地施肥、灌溉和控制病虫害，还可以建造“生态屏障”。考点清单4.负反馈调节和正反馈调节当某一成分发生变化时，必然会引起其他成分出现一系列相应变化，这些变化又反过来影响最初发生变化的那种成分的变化，这种现象叫作生态系统的反馈调节。负反馈调节正反馈调节作用是生态系统具备自我调节能力的基础，能使生态系统最初发生的那种变化向相反的方向发展，使生态系统达到并保持相对稳定状态增强生态系统最初所发生的变化，使生态系统向着更好或更坏的方向发展，即人们常说的良性循环或恶性循环结果抑制或减弱最初发生变化的成分所发生的变化增强最初发生变化的成分所发生的变化考点清单5.抗力稳定性和恢复力稳定性抵抗力稳定性：指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。恢复力稳定性：指生态系统在受到外界因素的破坏后恢复到原状的能力。抵抗力稳定性恢复力稳定性核心抵抗干扰，保持原状遭到破坏，恢复原状影响因素般来说，生态系统的成分越复杂，抵抗力稳定性高；反之越低生态系统的成分越简单，一般越容易恢复；反之越难联系①一般情况下，抵抗力稳定性高的生态系统，恢复力稳定性低，反之亦然；②二者是同时存在于同一生态系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用，共同维持生态系统的稳定。考点清单七、全球性的环境问题1.生态环境问题的类型及主要成因类型主要成因全球气候变暖CO2等温室气体的大量排放水资源短缺人口多，污染严重臭氧层破坏氟利昂等物质的大量排放酸雨化石燃料的大量燃烧土地荒漠化植被的破坏海洋污染污染物通过河流和空气进入海洋；石油泄漏和倾倒污染物等生物多样性锐减生物生存的环境被破坏考点清单2.特点：全球性3.影响：对生物圈的稳态造成严重威胁，并且影响到人类的生存和发展。4.可持续发展——人类的必然选择（1）含义：“在不牺牲未来几代人需要的情况下，满足我们这代人的需要”，它追求的是自然、经济社会的持久而协调的发展。（2）实现措施：保护生物多样性，保护环境和资源，建立起人口、环境、科技和资源消费之间的协调与平衡。八、生物多样性及保护1.内容：基因多样性，物种多样性、生态系统多样性。2.价值考点清单（1）直接价值：工业原料、药用、食用、文学艺术创作、旅游观赏、科学研究等。（2）间接价值：防风固沙、调节气候、涵养水源、保持水土等。（3）潜在价值：目前尚不清楚的价值。3.保护的措施（1）就地保护：建立自然保护区以及风景名胜区等。（2）易地保护：把待保护物种迁至异地进行专门保护。（3）利用生物技术对濒危物种的基因进行保护。（4）加强立法、执法和宣传教育。考点1食物网的综合分析考点通关1.某莲藕池塘中存在如图所示的食物网，下列有关叙述正确的是(

)A.图中存在3条食物链，每条食物链都含有3个营养级B.图中所有的生物可以共同构成一个生物群落C.该池塘实施莲藕和鱼共同种养模式后，鱼粪便中的能量可以流入莲藕D.若蜘蛛的同化量增加1J，则莲藕的同化量至少需要增加25J答案：D解析：本题考查生态系统的结构与功能，意在考查考生的识图能力和综合运用能力。图中存在“莲藕→斜纹夜蛾→蜘蛛”“莲藕→斜纹夜蛾→瓢虫→蜘蛛”“莲藕→莲缢管蚜→瓢虫→蜘蛛”3条食物链，其中后两条食物链都含有4个营养级，选项A错误。生产者、消费者和分解者共同构成一个生物群落，而图中没有分解者，选项B错误。该池塘实施莲藕和鱼共同种养模式后，鱼粪便中的物质可以为莲藕所用，但能量不能流入莲藕，选项C错误。若蜘蛛的同化量增加1J，则莲藕的同化量至少需要增加1÷20%÷20%=25(J)，选项D正确。2.如图表示某生态系统的食物网，下列有关叙述不正确的是()A.生态系统中的食物链交错连接成食物网的原因是多种生物在食物链中占有不同营养级B.该食物网由8条食物链组成，蛇与鼠、食虫鸟与蛙的关系分别是捕食、竞争C.该图仅体现了生态系统成分中的生产者和消费者，未体现的成分是分解者D.若分析该生态系统的能量流动状况，应从系统中绿色植物固定太阳能开始答案：C解析：食物网是由生产者和消费者通过食物关系而形成的营养结构，其中食物链交错连结成食物网的原因是多种消费者可以在食物链中占有不同营养级，A正确;该食物网由8条食物链组成，蛇与鼠之间是捕食关系，食虫鸟与蛙之间是竞争关系，B正确；该图仅体现了生态系统成分中的生产者和消费者，未体现的成分是分解者、非生物的物质和能量，C错误;生态系统的能量流动是从生产者固定的太阳能开始，所以若分析该生态系统的能量流动状况，应从该生态系统中绿色植物固定的太阳能开始，D正确。考点2能量流动的过程分析及计算考点通关1.生态学中常用能量金字塔来描述生态系统中各营养级所得到的能量数值。下列描述正确的是()A.在能量金字塔顶部的消费者获得的能量最多B.最多约有20%的能量从第一营养级流向次级消费者C.生产者通过呼吸作用消耗的能量一般没有流入初级消费者的能量多D.生态系统中的营养级越多，在能量流动过程中损失的能量就越多答案：D解析：在能量金字塔顶部的消费者营养级最高，获得的能量最少，A项错误；最多约有20%×20%的能量从第一营养级流向次级消费者，B项错误；生产者通过呼吸作用消耗的能量一般多于流入初级消费者的能量，C项错误；生态系统中的营养级越多，在能量流动过程中损失的能量就越多，D项正确。2.胶州湾是我国传统渔业捕捞区，现今该海域的经济鱼种已形不成鱼汛，有些甚至枯竭。为了恢复胶州湾生态系统的功能，促进海洋渔业资源可持续发展，研究人员对胶州湾生态系统的营养关系进行了初步分析，结果如下表所示。下列说法错误的是()A.该生态系统生产者固定的太阳能总量为23804.42t·km-2·y-1B.从第一营养级到第二营养级的能量传递效率大约为16%C.第三营养级的同化量为66.25t·km-2·y-1D.该生态系统需要不断得到系统外的能量补充，以便维持该生态系统的正常功能营养级同化量（t·km-2·y-1）未利用（t·km-2·y-1）分解者分解（t·km-2·y-1）呼吸量（t·km-2·y-1）四1.420.420.190.81三？15.0011.9439.31二3825.371986.70547.001224.00一23804.423252.002877.0013850.05答案：C解析：生产者固定的太阳能的总量是输入该生态系统的总能量，即该生态系统第一营养级生物的同化量，为23804.42t·km-2·y-1，A正确；传递效率等于同化量之比，从第一营养级到第二营养级的能量传递效率=3825.37÷23804.42×100%≈16%，B正确；第三营养级同化的能量=被下一营养级同化的能量（第四营养级同化的能量）+呼吸散失的能量+分解者分解释放的能量+未利用部分，故第三营养级的同化量1.42+15.00+11.94+39.31=6767（t·km-2·y-1），C错误；根据生态系统的能量流动的特点（单向流动、逐级递减），可推测生态系统的正常功能的维持需要不断得到来自系统外的能量补充，D正确。考点3物质循环及与能量流动的关系考点通关1.某养殖场为发展生态农业构建了一种集种植、养殖、沼气等为一体的高效良性循环系统，如图是该系统的物质循环示意图，下列说法错误的是()A.该生态系统的基石是蔬菜、苗木等生产者B.蔬菜所需的物质和能量可直接来自沼液中的有机物C.该循环系统实现了大耳羊粪便的再利用，减少了环境污染D.与自然生态系统相比，该生态系统需要输入更多的物质和能量答案：B解析：生态系统的基石是生产者，即该生态系统中的蔬菜、苗木等，A正确；植物不能直接利用沼液中的有机物，B错误；该循环系统将大耳羊粪便再利用，实现了物质的循环利用及能量的多级利用，减少了环境污染，C正确；与自然生态系统相比，该生态系统存在较多的产品输出，因而需要更多的物质和能量输入，D正确。2.下图表示生物圈中碳循环过程，其中甲、乙、丙表示生态系统的不同成分。下列有关该图的分析，正确的是()A.图中的食物链是甲→乙→丙 B.碳从生物群落进入无机环境的途径是③⑤⑦C.碳循环具有全球性，磷循环不具有全球性D.提高⑥过程有利于维持大气中的碳—氧平衡答案：B解析：A、由以上分析可知，A是分解者，B是生产者，C是消费者，故图中生态系统中的食物链是B→C，A错误；B、③⑤⑦过程分别代表生产者、分解者和消费者的呼吸作用，这是碳从生物群落进入无机环境的途径，B正确；C、碳循环具有全球性，磷循环也具有全球性，C错误；D、提高⑥过程会打破碳平衡，提高④光合作用过程有利于维持大气中的碳—氧平衡，D错误。考点4生态系统中信息种类的判断及应用考点通关1.稻—蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式，常使用灯光诱虫杀虫。水稻为蟹提供遮蔽场所和氧气，蟹能摄食害虫、虫卵和杂草，其粪便可作为水稻的肥料。下列叙述正确的是()A.该种养模式提高了营养级间的能量传递效率B.采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递C.硬壳蟹(非蜕壳)摄食软壳蟹(蜕壳)为捕食关系D.该种养模式可实现物质和能量的循环利用答案：B解析：选项正误原因A×稻一蟹共作提高了能量利用率，并不能改变营养级之间的能量传递效率B√采用灯光诱杀害虫利用了害虫的趋光性，属于物理信息的传递C×硬壳蟹和软壳蟹属于同一物种，因此硬壳蟹摄食软壳蟹属于种内斗争D×生态系统的能量流动是单向的，不能循环利用2.生态系统中物质循环、能量流动和信息传递每时每刻都在进行，下列与之相关的叙述，正确的是()A.物质循环往复意味着任何生态系统在物质上都是自给自足的B.能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程C.只有生物才会对信息有反应，因此信息传递只发生在生物群落内部D.生态系统中的物质循环、能量流动和信息传递都是沿食物链进行的答案：B解析：物质循环具有全球性，对于生物圈来说，物质是自给自足的，而对于其他的生态系统来说，物质往往是不能自给自足的，例如农田生态系统需要施肥，A错误；能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，B正确；信息传递可以发生在生物群落内部，也可以发生在非生物环境和生物群落之间，C错误；生态系统中的信息传递可以不沿着食物链进行，D错误。考点通关考点5抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系1.北极苔原指北极地区北冰洋与泰加林带之间的永久冻土地和沼泽地带，苔原气候属荒漠气候，年降水量低，在北极苔原生态系统中，动植物种类稀少，营养结构简单，其中生产者主要是地衣，其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活。下列关于北极苔原稳定性的叙述，错误的是()A.食物网相对简单，抵抗力稳定性较低B.北极荒漠气候条件差，恢复力稳定性较低C.冰川大量融化影响北极苔原的现有的稳定性D.物种特性与抵抗力稳定性有关，与恢复力稳定性无关答案：D解析：抵抗力稳定性与食物网的复杂程度呈正相关；气候条件差，生态系统的生产力较弱，无论是物质的积累还是能量的流动都受环境条件的影响，恢复力稳定性较低；无机环境的变化时刻影响着生态系统的稳定性，冰川融化影响北极的气候、生态系统边界范围、温度变化等，从而影响生态系统的稳定性；生态系统的每个结构，包括非生物的物质和能量、生物成分均与生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性息息相关。2.下列有关生态系统功能及稳定性的描述，错误的是()A.听力发达的赤狐可依靠物理信息的传递，在冬季捕食积雪下的田鼠B.生态系统的稳定性和以负反馈调节为基础的自我调节能力密切相关C.营养结构越简单的生态系统抵抗力稳定性越低，恢复力稳定性越高D.保护森林就是要控制人类活动对它的干扰，使其结构与功能相协调答案：C解析：本题考查生态系统的功能及其稳定性等，意在考查考生分析解决问题的能力。听力发达的赤狐可依靠物理信息的传递，在冬季捕食积雪下的田鼠，A正确；生态系统之所以能维持相对稳定是因为生态系统具有一定的自我调节能力，而负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，B正确；北极冻原生态系统的营养结构比较简单，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低，C错误；保护森林，提高生态系统的稳定性，需要控制人类对它的干扰程度，保证其结构与功能的协调，D正确。考点6全球性生态问题与生物多样性的保护考点通关1.为了防止大熊猫栖息地碎片化程度加深，我国设立了大熊猫国家公园。将川、陕、甘三省的野生大熊猫种群高密度区、主要栖息地、局域种群遗传交流廊道等80多个保护区有机整合，形成一片基本相互连接起来的国家公园。2021年7月7日，生态环境部将大熊猫受威胁程度等级由“濒危”降为“易危”。下列说法错误的是()A.大熊猫在多个保护区的不同分布表明了其水平结构的差异B.大熊猫国家公园的设立是对其进行保护的最有效措施C.科学家对大熊猫进行的科学研究主要体现其直接价值D.栖息地的碎片化会阻止大熊猫之间的基因交流，从而降低遗传多样性答案：A解析：本题考查生物多样性的保护。大熊猫在多个保护区的不同分布表明了其种群空间特征的差异，水平结构是群落的空间特征，A错误；建立自然保护区及国家公园等属于就地保护，就地保护是保护物种多样性最为有效的措施，B正确；科学家对大熊猫进行的科学研究主要体现其直接价值，C正确；栖息地碎片化会阻止大熊猫之间的基因交流，从而降低遗传多样性，D正确。2.下列有关全球性生态环境问题的叙述，错误的是()A.通过植树造林可以减缓全球气候变暖的速度B.酸雨能伤害水生生物、陆地植物、农作物和各种树木C.引起水体污染的物质很多，水体污染是不可避免的D.实行退耕还林的举措可减缓生物多样性的下降答案：C解析：温室效应主要是CO2大量排放造成的，植树造林可以吸收CO2，从而减缓全球气候变暖的速度，A正确；酸雨不仅能杀死水生生物、破坏水体生态平衡，而且还能伤害陆地植物、农作物和各种树木，B正确；水体污染是可以避免的，我们应该采取合理的措施避免出现水体污染，C错误；实行退耕还林的举措可以保护生物多样性，减缓生物多样性的下降，D正确。一、细胞呼吸方式的判断物质循环与能量流动模型物质循环与能量流动模型考法突破1.输入某一级消费者的能量是同化量还是摄入量的判断（1）方法：看该消费者是否