第45讲 生态系统的组成与能量流动-【高效备考】备战2025年高考生物一轮复习精品课件

第45课时 生态系统的结构及稳定性 一、 生态系统的结构 二、 生态系统的稳定性 课标要求 核心素养 1．阐明生态系统由生产者、消费者和分解者等生物因素以及阳光、空气、水等非生物因素组成，各组分紧密联系使生态系统成为具有一定结构和功能的统一体。 2．讨论某一生态系统中生产者和消费者通过食物链和食物网联系在一起形成复杂的营养结构。 1．生命观念：通过分析生态系统的结构，建立结构与功能相统一的观点及生命系统的物质和能量观。 2．科学思维：(1)通过构建生态系统组成成分之间的关系模型，培养运用模型分析问题的能力。(2)通过分析食物链(网)中各营养级生物的数量变动情况及能量流动过程图解，培养运用逻辑思维分析问题的能力。 一、 生态系统的结构 (2)范围：有大有小，地球上最大的生态系统是__________。 (3)结构：由 和____________(食物链和食物网)构成。 (4)功能：进行________________________________。 1.生态系统的概述 (1)概念：生态系统是由____________与它的______________相互作用而形成的统一整体。 生物群落 非生物环境 生物圈 营养结构 物质循环、能量流动、信息传递 ①是否包含所有的生物种群； 组成成分 判断标准： ②是否包含非生物环境 生态系统 的结构 生态系统的组成成分 生态系统的营养结构 生产者 消费者 分解者 生物群落 （包括食物链、食物网） 非生物的物质和能量 水、空气、无机盐、阳光、热能等 地位：生态系统的必需成分。 一、 生态系统的结构 一、 生态系统的结构 2.生态系统的组成成分 (1)非生物的物质和能量： 等。 光、热、水、空气、无机盐 (2)生物群落： 营养方式 生物类型 地位 作用 生 产 者 自养 ①光能自养生物：__________和蓝细菌等； ②化能自养生物：硝化细菌等 绿色植物 生态系统的基石，主要成分 ①把无机物合成__________，把光能转化为有机物中的_______; ②为消费者提供食物和栖息场所 有机物 化学能 一、 生态系统的结构 营养方式 生物类型 地位 作用 消费者 分解者 2.生态系统的组成成分 (2)生物群落： 异养 大多数________；寄生的植物(如菟丝子)、细菌、病毒 动物 生态系统最活跃的部分 ①加快物质循环；②帮助植物传粉和传播种子　　 异养 _______细菌、真菌和少数动物 腐生 生态系统物质循环的关键成分 将__________分解为__________，供生产者重新利用　 有机物 无机物 [易错提醒]　生产者和分解者是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁”。 生态系统组成成分的三类“不一定”和两类“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 ①生产者不一定是植物(如蓝藻、硝化细菌等是原核生物)，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、蜣螂等以动植物残体或动物排泄物为食的腐生动物属于分解者) ③分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物不一定是分解者(如硝化细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者) 三类 不一定 两类 一定 生产者 消费者 分解者 非生物的物质和能量 一、 生态系统的结构 （3）生态系统的组成成分之间的关系 2.生态系统的组成成分 生产者 消费者 分解者 捕食 粪便、遗体 残枝败叶、遗体 非生物的物质和能量 光合作用、 化能合成作用 细胞呼吸 细胞呼吸 分解作用 (基石) 一、 生态系统的结构 _______和_______是联系生物群落与非生物的物质和能量的两大“桥梁”。 生产者 分解者 2.生态系统的组成成分 （3）生态系统的组成成分之间的关系 一、 生态系统的结构 （4）生态系统组成成分之间的关系模型中的信息获取 2.生态系统的组成成分 (1)根据双向箭头确定C、D两者分别是 。 ； (2)根据箭头指向判断各成分： ①D有三个指出，应为 。 ②C有三个指入，为 。 ③A和B一个为消费者，另一个为 。由D(生产者)和A(消费者)均指向B,可判断B为 。 非生物的物质 和能量、生产者 生产者 非生物的物质和能量 分解者 分解者 A 3．（2023秋·河南焦作·高三博爱县第一中学校考阶段练习）如图表示某池塘生态系统四种成分之间的关系，以下相关叙述中正确的是（ ） A．池塘水属于该生态系统中的非生物的物质和能量 B．甲和乙所包含的所有种群构成群落 C．该生态系统的结构包括甲、乙、丙、 丁四种成分 D．乙1的同化量越大，流向乙 2的能量 传递效率越高 一、 生态系统的结构 3.生态系统的营养结构 -----食物链和食物网 请读下面一段话，根据文中所给信息，写出具有捕食关系的食物链。 这是一个风和日丽的春天，一只蝗虫津津有味的啃着小草，冷不防背面，一只蛤蟆出其不意地吐出长舌，一下子把它卷入口中，但还没来得及吞咽，悄悄爬到近旁的长蛇猛地一蹿，准确无误地咬住蛤蟆，正在此时，一只老鹰一个猛子扎下去用利爪紧紧抓住蛇。 生 产 者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 四级消费者 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 第五营养级 起点是生产者，为第一营养级 终点是最高营养级，一般不会超过 5 个营养级 食物链只包含生产者和消费者， 不包含分解者、非生物的物质和能量 食物链中体现的种间关系是捕食； 营养级级别 = 消费者级别 + 1 各种生物所处的营养级并不是一成不变的两种生物之间的关系可能出现不同概念，同一生物可以同时占有多个营养级。 食物链上的每一个环节为营养级 一、 生态系统的结构 3.生态系统的营养结构 -----食物链和食物网 一、 生态系统的结构 Ⅲ:只包括生产者和消费者,不含 。 生态系统中各生物之间由于________关系形成的一种联系。 Ⅱ:一般不会超过_____个营养级。 (1)食物链 食物 5 ❶概念： ❷特点： ❸表现形式： ❹单向性： 起点： 终点： Ⅰ:_______为第一营养级，消费者所处营养级不固定； 生产者 不被其他动物捕食的动物,最高营养级 Ⅳ:某一营养级生物是该营养级的 ，不代表单个生物个体，也不一定是一个生物种群。 分解者和非生物的物质和能量 所有生物 生产者 食物链中捕食关系是长期__________形成的，通常不会逆转。 自然选择 3.生态系统的营养结构 一、 生态系统的结构 (2)食物网 ❶概念： ❷原因： ❸特点： 生态系统中许多食物链彼此_________连接成的复杂的营养关系。 ①一种绿色植物可能是________植食性动物的食物。 ①同一种消费者在不同的食物链中,可以占据不同的__________。 食物链与食物网生态系统的_________,生态系统的物质循环和 的渠道生态系统保持 的重要条件 ❹功能： ②一种植食性动物既可吃_____植物,也可被______肉食性动物所食 ②食物网中,两种生物间的种间关系除了捕食,还可能有________。 相互交错 多种 多种 多种 营养级 种间竞争 营养结构 能量流动 相对稳定 3.生态系统的营养结构 【教材中的隐性知识】选择性必修2P52“概念检测”) 一般来说, 一个生态系统的食物链越 ,食物网越 ,这个生态系统抵抗外界干扰的能力与保持自身稳定的能力 。农田和果园等人工生态系统可以通过 或 食物链, 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。 多 复杂 越强 增加 延长 一、 生态系统的结构 (1)根据种群数量变化曲线图构建 根据各类信息构建食物链(网)的方法 ①分析依据:先上升、先下降者为 ; ②食物链: 。 被捕食者 乙→丙→甲 构建食物链(网)的方法 一、 生态系统的营养结构 (1)信息： 营养级越低，生物数量往往越多； 营养级较低者，先出现波峰。 (2)食物链： 丁→乙→丙→甲 3.生态系统的营养结构-----食物链和食物网 构建的方法 (1)信息： (2)食物网： 能量逐级递减；若两种生物能量差距过小(不在 10%～20%内)，则很可能位于同一营养级。 一、 生态系统的营养结构 3.生态系统的营养结构-----食物链和食物网 构建食物链(网)的方法 根据重金属、农药的含量构建食物网： 某相对稳定的水域生态系统中食物网主要有甲、乙、丙、丁、戊 5 个种群，各种群生物体内某重金属的含量如表所示。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这 5 个种群构成的食物网中，消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食. 种群 甲 乙 丙 丁 戊 重金属含量(μg/kg 鲜重) 0.0037 0.0036 0.035 0.036 0.34 (1)信息： 重金属(农药、一些难于降解的物质)随着食物链富集， 营养级越高，含量越高. (2)食物网： 一、 生态系统的营养结构 3.生态系统的营养结构-----食物链和食物网 4.食物链(网)中生物数量变动的分析 考点三 生态系统的营养结构-----食物链和食物网 食草昆虫减少对食草鸟的影响： (1)河流中所有生物和底泥共同组成河流生态系统(　　) (2)不同生态系统的生物组成成分不相同(　　) (3)硝化细菌虽不能进行光合作用，但属于自养型生物(　　) (4)生产者全是绿色植物，分解者全是微生物(　　) (5)食物链中某营养级指的是某种生物或种群( ) (6)生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大(　　) (7)在生态系统中，一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食(　　) (8)食物链体现了营养物质的流动过程(　　) (9)复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而非取决于生物数量( ) (10)生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，其中生产者是生态系统的基石( ) (11)在食物链中，食物链的起点总是生产者，占据最高营养级的是不被其他动物捕食的动物( ) (12)自养型生物一定都是生产者；腐生型生物一定都是分解者；生产者一定处于第一营养级( ) (13)在生态系统的营养结构中，食物网可使每种生物都限定在一条食物链的固定位置上( ) 二、 生态系统的稳定性 1.生态平衡 (1)概念: (2)特点: (3)调节机制: 负反馈调节 生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态,就是生态平衡 结构平衡: 功能平衡: 收支平衡: 生态系统的各组分保持相对稳定 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 物质和能量的输入和输出平衡 二、 生态系统的稳定性 生态系统维持或恢复自身____________处于相对平衡状态的能力。 生态系统内部具有一定的________能力，调节基础是 ； 生态系统的________________不是无限的 生态系统中动植物______________一般不会有太大的变化，一般相关种群数量呈现周期性变化，可用如图曲线表示。 生物群落能量的__________________保持相对平衡，物质的______________保持相对平衡。 结构与功能 2.生态系统的稳定性 种类及数量 输入量与输出量 输入与输出 (1)概念: (2)理解: (4)特点: (3)原因: ①结构的相对稳定： ②功能的相对稳定： 自我调节 自我调节能力 负反馈 二、 生态系统的稳定性 项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 区别 实质 自身结构与功能相对稳定 自身结构与功能相 对稳定 核心 ____________________ __________________ 影响因素 生态系统中物种丰富度 ,营养结构越复杂,抵抗力稳定性____ 生态系统中物种丰富度 ,营养结构越简单，恢复力稳定性_____ 保持 抵抗干扰，保持原状 越大 越强 恢复 越小 遭到破坏，恢复原状 越强 3.生态系统稳定性的类型 二、 生态系统的稳定性 二者联系 ①相反关系：抵抗力稳定性 的生态系统，恢复力稳定性 ，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。如图所示：   注意:冻原、沙漠等生态系统的 都比较低。 弱 强 3.生态系统稳定性的类型 两种稳定性 二、 生态系统的稳定性 对人类利用强度较大的生态系统,应实施相应的__________投入,保证生态系统______________的协调。 控制对生态系统________的程度，对生态系统的利用应该________，不应超过生态系统的________________。 干扰 适度 自我调节能力 物质、能量 内部结构与功能 4.提高生态系统稳定性的措施 (1)控制干扰： (2)物质输入： 二、 生态系统的稳定性 设计要求 相关分析 生态缸必须是封闭的 生态缸的材料必须透明 生态缸宜小不宜大，缸中的水 量应适宜，要留出一定的空间 生态缸的采光要用较强的散射光 生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全(具有生产者、消费者和分解者) 选择的动物不宜过多，个体不宜过大 5.生态缸实验设计要求及分析 防止外界生物或非生物因素的干扰 为光合作用提供光能；便于观察 便于操作；缸内储备一定量的空气 防止水温过高导致水生植物死亡 生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定 减少对氧气的消耗，防止生产量小于消耗量 生态系统抵抗力稳定性大小的判断 组分少 组分多 营养结构简单 自我调节能力弱 生态系统抵抗力稳定性弱 营养结构复杂 自我调节能力强 生态系统抵抗力稳定性强 其偏离值大小代表： 恢复原状所经历的时间即恢复力稳定性，其值越小，恢复越快 T值越大抵抗力稳定性越弱，反之越强 S跨度值代表： 抵抗力稳定性大小 此“阴影面积”可代表： 该生态系统的总稳定性大小， 面积越小时，稳定性越强。 农田生态系统与草原生态系统相比 T值更大，S值更小，TS值更大。 抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系 温馨提示： ①引入新的物种不一定都会增强生态系统的抵抗力稳定性，如果引入的物种造成了生物入侵现象，生态系统 反而会遭到破坏，从而降低生态系统的抵抗力稳定性。 ②在一般情况下，抵抗力稳定性与恢复力稳定性往往呈负相关。然而，在某些特殊的生态系统如北极冻原生态系统中，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性均较低。北极苔原生态系统中，动植物种类稀少，营养结构简单，其中生产者主要是地衣，其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活。假如地衣受到大面积破坏，整个生态系统就会崩溃。 ③强调生态系统的稳定性，必须分别描述其两种能力——抵抗力稳定性与恢复力稳定性，不可笼统地说一种生态系统的稳定性高于另一生态系统，如就“抵抗力稳定性” 而言草原生态系统高于农田，然而就“恢复力稳定性”而言则为草原生态系统低于农田。 生态系统中正反馈调节和负反馈调节的比较 正反馈 负反馈 调节方式 结果 实例 分析 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 常使生态系统远离稳态 有利于生态系统保持相对稳定 (1)生态平衡是生态系统的结构保持相对稳定的一种状态(　　) (2)甲状腺激素分泌的调节也属于负反馈调节(　　) (3)生态平衡包括结构平衡、功能平衡和收支平衡三个方面(　　) (4)自我调节能力越强的生态系统，其恢复力稳定性也就越高( ) (5)生态系统组成成分越多,食物网越复杂,生态系统的恢复力稳定性就越强(　　) (6)极地冻原由于物种单一，结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低(　　) (7)河流受到轻度污染后河水仍能清澈如初及火灾后草原的恢复均属于恢复力稳定性(　　) 经典真题 1．(2020·浙江7月选考)下列关于营养级的叙述，正确的是 (　 　) A．营养级位置越高，归属于这个营养的能量通常越多 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 B 经典真题 2.(2021·湖南卷，4)某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动 态模型如图所示。下列叙述错误的是(　　) B A.食草动物进入早期，其种群数量增长大致呈“J”形曲线 B.图中点a的纵坐标值代表食草动物的环 境容纳量 C.该生态系统的相对稳定与植物和食草动 物之间的负反馈调节有关 D.过度放牧会降低草原生态系统的抵抗力稳定性 经典真题 3.（2022·天津·高考真题）天津市针对甘肃古浪县水资源短缺现状，实施“农业水利现代化与智慧灌溉技术帮扶项目”，通过水肥一体化智慧灌溉和高标准农田建设，助力落实国家“药肥双减”目标，实现乡村全面振兴。项目需遵循一定生态学原理。下列原理有误的是（ ） A．人工生态系统具有一定自我调节能力 B．项目实施可促进生态系统的物质与能量循环 C．对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质投入 D．根据实际需要，合理使用水肥 B 经典真题 4.（2020·全国·统考高考真题）植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有关生态工程的问题： （1）在植树造林时，一般认为，全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种植方式所构建的生态系统相比，按照种植一种植物方式所构建的生态系统，其抵抗力稳定性 。抵抗力稳定性的含义是 。 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力 经典真题 (2)“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式，其做法是收集有机物质。包括人畜粪便、枯枝落叶等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，再施用到农田中。施用有机肥料的优点是 （答出3点即可）。在有机肥料的形成过程中，微生物起到了重要作用，这些微生物属于生态系统组分中的 。 (3)在污水净化过程中，除发挥污水处理厂的作用外，若要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素，请提供一个方案： 。 种植能吸收这些金属元素的水生植物，再从植物中回收金属 改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤养分的循环利用 分解者 $$