第3章 生态系统的结构及其稳定性（复习课件）-【大单元教学】高二生物同步备课系列（人教版2019选择性必修2）

人教版高中生物选择性必修2 第3章 生态系统的结构 及其稳定性 复习课件 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。 3.解释生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定，并维持动态平衡的能力。 4.举例说明生态系统的稳定性会受到自然或人为因素的影响，如气候变化、自然事件、人类活动或外来物种入侵等。 5.阐明生态系统在受到一定限度的外界干扰时，能够通过自我调节维持稳定。 1.生命观念：了解生态系统的组成成分及生态系统的营养结构，理解生态系统四种组分的功能地位及相互关系，理解营养结构与功能的关系，掌握营养级的概念以及营养级与食物链的关系。 2.科学思维：通过指导学生归纳生态系统的组成成分及分析生态系统的营养结构，培养学生分析综合和推理的思维能力。 3.社会责任：通过了解生态系统各组分的相互关系及食物网，渗透普遍联系的辩证观点的教育；通过了解生态系统的组成成分，渗透“人是生态系统中一员”的观点，从而对学生进行生态观点的教育。 2 （2021·广东高考真题）“葛（葛藤）之覃兮，施与中谷（山谷），维叶萋萋。黄鸟于飞，集于灌木，其鸣喈喈”（节选自《诗经·葛覃》）。诗句中描写的美丽景象构成了一个（ ） A．黄鸟种群 B．生物群落 C．自然生态系统 D．农业生态系统 C （1）生态系统的概念？ 在_________内，由_________与___ ___________________而形成的统一整体, 叫作生态系统。 一定空间 生物群落 它的非生物环境相互作用 （2）生态系统的结构包括 生态系统的组成成分和营养结构（食物链（网）） （3）范围：有大有小，地球上最大的生态系统是________。 （4）功能：__________________________________。 生物圈 物质循环、能量流动、信息传递 判断是否属于生态系统的标准是是什么 ？ 非生物环境 体验高考 现学现用：判断以下例子是否为生态系统 ①一片树林____　 ②一片草原上的所有生物____　 ③一个果园中的全部果树及其非生物环境____ ④一个果园中的全部生物及其非生物环境____ ⑤一块朽木____ 是 否 否 是 一、生态系统的组成 一个动物园中的全部动物 (填“是”或“不是”)一个系统；因为不同种动物是分开饲养的，彼此之间 (填“有”或“没有”)内在联系和相互影响，_____(填“是”或“不是”)一个有机的整体。 生物与生物、与环境之间存在内在联系和相互影响，是一个有机的整体 是 不是 没有 不是 判断标准：所有的生物种群+环境 水域生态系统 自然 生态系统 人工 生态系统 海洋生态系统 陆地生态系统 淡水生态系统 森林生态系统 草原生态系统 荒漠生态系统 冻原生态系统 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 又称苔原，有很厚的永久性冻土 如北极冻原： 主要有地衣、苔藓、北极狐、旅鼠 冻原 3. 生态系统的类型 一、生态系统的概述 生态系统的 （ ）。 4.生态系统的结构 生态系统的 （四种） 组成成分 营养结构 食物链和食物网 生态系统 的结构 非生物物质和能量、生产者、消费者、分解者 一、生态系统的概述 能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌。（异养） 动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生性动物等。（异养） 自养生物，主要是绿色植物。 光、热、水、空气、无机盐等。 非生物的 物质和能量 生产者 (producer) 消费者 (consumer) 分解者 (decomposer) 生态系统 二、生态系统的组成成分 异养腐生生物 总结 生产者 消费者 分解者 营养方式 _______ _____ _______ 生物 ①___________ ②光合细菌，如蓝细菌 ③化能合成作用的硝化细菌等微生物 ①大多数动物 ②寄生的微生物（如大肠杆菌）和植物（如菟丝子） ①营_______生活的细菌和真菌 ②营腐生生活的动物，如蚯蚓、蜣螂等 自养 异养 绿色植物 腐生 地位 生态系统的_______（主要成分） 生态系统最活跃的成分 生态系统的必备成分 作用 制造_________，储存能量，为消费者提供食物和栖息场所 加快生态系统中_________，有利于植物的传粉和种子的传播 分解_________，供生产者重新利用 基石 有机物 物质循环 有机物 异养 二、生态系统的组成成分 二、生态系统的组成成分 思考：生产者都是植物吗？ CO2 + H2O 有机物 化学能 化能合成作用 植物都是生产者吗？ 硝化细菌 硫细菌 铁细菌 CO2 + H2O 有机物+ O2 光能 光合作用 菟丝子 猪笼草 捕蝇草 思考：消费者一定是动物吗？ 寄生植物：菟丝子等 寄生动物：蛔虫、绦虫等 寄生菌：痢疾杆菌等 营寄生生活的生物 菟丝子 痢疾细菌 动物都是消费者吗？ 秃鹫 屎壳郎 例外：腐食性动物 思考：所有的微生物都是分解者吗？？ 大肠杆菌（寄生微生物）、根瘤菌（共生型微生物） 既有生产者： 还有分解者： 也有消费者： 硝化细菌、铁细菌、光合细菌等 枯草杆菌、蘑菇等 2、所有植物都是生产者（ ） 腐生动物（蚯蚓、蜣螂等）属于分解者 3、所有动物都是消费者（ ） 寄生植物菟丝子属于消费者 5、所有微生物都是分解者（ ） 自养细菌（硝化细菌）属于生产者， 腐生细菌和真菌属于分解者。 1、生产者一定是植物（ ） 蓝细菌、硝化细菌属于生产者 4、异养型生物都是消费者（ ） 腐生生物是分解者 Х Х Х Х Х 三个等于： 自养生物=生产者 营捕食或寄生的异养生物=消费者 营腐生的异养生物=消费者 三个不等于： 植物≠生产者 动物≠消费者 微生物≠分解者 趁热打铁 生产者 消费者 分解者 结合图3-1，并参照下图一般系统的结构模式图，构建生态系统的结构模型。 加快生态系统的物质循环，传粉、传播种子等 将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物 能制造有机物，是生态系统主要成分，是生态系统的基石。 异养生物，包括各种动物和寄生生物。 异养生物，主要是营腐生生活的动物细菌、真菌。 自养生物，主要化能合成细菌和绿色植物。 非生物的物质和能量 阳光、热能、水、空气、无机盐等 物质和能量的根本来源，生物群落的基础 三、生态系统的结构模型 总结 生态系统中各组成成分之间紧密联系、缺一不可，使生态系统成为一个统一的整体，具有一定的结构和功能。 方法规律： 1.双向箭头很显眼，对应 与 。 多进一出 ,一出指向 。 （所有箭头都指向的是“非生物的物质和 能量”,双向箭头的另一端为“生产者”） 2.生产消费指分解 (生产者和消费者都可以被 分解） 生产者 非生物的物质和能量 消费者 分解者 生产者 分解者 消费者 消费者 非生物的物质和能量 “生产者” ”非生物的物质和能量” “非生物” “生产者” “分解者” 模型图变式：说出两图中字母对应的各成分名称 三、生态系统的结构模型 生产者 分解者 消费者 非生物物质和能量 动物摄食 残枝 败叶 遗体残骸、粪便 呼吸 作用 呼吸作用 呼吸作用 光合/化能合成作用 生态系统各成分之间的关系： 非生物的物质和能量， 生产者，分解者 思考：生态系统的成分中,哪些成分是必不可少的? （基石） 加快物质循环 物质循环的关键成分 （基础） ________和_________是联系生物群落和非生物环境的两大桥梁。 生产者 分解者 理论上，一个生态系统可以没有消费者；但是实际上，在自然生态系统中，生产者、消费者、分解者都是紧密联系，缺一不可的。 三、生态系统的结构模型 草原上还有其他的食物链吗？ 1.食物链 ：生态系统中各种生物之间由于食物关系而形成的联系。 视频中的食物链？ 植物→兔子→狐狸→鹰 植物→兔子→鹰 麻雀 旱獭 植物→昆虫→青蛙→鹰 植物→昆虫→青蛙→蛇 → 鹰 植物→昆虫→蜘蛛→食虫鸟→鹰。。。 生产者 消费者 根据食物链上是第几个“消费”的。 初级 消费者 次级 消费者 三级 消费者 四级 消费者 根据食物链上是第几个获得“营养”的。 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 生产者 2.营养级: 食物链中的一个个环节称营养级，它是指处于食物链同一环节上所有生物的总和。不代表个体, 也不一定是某一个种群。 四、食物链与食物网 终点是不被其他动物捕食的动物，即____________； （3）食物链特点： 植物→昆虫→蜘蛛→食虫鸟→鹰。。。 ①组成成分： 生产者+消费者 （不包括分解者和非生物的物质和能量） ②起点： 终点： 每条食物链的起点一定是________,总是为_____营养级； 生产者 第一 最高营养级 ③方向： 不可逆性 （箭头指向捕食者） 箭头方向表示物质和能量流动的方向,由于生物种群之间的 捕食关系是长期自然选择的结果，所以方向具有不可逆性。 ④营养级个数：一般来说，食物链不超过五个营养级。 四、食物链与食物网 蛇 ①食物网概念： 食物链彼此 连接成的复杂营养关系。 相互交错 ②食物网形成原因： （1）一种绿色植物可被多种植食性动物所食。 （2）一种植食性动物既可吃多种植物，也可 能成为多种肉食性动物的食物。 ③食物网的特点： a.同一种生物在不同的食物链中可以占有 的营养级。 b.食物网中两种生物之间可能出现 的关系，如竞争和捕食。 c.食物网的复杂程度取决于 而非生物数量。 不同 不同 物种数 各种动物所处的营养级并不是一成不变的。 四、食物链与食物网 （4）食物网： （1）错综复杂的食物网是使生态系统保持__________的重要条件。一般认为，____________________________________________________。 （2）食物链和食物网是生态系统的__________，是生态系统__________和__________的渠道。 食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强 营养结构 物质循环 能量流动 相对稳定 四、食物链与食物网 ④食物链和食物网的功能： 若一条食物链的某种动物减少或消失，那它在食物链上的位置可能会由其他生物来代替。 思考1：如图是某生态系统食物网的部分图解。据图分析， 1、绿色植物减少，其他生物数量如何变化？ 2、鹰减少，蛇和兔的数量如何变化？ 3、青蛙突然减少，蛇、食草昆虫、鹰数量如何变化？ 结论1．食物链的第一营养级生物数量减少，相关生物数量都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级的生物是其他生物直接或间接的食物来源。 五、食物网中生物数量变化的分析与判断 结论2．“天敌”减少，被捕食者数量增加，但随着数量增加，种内竞争加剧， 种群密度还要下降，最终直到趋于稳定。 结论3. 在食物网中，中间营养级的生物数量减少，短期内生产者和最高营养级基本不变。因此食物网越复杂，抵抗外界干扰的能力越强。 “一级生物若减少，其他生物跟着跑” “如果天敌患了病，先增后减再稳定” 较长时间呢？ 思考2： 1.大鱼全部捕杀，短时间磷虾的数量变化？ 海豹数量变化？ 虎鲸数量变化？ 增加 减少 基本不变 2.较长时间内虎鲸、企鹅、磷虾的数量变化？ 虎鲸数量增加； 企鹅数量减少； 磷虾数量先增多后减少最后趋于稳定。 小鱼乙 甲 结论4：在食物网中，中间营养级的生物数量减少，短期内生产者和最高营养级基本不变；较长时间后改变（最后趋于稳定）。 五、食物网中生物数量变化的分析与判断 2.(2023·河北邯郸期末)某湿地生活着许多种生物，其中部分生物间的食物关系如图所示。下列关于该湿地生态系统的叙述，正确的是(　　) 1.(2023·黑龙江牡丹江期末)关于生态系统成分中生物部分的叙述正确的是(　　) A.生产者可以是真核生物，也可以是原核生物，但都是自养型生物 B.动物都属于消费者，其中食草动物处于第二营养级 C.细菌都属于分解者，其异化作用类型有需氧型、厌氧型和兼性厌氧型 D.生产者和分解者之间可直接联系，消费者无关紧要 A D A.鲶鱼既是初级消费者又是次级消费者 B.消耗等量藻类时，鲶鱼的增长量多于轮虫 C.图中生物与该湿地的分解者一起形成群落 D.阳光、热能、空气、水和无机盐等是生态系统成分的一部分 趁热打铁 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 生产者 （绿色植物） 初级消费者（植食性动物） 次级消费者（肉食性动物） 三级消费者（肉食性动物） 呼吸作用 …… 分解者 ③流动过程中能量的转化是太阳能→ → 。 有机物中的化学能 热能 1.食物链的能量流动模型 散失 传递 以有机物的形式沿食物链和食物网向下一营养级传递 输入 生产者固定的太阳能总量为流经这个生态系统的总能量 六、能量流动的过程 散失 六、能量流动的过程 2.各营养级能量去向 能量来源 呼吸作用散失 太阳能 生产者 同化能量去路 某个营养级 总能量 固定的太阳能总量 各级消费者 上一个营养级 生产者： 各级消费者： 同化总量 =摄入量-粪便量 流入下一营养级 被分解者利用 均属于用于自身生长、发育和繁殖的部分 最高营养级没有流入下一营养级的能量去向 (1)从方向上看： 单向流动 在生态系统中，能量流动只能沿着 由 营养级流向____营养级，不可 _____ ，也不能___________ 。 食物链 低 高 逆转 循环流动 (2)从数值上看： 逐级递减 （能量传递效率为10%～20%） 七、能量流动特点 注意： 1.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， 2.营养级越多，在能量流动中消耗的能量越多，一般不超过5个营养级。 判断 (1) 一只狼捕食了一只兔子，意味着这只兔子中约有10%～20% 的能量 流入狼的体内。（ ） × (2) 相邻两个营养级的能量传递效率一定是10%～20%。（ ） × 能量的传递效率指的是相邻两个营养级之间 人工生态系统被人为优化资源分配和减少能量损失，能量传递效率高于20%。 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 形状 每一层 含 义 特点 象征 意义 单位时间内，每营养级生物所同化的能量的多少 自然生态系统一定为正金字塔 能量在流动过程中总是逐级递减的 单位时间内，每营养级所容纳的有机物的总干重 一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形 一般生物量随食物链中营养级的升高而减少 单位时间内，每一营养级生物个体的数目 一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而减少 八、生态金字塔 列表比较三种生物金字塔 意义：生态金字塔是可以更为直观的反映生态系统各营养级之间所容纳的能量、生物量（有机物的总干重）、个体的数目的关系。 1.食物网形成原因？ 2.为什么食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强？ 3.生态系统的能量单向流动的原因是什么？ 食物链中的捕食关系是长期自然选择的结果，不能逆转； 5.生态系统的能量流动一般不超过5个营养级的原因是什么？ 4.生态系统的能量流动逐级递减的原因是什么？ 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，所以不能将全部的能量流入下一个营养级 输入到某个营养级的能量中，只有10%-20%的能量能够流到下一个营养级，在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动的过程中消耗的能量就越多 长句应答 一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物；一种植食性动物可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。 如果一条食物链的某种动物减少或消失，它在食物网中的位置可以由这个营养级多种生物来代替。 3.(2021·河南郑州联考)如图为某果园中能量流经某害虫种群的示意图[图中数据的单位为kJ/(m2·a)]。下列叙述错误的是(　　) A.若要防治虫害，则应设法使该害虫种群的能量摄入量减少 B.据图可知，该害虫同化的能量大部分通过自身呼吸作用以热能的形式散失 C.从图中可以看出，生态系统的能量流动具有逐级递减的特点 D.由害虫流入分解者的能量包括图中粪便和遗体残骸等中的能量 D 趁热打铁 4.(2022·山东青岛调研)如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2·a)]，下列说法错误的是(　　) C A.图中A代表的生理过程是呼吸作用 B.第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为15.6% C.该生态系统中生产者固定的总能量是9.6×104 kJ/(m2·a) D.捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性 趁热打铁 1.能量传递效率的计算公式： 能量传递效率= 下一营养级同化量 上一营养级同化量 ×100% （注：是两个营养级之间， 不是两个个体之间） 下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是(　　) A.兔子吃了1 kg的草，则这1 kg草中的能量就流入了兔子体内 B.一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%-20%的能量流入狼的体内 C.生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落 D.生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的 C 拓展1：能量流动的相关计算 1.“最值”计算 在食物链(网)中，若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。 三 能量流动的相关计算小结 2.“定值”计算 在食物网中，某一营养级同时从上一个营养级的多种生物中按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。 拓展1：能量流动的相关计算 ① 最多可使鹰增重____kg。 ② 最少可使鹰增重____kg。 1 已知低营养级同化量，求高营养级同化量： 1 4 假如现有草100kg，则： 草 兔 鹰 能量传递效率按20%来算。 能量传递效率按10%来算。 ① 最多要消耗草______kg。 ② 最少要消耗草______kg。 2 已知高营养级同化量，求低营养级同化量： 200 假如要使鹰增加2kg，则： 能量传递效率按10%来算。 能量传递效率按20%来算。 50 2.食物链中高低营养级之间能量最值计算： 拓展1：能量流动的相关计算 3 多条食物链，已知低营养级同化量，求高营养级 如果A有 10000 kg， ① C 最多增加______kg，C最少增加_____kg。 A B C D E F 选最短食物链；按20%计算。 选最长食物链；按10%计算。 400 1 拓展1：能量流动的相关计算 4 多条食物链，已知高营养级同化量，求低营养级 若人的体重增加1 kg， ①最少需消耗水藻____kg，最多消耗水藻_______kg。 选最短食物链；按20%计算。 选最长食物链；按10%计算。 25 100000 水藻 水蚤 虾 小鱼 大鱼 人 有一食物网如右图所示。假如鹰的食物2/5来自兔子，2/5来自老鼠，其余来自蛇，那么鹰要增加20g体重，最多消耗植物多少克？ 分别计算三条食物链消耗植物的质量：如下图： 相加为5 600 g，故最多消耗植物5 600 g。 3.在能量分配比例已知时，按比例分别计算，最后相加。 在食物网中，某一营养级同时从上一个营养级的多种生物中按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。 拓展1：能量流动的相关计算 ① 如将C的食物比例由A∶B＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量是原来的_______倍。 设当食物比例A：B=1：1时，C的能量为x 则需要的A为1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10% = 55x 设当食物比例A：B为2：1时，C的能量为y 则需要的A为：2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40y 由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x=40y， 则y=1.375x 1.375 4.能量来源比例改变的计算： 在具体计算时务必先明确分流比例，再确定求解中应“正推”（乘法）还是“逆推”（除法）。 拓展1：能量流动的相关计算 三、能量流动的相关计算 演练:如图所示的食物网中，鸟的食物为互花米草和植食性昆虫，由原来的2∶1调整为1∶1，若保证养活同样多的鸟所需的互花米草数量与原来的数量之比为(能量传递效率按20%计算)( 　) A．9∶7　　　　 B．8∶5 C．11∶3 D．3∶8 A 由题意知图示共有食物链为 互花米草→植食性昆虫→鸟，互花米草→鸟。 设鸟从上一营养级获得同化量为a，则原来互花米草的数量为： 2/(3a)÷20%＋1/(3a)÷20%÷20%＝35%/(3a)。 改变食物比例后，则所需互花米草的数量为： 1/(2a)÷20%＋1/(2a)÷20%÷20%＝30/(2a)。 则保证养活同样多的鸟所需的互花米草数量与原来的数量之比为30/(2a)÷35/(3a)＝9∶7。 4.能量来源比例改变的计算： 拓展1：能量流动的相关计算 ①根据能量或者有机物含量 ②根据重金属、DDT等物质的富集现象 B→D→A→C A→C→B→D 食物链： 食物链： 食物链： 丙→甲→乙→丁 食物链： D→A 分析：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。 拓展2：构建食物链的一般方法 生物体 A B C D E 有机汞浓度/mg·kg-1 0.06 7 0.51 68 0.39 分析：由于富集作用，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。 结果(如图)： 练一练 换一换 结果(如图)： 拓展2：构建食物链的一般方法 一 请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳元素循环往复的“旅行”路径图？ 八、物质循环——碳循环 非生物环境 生物 群落 遗体和排出物 捕食 生产者 消费者 分解者 呼吸作用 光合作用 大气中的CO2库 分解作用 食物链和食物网 水圈中的CO2库 化石燃料 燃烧 37 一 请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳元素循环往复的“旅行”路径图？ 遗体和排出物 捕食 燃烧 生产者 消费者 分解者 化石燃料 呼吸作用 呼吸作用 光合作用 大气中的CO2库 分解作用 非生物环境 生物 群落 水圈中的CO2库 食物链和食物网 碳循环模型示意图 八、物质循环——碳循环 38 5.实现碳循环的关键因素： 2.进入生物群落的途径： 3.碳在生物群落内传递的途径： 食物链（网） 光合作用（主要）和化能合成作用 1.流动形式 ①生物群落与非生物环境间：CO2 ②生物群落内部：含碳有机物 4.碳返回非生物环境的途径： ②分解者的分解作用（实质是呼吸作用） ①生产者、消费者的呼吸作用 ③化石燃料的燃烧 非生物环境 （ CO2 ） 生物群落 （有机物） 光合作用、化能合成作用 呼吸作用、分解作用 生产者和分解者 6.与自然界碳循环关系最为密切的两种细胞器： 线粒体和叶绿体 7.碳循环具有全球性的原因： CO2能够随着大气环流在全球范围内进行 八、物质循环——碳循环 消极影响：人类活动对煤和石油等资源的利用，会向大气中排放大量的二氧化碳，打破了生物圈中碳循环的平衡，加剧温室效应，引起全球性的气候变化； 积极影响：但人类又大力开展植树造林、开发新能源、发展节能产业等，有利于降低大气中的二氧化碳浓度，维持生物圈的碳平衡。 问题8：你如何看待人类活动对碳循环的影响？ 八、物质循环——碳循环 一 判定下图碳循环图解中各成分名称 生产者 大气中的CO2库 消费者 分解者 生产者 大气中的CO2库 生产者 大气中的CO2库 消费者 分解者 分解者 初级消 费者 次级消 费者 注意：碳循环中各成分包括生产者、消费者、分解者和大气中的CO2库。 辨图要点： 1. 碳循环中，只有生产者与非生物环境之间的箭头是双向的； 2. 箭头指向最多的是大气中的CO2库，其次是分解者。 八、物质循环——碳循环 41 1.生物圈 (填“是”或“不是”)一个在“物质”上自给自足的系统， (填“是”或“不是”)一个在“能量”上自给自足的系统，因为 。（P67） 2.同碳元素一样，氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢？（P67） ——回归课本 长句问答 是 不是 物质可以在生物圈内循环利用，而能量不能循环利用，它必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入，方可维持正常运转 八、物质循环 ① 农产品源源不断地从农田生态系统输出，其中的氮元素并不都能归还农田土壤这与物质循环并不矛盾； ②农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量，使能量更多地流向人类，满足人类需要为目的，农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产。 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，称为生物富集。 2.物质 人工合成的有机物: DDT、六六六等。 重金属: 铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。 3.生物富集的主要途径： 食物链、食物网 有害物质在生物体内沿食物链不断积累。 5.特点: 具有全球性 比较稳定，生物体能够吸收且不易分解和排出 4.生物富集的危害： 在生物体内形成积累性中毒。 导致生物富集的有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。 1.概念: 八、物质循环——生物富集 43 进入人体的甲基汞在体内代谢缓慢，且不易排出，严重时会引起中毒。通过血脑屏障进入大脑的汞会侵害脑神经，导致脑萎缩。 1952年，日本5万多只猫集体跳海自尽 得水俣病（汞中毒）的日本患者呼吁加强管控 6、生物富集的危害： 在生物体内形成积累性中毒， 人类是生物富集的最大受害者。 合理利用资源，减少排放；实施垃圾分类；种植能富集有害重金属元素的植物。 6.缓解措施： 八、物质循环——生物富集 1. 物质循环概念： 组成生物体的 等 ，都在不断进行着从 ， 的循环过程，这就是生态系统的物质循环（matter cycle）。 这里所说的生态系统是指地球上最大的生态系统——生物圈。 生物群落 非生物环境 组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素 反复循环 碳、氢、氧、氮、磷、硫 元素 非生物环境到生物群落 又从生物群落到非生物环境 八、物质循环 2.特点： ①循环往复运动 ②全球性 思考：有人说这些元素的循环具有全球性，你赞同吗?说说你的理由。 CO2大气循环 CO2海洋循环 八、物质循环 3.含义 ①“物质循环的范围”指：_________________________________。 ②“物质”:是指组成生物体的___________，而不是单质，也不是由这些元素组成的化合物——蛋白质、糖类、脂肪等。 ③“循环”: 化学元素 指组成元素在非生物环境和生物群落之间的反复利用，而不是生物群落中。 生物圈，又叫生物地球化学循环 物质循环具有全球性、循环往复运动 那能量流动呢？能量流动和物质循环又有什么关系呢？ 一 碳循环 请在碳循环过程模型上绘制能量流动过程 遗体和排出物 捕食 燃烧 生产者 消费者 分解者 化石燃料 呼吸作用 呼吸作用 光合作用 大气中的CO2库 分解作用 非生物环境 生物 群落 水圈中的CO2库 食物链和食物网 碳循环模型示意图 光能 热能 八、物质循环 47 能量流动 物质循环 范围 形式 特点 联系 生物圈 主要以 的形式 单向流动、逐级递减 全球性、循环往复运动 同时进行，相互依存，不可分割 ①能量的 ，离不开物质的 等过程； ②物质是能量流动的 ； ③能量是物质循环的 。 （光能→化学能→热能） 化合物 (无机物→有机物→无机物) 固定、储存、转移和释放 合成和分解 载体 动力 生态系统各 之间。 有机物中的化学能 营养级 能量流动与物质循环比较 八、物质循环 1.实验原理 ①土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生态系统中的成分主要为_______。 ②分解者的分解速度与环境中的___________等生态因子相关。 ③土壤微生物能分泌多种水解酶将大分子有机物分解成小分子有机物， 分解者 温度、水分 探究土壤微生物的分解作用 九、物质循环 项目 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 。 A烧杯中加入30 mL ＋淀粉糊 对照组 对土壤 。 B烧杯中加入30 mL ＋与A等量的淀粉糊 自变量 土壤中是否含微生物 溶液中是否含有土壤中的微生物 实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度 对照组 A A1 A2 产生砖红色沉淀 B B1 B2 不产生砖红色沉淀 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 不变蓝 变蓝 注：A1、B1中加入碘液，A2、B2中加入斐林试剂并水浴加热。 土壤浸出液 蒸馏水 灭菌处理 不做处理 （自然状态） 小于 九、物质循环 2.实验流程 考向　探究土壤微生物的分解作用 5.为了解土壤微生物能否分解农药，并尽快得出实验结论，有人用“敌草隆”(一种除草剂)进行实验：取等量砂土分装于相同的两容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌。下列有关叙述正确的是（ ） ①向a、b中喷入等量的“敌草隆”，再置于同一恒温箱中培养相同时间　 ②检测“敌草隆”的消失情况，预计a中的“敌草隆”含量不变，b中的全部消失　③只用砂土，实验效果不如用几种典型土壤混合后的好　④各再增加c组作为对照，不喷入“敌草隆”，其他处理与a、b组相同 A.① B.②③ C.①③ D.①③④ C 九、物质循环 信息源 （信息产生的部位） 信道 （信息传播的媒介） 信息受体 （信息接收） 2.信息传递的三个环节： 产生 → 传播 → 接收 1.信息流：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 化学信息 行为信息 物理信息 光、声、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息。 如：植物生物碱、有机酸 动物的性外激素等 动物的特殊行为，主要指各种动作 传递信息的化学物质。 3.生态系统中信息的种类 来源：生物或非生物环境 九、生态系统的信息传递 52 【练一练】溶洞生态系统中的信息传递 ①有些洞口杂草的种子的萌发和植株的开花都需要接受某种波长的光信息； ②食草昆虫先在远处识别植物的“绿色”搜寻食物，后在近处通过植物的气味辨别和摄取食物； ③洞中的飞蛾在特定时期会释放用于吸引异性的信息素传递性信号； ④蜜蜂通过独特的舞蹈向蜂巢中的同伴传递蜜源情况； ⑤务川臭蛙能够根据五步蛇的气味或行为特征躲避猎捕； ⑥五步蛇既能用眼睛辨别务川臭蛙，也能根据舌头搜集的信息作出反应以追捕五步蛇。 物理信息 物理信息 化学信息 化学信息 行为信息 化学信息 物理信息 化学信息 九、生态系统的信息传递 ①涉及声音、颜色、植物形状、磁场、温度等物理因素，可判断为 _____________。 ②涉及的信息载体为化学物质或有关气味，如性外激素，可判断为 。 ③涉及特殊行为、“肢体语言”，可判断为 。 【信息传递种类的判断】 1.从信息传递的途径来判断 2.从文字表述的着重点判断 ①孔雀开屏，如果是通过羽毛的颜色等传递给对方， 则属于_________。 ②孔雀开屏，如果是通过行为传递给对方，则属于 。 行为信息 物理信息 化学信息 物理信息 行为信息 九、生态系统的信息传递 类型 来源 传递形式 实例 光、声、温度、湿度、磁力等 植物的生物碱、有机酸等代谢废物，动物的性外激素等 蜜蜂跳舞，鸟类“求偶炫耀”等； 比较 非生物环境或生物个体或群体 物理过程 化学信息 物理信息 生物体 以化学物质为信息载体 行为信息 动物 动物的异常表现及行为 ①多数情况下，信息传递为双向的； ②三种信息都可以来源于生物，其中，只有物理信息可以来源于非生物环境； ③信息传递可以发生在生物与非生物环境之间，可以发生在同种生物之间，可以发生在不同生物之间。 如何信息的双向传导？ 九、生态系统的信息传递 个体 个体 信息传递 种群 信息传递 种群 群落 环境 信息传递 注意： 多数情况下，信息传递为双向的。 物理信息既可来自生物，也可来自非生物环境；化学信息和行为信息来自生物。 包括细胞内及细胞之间的信息传递？ × 思考：生态系统中信息传递与物质循环和能量流动存在哪些差异？ 九、生态系统的信息传递 项目 能量流动 物质循环 信息传递 特点 范围 途径 模式图 联系 单向流动，逐级递减 全球性，循环性 往往是双向的 生态系统中各营养级之间 生物圈 生物与生物之间，生物与非生物环境之间 食物链和食物网 多种 ①任何一个生态系统这三个基本功能，三者同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体。 ②能量流动是生态系统运转的 ，物质循环是生态系统的 ，信息传递调节物质循环和能量流动。 动力 基础 九、生态系统的信息传递 信息传递的作用 个体水平 种群水平 群落水平 生命活动的正常进行 种群的繁衍 调节种间关系， 维持生态系统的平衡与稳定 信息传递作用： 信息传递为生态系统稳定地存在和发展提供了保障。信息传递是生态系统的重要功能。 九、生态系统的信息传递 6.(2020河南驻马店高三期末)下列对于生态系统结构和功能的相关叙述,错误的是 (　　) A.信息传递可以调节种间关系,维持生态系统的稳定 B.生态系统的物质循环发生在生物群落和无机环境之间 C.生产者除绿色植物外,还包括黑藻、蓝藻、硝化细菌等原核生物 D.生态系统的组成成分,通过物质循环、能量流动和信息传递紧密地联系在一起 C 趁热打铁 利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物 利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度 信息传递应用：生物防治 ①利用化学信息≠化学防治。 ②利用性引诱剂诱杀雄性个体，属于 防治。 生物 注意： 还可以利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物的繁殖力下降 化学防治是利用有毒性的化学物质直接的杀伤作用，所以使用信息素（是化学物质）但属于生物防治，不是化学防治 九、生态系统的信息传递 种类 措施 优点 缺点 喷施化学药剂 ①作用迅速 ②短期效果明显 ①会使害虫的抗药性增强 ②可能杀害害虫天敌，破坏生态平衡 ③污染环境 引入天敌、寄生虫或使用信息素等 ①无污染 ②有效且持久 天敌数量不明确，甚至可能会引发生态危机（可能引起物种入侵） 人工捕捉等 ①无污染 ②见效快，效果好 ①费时费力 ②对体型很小的害虫无法实施 机械防治 化学防治 生物防治 对有害动物进行控制的方法的比较 九、生态系统的信息传递 7.(2024·南阳期末)稻田养鱼既可获得鱼产品，又可利用鱼吃掉稻田中的害虫和杂草，一般可使水稻增产一成左右。稻田中经控制后的有害生物密度与所需的防治成本有关，并影响作物的价值，其关系如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．采用标记重捕法调查稻田中鲫鱼的种群密度时，若重捕计数后操作不当导致部分被标记个体死亡，基本不会影响调查结果 B．图中A、B、C三点中，将有害动物控制在B点收益最大 C．由图可知，曲线Ⅱ代表有害生物控制在不同密度时作物的价值 D．利用人工合成的性引诱剂诱杀雄性害虫来防治害虫的方法属于化学防治 趁热打铁 D 3. 特征： 生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。 2. 调节机制： 负反馈调节是生态系统具备 的基础。 自我调节能力 结构平衡 功能平衡 收支平衡 生态平衡 动态平衡 负反馈调节 1.生态平衡的概念： 十、生态平衡与生态系统的稳定性 十、生态平衡与生态系统的稳定性 （1）概念 在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的 工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，使系统保持稳定。 —— 负反馈调节 3.生态平衡的调节机制： 思考：如果是正反馈调节调节生态系统，结局又是怎样？ （2）负反馈调节意义 负反馈调节在生态系统中普遍存在，是生态系统具备自我调节能力的基础。 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。 （3）生态系统的稳定性: 5. 表现： — 抵抗力稳定性 — 恢复力稳定性 （1）抵抗干扰，维持原状的能力 （2）受到破坏，恢复原状的能力 生态系统中组分越多， 食物网越复杂。 其自我调节能力就越强， 抵抗力稳定性越强。 恢复力稳定性越弱。 十、生态平衡与生态系统的稳定性 特点1：不同的生态系统一般在这两种稳定性的表现上有着一定差别。 6. 规律： 注意: 环境恶劣地带的生态系统(北极冻原、荒漠)，往往恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱！ 特点2：生态系统的自我调节能力是有限的 7.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较：   抵抗力稳定性 恢复力稳定性 区 别 实质 _____自身结构和功能相对稳定 _____自身结构和功能相对稳定 核心 影响 因素 模型 保持 恢复 抵抗干扰，保持原状 受到破坏，恢复原状 生物种类越多、营养结构越复杂 →自我调节能力越强 →抵抗力稳定性越高 生物种类越少、营养结构越简单 →自我调节能力越弱 →恢复力稳定性越高 稳定性 营养结构复杂程度 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 注意: 对于环境条件极其恶劣的生态系统，如北极苔原生态系统，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低！ 十、生态平衡与生态系统的稳定性 8.拓展延伸 【模型构建】生态系统的抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系 在受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有　　　　　　　。 y：表示 稳定性 （y越大抵抗力稳定性越 ；反之越强）  x：表示 稳定性 （x越大恢复力稳定性越 ；反之越强）  TS：表示 稳定性 （TS面积越大，生态系统的总稳定性越 ； 反之越强）  抵抗力 弱 恢复力 弱 总 弱 自我调节能力 十、生态平衡与生态系统的稳定性 9. 提高生态系统的稳定性措施 1、控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统的自我调节能力的范围内，合理适度利用生态系统； 合理放牧 封山育林 适量捕捞 适量砍伐 2、对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。 意义：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。能够使人类生活与生产的环境保持稳定。 十、生态平衡与生态系统的稳定性 制作生态缸，观察其稳定性 探究.实践 1.目的要求： 设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性 2.基本原理： 在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统的基本成分进行组织，构建一个人工微生态系统是可能的。要使人工微生态系统正常运转，在设计时还要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。应该注意，人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的。 十一、制作生态缸，观察其稳定性 密封 散射 存活 和水质变化 生物生活力强、成分齐全 防止水温过高导致水生植物死亡 防止外界生物或非生物因素的干扰 宜小不宜大，水量适宜，留有空间 材料透明 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 为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察 便于操作；缸内储备一定量的空气 3.实验步骤 十一、制作生态缸，观察其稳定性 （1）生态缸中的生物只能存活一段时间。虽然生态缸中生态系统成分齐全， 但其结构比较 ，自我调节能力 。 （2）不同的生态缸中生态系统的稳定性时间 。人工生态系统 的稳定性是有条件的。 简单 差 有长有短 4.结果分析 十一、制作生态缸，观察其稳定性 8.某生物兴趣小组用河水、池泥、黑藻、植食性小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作了3个生态瓶(如图所示)。下列说法错误的是(　　) A．甲瓶中的小鱼很快死亡可能是因为瓶内 小鱼数量过多 B．乙瓶中的生物存活的时间相对较长 C．丙瓶中加盖与否，并不影响实验结果 D．若想生态瓶内的生态系统在一段时间内维持稳定，丙瓶不应放在黑暗中 C 趁热打铁 本章总结 1．(2024·临沂期末)关于生态系统结构和功能的叙述，错误的是(　　) A．非生物的物质和能量、生产者、消费者属于生态系统的组成成分 B．生态系统中的植物属于生产者，营腐生生活的动物属于分解者 C．生态系统的能量流动沿着食物链单向进行且逐级递减 D．碳循环在生物群落和非生物环境之间主要以CO2的形式进行 　 本章小练 B 2．(2024·沈阳期末)某生态系统的营养结构由种群Ⅰ、种群Ⅱ、种群Ⅲ组成，如图是分析该生态系统中能量流动得到的部分数据。下列相关叙述错误的是(　　) A.三个种群组成的食物链是种群Ⅱ→种群Ⅰ→种群Ⅲ B．第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率为20% C．种群Ⅰ被分解者利用的能量是0.5×106 kJ D．据图中数据可以推出种群Ⅱ呼吸作用散失的能量为54.5×106 kJ 　 本章小练 D 3．生态系统的营养结构是物质循环和能量流动的主要途径。下列叙述错误的是(　　) A．调查生物群落内各物种之间的取食与被取食关系，可构建食物链 B．整合调查所得的全部食物链，可构建营养关系更为复杂的食物网 C．归类各食物链中处于相同环节的所有物种，可构建相应的营养级 D．测算主要食物链各环节的能量值，可构建生态系统的能量金字塔 　 本章小练 D 4. (2024·吉安期中)温室效应导致极地冰雪、冰川融化，海平面上升，引起了全人类的关注。人们多采取植树造林、减少化石燃料的使用、开发利用新能源和鼓励低碳出行等措施减缓温室效应的加剧。如图是碳循环示意图，序号代表不同的碳传递过程，字母表示生态系统的组成成分。下列叙述错误的是(　　) A．植树造林可增加①过程中碳的吸收量 B．①中碳吸收量与②③⑤中碳释放量相同 C．④过程中碳以有机物的形式传递 D．低碳出行降低了⑥中碳排放量 本章小练 B 5．为助力“美丽乡村”建设，科研人员对南通某地富营养化水体实施生态恢复，先后向水体引入以藻类为食的某些贝类，引种芦苇、香蒲等水生植物，以及放养植食性鱼类等。经过一段时间，水体基本实现了“水清”“景美”“鱼肥”的治理目标。下列相关叙述不正确的是(　　) A．治理前的水体不能实现自我净化，说明该生态系统自我调节能力是有限的 B．引种芦苇、香蒲既可吸收水中有机物，又能遮光抑制藻类生长繁殖 C．放养植食性鱼类可使生态系统中的物质和能量更好地流向人类 D．这一成功案例说明调整生态系统的结构是生态恢复的重要手段 　 B 本章小练 6．(2024·泉州期中)烟草在4～10月开花，开花需要光信息刺激。烟草植株受到蛾幼虫攻击后，能够产生和释放信息素。信息素白天可以吸引蛾幼虫的天敌来捕食蛾幼虫，夜晚又可以驱逐夜间活动的雌蛾，使它们不能停留在叶片上产卵。下列相关叙述正确的是(　　) A．利用信息素吸引天敌控制蛾幼虫数量属于化学防治 B．食物链“烟草→蛾幼虫→天敌”中存在负反馈调节 C．生长素对烟草植株生长的调节属于信息传递中的化学信息 D．光信息刺激植物开花，体现生命活动的正常进行离不开信息的传递 本章小练 B 7．(12分)(2024·永州期末)为了研究能量流经生态系统的食物链时，每一级的能量变化和能量转移效率，生态学家对一个结构相对简单的草原生态系统的能量流动进行了定量分析，结果如图，甲、乙、丙表示相邻的三个营养级，字母表示能量数值，单位是J/(cm2·a)。回答下列问题： (1)A1＋B1＋D1________(填“大于”“等于”或“小于”)甲的同化量。 (2)碳在该生态系统的不同成分之间的流动主要是以_______________形式进行的。据图可知生态系统的能量流动具有单向流动的特点，原因是_____________________________________________________________________________________(答出两点即可)。 本章小练 小于　 CO2(含碳)有机物 食物链中捕食与被捕食的关系不可逆转；每个营养级散失的热能不能被再利用 7．(12分)(2024·永州期末)为了研究能量流经生态系统的食物链时，每一级的能量变化和能量转移效率，生态学家对一个结构相对简单的草原生态系统的能量流动进行了定量分析，结果如图，甲、乙、丙表示相邻的三个营养级，字母表示能量数值，单位是J/(cm2·a)。回答下列问题： (3)图中“乙→丙”的能量传递效率为______________×100%(用图中字母表示)，丙固定的能量中用于生长、发育和繁殖的能量为_____________(用图中字母表示)。 (4)食草动物(乙)捕食强度较低时，生产者(甲)有机物积累速率随捕食强度的增加而增大，原因可能是___________________________________________。 　 本章小练 B2/(B1＋C1) B2＋C2－A3 食草动物的捕食作用降低了植物间的竞争 Lavf58.20.100 $$