2025届高三生物二轮复习课件 17生态系统

生态系统 ——建构生态系统结构、功能与生态平衡 1.研读教材，围绕生态系统的结构与功能构建本单元的思维导图，用自己说出生态系统稳定性与结构和功能的联系。 2.结合材料，构建生态系统物质循环和能量流动的过程模型，总结生态系统功能特点。 3.以江南水乡小城为例，从物质与能量观，稳态与平衡观的角度，说出该生态系统能够维持平衡的机制。 试卷 分值 题型 核心知识 核心素养 2021江苏 T9 2 单选 生态系统的功能 科学思维：生态系统中信息的种类 2022江苏T12 2 单选 生态系统结构与功能 生命观念：通过调整生态系统的结构来影响生物富集现象 2022江苏T17 3 多选 生态系统结构稳定性 科学思维：生态系统的组成成分；抵抗力稳定性和恢复力稳定性； 2021山东T10 2 单选 生态系统的结构 科学思维：生态系统中信息的种类、作用及传递过程；信息传递在农业生产中的应用 2021山东T24 10 非选择题 生态系统的功能 生命观念和科学思维：生态系统的组成成分；能量流动的相关计算；生态金字塔的种类及特点；物质循环与能量流动的关系 2022山东T11 2 单选 生态系统的结构 科学思维：从生态系统的功能角度对比稻田养鸭与普通稻田所产生的经济效益 2023山东T13 2 单选 生态系统的功能 科学思维：根据某浅水泉微型生态系统中能量情况表对能量的去向和传递效率进行计算 2023湖南 T4 2 单选 生态系统的功能 生命观念：以“油菜花开陌野黄，清香扑鼻蜂蝶舞”为情境考查生态系统中信息传递，种间关系，生物与生物间的进化关系。 2023湖南T13 3 不定项 生态系统的稳定性 科学思维：党二十大报告为情境考查生茶生态系统的稳定性 2023浙江T21 10 非选择题 生物与环境的关系 科学探究：不同生态系统对生态发展的影响，喷施杀虫剂对生态系统发展的影响 水域生态系统 海洋生态系统 淡水生态系统 草原生态系统 森林生态系统 冻原生态系统 荒漠生态系统 农田生态系统 人工林生态系统 果园生态系统 城市生态系统 生态系统的类型 陆地生态系统 自然生态系统 人工生态系统 生态系统：在一定空间内，生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。最大的生态系统—生物圈 生物个体 种群 群落 +无机环境 生态系统 相同 全部 最大 生物圈 生态系统的结构—组成成分 1.非生物的物质和能量必备成分 ①主要成分：阳光、热能、土壤、温度、水、空气、无机盐等。 ②作用：为生物提供物质和能量，是生物群落赖以生存和发展的基础。 2.生产者生态系统的基石 ①生物类群：自养生物，主要是绿色植物，还包括光合细菌和化能合成细菌。 ②作用：把无机物合成有机物，太阳能转变成可被生物利用的化学能。 ③生态位：是生态系统的主要成分。为消费者提供食物和栖息场所。 3.消费者最活跃的成分 ①生物类群：异养生物。主要是动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等。 ②作用：将有机物转化为无机物，加快生态系统的物质循环。 ③生态位：帮助植物传粉和传播种子。 4.分解者物质循环的关键成分 ①生物类群：异养生物。主要是营腐生生活的细菌、真菌，其次是腐生动物等。 ②作用：分解有机物的主要途径。 ③生态位：把动植物遗体、排出物和残落物中复杂的有机物分解成简单的无机物，归还到无机环境中。 [特别提醒] (1)三类“不一定” ①生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌)， 植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者)。 ②消费者不一定是动物(如菟丝子营寄生生活的微生物等)， 动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体或排遗物为食的腐生动物属于分解者)。 ③分解者不一定是微生物(如蚯蚓、蜣螂等动物)， 微生物不一定是分解者(如硝化细菌、蓝细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者)。 (2)两类“一定” ①生产者一定是自养型生物，自养型生物一定是生产者。 ②营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是营腐生生活的生物。 非生物环境、生产者、分解者是生态系统的必备成分 连接生命世界和无机自然界的两个重要环节? 生产者和分解者 生产者 分解者 光合作用 化能合成作用 呼吸 呼吸 呼吸 捕食 残枝败叶、遗体 尸体、粪便 非生物的 物质与能量 消费者 生态系统四种组成成分之间的关系 食物链 草 兔 狐 狼 生态系统 的成分 营养级别 营养状况 重要作用 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 自养 异养 异养 异养 ①反映了生态系统的营养结构 ②维持着生态系统的功能和稳态 ②食物链中各种生物营养级的对应关系 （二）食物链和食物网 1.食物链 ①概念：在生态系统中，各种生物之间由于捕食关系而形成的一种联系。 思考：食物链的成分？起点？ 7 食物链（网）的构建 营养级 A B C D 能量(Pg) 15.9 870.7 1.9 141.0 乙→丙→甲 B→D→A→C 生物体 A B C D E 有机汞浓度/ (mg·L－1) 0.05 7 0.51 68 0.39 丙→甲→乙→丁 螳螂捕蝉，黄雀在后 树→蝉→螳螂→黄雀 2、食物网 （1）概念：一个生态系统中，食物链彼此交错连接成的复杂营养关系，就是食物网。 草 兔 鹰 草 兔 狐 草 鼠 狐 草 鼠 鹰 草 鼠 蛇 鹰 各种生物处营养级的级别,是否一成不变？ 不是。同一消费者在不同食物链中，可能处于不同营养级。 （2）食物网图例 食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力越强。 食物链(网)中各营养级生物数量的变动分析 1.绿色植物变少，蛇？ 2.蛇减少，青蛙？兔？鹰？ 注意： 1、从上向下分析 2、种间关系越简单，影响越大 食物链和食物网的功能： ①错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定的重要条件。   ②是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动的渠道。 注意： （1）一条完整的捕食食物链从第一营养级（生产者）开始；终点是不被其他动物所食的动物。 （2）分解者不参与该种食物链的组成。 （3）食物链中箭头的含义：方向代表能量流动的方向，同时体现捕食与被捕食的关系,绝不能颠倒。 （4）食物链一般不超过五个营养级。 （5）食物网中两种生物之间可能出现不同的关系，如竞争和捕食。 二、生态系统的能量流动 1.概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。 思考： 1.生态系统中能量流动的起点是什么？ 2.输入生态系统的总能量是什么？ 3.第一营养级、第二营养级的能量去向有哪些？ 尝试归纳流入某一营养级的能量去向； 4.能量流动的渠道是什么？ 从生产者所固定的光能(太阳能)开始 生产者固定的太阳能总量 12 太阳能 能量流经第一营养级示意图： 2.生态系统中的能量流动过程 生产者固定的太阳能 自身呼吸作用以热能散失 用于自身生长、发育、繁殖 流入到下一营养级 遗体、残枝败叶 被分解者分解 ① ② ③ 未被利用 ④ 能量流经第二营养级示意图： 初级消费者 摄入 用于生长 发育和繁殖 次级消费者 摄入 呼吸 以热能的形式散失 遗体残骸 初级消费者 同化 分解者利用 粪便 呼吸 散失 ... ① ③ ② 1.初级消费者粪便中的能量包括在初级消费者同化的能量中吗？ 2.初级消费者粪便中的能量属于哪个营养级的能量？ 3. 流入初级消费者的能量（初级消费者的同化量）有哪几个去向？ 4.是否每一营养级的能量去向都相同？ 5.能量流动的渠道是什么？ 6.能量在食物链中流动的形式？ 14 理解常考的两种能量流动模型 (1)第二营养级的能量流动过程模型 (2)“拼图法”分析能量流动过程 (1)单向流动 生物的捕食和被捕食关系是自然选择的结果，不能逆转。 (2)逐级递减（传递效率为10%～20%） a.各营养级生物都会因呼吸作用消耗一大部分能量。 b.上一营养级生物不能全部被下一营养级捕食 c.各营养级能量都要有一部分流入分解者。 生态系统中能量流动一般不超过5个营养级。 任何生态系统都需要不断得到能量补充，以便维持生态系统的正常功能。 3、能量流动的特点 16 下图表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，期中a-g表示能量值的多少。请据图分析回答： a A e d b g c B C f 散失 散失 1.图中若A表示第二营养级的生物摄入量，则B表示该营养级的生物_________________,其能量值可用_______________表示。 2.第二营养级生物所同化的能量中被分解者利用的能量值_____________(＞，＜，＝）f值 3.若该生态系统所固定的太阳能总量为y,则生产者和初级消费者之间的能量传递效率是_______________(用图中所给字母表示） 同化量 b(或者d+e) ＞ b/y×100% 跟踪训练 17 跟踪训练 下图为某湖泊的能量流动图解。据图回答： 1.该生态系统中，以呼吸热的形式散失的能量数值是__________J/cm2.a 2.流经该生态系统的总能量是________J/cm2.a 3.能量由A流到B的传递效率为_________ 4.B营养级不能得到A营养级的全部能量，原因有：①A营养级生物体内的部分能量___________________________②其次是A营养级的部分能量_______________ ③还有少数能量__________________________________ 122.6 464.6 13.5% 能量传递效率的计算规则 类型 所求值 食物链选择 传递效率选择 知低营养级求高营养级 最大 最短 20％ 最小 最长 10％ 知高营养级求低营养级 最大 最长 10％ 最小 最短 20％ 1.如果A增重10000 kg， C最多增加_____千克，最少增加_______千克 400 1 2.右图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1kg，至少消耗A约（ ） A．100kg B．44.5kg C．25kg D．15kg 变式：最多需要A________kg C 1000 5.(2021·山东卷，24)海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下，M、N表示营养级。 (1)估算海参种群密度时常用样方法，原因是_____________________________。 (2)图中M用于生长发育和繁殖的能量为________kJ/(m2·a)，由M到N的能量传递效率为________%(保留一位小数)，该生态系统中的能量________(填“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。 (3)养殖的海带数量过多，造成牡蛎减产，从生物群落的角度分析，原因是___________________________________________________________________。 (4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是________________________。在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生物之间的合适比例，这样做的目的是____________________________________ _____________________________________________。 海参活动能力弱，活动范围小 2488 6.3 不能 由于海带的竞争，浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，产量降低 能充分利用空间和资源 维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的持续高产 (或：实现生态效益与经济效益的可持续发展) 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 形状 每一层含义 象征 意义 生物链中各营养级生物所含能量的多少 各营养级生物个体数目的多少 各营养级生物有机物总量的多少 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特点。 一般情况下，生物个体数目数量在食物链中随营养级升高而逐渐减少。 一般情况下，生物量(现存生物有机物总量)沿食物链流动逐级递减。 5、生态金字塔 4、研究能量流动的实践意义 1、可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。 2、可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。例如，沼气池的使用实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。 提高能量传递效率？ 3、可以帮助人们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。 21 三、物质循环 1.物质循环：组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程，又叫生物地球化学循环。 2.碳循环 循环形式 (1)在生物群落与无机环境间：主要以CO2的形式进行。双向流动 (2)在生物群落内：以含碳有机物的形式进行。单向流动 特点 ① 全球性——生物地球化学循环。 ②循环性——物质可被生物群落反复利用。 请据下图回答有关生态系统的问题（图乙中①~④表示能量）： （1）甲图是某生态系统的碳循环示意图，图中D指向A的箭头代表的生理过程是____________。 （2）在乙图所示的食物链中，③属于________________（填生物）的同化量的一部分。 （3）乙图所示的生态系统中，草属于第一营养级，它固定的能量除未被利用的和被分解者分解的部分外，其他的流向是_____________和__________。 答案：（1）光合作用或化能合成作用 （2）草 （3）自身的呼吸作用消耗；流入下一营养级 跟踪训练 3.温室效应 (1)形成原因：化石燃料的过度开采和使用，大大增加了二氧化碳的排放，加剧了温室效应。 注：形成温室效应的气体,除二氧化碳外,还有其他气体.其中二氧化碳约占75％、氯氟代烷约占15%～20％,此外还有甲烷、一氧化氮、氯氟烃（CFC〕、低空臭氧、和氮氧化物气体30多种。 (2)危害：引起全球性气候变化。 (3)我国采取措施：减少二氧化碳排放和大力提倡植物种草，提高森林覆盖率。 4.生物富集 (1)概念:生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。 (2)特点:有害物质沿食物链逐渐在生物体内聚集,最终积累在食物链的顶端。 (3)范围:全球性;随食物链延长，营养级越多，生物体内越多。 (4)举例：铅、镉、汞等重金属，DDT、六六六等有机化合物以及放射性物质积累在食物链顶端。 24 5、能量流动和物质循环的关系 (1)区别 ①物质循环具有全球性和循环性的特点。 ②能量流动是逐级递减的，是单方向不循环的。 (1)联系 ①二者同时进行，彼此相互依存，不可分割。 ②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。 ③生态系统中的各种组成成分——非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者,正是通过能量流动和物质循环才联系在一起的,进而形成一个统一整体。 25 探究土壤微生物分解作用 案例1 案例2 实验假设 微生物能分解落叶使之腐烂 微生物能分解淀粉 实验设计 实验组 对土壤高温处理 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液 对照组 对土壤不做任何处理 B烧杯中加入 30mL蒸馏水 自变量 土壤中是否含有微生物 是否含有微生物 实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组 A A1 不变蓝 A2 产生砖红色沉淀 B B1 变蓝 B2 无砖红色沉淀 结论分析 微生物对落叶有分解作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉 27 四、信息传递 1．信息的概念 通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。 2．信息流的概念 生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生与交换，能够形成信息传递，即信息流。 3．信息的基本类型 (1)物理信息 ①概念：通过物理过程传递的信息。 ②举例：光、声、温度、湿度和磁场等。蜘蛛网的振动频率、海豚的超声波。 ③来源：可以是生物个体或群体，也可以是非生物环境。 (2)化学信息 ①概念：生物在生命活动中，产生的可以传递信息的化学物质。 ②举例：植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等。 (3)行为信息 ①概念：对于同种或异种生物能够通过特殊行为传递的信息。 ②举例：蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”。孔雀开屏、牛琼鸟的跳跃。 27 例题：机场附近的鸟类严重危害飞行安全，因此有必要进行人工驱鸟。请将以下人工驱鸟的措施按原理进行归类。 ①播放鸟类天敌的鸣叫声，②放置无公害的驱鸟剂，③燃放爆竹，④使用激光，⑤架设煤气炮(模拟猎枪的响声和火光)， ⑥布设鸟类害怕的图案， ⑦声光威吓(将爆竹、猎枪声、激光、驱鸟火焰等方法结合) ⑧遥控航模模拟天敌。 上述方法 利用物理信息的有： 。 利用化学信息的有： 。 利用行为信息的有： 。 4．信息传递的三要素 (1)信息源：信息产生的部位。 (2)信道：信息传播的媒介。 (3)信息受体：信息接收的生物或其部位。 5、信息传递在生态系统中的作用 6、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.对有害动物进行控制。 措施 目的 养鸡场延长光照时间 提高产蛋率 用一定波长的光照处理蔬菜、各类作物的种子 提高发芽率 利用人工合成的化学信息吸引传粉动物 提高作物的传粉率和结实率 利用音响设备模拟动物的声音 诱捕或驱赶动物 施用昆虫信息素 诱捕或警示有害动物 29   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、性引诱剂等 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 注：控制动物危害的技术方法比较 课堂篇探究学习 五、生态系统的稳定性 1．生态平衡 (1)概念：生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。 (2)特征 ①结构平衡：生态系统的各组分保持相对稳定。 ②功能平衡：生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证了物质总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。 ③收支平衡：物质和能量的输入和输出平衡。 2．生态系统的稳定性 (1)概念：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。 (2)原因：生态系统具有自我调节能力。 (3) 基础：负反馈调节。 (4)特点：生态系统的自我调节能力是有限的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡就会遭到严重的破坏。 31 生态系统调节中正反馈和负反馈的比较 3、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 (1)抵抗力稳定性 ①概念:生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。 ②特点:生态系统的越多越多，食物网越复杂，其自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高。 (2)恢复力稳定性 ①概念:生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复原状的能力。 ②特点:生态系统的成分越简单，一般越容易恢复；反之越难。 4、提高生态系统的稳定性 (1)提高生态系统的稳定性的原因： ①处于生态平衡的生态系统可以持续不断地满足人类生活所需。 ②处于生态平衡中的生态系统能够使人类生活和生产的环境保持稳定。 (2)提高生态系统的稳定性的措施 ①控制对生态系统的干扰强度,对生态系统的利用应该适度,在不超过生态系统的自我调节能力范围内，合理适度地利用生态系统。 ②对人类利用强度较大的生态系统,应给予相应的物质、能量投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。 33 抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较 比较 项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 关系 ①一般情况下二者呈相反关系,抵抗力稳定性强的生态系统,恢复力稳定性差;反之亦然 ②二者是同时存在于同一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 ③特例:因环境条件不适宜,北极苔原生态系统和荒漠生态系统等的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较弱 1、生态足迹 (1)概念:又叫生态占用,指在现有的技术条件下,维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积。 (2)对环境的影响 ①生态足迹的值越大,代表人类所需的资源越多,对生态和环境的影响就越大。 ②生活方式不同,生态足迹的大小可能不同。 2、生物多样性 生物多样性的三个层次：遗传（基因）多样性、物种多样性、生态系统多样性。 生物多样性的价值：直接价值；间接价值；潜在价值 间接价值远远大于直接价值 保护生物多样性：就地保护；易地保护；其他（教材95） 六、人与环境 35 生态工程所遵循的基本原理 自生原理：由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持。 循环原理：在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，既保证各个环节的物质迁移 顺畅， 也保证主要物质或元素的转化率较高。---无废弃物农业 。 协调原理：生物与环境、生物与生物的协调与适应。 整体原理：不仅要考虑自然生态系统的规律、更要考虑经济和社会等系统的影响力。 七、生态工程—三维设计 判断生态工程原理的方法 如果强调有效选择生物组分并合理布设，则为自生原理。 如果强调充分利用废弃物，则为循环原理。 如果强调生物与环境、生物与生物的协调与适应，则为协调原理。 如果考虑经济收入，则为整体原理。 36 比较项目 正反馈调节 负反馈调节 调节方式 加速最初发生变化的那种成分所发生的变化 抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化 结　果 常使生态系统远离稳态 有利于生态系统保持相对稳定 实例分析 已污染的湖泊污染加剧 草原上食草动物与植物的平衡 $$