4.1 生态系统和生物圈 学案（含答案）

1、 第一节第一节 生态系统和生物圈生态系统和生物圈 学习目标与核心素养 1.了解生态因子对生物的影响，形成科学的自然观。2.分析生态系统 的组成成分及相互关系，树立普遍联系的观点。3.分析食物链(网)中生物的数量变动情况，培 养推理能力。4.阐述生态系统的类型和生物圈的组成。 一、环境对生物非常重要 1生态因子的概念：环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布等有直接或间接影响的 因子。 2生态因子的分类：非生物因子和生物因子。 非生物因子包括光、温度、水等；生物因子包括生物之间的各种相互关系，如捕食、竞争等。 3谢尔福德耐受性定律 从上图可以看出：生态因子在低于或超过生物体的耐受极限时，均可成

2、为限制因子，但在生 态因子的耐受范围内，每种生物都具有一个最适区。 例 1 分析下图，关于非生物因子对生物影响的叙述，不正确的是( ) A图 1 说明影响生物种类较少的非生物因子是水分 B图 2 说明光照影响植物的生长、发育和开花 C图 3 说明温度能影响动物的形态 D上述说法都不正确 答案 D 解析 影响沙漠干旱地区生物分布的主要非生物因子是水分；光是光合作用的必需条件，光 照时间影响植物的开花时期等；温度对植物分布有影响，对动物形态也有影响，寒冷地区的 狐个体体型较大，但尾、耳、鼻端较为短小，可以减少身体的相对表面积，从而尽量减少热 量的散失。 例 2 对海洋岩礁上的藻类植物调查发现，一般

3、在浅水处生长着绿藻，稍深处是褐藻，再深 一些的水域中则以红藻为主，直接影响海洋中藻类分布的主要因子是( ) A阳光 B温度 C海水含盐量 D海水含氮量 答案 A 解析 植物的光合作用离不开阳光，阳光对植物分布起决定作用。由于波长不同的光，对水 的穿透能力不同，而不同水生植物所需光的波长又不相同，致使不同的植物分布在不同的水 层中。 易错提醒 生态因子环境因子 (1)生态因子是环境中能影响生物生长、发育、生殖、行为和分布的因子，生态因子只是周围 环境因子的一部分，如阳光、温度、水及其他生物。 (2)海拔高度、 水域深度等虽然是对环境因子的一种描述， 但它们并不能直接影响生物的生长、 发育、生殖、

4、行为和分布，其作用是通过阳光、温度、水、气压等其他因子的作用体现出来 的，因而海拔高度、水域深度是环境因子而不是生态因子。 二、生态系统及其组成成分 1生态系统的概念：在一定空间中的生物群落与无机环境相互作用而形成的统一体。 2生态系统的组成成分 (1)非生物成分：光、水、空气、无机盐及非生物的有机物等。 (2)生物成分，按照其在生态系统中的功能，可分为： 生产者：能够把简单的无机物制造成复杂的有机物的自养生物，是生态系统中最基本、最 关键的生物成分，主要是指各种绿色植物。 消费者：主要是直接或间接地以植物为食的动物。 分解者：能够把动植物的复杂有机物分解为简单无机物的生物成分，主要是细菌和真

5、菌， 也包括蚯蚓、秃鹫等腐生动物。 归纳总结 生态系统三种生物成分的比较 比较项目 生产者 消费者 分解者 营养方式 自养 异养 异养 主要生物 绿色植物 动物 腐生细菌和真菌 特例生物 光合细菌、化能合成 细菌，如硝化细菌等 寄生的微生物和植 物，如寄生细菌、菟 丝子等 营腐生生活的动物， 如 蜣螂、蚯蚓、秃鹫等 地位 生态系统的基石 生态系统的重要成分 生态系统的必备成分 例 3 在阳光明媚、水草丰茂的鄂尔多斯草原上，生活着牛、羊、鹿、狼、兔、鼠，还有秃 鹫、蜣螂、细菌、真菌等，关于它们的叙述中正确的是( ) 它们共同构成一个生态系统 它们中的牛、羊、鹿分别组成了 3 个种群 它们中的所

6、有动物是一个生物群落 它们中的蜣螂、腐生菌是分解者 A B C D 答案 D 解析 该草原上的草等为生产者，牛、羊、鹿、狼、兔、鼠是消费者，秃鹫、蜣螂、营腐生 生活的细菌和真菌为分解者，此外还包括了阳光、空气等非生物成分，因此它们共同构成一 个生态系统；其中的牛、羊、鹿分别是 3 类动物的总称，每一类动物都会涉及很多具体的物 种，因而不能看作是 3 个种群；它们中的所有动物只是生物群落中的一部分。 例 4 下列关于生态系统组成成分的叙述，正确的是( ) 凡是细菌、真菌都是分解者 凡是自养型生物都是生产者 植物都是生产者 动物 都是消费者 异养型生物都是消费者 A B C D 答案 A 解析 硝

7、化细菌及某些光合细菌是生产者，错误；自养型生物一定是生产者，即生产者一 定是自养型生物，正确；菟丝子属于植物，营寄生生活，是消费者，错误；蚯蚓、蜣螂 等动物属于分解者，错误；异养型生物有的属于消费者，有的属于分解者，错误。 核心素养 本题体现的核心素养是科学思维，通过归纳、概括、比较，更好地理解了生态系 统的组成成分。 三、食物链和食物网 1食物链：生态系统中的生物之间由于营养关系而形成的营养结构。 2食物网 (1)概念：生态系统中的许多食物链相互交错形成更为复杂的网状营养结构。 (2)作用：增强生态系统的结构和功能的稳定性。 3营养级 (1)概念：处于食物链某一环节上的各种生物的总和。 (2

8、)分类 第一营养级：生产者。 第二营养级：初级消费者，即植食性动物。 第三营养级：次级消费者，即小型肉食性动物。 4分析下图，探究食物网中各生物的营养级别及相互关系。 (1)图示食物网中包含 10 条食物链。 (2)图中属于次级消费者的生物有狐、猫头鹰、吃虫的鸟、蜘蛛、青蛙、蛇。 (3)写出图中含营养级最多的食物链：草食草昆虫蜘蛛青蛙蛇猫头鹰。 (4)图中猫头鹰同时占有的营养级：第三、四、五、六营养级。 (5)该图作为生态系统缺少的成分是非生物成分、分解者。 (6)从图中可以看出，青蛙和蜘蛛之间的关系是竞争和捕食。 归纳总结 (1)关于食物链的分析 起点是生产者，终点是不被其他动物所食的动物最

9、高营养级，且一条食物链一般不超 过 5 个营养级。 食物链中只有生产者和消费者，不能出现非生物成分及分解者。 箭头表示物质和能量流动的方向，是从前一个营养级流向后一个营养级，同时体现捕食与 被捕食的关系。捕食关系是由于长期自然选择形成的，不会倒转。 生产者是第一营养级，初级消费者为第二营养级、次级消费者为第三营养级，其他以此类 推，即消费者在食物链中的营养级级别消费者级别1。 某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表单个生物个体或某种群。 (2)关于食物网的分析 同一种消费者在不同的食物链中，可以占有不同的营养级。 在食物网中，两种生物间可能既有捕食关系，又有竞争关系。 食物网的复杂

10、程度主要取决于有食物联系的生物种类，而并非取决于生物数量。 例 5 南宋文学家辛弃疾在西江月 夜行黄沙道中写道：“稻花香里说丰年，听取蛙声一 片。”这句词形象地描绘了一幅农业丰收景象，其中隐含了农田生态系统中的一条食物链， 该食物链是( ) A蛇蛙鹰 B稻蛇鹰 C稻害虫蛙 D害虫蛙蛇细菌 答案 C 解析 辛弃疾的该句词中只提到了两种生物：稻和蛙。没有提到鹰，蛙是肉食动物，吃害虫。 细菌是生态系统中的分解者且词中并未提到，所以词中隐含的食物链为稻害虫蛙，C 项 正确。 例 6 如图是一个简化的食物网，据图分析下列说法正确的是( ) A该食物网由 4 条食物链组成 B其中的初级消费者是植食性鸟 C

11、处于第三营养级的生物有 3 种 D生态系统的 4 种成分中，该图上只体现了 2 种成分 答案 D 解析 图中食物链有 5 条，A 错误；初级消费者是植食性鸟和食草昆虫，B 错误；处于第三 营养级的生物有鹰、食虫鸟、蜘蛛和青蛙，C 错误；食物网中只体现了生产者和消费者，没 有包含分解者、非生物成分，D 正确。 四、生物圈是最大的生态系统 1概念：地球上的全部生物及其无机环境的总和。 2范围：包括岩石圈上层、水圈和大气圈下层。水圈中生活着多种多样的水生生物，而陆生 生物主要生活在大气圈下层与岩石圈上层。 3地位：生物圈是地球上最大的多层次的生态系统，还可以分出很多个生态系统。 4作用：人类的生存和

12、发展离不开整个生物圈的繁荣；保护生物圈就是保护人类自身。 5分类 (1)自然生态系统 陆地生态系统有冻原生态系统、荒漠生态系统、草地生态系统和林地生态系统等。 水域生态系统主要包括海洋生态系统和淡水生态系统。 (2)人工生态系统：可分为农业生态系统、城市生态系统等。 例 7 下列关于生物圈概念的叙述，不正确的是( ) A地球上凡是有生物分布的区域都属于生物圈的范围 B生物圈是由生物与无机环境组成的具有一定结构和功能的统一整体 C生物圈是地球上最大的多层次生态系统，其结构和功能不断变化，不断趋向相对稳定 D生物圈是地球上所有生物形成的特殊的圈层，是各类生物的总和 答案 D 解析 生物圈是地球上最

13、大的生态系统， 地球上凡是有生物分布的区域都属于生物圈的范围。 生物圈是由生物与无机环境组成的具有一定结构和功能的统一整体， 其结构和功能不断变化， 不断趋向相对稳定。从组成上看，生物圈的成分包括两个部分，即无机环境和生物群落。 1判断正误： (1)一个生态系统中必须有生产者( ) (2)生产者、 分解者是联系非生物成分与生物群落的“桥梁”， 其中生产者处于主导地位( ) (3)土壤微生物可作为生态系统的分解者，秸秆被其分解后被农作物再利用( ) (4)我国南方热带雨林中分解者的代谢活动比北方森林中的弱( ) (5)同一生物在不同食物链中所占的营养级可能不同( ) (6)“螳螂捕蝉，黄雀在后”

14、这条食物链中，螳螂是第二营养级( ) (7)食物网的复杂程度主要取决于生态系统中生物的数量( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 解析 (1)生产者是生态系统的基石，是生态系统的主要成分。 (3)土壤微生物大部分为分解者，可将秸秆等有机物分解为无机物，如 CO2和矿物质，这些无 机物被农作物再利用。 (4)与北方森林相比，南方热带雨林气温较高，分解者的代谢活动相对旺盛。 (6)该食物链为植物蝉螳螂黄雀，螳螂为第三营养级。 (7)食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物的种类，而并非取决于生物的数量。 2海洋植物和高山植物均有分层现象，而沙漠地区动植物种类稀少。造

15、成这种现象的主要生 态因子依次是( ) A光照、温度、水 B温度、光照、水 C水、温度、光照 D光照、水、温度 答案 A 解析 光线进入海水中，由于水分子及悬浮物质的吸收和散射作用，使得光线很快减弱，达 到一定的深度后，光就完全消失了。水域越深，光线越弱，海洋植物细胞内的叶绿素含量也 越少。所以，在海洋水域的不同水层中，导致植物出现明显分层现象的主要生态因子是光照。 高山植物的分层现象， 与海拔高度的不同导致温度不同有关， 温度直接影响生物的生命活动。 荒漠生态系统的生态条件极为严酷，年降雨量极少，所以说造成沙漠地区动植物种类稀少的 主要生态因子是水。 3(2018 长春一模)下列对生态系统组

16、成成分的叙述，正确的是( ) A阳光、水不属于生态系统的组成成分 B消费者的存在有利于生态系统的物质循环 C分解者不属于生态系统的组成成分 D生态系统的组成成分包括食物链和食物网 答案 B 解析 生态系统的组成成分包括非生物成分、生产者、消费者和分解者，阳光、水属于生态 系统的非生物成分，A、D 错误；消费者的存在丰富了生态系统的营养结构，有利于生态系 统的物质循环，B 正确；分解者属于生态系统的组成成分，C 错误。 4 (2018 盐城一模)在“草兔红狐狼”这条食物链中， 红狐所属消费者级别及所占的营 养级分别是( ) A初级消费者，第三营养级 B次级消费者，第二营养级 C次级消费者，第三营

17、养级 D三级消费者，第二营养级 答案 C 解析 草是第一营养级，是生产者；兔是第二营养级，是初级消费者；红狐是第三营养级， 是次级消费者，C 项正确。 5如图是处于平衡状态的简单淡水生态系统的一部分，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生物是_，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_。 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_。 A水藻数目增多 B小鱼的数目增多 C水鸟的数目减少 D甲壳类的数目增多 (6)此生态系统中各种生物的总和，在生态学上称为_。 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 解析 水绵大量减少，导致水蚤减少，小鱼和淡水虾减少，大鱼减少，水鸟为了获得足够的 能量，多食甲壳类，导致甲壳类数量减少，水藻数目增多。