逍遥学能 2014-06-20 10:20
生态系统是高考的命题热点之一，命题常以典型案例、坐标图、结构图等为背景，侧重于考查从材料、图表中提取有效信息的能力，以及对相关规律和原理的迁移应用能力。下面对生态系统中的几种常考知识点进行了归纳，希望对学生的备考有所帮助。
一、生态系统的概念
由生物群落和它的无机环境相互作用而形成的统一整体叫生态系统（生态系统=群落+无机环境=所有生物+无机环境）。生态系统的空间范围有大有小，其中生物圈是地球上最大的生态系统，还可划分为海洋生态系统、森林生态系统、草原生态系统等。
例1 以下可被称为生态系统的是（ ）
A．一个湖泊中的浮游生物和所有分解者及无机环境
B．烧杯中取自池塘的水、泥土和浮游生物
C．一个池塘中的所有水蚤和分解者
D．一块田野里的所有蝗虫和植物及无机环境
解析 湖泊中的生物不仅包括浮游生物和分解者，还有其他的植物、动物等，A项错误；池塘中的生物除水蚤和分解者，还有很多种类，并且该系统没有无机环境，C错误；田野里除了蝗虫和植物，还有许多种生物，D错误；B正确，该装置既包括所有生物，又包括无机环境，两者形成统一整体。
答案 B
二、生态系统的组成成分与碳循环
生态系统的组成成分包括非生物体的物质和能量、生产者、消费者和分解者。生产者是自养型生物，能将无机物直接转化形成有机物，主要是绿色植物，也包括蓝藻、光合细菌等光能自养型生物和硝化细菌、硫细菌、铁细菌等化能自养型生物，是生态系统的主要成分。消费者是生态系统中最活跃的成分，是异养型生物，只能利用现成的有机物，包括大多数动物，还包括寄生植物如菟丝子和寄生在活体内的细菌如大肠杆菌以及与豆科植物共生的根瘤菌等。分解者属于异养型生物中的腐生型生物，主要分解动植物的遗体和排泄物，包括腐生细菌如枯草杆菌，腐生真菌如霉菌、蘑菇，腐生动物如蚯蚓、蜣螂等，是生态系统的必需成分。
生产者、消费者和分解者三者共同构成生物群落，而非生物体的物质和能量归为无机环境，是生物群落中物质和能量的根本来源。生态系统进行碳循环时，其循环形式表现为：在生物群落与无机环境之间以二氧化碳的形式进行，这是因为大气中的二氧化碳经生产者固定后成为有机碳，而生产者和消费者经过自身的呼吸作用，以及它们的遗体和排出物经过分解者的分解作用，将有机碳转变为无机碳，以二氧化碳形式返回大气中；在生物群落内则以含碳有机物的形式进行，这是因为捕食关系的存在，生产者体内的有机物被消费者同化，成为消费者体内的有机碳。由此可见，建构碳循环模式图时，生产者与无机环境之间为双向箭头，而生产者、消费者和分解者均有箭头指向无机环境。
例2 如图表示生物圈中碳循环的部分示意图。甲、乙、丙、丁构成生物群落，箭头①～⑨表示循环过程。下列有关说法正确的是（ ）
A．大气中的气体X是指CO2和CO
B．完成①过程的能量主要是由⑧过程提供的
C．丁经⑤⑥⑦过程获得的能量占甲、乙、丙总能量的10%～20%
D．丙处在第三营养级
解析： 生物群落与无机环境之间的碳循环是以CO2的形式进行的，故图中大气中的气体X代表CO2；图中甲为生产者，乙为初级消费者(第二营养级)，丙为次级消费者(第三营养级)；完成①过程的能量主要由太阳能提供；捕食食物链中相邻营养级间的能量传递效率为10%～20%。
答案： D
三、食物链和食物网中的能量流动
生态系统的营养结构是指食物链和食物网，对食物链和食物网的分析应把握如下几点：①寄生生物、腐生生物以及非生物的物质和能量不参与捕食食物链的组成；②食物链一般不超过5个营养级；③食物链的起点一定是生产者。生产者一定是第一营养级，消费者级别和营养级别相差一级；④在食物网中，不同生物不是固定于一种食物链上，两种生物之间有可能既是捕食关系，又是竞争关系。
能量流动沿着食物链和食物网进行的，从生产者固定的太阳能开始，到最终各个营养级生物通过细胞呼吸以热能的形式散失，其特点表现为：单向流动、逐级递减。能量在能量在流经每一营养级时的分流问题分析如下：①能量来源分析：生产者的能量来自太阳能；各级消费者的能量一般来自上一个营养级（同化量=摄入量－粪便中所含能量）。 ②能量去路分析：每个营养级生物呼吸作用的能量一部分用于生命活动，另一部分以热能散失；每个营养级生物一部分能量流到下一个营养级中；每个营养级生物的遗体、粪便、残枝败叶中的能量被分解者分解而释放出来；未利用能量（作定量不定时分析时，该部分能量最终被会分解者利用）。
由于流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级，相邻两个营养级的能量传递效率可以进行定量计算，计算公式为：能量传递效率=（下一营养级同化量/上一营养级同化量）×100%。一般认为能量传递的最高效率为20%，最低效率为10%，若涉及能量的最值计算，可以遵循以下规律：①最高营养级获得最多能量选20%，获得最少能量选10%；②最高营养级消耗生产者最多选10%，消耗生产者最少选20%。
例3如图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程的能量流动。下列有关叙述正确的是( )
A．①是流入该生态系统的总能量
B．分解者获得的能量最少
C．图中②与①的比值代表草→兔的能量传递效率
D．③和④分别属于草和兔同化量的一部分
解析：流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，等于草的呼吸作用消耗＋遗体残骸＋①；分解者可从各营养级获得能量，因此在生态系统中获得的能量不一定最少；①和②分别表示兔和狐的同化量，因此②/①表示兔传递给狐的能量传递效率；兔的同化量①＝摄入草的能量－兔的粪便量③＝②＋④＋兔的呼吸作用消耗。
答案：D
四、生态系统的信息传递
生态系统中的信息依据其性质和产生方式，一般可以划分为物理信息、化学信息、行为信息等类型。 信息传递在生态系统中的作用表现为如下几个方面：①有利于生命活动的正常进行；②有利于生物种群的繁衍；③能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。信息传递既存在于生物与生物之间，也存在于生物与无机环境之间，并且信息传递往往是双向的。
例4 下列关于生态系统信息传递特征的描述，正确的是（ ）
A．生态系统的物理信息都来源于环境
B．植物都通过化学物质传递信息
C．信息沿食物链从低营养级向高营养级传递
D．信息可以调节生物的种间关系
解析：生态系统的物理信息来源既可以是无机环境也可以是生物；植物的信息传递既可以是化学信息还可以是物理信息等；食物链中的信息传递是双向的。
解析D
五、生态系统的稳定性
生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性（抵抗干扰、保持原状的能力）和恢复力稳定性（遭到破坏、恢复原状的能力）两个方面。生态系统具有稳定性的原因是生态系统具有一定的自我调节能力，生态系统具有自我调节能力的基础是负反馈调节方式的普遍存在。抵抗力稳定性和恢复力稳定性在不同的生态系统中能力的大小是不同的，而且两者一般是相反的关系，但在自然气候恶劣的条件下，两者往往都比较弱，如北极苔原生态系统。简单地说，维持生态系统的稳定性就是要减少对生态系统的干扰；提高生态系统的稳定性，就是需要适当地增加生态系统中生物的种类，以增加生态系统营养结构的复杂程度。
例5 如图为某一生态系统稳定性图解。对此理解不正确的是（ ）
A．a为抵抗力稳定性，b为恢复稳定性
B．营养结构越复杂，该生态系统的稳定性越高
C．恢复力稳定性与营养结构成相反关系
D．抵抗力稳定性与恢复力稳定性成相反关系
解析：生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。一般地说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力越小，抵抗力稳定性就越低，恢复力稳定性则相反。但生态系统的总稳定性，不会总是随着营养结构的复杂程度增加而增加，，必然存在一个最佳营养结构，使生态系统的总稳定性达到最大。对一个生态系统而言，抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着相反的关系，抵抗力稳定性高的生态系统，恢复力稳定性就低，反之亦然。
答案：B
作者简介：周伟，生物奥赛主教练。主要从事生物教学与奥赛培训研究，近年来在《生物学教学》、《中学生物教学》、《吉首大学学报》、《新高考》、《考试报》、《素质教育报》、《中学生理化报》、《中学生学习报》、《当代中学生报》等报刊上发表文章60多篇。