高中生物：专题七 第16讲 生态系统、人类与环境

第16讲生态系统、人类与环境

[＞循网络串基础

非生物环境(无机物、

有机物、气候、能源)声氐太阳能固定在有机物中

成分

生产者-1夔驾⑧食物链、食物网

能量流动卜

消费者一生物群落rl

①分解者-1

蛆单方向的、不可逆的

②捕食食物链食物链生态系统—

③腐食食物链一^"水循环⑨生物群落与⑩无机环境之间

营养结构

途营养级

-I物质循环|~碳循^■

径食物网噌f二氧化碳和含碳有机物

生物放大・氮循环形式

④生物量金字塔，蛆全球性

生态金字

⑤能量金字塔•

塔类型

⑥数量金字塔•

生物量*—I

初级生产量--I生产量y一r

⑦次级生产量＜-I—温室效应与全球变暖

I生物圈I-——臭氧减少及危害

人类对全球

—人类与环境一一酸雨及危害

环境的影响

I全球人口动态I---一水体污染

——物种灭绝及生物多样性下降

整合核心要点整合关键点拨技巧

1.生态系统中各种成分关系的分析

(1)生产者一定为“自养型”，“自养型”一定为生产者。

(2)生产者未必都是植物，植物未必都是生产者。

(3)消费者未必都是动物，动物未必都是消费者。

(4)分解者未必都是微生物，微生物未必都是分解者。

2.能量在各营养级间流动过程分析

I呼吸量(以热的形式散失)|分解者

某

营

级

养分解

&叫量用于自身生

入

摄小部分:

被下

长、发育和一

量3粪便

营

个

繁殖养

所

级

摄大部分:

食被同化

(1)自然生态系统的总能量=生产者固定的太阳能总量；人工生态系统的总能量=生产者固定

的太阳能总量+人工补偿输入的能量。

(2)能量去向

①呼吸作用消耗以热的形式散失；②流入下一个营养级(最高营养级无该去向);③流入分解

⑷暂时未被利用(定时分析考虑)。

(3)四个等量关系式

①摄入量=同化量+粪便量。一个营养级的粪便量不属于该营养级的同化量，而属于上一个

营养级同化量的一部分。

②同化量=用于自身生长、发育和繁殖的能量+呼吸量。

③用于自身生长、发育和繁殖的能量=分解者分解利用量+下一个营养级同化量+未利用=

同化量一呼吸消耗量。

④次级生产量=次级生产者的同化量一呼吸量。

々次级生工生长

吃进的〈同化的、产量繁殖

不可利用的未收获的吃剩的粪便W

(4)特点：逐级递减、单方向的、不可逆的。

⑸提高对能量的利用率的措施：尽量缩短食物链;充分地利用生产者；充分利用分解者,如

利用秸秆培育食用菌，利用植物残体生产沼气等。

【提醒】(1)流经生产者的总能量强调关键词“固定”而非“照射”。

(2)流经各级消费者的能量强调关键词“同化”而非“摄入”或“贮存”。

(3)某一个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

一个种群，也可能不属于同一物种。

(4)大约10%是相邻两个营养级之间的同化量传递效率，不是两个个体之间的传递效率，也不

是摄入量的传递效率。

(5)能量传递效率W能量利用率

①能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级递减，若以“营养级”为单位，能量

在相邻两个营养级之间的传递效率一般只有约10%„

②能量利用率：在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，因

此食物链越短，能量利用率越高。

3.对物质循环过程相关图解的识别

（1）物质循环过程示意图

（2）将上图换成字母，如下面三种变式图，据图可判断图中字母所代表的成分（以碳循环为例）

①图中双向箭头代表生产者、大气中的C02,其中其他所有成分都指向的为大气中的C02,

即C（填字母，下同）为大气中的C02,区是生产者。

②除了C之外，有最多被指向箭头的为分解者，即&为分解者。

③三个图的模式其实一致，复杂的地方在于消费者的划分，图甲中消费者只有“，图乙中消

费者有D、E,图丙中消费者有D、E、F。

④图甲蕴含的食物链为A-D,图乙蕴含的食物链为A-D-E（用字母和箭头表示,下同），

图丙蕴含的食物链为AfDTfF。

4.能量流动与物质循环的关系

项目能量流动物质循环（以碳循环为例）

形式以有机物为载体主要是无机物

特点单向的、不可逆的全球性、循环性

范围生态系统各个营养级生物圈（全球性）

两者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割；物质作为能量的载体,使能

联系量沿着食物链（网）流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机

环境之间循环往返

5.理解生态系统的自我调节功能

（1）生态系统能保持动态平衡，是因为生态系统具有一定的自我调节功能,主要通过反馈调节

使生态系统趋向稳态。

（2）自然条件下，生态系统总是朝着物种多样性、结构复杂化、功能完善化的方向发展。

（3）人类活动除了要讲究经济效益和社会效益外，还必须特别注意生态效益和生态后果。

6.全球性环境问题与生物多样性

问题原因危害措施

煤、石油和天然气南极冰盖融化，海平面上升,开发新能源，减少

温室效应

的大量燃烧，使大改变全球降雨格局，影响农业C02的排放量,大力

气中C02浓度升高生产等植树造林

到达地球表面的紫外线辐射

人类使用的氟利昂

强度增加，人类皮肤癌患者数

逸散到大气圈上限制氟利昂的生产

臭氧减少量增加，农作物产量减少，水

层，通过化学反应和消费，保护臭氧层

产品损失，人体免疫功能明显

使臭氧量减少

减退等

煤、石油、天然气

的大量燃烧而产生杀死水生生物、破坏水体生态限制S02和NO的排

酸雨的硫和氮的氧化物平衡,伤害陆地植物，破坏土放量，或从燃料中把

与大气中的水结合壤肥力，腐蚀金属、建筑物等这些物质去掉

成酸性产物

严格控制污染源、发

展生产工艺无害化、

人类向水体中排放全球河流受到普遍污染，严重工业用水封闭化、采

水体污染

大量污染物威胁海洋生态环境用无水造纸法、无水

印染法、建立污水处

理厂等

生态系统多样性、物种多样性

生物多样保护生物多样性,保

人类的大肆猎杀和遗传多样性在内的全球生

性下降护生物的生存环境

物多样性下降

排查易混易错查缺补漏矫正思维

r判一判」——常考误点快识别

1.生态系统营养结构的正误判断

(l)DDT因不能通过代谢排出，通过食物链逐级积累和浓缩，在生物体内高度富集(X)

提示DDT可以通过代谢少量排出体外。

(2)次级生产者是指所有的消费者和分解者(V)

(3)次级生产量是指用于次级生产者生长和繁殖的能量(V)

(4)生态系统的生产量有初级生产量和次级生产量(V)

2.生态系统功能的正误判断

(1)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更少(X)

提示因为能量流动逐级递减，多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多。

（2）研究能量流动可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类（X）

提示生产者固定的能量不可能全部流向人类。

（3）陆地对调节大气圈中含碳量的作用比海洋大（X）

提示海洋对调节大气圈中含碳量的作用比陆地大。

（4）防治稻田害虫可提高生产者和消费者之间的能量传递效率（X）

提示防治稻田害虫的目的是调整能量流动关系，使能量更多地流向对人类最有益的部分，

而不是提高生产者和消费者之间的能量传递效率。

3.稳态与生态环境的正误判断

（1）臭氧减少可能导致人体免疫功能明显减退（J）

（2）生态系统中捕食者的存在可以促进物种多样性的提高（V）

提示捕食者往往捕食个体数量多的物种，使其他物种的生存阻力减小，可以促进物种多样

性的提高。

（3）生物多样性包括细胞多样性、物种多样性和生态系统多样性（X）

提示生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。

（4）酸雨、雾霾和温室效应都与煤、石油和天然气燃烧有关（V）

「想一想」——漏点知识快补充

1.大气中的碳被固定，进入生物群落，简要叙述该过程中的物质变化和能量变化。

提示物质变化是大气中的碳以CO2形式首先被RuBP固定形成三碳酸，然后三碳酸在ATP

和NADPH的作用下形成三碳糖；能量变化则是储存在ATP和NADPH中活跃的化学能转变

成储存在有机物中的稳定的化学能。

2.夏季草原生态系统（假设第一个营养级是牧草，第二个营养级是羊）和森林生态系统（假设

第一个营养级是乔木，第二个营养级是昆虫）数量金字塔的形状最可能是怎样的？

提示夏季草原生态系统中，作为第一个营养级的牧草的个体数远大于作为第二个营养级的

羊的个体数量，该生态系统数量金字塔的形状最可能是正金字塔形；而在森林生态系统中，

作为第一个营养级的乔木的一个个体上生活着大量的作为第二个营养级的昆虫个体，该生态

系统数量金字塔的形状最可能为倒金字塔形。

3.某草原生态系统正在发生严重鼠害，农业部门在防治鼠害问题上提出了两种方案，方案一:

投放高效鼠药；方案二：引入鼠的天敌。你认为有利于提高草原生态系统稳定性的方案是哪

一个？简述理由。

提示方案二。投放鼠药，在消灭鼠的同时，也会杀死鼠的天敌，鼠药还会造成环境污染；

引入鼠的天敌，由于鼠与天敌在数量上存在相互制约，可以长期将鼠的数量控制在较低水平，

有利于提高该生态系统的稳定性。

4.一场低强度的火灾过后，森林中的植被很快恢复，从生物种间关系及物质循环的角度分析,

其原因是什么？

提示种群密度下降，竞争减弱；加速了物质循环，使土壤中的矿质元素（无机盐）含量增加。

探究命题热点瞄准考向规范应答

命题点一考查生态系统的结构

1.（2020•浙江7月选考）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.自然生态系统中的所有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.食物链中的各营养级之间能量传递效率是相同的

答案B

解析营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越少，A项错误；自然生态系统中

的所有绿色植物都是自养生物，都属于生产者营养级，B项正确；处于食物链同一环节上的

同种和不同种生物都属于同一个营养级，C项错误；食物链中的各营养级之间的能量传递效

率不一定相同，D项错误。

2.（2019・宁波五校联考）某生态系统的成分关系如图所示，请回答下列问题：

（1）图中由于缺少，故不能构成群落。

（2）图中仙人掌属于生态系统的（成分）。

（3）若该生态系统被某重金属污染，该重金属会通过食物链逐级积累和浓缩，并对鹰造成严重

危害，这种现象称为o

（4）要获得该生态系统中老鼠的种群密度，常采用法进行调查。

（5）某段时间内调查发现蛇的数量有所下降，但鹰的数量并没有发生明显改变，表明生态系统

内部具有功能。若由于气候原因导致蚱蠕数量迅速增加，但当达到或者超过

，就会维持在该范围内上下波动。

答案（1）分解者（2）生产者（3）生物放大（4）标志重捕（5）自我调节环境容纳量（或K

值）

解析生物群落包括生产者、消费者和分解者，而图中食物网只包括生产者和消费者两种成

分。

命题点二考查能量流动的相关知识

3.（2020•浙江杭州高三模拟）下列有关生态系统的能量及其生态学原理运用的叙述，正确的是

（）

A.最高营养级生物所同化的能量不会再提供给其他生物

B.分解者可以通过分解消费者的粪便，从而获得该消费者所同化的能量

C.为提高作物的产量，可多给作物施用有机肥，实现能量的循环利用

D.可通过增加食物链提高人工生态系统的稳定性，以减少病虫害

答案D

解析最高营养级生物所同化的能量可被分解者获取，A错误；消费者的粪便中含有的能量

属于上一营养级的生物，不属于该消费者的同化量，B错误；为提高作物的产量，可多给作

物施用有机肥，实现物质的循环利用，生态系统的能量流动不能循环，C错误。

4.如图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔，下列有关解释正确的是（）

生态系统A的能量金字塔生态系统B的能量金字塔

甲乙

A.一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多

B.能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减

C.若甲和乙中玉米的数量相同，能量传递效率为10%,且甲能养活10000人，则乙能养活

500人

D.若土壤中含相同浓度的DDT,则甲中的人比乙中的人体内DDT浓度低

答案D

解析能量流动的特点是单向流动、逐级递减，但是一个吃玉米的人所获得的能量不一定比

一个吃牛肉的人获得的能量多，A项错误；能量传递效率一般约为10%,不会随营养级的升

高而改变，B项错误；若甲和乙中玉米的数量相同，能量传递效率为10%,且甲能养活10000

人，则乙能养活1000人，C项错误；DDT在沿食物链流动时，存在生物放大现象，即营养

级越高，体内积累的DDT越多，D项正确。

命题点三考查生态系统的物质循环

5.某相对稳定的生态系统中植物、旅鼠和旅鼠的天敌之间数量变化关系如图1所示（图中不

同阴影的面积表示不同比例尺下的个体数量）。图2为该生态系统中能量流动过程，①〜⑤表

示有关能量及其数量，其中①表示生物B摄入的食物中所含有的能量。

,---、_____

乙—-----'

第1年第2年第3年第4年第5年

图1

图2

请回答下列问题：

（1）图1中3种生物可构成的一条食物链是（用箭头和图中文字表示）。若该生态

系统中旅鼠因某种原因（如迁入）而增加，则旅鼠的天敌数量将,植物的数量将减

少，而植物的减少反过来会抑制旅鼠数量的增加。这种最初发生

的变化的调节方式就是负反馈调节。

（2）图1中乙对应图2中的营养级是（用图中字母表示）。用图2中序号计算用于B

生长和繁殖的能量，计算公式是o

答案（1）乙f丙一甲增加抑制和减弱（2）A①一③一⑤

解析（1）根据个体数量的变化，乙开始的数量较多，丙随之逐渐增多，而丙的增多又导致乙

的减少，说明丙捕食乙；丙的数量增多后又导致甲的数量增多，说明甲捕食丙。因此，图1

中3种生物可构成的一条食物链是乙一丙一甲。若该生态系统中旅鼠因某种原因而增加，则

旅鼠的天敌因食物充足而数量增加，而旅鼠取食更多植物导致植物的数量减少，植物的减少

反过来会抑制旅鼠数量的增加，这种抑制和减弱最初发生的变化的调节称为负反馈调节。（2）

图1中乙是植物，属于生产者，对应图2中的营养级是A。因为①表示生物B摄入的食物中

所含有的能量，所以图2中用于B生长和繁殖的能量是同化量一呼吸消耗量一粪便中的能量，

即①一③一⑤。

6.（2019•浙江4月选考）药物A由于某种原因随着污水进入并影响湖泊生态系统。该过程的

部分示意图如下：

，kzfc精枷

生物残体

粪便等

回答下列问题：

（1）在食鱼鸟类体内检测到较高浓度的药物A,该药物会使鸟类产生不良反应，这种现象属于

0生物残体、粪便等主要在湖泊的层被分解者分解。

（2）若含药物A的污水大量流入该湖泊，使某些藻类种群大暴发，造成水体的

现象，会导致鱼类大量死亡，并可能由于作用，该生态系统远离稳态。

⑶若药物A只是抑制某种雌鱼的生殖能力，导致出生率降低，则该鱼类种群的

将下降，最终导致种群密度下降。

（4）若对该湖泊进行污水处理使其净化，则水体中鱼类种群数量将以的增长方

式恢复。

答案（1）生物放大底泥（2）富营养化正反馈（3）自然增长率（4）逻辑斯谛（或“S”形）

解析（1）食鱼鸟类在该食物网中处于最高营养级，在食鱼鸟类体内检测到较高浓度的药物

A,这种现象称为生物放大。生物残体、粪便等主要在湖泊的底泥层被分解者分解。（2）污水

中含有大量有机物，会导致藻类大量繁殖，出现富营养化现象。鱼类的数量会因死亡而减少，

死鱼腐烂后又进一步加重污染并引起更多鱼的死亡，由于正反馈作用，该生态系统会远离稳

态。（3）出生率减去死亡率就是种群的自然增长率，出生率下降会引起自然增长率下降。

【高分必备】食物链变式模型总结

（1）表格数据形式直接呈现（能量值）构建食物链（网）:如表是对某生态系统营养级和能量流动情

况的调查结果，表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，Pg表示生物同化作用固定能量

的总量。

营养级ABCD

2

Pg（10kJm2也一1）15.9870.71.9141.0

所以根据能量多少和传递效率可以确定食物链为B-D-A-C。

（2）表格数据形式间接呈现（重金属、DDT等浓度）构建食物链（网）：如某生态系统中生物体内

残留有机汞的情况如表所示：

生物体ABCDE

有机汞浓度（mg-L-i）0.0570.51680.39

注意本表直接呈现的是某生物体的有机汞浓度，并非能量值。有机汞存在生物富集现象，即

随着营养级的增加，汞浓度增加，两者在数值上呈正相关，所以从表中有机汞浓度的大小可

推知该生物营养级的高低，从而判断各生物能量值的大小。其食物链（网）如图所示:

A