2022届高三生物一轮复习课件第一讲 生态系统的结构和功能

高考生物一轮复习 讲 考纲考情 讲 核心素养 构 思维导图 真题再现 知识总结 内容导航 第十单元 生态系统与环境 第一讲 生态系统的结构和功能 2 1 3 真题再现 4 生态系统的能量流动 生态系统的物质循环与信息传递 生态系统的结构 第一讲 生态系统的结构和功能 （1）生态系统的结构(Ⅰ) （2）生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用(Ⅱ) （3）生态系统中的信息传递(Ⅱ) 讲考纲考情 课堂目标 听课问题 1.举例说明什么是生态系统 2.讨论某一生态系统的结构 3.尝试建构生态系统的结构模型 4.分析生态系统能量流动的过程和特点 5.概述研究能量流动的实践意义 1.如何理解生态系统的整体性 2.生态系统有哪些主要的组成成分；它们是如何构成生态系统的；生态系统具有怎样的营养结构 3.怎样研究生态系统的能量流动；生态系统中的能量流动有什么特点 4.什么是能量金字塔？研究能量流动有何实践意义 构思维导图 2 1 3 真题再现 4 生态系统的能量流动 生态系统的物质循环与信息传递 生态系统的结构 第一讲 生态系统的结构和功能 考点一 生态系统的概念和类型 生物个体 种群 群落 生态系统 同种总和 所有生物 +无机环境 最大 由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做 生态系统。 1.动物园所有动物(所有动植物)和周围环境是一个生态系统吗？ 不是 2.生态系统内部相互作用，即生态系统的三大功能：能量流动、物质循环、信息传递 3.地球上所有生物及其无机环境，构成最大的生态系统 生物圈 4.生态系统的类型 自然、人工 某个空间 自然： 人工： 水域、陆地 农田、人工林、果园、城市 生物圈 知识梳理整合 1.生态系统的概述 判断标准：①是否包含所有的生物种群；②是否包含无机环境 生物群落 无机环境 生物圈 组成成分 食物链和食 物网 物质循环、能量流动、信息传递 考点二 生态系统的结构 生态系统的组成成分 营养结构--- 食物链和食物网 捕食 关系 微型生态系统 考点三 生态系统的组成成分 非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者 1.非生物的物质和能量 物质：水、空气、无机盐等 能量：阳光、热能等 举例 作用： 生物群落中的物质和能量的根本来源 非生物的 物质和能量 必需成分，是生态系统存在的基础 地位： 考点三 生态系统的组成成分 非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者 2.生产者 代谢类型： 自养型生物 作用： 无机物→ ； 光能、 能→ 能 有机物 无机化学 有机化学 绿色植物，如浮游植物、沉水植物、硅藻、珊藻、团藻等 硝化细菌等 光合细菌：蓝藻 举例： （化能自养型） （光能自养型） （光能自养型） 地位: 生态系统的基石 消费者 思考:猪笼草捕虫时是生态系统的哪种成分? ①生产者都是植物吗？ ②所有的植物都是生产者吗？ 菟丝子(营寄生生活）是消费者 不是，如：蓝藻 、硝化细菌 考点三 生态系统的组成成分 非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者 3.消费者 代谢类型： 作用： 举例： 地位: 异养型生物 加快生态系统物质循环 对植物的传粉和种子的传播等具有重要作用 生态系统的最活跃的成分 ①大多数动物 ②寄生的微生物(如大肠杆菌) ③寄生植物(如菟丝子) 生活方式: 捕食 寄生 植食动物 以植食动物为食的小型肉食动物 以小型肉食动物为食的肉食动物 初级消费者 次级消费者 三级消费者 消费者不一定是动物 动物不一定是消费者 (如营寄生生活的微生物等) (如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体和动物排遗物为食的腐生动物属于分解者) 考点三 生态系统的组成成分 非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者 4.分解者 代谢类型： 作用： 举例： 地位: 异养型生物 将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物 生态系统的必备成分 生活方式: 腐生 分解者不一定是微生物 微生物不一定是分解者 (如蚯蚓等动物) 营腐生生活的细菌（枯草杆菌）和 真菌(蘑菇、木耳） 腐生生活的动物(如蚯蚓、蜣螂等) (如硝化细菌、蓝藻属于生产者，寄生细菌属于消费者) 知识总结 生态系统的组成成分【生命观念、科学思维】 成分 归类 各成分的组成 在生态系统中的作用 地位 非生物的 物质和能量 无机物、有机物、能源 （光能、化学能） 生物群落中的物质和能量 的根本来源 基石成分 生 产 者 自养型 生物 ①绿色植物。 ②光合细菌和蓝藻 ③化能合成细菌，如硝化细菌 无机物→有机物； 光能、无机化学能→有机化学能 必需的主要 成分（必需） 消 费 者 异养型 生物 ①绝大多数动物 ②寄生生物（动物体内的细菌、蛔虫、菟丝子等） 加快生态系统中的物质循环； 有利于植物的传粉和种子的传播。 最活跃的成分（加快物质循环的速度） 分 解 者 异养型 生物 ①腐生细菌和真菌 ②腐生动物（蚯蚓、蜣螂 等） 把动植物遗体、排出物和残落物中的有机物分解成简单的无机物,供生产者重新利用 物质循环的 关键成分 考点三 生态系统的组成成分 生产者 非生物成分 呼吸作用 消费者 捕食 分解者 遗体、枯叶落叶 遗体、排遗物 呼吸作用 呼吸作用 生产者、消费者和分解者是紧密联系，缺一不可的。 正是由于生态系统中各组成成分之间的紧密联系，才使生态系统成为一个统一的整体，具有一定的结构和功能。 (1) 是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源。 (2)生产者主要通过 把太阳能转变为化学能，固定在有机物中， 从而可以被生物所利用。 (3)从理论上讲， 的功能活动不会影响生态系统的根本性质。 非生物的物质和能量 光合作用 消费者 (4) 和 是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”。 生产者 分解者 【知识拓展】（一）生态系统成分的误区类型与特例 成分 理解误区 特　例 生产者 所有的植物都是生产者， 且生产者都是植物 ①菟丝子营寄生生活，属于消费者； ②硝化细菌等进行化能合成作用的原核生物也属于生产者。 消费者 所有的动物都是消费者， 且消费者都是动物 秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者。 分解者 细菌都是分解者 硝化细菌和光合细菌是自养型，属于生产者；寄生细菌属于消费者；腐生细菌属于分解者。 【知识拓展】（二）生态系统各成分的联系 各成分相互作用形成一个统一的整体。 【知识拓展】（三）生态系统组成成分的判断方法 如图所示，先根据双向箭头确定D、C为“非生物的物质和能量”和“生产者”，则A、B为“消费者”或“分解者”；再根据出入箭头数量的多少进一步判断，D、C之中指入箭头多的C为“非生物的物质和量”,D为“生产者”；A、B之中指入箭头多的B为“分解者”，A为“消费者”。 【知识拓展】（四）菟丝子和猪笼草 菟丝子：没有叶绿体，营寄生生活，属于消费者； 猪笼草：能够进行光合作用，也能捕食昆虫，但它并不从昆虫身上 吸收有机物和能量，而是通过一系列活动将昆虫分解成无 机物后再吸收利用（如：N元素等），所以它属于生产者。 菟丝子 猪笼草 考点三 生态系统的营养结构 ①生物之间由于食物关系而形成的一种联系。不包括分解者和非生物的物质和能量。 第四营养级 第三营养级 第二营养级 第一营养级 初级消费者 三级消费者 次级消费者 生 产 者 绿色植物 蛇 青蛙 昆虫 ②每条食物链起点是生产者，终点是不被其他动物所食的动物（最高营养级） ③营养级处于食物链某一环节上的各种生物的总和（所以生物） ④食物链中营养级一般不超过5个，因为沿食物链流动的能量是逐级递减的 生产者总是为第一营养级。 营养级等级=消费者等级+1 1.食物链（捕食食物链） 某个地区的食物链会不会发生改变呢？ 生物发育不同阶段及不同季节食性改变后，动物的迁入和迁出 知识总结 注意 1.只存在生产者和消费者，它们通过捕食关系相联系； 2.从生产者开始，到最高营养级为止； 3.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，也不一定是某种种群。 生态系统的营养结构【生命观念】 考点三 生态系统的营养结构 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：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 ，也可能被 所食。 ③功能：是生态系统 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 ；食物网中，两种生物之间的种间关系除了捕食，还有 。 ⑤食物链中的捕食关系是长期 形成的通常不会逆转。 ⑥某一营养级的生物所代表的是该营养级的 ，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群。 自然选择 所有生物 多种植物 多种肉食性动物 物质循环和能量流动 竞争 营养级 ⑦营养级越高，生物体内毒素、放射性越强 生物富集 考点三 生态系统的营养结构 2.食物网 植 物 狐 鼠 兔 鹰 蛇 1.鹰占___个营养级,分别为____________________。 2.鹰和蛇的种间关系为_ _________。 3.调查兔的种群密度可以用______________。 4.大量捕捉兔会导致鼠的数量________，原因是________________________________。 5.使用杀虫剂DDT后，土壤和水中都出现少量DDT，生物体中_____含量最高，原因是_ _____________________________________。 2 第三、第四营养级 捕食和竞争 标志重捕法 下降 狐的食物来源变少，会捕食更多的鼠 DDT 鹰 DDT沿食物链积累，最高营养级的鹰含量最多 6.食物网越复杂，生态系统越 ， 抵抗外界干扰的能力 。 稳定 越强 知识总结 注意 1.同一消费者可以占有一个或多个营养级； 2.种间关系只可能出现捕食或竞争关系； 3.食物网的复杂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。 生态系统的营养结构【生命观念】 【小结】 生态系统 生态系统的组成成分（四种） 生态系统 的结构 生态系统的营养结构（食物链和食物网） 物质循环 生态系统的功能 能量流动 信息传递 若青蛙突然减少，请分析食物网中蛇，兔以及鹰的数量变化情况。 兔 鹰 蛇 青蛙 食草昆虫 绿色植物 食草鸟 若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少， 鹰通过增加捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少， 因鹰不只捕食蛇一种生物，它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。 某物种所处营养级降低时，数量将增加？？？ 重难突破 1.食物链（网）中各营养级生物数量变动情况分析 重难突破 1.食物链（网）中各营养级生物数量变动情况分析 2）“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但从长时间来看，会先增加后减少，最后趋于稳定，简单记为：“如果天敌患了病，先增后减再稳定”。 1）若处于食物链中第一营养级的生物（生产者）数量减少，整个食物链中的其他生物都会减少，简单记为：“一级生物若减少，其他生物跟着跑。” 技巧突破 食物网中食物链的计数： 从生产者开始，按顺序逐条计数，一直数到最高营养级。 技巧突破 食物网中生物数量的变化： 重难突破 1.食物链（网）中各营养级生物数量变动情况分析 ②最高营养级的生物种群数量相对稳定原则，即当处于最高营养级的生物种群的食物有多种来源时，若其中一条食物链中某种生物减少，该种群的数量不会发生较大变化。 ③在食物网中，当某种生物因某种原因而数量减少时，对另一种生物数量的影响，沿不同的食物链分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。 3）若处于中间营养级的生物数量减少，则这种生物数量的变化视具体食物链而定： “中间生物被捕杀，不同情况要分家”。大体遵循如下思路： 若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少，鹰通过增加捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少，因鹰不只捕食蛇一种生物，它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。 ①生产者数量相对稳定原则，即消费者某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。 2.构建食物链的一般方法 重难突破 (1)根据种群数量变化曲线图构建 (2)根据所含能量(生物量)构建 ①分析依据：根据相邻营养级间能量传递效率约为10%～20%，可推测能量相差在5倍以内，很可能为同一营养级。 ②分析结果： 图2生物可形成一条食物链：丙→甲→乙→丁 图3生物可形成食物网： ①分析依据：生物的富集作用。重金属、农药等有害物质被生物体吸收后难以排出体外，所以此类物质会随着食物链逐级积累，即营养级越高的个体中含有有害物质的量越多，其含量往往是上一营养级个体含量的5～10倍。 ②分析结果： (3)根据生物体内有害物质的浓度“由少到多”构建食物链(网)。 生物体 A B C D E 有机汞浓度/ppm 0.06 7 0.51 68 0.39 2.构建食物链的一般方法 重难突破 教材深挖拓展 1. 在某生态系统中，一条食物链上一般不超过5个营养级，试表述原因。 提示：生态系统的能量随营养级升高而沿食物链流动逐级递减，流经5个营养级后所剩下的能量不足以再维持一个种群生存的最小需要量。 2. 错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定的重要条件。在一个较小的草原生态系统中，由于气候原因导致种群数量很少的一种昆虫在该草原绝迹，但是对该生态系统中其他物种的数量基本没有影响，其原因是什么？ 提示：该种昆虫在食物网中的位置可能被其他同营养级的物种替代。 3. 在农田、果园等人工生态系统中，人们可以通过增加或延长食物链来提高生态系统的稳定性，同时获得更多的产品吗？为什么？ 提示：可以。农田和果园等人工生态系统食物链单一，自身稳定性差，易受病虫害破坏。通过研究生物之间的相互关系，增加或延长食物链，使之成为立体农田或立体果园，可以提高生态系统的稳定性，同时获得更多的产品。例如，水田养鱼、果园养鸡等。 4.(高考真题)在生态系统中消费者的作用是________________________________ ___________________________________________________________________ _____________ (答出两点即可)。 加快生态系统物质循环；对于植物 的传粉和种子的传播等具有重要作用；调节种间关系；维持群落和生态系 统的稳定性 1.我国谚语中的“螳螂捕蝉,黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中,捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是(　　) A.鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量 B.该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者 C.鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节 D.鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向 2.在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感性认识和经验，并形成了一些生态学思想，如：自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是(　　) A.生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律 B. 若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用 C. “退耕还林、还草”是提现自然与人和谐统一思想的实例 D. 人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准 C B 自习课默写内容 1.生态系统：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统 2.生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构，前者包括：非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者，后者包括：食物链和食物网。 3.生产者的作用：主要是绿色植物通过光合作用，固定太阳能制造有机物。太阳能变成化学能，被生物所利用。 4.消费者的作用：加快生态系统物质循环，对植物的传粉和种子的传播等具有重要作用 5.分解者的作用：将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物 6.食物网：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 1 3 真题再现 4 生态系统的能量流动 生态系统的物质循环与信息传递 生态系统的结构 第一讲 生态系统的结构和功能 能量流动——生态系统中能量的输入、传递、转化、散失的过程。 考点一 能量流动的概念 输入 传递 转化 散失 源头： 流经生态系统的总能量： 途径： 形式： →有机物中的 → 。 形式： 过程： 太阳能 生产者固定的太阳能的总量 食物链和食物网 有机物中的化学能 太阳能 化学能 热能 最终以热能形式散失 呼吸作用 生态系统 输入 输出 输入>输出 增长 输入=输出 稳定 输入<输出 衰退 太阳能只能通过绿色植物的光合作用进入生物群落，并以有机物中的化学能形式存在。( ) 以热能形式散失的这部分能量对生物体没有任何作用。( ) × × 太阳能或 现成有机物质 考点二 第一营养级的能量流动分析 生产者固定的太阳能总量 用于自身的生长发育和繁殖等生命活动 未利用 呼吸作用以热能形式散失 流向下一营养级初级消费者 （植食性动物） 分解者利用 1%(可见光的形式） 固定(同化) 被大气层所吸收、散射和反射掉了 99% 注意：2去向、 3去路、4去向 注　①图中第一营养级生产者固定的太阳能中，一部分能量用于呼吸消耗，余下的用于自身的生长、发育和繁殖，即积累的能量。 ②未被利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗，也未被下一个营养级和分解者利用的能量。 考点三 第二营养级的能量流动分析 初级消费者 同化量 用于自身的生长发育和繁殖等生命活动 未利用 流向下一营养级次级消费者 （肉食性动物） 分解者利用 呼吸作用以热能形式散失 初级消费者 摄入量 粪便量 上一营养级的同化量被分解者分解 同化量=摄入量-粪便量 兔吃草后排出的粪便中的能量是兔同化量的一部分。( ) 绿色植物没有摄入量，最高营养级能量没有流入下一营养级。( ) × √ 注意：根据题意，要加“的能量” 同化量＝呼吸作用以热能形式散失的能量＋用于自身的生长发育和繁殖等生命活动的能量 =呼吸作用以热能形式散失的能量+流向分解者的能量＋流向下一营养级的能量（＋未被利用的能量） 知识总结 3.流经某一营养级的能量（以A→B为例） 未被捕食量 被捕食量 (种群B真正得到的) 未同化量 （粪便） 同化量 未摄入量 摄入的量 呼吸作用以热能形式散失 自身生长、 发育和繁殖 被分解者分解 流入下一营养级 保留在生物体内 （未利用） （仍属种群A） 能量流动【生命观念、科学思维】 呼吸作用以热能形式散失 未被利用 流向分解者 用于自身的生长发育和繁殖等生命活动 某一营养级同化量 [2019·全国卷Ⅱ，31，节选]回答下列与生态系统相关的问题。 (1)在森林生态系统中，生产者的能量来自于_____________________________， 生产者的能量可以直接流向______________(答出2点即可)。 (1)太阳能　初级消费者、分解者 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：看该消费者是否有“→”指向粪便。 (2)实例：图甲中箭头①指的是 ； 若没有箭头③，则①代表的是 。 摄入量 同化量 2．某一营养级指向的能量去向 图甲中能量①(摄入量)＝ ＋兔子中现存能量；图乙中能量W1为该营养级的 ，等于 (其中B1为现存未被利用的能量)。 ②＋③＋④＋⑤ 同化量 A1＋B1＋C1＋D1 3．某营养级同化能量的两种分析方法 （1）同化量 呼吸作用中以热能的形式散失，如图乙中的A1 用于自身生长、发育、繁殖等生命活动，如图乙中的B1+C1+D1 （B1为现存未被利用的能量，C1为流向分解者，D1为流向下一营养级） （2）同化量 未被利用的，如乙图中的B1 被利用的，如乙图中的A1+C1+D1 能量流动【生命观念、科学思维】 1）能量流动的渠道是_________________。 2）能量散失的途径是各种生物的___________（代谢过程）。 3）流动过程中能量的转化是太阳能→___________________→_______。 食物链和食物网 呼吸作用 有机物中的化学能 热能 考点四 能量流经生态系统的过程 考点四 能量流经生态系统的过程 生产者 （植物） 呼吸作用 初级消费者 （植食动物） 呼吸作用 次级消费者 （肉食动物） 三级消费者 （肉食动物） 呼吸作用 分解者 呼吸作用 太阳能 呼吸作用 各营养级能量来源和去向 来源 去向 生产者的同化量来自 消费者的同化量来自 太阳能 上一营养级的同化量 自身呼吸消耗 流向下一营养级 被分解者利用 （即下一营养级的同化量） （未被利用） 【例】（2020年全国Ⅲ）假设某种蓝藻（A）是某湖泊中唯一的生产者，其 密度极大，使湖水能见度降低。某种动物（B）是该湖泊中唯一的消费者。 回答下列问题： （2）画出该湖泊生态系统能量流动的示意图： 考点五 能量流动的特点及意义 原因：①生物之间食物关系是不可逆转的 ②散失的热能不能被生物体再利用 能量流动的特点 原因： ①各营养级生物的呼吸作用消耗 ②各营养级能量都会有一部分流入分解者 ③未被利用的能量 美国生态学家 林德曼 （1915-1942） 林德曼研究能量流动的赛达伯格湖 ①相邻两个营养级间的能量传递效率为10%-20%； ②营养级越多，在能量流动中消耗的能量越多； ③营养级越高，得到的能量越少； ④生态系统中能量流动一般不超过4-5个营养级。 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 能量传递效率的应用 1.在食物链中，若题干未作具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%，则： 例：在下图的食物链中，A增重1kg，C最少增重多少，最多增重多少？若已知为C,求消耗A呢？ A→B→C ①C增重最少，为1kg×10%×10%＝1/100kg C增重最多，为1kg×20%×20%＝1/25kg ②消耗A最多，为1kg÷10%÷10%＝100kg 消耗A最少，为1kg÷20%÷20%＝25kg 能量传递效率的应用 2.在能量分配未知时，计算某一生物获得的最多（或最少）能量： 例：在右图的食物网中，A增重1kg，C最少增重多少kg，最多增重多少kg？ ①C增重最少，按最长食物链，最低传递效率： 1kg×10%×10%×10%×10%＝1/10 000kg ②C增重最多，按最短食物链，最高传递效率： 1kg×20%×20%＝1/25kg 能量传递效率的应用 2.在能量分配未知时，计算某一生物获得的最多（或最少）能量： 例：在右图的食物网中，C增重1kg，至少消耗A多少kg，最多消耗A多少kg？ ①消耗A最少，按最短食物链、最高传递效率： 1kg÷20%÷20%＝25kg ②消耗A最多，按最长食物链、最低传递效率： 1kg÷10%÷10%÷10%÷10%＝10 000kg 高 ÷ ÷ 低 能量传递效率的应用 3.在能量分配比例已知时，先根据题意写出相应的食物链，再根据能量流动效率，再按比例分别计算，最后相加。 例：在右图的食物网中，如果C从B、F中获得的能量比为3∶1，C增重1kg，则最少需要消耗A多少kg？ 消耗A最少，按最高传递效率20%计算： 沿食物链A→B→C逆推： 3/4kg÷20%÷20%＝75/4kg 75/4kg+625/4 kg=175kg 900 g 595 g 第二营养级传递给第三营养级的传递效率 生产者固定的总能量 流经该生态系统的总能量 2.5/16 ×100% =15.6% 14+3+23+70=110 110+19=129 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形状 每一阶 含义 每一营养级生物所含能量的多少 每一营养级生物个体的数目 每一营养级生物的有机物总量 象征 含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐步递减 一般生物有机物的总质量沿食物链升高逐级递减 特点 正金字塔形 一般为正金字塔形，也有倒金字塔 一般为正金字塔形 生态金字塔 只有生产者和消费者 考点五 能量流动的特点及意义 能量金字塔是指将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高绘制成金字塔图形 考点五 能量流动的特点及意义 蛇 食虫鸟 食草昆虫 水稻 牛 蛙 鼠 【讨论】从生态系统能量流动的角度分析，有哪些措施可以提高生态农业园的收益？ ①从能量的去路思考 ②从种间竞争思考 ③从“变废为宝”思考 从种间竞争思考： 专家还建议适量引入蛇，有助于提高水稻产量。 原理是什么？ 从“水稻→鼠→蛇”这条食物链分析，引入蛇使鼠的数量减少，从而增加水稻的产量。 从“变废为宝”思考： ①将秸秆做饲料喂牛 ②将秸秆直接发酵，产生沼气 →牛产生粪便可作为作物肥料或发酵成沼气 考点五 能量流动的特点及意义 ①实现对能量的多级利用，大大提高能量利用率。 如：秸秆的多级利用、桑基鱼塘 ②合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 如：对农田除草、灭虫、灭鼠使能量多流向牛 能量利用率≠能量传递效率 能量利用率是指流入人体中的能量占生产者能量的比值， 或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。 研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划、设计 ,使能量得到最有效的利用 人工生态系统 草场中，放养的牲畜过少不能充分利用牧草所提供的能量；放养牲畜过多则会造成草场的退化、畜产品产量下降。为保证畜产品的持续高产须_______。 根据草场的能量流动特点，合理确定草场的载畜量 【知识拓展】（一）某一营养级的能量去向 1.定量不定时：①自身呼吸消耗；②流入下一营养级（最高营养级 除外）；③被分解者分解。 2.定量定时：①自身呼吸消耗；②流入下一营养级（最高营养级除 外）；③被分解者分解；④未利用（规定时间内暂时未利用的， 例如：保留在生物体内的部分） 【知识拓展】（二）能量流动中的定值计算 1.已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需 按具体数值计算。例如，在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分 别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。 2.如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获 得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食 物链进行计算后合并。 【知识拓展】（三）能量传递效率与能量利用率的区别 能量传递效率体现的是能量流动过程中所遵循的客观规律, 不能随意改变；但能量利用率可以人为改变，例如,充分利用作 物秸科就可以提高能量利用率。 教材深挖拓展 1. 生态系统的能量流动和转化_______（填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律，其理由是__________________________________________________ _______________________________________________________________ _____________________________。 遵循 能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体有机物）中，而另一部分未被利用、散发至无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等 2. 一只狼捕食了一只兔子，该狼获得了兔子能量的10%～20%吗？ 提示：不是。能量传递效率针对的是相邻两个营养级中的所有生物，不针对个体。 3. 农业生态系统中，沼渣、沼液作为肥料还田，能使能量循环利用吗？ 提示：不能。沼液和沼渣可以为农作物提供肥料，沼气池发酵产生的沼气又能成为人类的能源物质，实现了能量的多级利用，而能量不能循环利用。 4. 研究能量流动，调整能量流动关系，可使生产者固定的能量全部流向人类，对吗？ 提示：不对。由于在各营养级中都存在生物的细胞呼吸，通过细胞呼吸，部分能量会以热能的形式散失，因此研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量尽可能多地流向对人类最有益的部分，但做不到全部流向人类。 5.(生产实践)从能量流动角度分析农田除草、除虫的目的：_________________ ____________________________________________________。 6.(科学思维)生态系统的能量单向流动的原因：___________________________ __________________________________________________________。 7.(科学思维)生态系统的能量流动逐级递减的原因：_____________________ __________________________________________________________________ __________________________________________。 调整生态系统中的能 量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 食物链中的捕食关系是长期自然 选择的结果，不能逆转；生产者不能再利用散失的热能 某个营养级同化的能量自 身呼吸要消耗一部分，还有一部分被分解者利用，还有一部分能量未被利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级 教材深挖拓展 （2021·江西南城县第二中学高二月考）在如图所示的食物网中，假如猫头 鹰的食物有1/5来自兔，2/5来自鼠，2/5来自蛇，那么猫头鹰若增加10g体重，最少需要消耗植物（　C　） A.600g B.4600g C.650g D.5600g 变式训练 【答案】C 【解析】已知高营养级的能量，求低营养级能量时，需最少能量应按照传递 效率为20%来计算。假如猫头鹰的食物有1/5来自兔，2/5来自鼠，2/5来自 蛇，那么猫头鹰若增加10g体重，根据食物链：植物→兔→猫头鹰，至少需要消耗植物1/5×10÷20%÷20%=50g； 根据食物链：植物→鼠→猫头鹰，至少需要消耗植物2/5×10÷20%÷20%=100g； 根据食物链：植物→鼠→蛇→猫头鹰，至少需要消耗植物 2/5×10÷20%÷20%÷20%=500g。 综合以上可知至少需要消耗植物50+100+500=650g，C正确。故选C。 2 1 3 真题再现 4 生态系统的能量流动 生态系统的物质循环与信息传递 生态系统的结构 第一讲 生态系统的结构和功能 考点六 生态系统的物质循环 1.概念： 组成生物体的 ，都不断进行着 ，又从生物群落到无机环境的 过程。 C、H、O、N、P、S等元素 从无机环境到生物群落 循环 物质：___________________________ 循环发生在：____________________ 范围：___________________________ 特点：___________________________ 组成生物体的化学元素 生物群落和无机环境之间 生物圈 循环性、全球性 生态系统的物质循环中所说的“生态系统” “物质”不是化合物，而是指组成生物体的化学元素 化学元素 生物群落 全球性 考点六 生态系统的物质循环 2.碳循环 ① ② ③ ⑤ ④ 动植物遗体和排遗物 大气中的CO2库 生产者 消费者 分解者 化石燃料 呼吸作用 光合作用 呼吸作用 捕食 微生物分解作用 燃烧 大气中CO2的来源： 大气中CO2的去路： 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 主要是绿色植物的光合作用 （化能合成作用） 双向 ① ② ③ ⑤ ④ 动植物遗体和排遗物 大气中的CO2库 生产者 消费者 分解者 化石燃料 呼吸作用 光合作用 呼吸作用 捕食 微生物分解作用 燃烧 考点六 生态系统的物质循环 2.碳循环 C在无机环境中的主要存在形式： CO2和碳酸盐 C在生物群落的主要存在形式： 含碳有机物 C在生物群落与无机环境之间的循环形式： CO2 C在生物群落中的传递途径： 食物链和食物网 C循环异常导致最常见的结果： 温室效应 光合作用和某 些微生物的化能合成作用 呼吸作用，以及化石燃料 考点六 生态系统的物质循环 2.碳循环 ——温室效应 大气 气温升高 植树造林 化石燃 料的燃烧 清洁能源 秸秆还田　 考点六 生态系统的物质循环 3.氮循环 简述土壤中的NH3如何被植物的根吸收利用的： _______________________________________________________________ ______________________________________________________。 土壤中的NH3经硝化细菌的作用，NH3→NO2-→NO3-。NO3-被 植物根细胞以主动运输的方式吸收，用于合成蛋白质等物质。 某兴趣小组进行了另一组实验，发现氮肥施用量相同时，透气高的土壤更利于提高玉米的产量，原因是_______________________________________________________________ ______________________________________________________。 透气高的土壤有利于根部细胞的有氧呼吸，为主动运输吸收无机盐 离子提供能量。 考点六 生态系统的物质循环 4.物质循环与能量流动的关系 能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，两者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割，形成一个统一的整体。 能量流动 物质循环 形式 过程 特点 范围 联系 光能→化学能→热能 化学元素(无机物 ⇄有机物) 单向流动、逐级递减 全球性、循环性 生态系统的各营养级 生物圈 ①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解等过程。 ②能量流动和物质循环都是通过食物链和食物网的渠道实现的。 ③物质是能量沿食物链(网)流动的载体 。 ④能量是物质在生态系统中往复循环的动力。 沿食物链(网)单向流动 在无机环境和生物群落间往复循环 间接 生产者 分解者 C 【知识拓展】（一）碳循环的破坏——温室效应 1.形成原因：煤、石油等化石燃料的大量燃烧，导致大气中的二氧 化碳含量迅速增加，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。 3.解决途径 （1）减少化石燃料的使用，开发清洁能源。 （2）大力植树造林。 【知识拓展】（二）碳循环图解中各成分的判定方法 1.图中双向箭头代表生产者、大气中的CO2库，其中其他所有成分都 指向的为大气中的CO2库，即C为大气中的CO2库，A为生产者。 2.除了C之外，有最多被指向箭头的为分解者，即B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D，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，图丙 蕴含的食物链为A→D→E→F。 重难突破 1.“箭头分析法”分析常见物质循环模型 (1)“三看法”快速判断 (2)模式图常见形式分析 ①图1中，A为生产者，B为大气中CO2库，C为消费者，D为分解者。 ②图2中，A为生产者，B为大气中CO2库，C为初级消费者，D为次级消费者，E为分解者。 ③图3中，E为生产者，A为大气中CO2库，B、D、F为消费者，C为分解者。 2.物质循环与能量流动关系分析 重难突破 考点七 生态系统的信息传递【生命观念、科学思维】 1.信息的概念：指日常生活中，可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。 【思考】如果你是一个农场经营者，种植了一些粮食作物，栽培了多种果树，同时还饲养着优质的家禽、家畜等。你将利用哪些与信息传递有关的措施来提高各类农畜产品的产量？ ①利用光信息调节和控制生物的生长和发育。根据各种植物的广州其特性和经济利用部分的不同，人工控制广州其达到早熟高产。 ②家禽饲养时，延长光照时间，提高产蛋率。 ③果树栽培时，利用人工合成的昆虫信息素诱捕或警示害虫，降低害虫的种群密度。 ④利用植物可以分泌化学信息素来吸引昆虫的特性，利用人工合成的各种化学信息素，吸引传粉昆虫，提高果树及作物的结实率。 考点七 生态系统的信息传递 2.生态系统中信息的种类 物理信息 种类 实例 温度 光 电 湿度 磁力 鸟鸣叫 蜘蛛网振动 植物开花 萤火虫发光 蝙蝠回声定位 物理信息、化学信息、行为信息 考点七 生态系统的信息传递 2.生态系统中信息的种类 化学信息 种类 实例 生物碱 昆虫 外激素 有机酸 植物分泌针对捕食者的化学物质 黄鼠狼放臭屁 狗撒尿进行标记 物理信息、化学信息、行为信息 考点七 生态系统的信息传递 2.生态系统中信息的种类 物理信息、化学信息、行为信息 行为信息 种类 实例 求偶炫耀 蜜蜂跳舞 孔雀开屏 公鸡争夺配偶 鸳鸯戏水 蜜蜂跳舞 性外 激素 同种 或异种 动物 考点七 生态系统的信息传递 2.生态系统中信息的种类 下列各项分别属于哪种信息？ ①蜘蛛网的振动 ②飞蛾扑火 ③植物分泌的化学物质 ④适宜日照使植物开花 ⑤昆虫发出的声音 ⑥公鸡求偶炫耀 ⑦蓟的刺 ⑧鸟类鸣叫 物理信息：__________________________ 化学信息：__________________________ 行为信息：__________________________ ①②④⑤⑦⑧ ③ ⑥ 1.生态系统中的各种信息均可来自于无机环境，传递方向为双向。( ) 2.信息传递可以在同种生物间进行，也可以在不同种生物间进行，以及生物与环境之间进行。( ) 3.激素在不同细胞之间完成信息传递也属于生态系统的信息传递。( ) × × √ 生态系统的信息传递范围 细胞间信息传递不属于 考点七 生态系统的信息传递 3.信息传递在生态系统中的作用 【实例1】 【实例2】 根据实例1和实例2，分析信息传递与生命活动的正常进行有什么关系？ 生命活动的正常进行，离不开信息的作用。 蝙蝠的回声定位 莴苣种子必须接受某种波长的光才萌发 考点七 生态系统的信息传递 3.信息传递在生态系统中的作用 【实例3】 许多动物都能在特定时期释放用于吸引异性的信息素，用来传递性信号。 当日照时间达到一定程度时植物才能开花！ 【实例4】 根据资料3和资料4，分析信息传递在种群繁衍过程中起什么作用？ 通过信息传递，雌雄个体能相互识别、交配，保证种群的繁衍。 生物种群的繁衍,也离不开信息的传递。 考点七 生态系统的信息传递 3.信息传递在生态系统中的作用 【实例5】 从资料5可知信息传递在种间关系中起什么作用？ 信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。 在草原上，当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了采食的信息；森林中，狼能够依据兔留下的气味去猎捕后者，兔同样也能够依据狼的气味或行为特征避开猎捕。。 知识总结 2.功能： （1）维持正常生命活动；（个体） （2）影响种群的繁衍；（种群） （3）调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。（生态系统） （三）信息传递【生命观念、科学思维】 3.特点：往往具有双向性。 考点七 生态系统的信息传递 4.信息传递在农业生产中的应用 ①提高农产品或畜产品的产量 ②对有害动物进行防治 考点七 生态系统的信息传递 4.信息传递在农业生产中的应用 化学防治 机械防治 生物防治 措施 喷施化学药剂等 人工捕捉等 引入天敌、寄生虫或使用信息素等 优点 ①作用迅速 ②短期效果明显 ①无污染 ②见效快，效果好 ①效果好且持久 ②成本低，无污染 缺点 ①害虫抗药性增强 ②杀灭害虫天敌，破坏生态平衡 ③污染环境 ①费时费力 ②对体型很小的害虫无法实施 ①天敌数量不确定 ②寄生虫专一性强 项目 能量流动 物质循环 信息传递 特点 范围 途径 地位 单向流动逐级递减 循环性 全球性 往往是双向的 生态系统各营养级 生物圈 生物之间 生物与环境之间 食物链和食物网 多种 生态系统的动力 生态系统的基础 决定能量流动和物质循环的方向和状态 同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体 知识总结 5.物质循环、能量流动和信息传递的关系 （三）信息传递【生命观念、科学思维】 教材深挖拓展 1.温室效应产生的主要原因是什么？缓解措施有哪些？（至少写两点） 提示：温室效应主要与人类对化石燃料利用过度有关。缓解温室效应的措施主要有植树造林、减少化石燃料的燃烧、开发新能源等。 2. 氮元素在生物群落与无机环境间能否循环利用？请解释需不断向农田中施加氮肥的原因。 提示：能。农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量和效益，使能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要不断向农田中施加氮肥，这与物质循环并不矛盾。 3. 化学防治对有害动物进行控制的缺点有哪些？ 提示：化学防治易使有害动物产生抗药性，使防治效果下降，同时会污染环境，成本也较高。 4. 在苹果园放置一个电子仪器有助于蜜蜂的传粉的原因：___________________________________________________。 能够产生蜜蜂跳圆圈舞和摆尾舞相同频率的振动或声音 5.狼能依据兔留下的气味去捕食后者，兔同样也能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕，这说明信息能__________________________________________。 6.昆虫分泌性外激素引诱异性，说明____________________________。 7.莴苣、茄、烟草的种子必须接受某种波长的光信息，才能萌发说明________ ____________________________。 调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定 种群的繁衍离不开信息的传递 生命活动 的正常进行，离不开信息传递 自习课默写内容 1.能量流动：生态系统中能量的输入、传递、转化、散失的过程。 2.同化量＝呼吸作用以热能形式散失的能量＋用于自身的生长发育和繁殖等生命活动的能量=呼吸作用以热能形式散失的能量+流向分解者的能量＋流向下一营养级的能量＋未被利用的能量 3.能量流动的特点：单向流动、逐级递减 4.能量金字塔：将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高绘制成金字塔图形 5.能量流动的意义：实现对能量的多级利用，大大提高能量利用率。合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 6.物质循环：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。 7.生态系统中信息的种类：物理信息、化学信息、行为信息 8.防治手段：化学防治、机械防治、生物防治。 9.生态系统信息传递的作用：生物种群的繁衍,也离不开信息的传递。生命活动的正常进行，离不开信息的作用。信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。 10.信息传递在农业中的应用：提高农产品或畜产品的产量，对有害动物进行防治。 2 1 3 真题再现 4 生态系统的能量流动 生态系统的物质循环与信息传递 生态系统的结构 第一讲 生态系统的结构和功能 1. [2020课标全国Ⅲ，6，6分]生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述，错误的是 ( ) A. 消费者没有参与碳循环的过程 B. 生产者的光合作用是碳循环的重要环节 C. 土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节 D. 碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环 A 真题再现 2. [2019课标全国Ⅱ，6，6分]如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔，则只有两个营养级的夏季草原生态系统（假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊）和森林生态系统 （假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫）数量金字塔的形状最可能是( ) A. 前者为金字塔形，后者为倒金字塔形 B. 前者为倒金字塔形，后者为金字塔形 C. 前者为金字塔形，后者为金字塔形 D. 前者为倒金字塔形，后者为倒金字塔形 A [解析] 夏季草原生态系统中，第二营养级羊的数量远少于第一营养级牧草的数量，其数量金字塔为金字塔形，而森林生态系统中，第二营养级昆虫的数量远多于第一营养级乔木的数量，其数量金字塔为倒金字塔形，故A正确，B、C、D错误。 3. [2019海南，25，2分]假设在某岛屿上多年来总是存在一个约由m只狼组成的狼群、一个约由n只狼组成的狼群和若干只单独生活的狼。下列说法错误的是( ) A. 该岛上的狼能够依据猎物留下的气味信息追捕猎物 B. 狼从猎物获得的能量大于猎物从生产者获得的能量 C. 岛上狼的总数可能已接近该岛允许狼生存的最大数量 D. 从岛上狼的数量相对稳定可推测岛上环境条件相对稳定 B [解析] 猎物的气味信息属于化学信息，可以为狼追捕猎物提供依据，A正确；由于相邻两个营养级之间的能量传递效率为10%～20%，能量流动逐级递减，因此猎物从生产者获得的能量大于狼从猎物获得的能量，B错误；由于岛上狼的数量长期稳定在m+n+若干只，说明岛上狼的总数可能已接近该岛允许狼生存的最大数量即环境容纳量，C正确；从岛上狼的数量多年来保持相对稳定，可推测岛上环境条件相对稳定，若环境条件变化较大，则狼的数量会出现较大变化，D正确。 4. [2020课标全国Ⅲ，31，9分]假设某种蓝藻（A）是某湖泊中唯一的生产者，其密度极大，使湖水能见度降低。某种动物（B）是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问题： 1）该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是_______ _____________________________（答出2点即可）。 水体富营养化，没有其他生产者的竞争 2） 画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。 3） 假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物（C）后，C种群能够迅速壮大，则C和B的种间关系是_______。 竞争 5. [2018课标全国Ⅱ，31，11分]大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用，这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题： 1）当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级有可能增加。生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是___________ ___________________________________________________________________。 生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少 2） 如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的可能原因是______ _________________________________________________________________________________（答出一点即可）。 甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多 3）若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有______________________________________________(答出两点即可)。 大型肉食性动物捕食野猪；野猪因恐惧减少了采食 谢谢观看! $$