生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性高三生物一輪復習

第五章生態(tài)系統(tǒng)(shēnɡtàixìtǒnɡ)及其穩(wěn)定性第一頁，共44頁。1考綱考點(kǎodiǎn)考試說明等級要求生態(tài)系統(tǒng)的結構A生態(tài)系統(tǒng)中的物質循環(huán)和能量流動的基本規(guī)律及其應用C生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞A生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性B人口增長對生態(tài)環(huán)境的影響B(tài)全球性生態(tài)環(huán)境問題B生物多樣性保護的意義和措施C第二頁，共44頁。2命題(mìngtí)趨勢近五年的高考試題主要集中在能量流動，物質循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等方面，其中物質循環(huán)和能量流動的根本規(guī)律及其應用是重中之重。預計2014年高考命題會從物質循環(huán)和能量流動的流程圖解出發(fā)，考察能量流動的數(shù)量關系，物質循環(huán)的過程以及(yǐjí)生態(tài)學原理在生產(chǎn)和生活中的應用，如農田生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，污水處理和城市生態(tài)系統(tǒng)的建設等。第三頁，共44頁。3第一講生態(tài)系統(tǒng)(shēnɡtàixìtǒnɡ)的結構學習(xuéxí)目標第四頁，共44頁。41．生態(tài)系統(tǒng)的概念及理解(1)概念：由生物群落(shēnɡwùqúnluò)與它的無機環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一整體(2)范圍：有大有小。地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)是生物圈。(3)結構：組成成分和營養(yǎng)(yíngyǎng)結構〔食物鏈和食物網(wǎng)〕。【例1】森林中一棵樹死了，倒在地上，苔蘚、藻類、蘑菇、白蟻、蠕蟲、蜘蛛和老鼠均以這棵朽木為生。這些生物(shēngwù)構成了一個B考點1生態(tài)系統(tǒng)的組成成分第五頁，共44頁。5比較項目非生物的物質和能量生產(chǎn)者消費者分解者組成內容陽光、熱能、空氣、水分、無機鹽等①綠色植物②化能自養(yǎng)型微生物(如硝化細菌)，③光合細菌和藍藻絕大多數(shù)動物和寄生生活和共生生活的各種生物(如菟絲子、大豆根瘤菌)營腐生生活的微生物及腐食性的動物(如蚯蚓、蜣螂)作用為生物提供物質和能量，是生物群落賴以生存和發(fā)展的基礎利用光能，把無機化學能→有機化學能；加快生態(tài)系統(tǒng)中的物質循環(huán)；有利于植物的傳粉和種子的傳播通過分解作用將生物遺體、遺物分解為無機物，供生產(chǎn)者重新利用第六頁，共44頁。6比較項目非生物的物質和能量生產(chǎn)者消費者分解者生物同化類型—自養(yǎng)型異養(yǎng)型異養(yǎng)型地位必備成分主要成分(基石)最活躍的成分物質循環(huán)中的關鍵成分聯(lián)系生產(chǎn)者和分解者是聯(lián)系生物群落和無機環(huán)境的兩大“橋梁”，生產(chǎn)者和各級消費者以捕食關系建立的食物鏈和食物網(wǎng)是能量流動和物質循環(huán)的渠道第七頁，共44頁。7【特例(tèlì)與誤區(qū)分析】誤區(qū)類型特例細菌都是分解者硝化細菌和光合細菌是自養(yǎng)型，屬于生產(chǎn)者；寄生細菌屬于消費者，腐生細菌和霉菌屬于分解者動物都是消費者禿鷲、蚯蚓、蜣螂、原生動物等以動植物殘體為食的腐生動物屬于分解者生產(chǎn)者都是綠色植物藍藻、硝化細菌和光合細菌等自養(yǎng)原核生物也是生產(chǎn)者，應該說生產(chǎn)者主要指綠色植物植物都是生產(chǎn)者菟絲子營寄生生活，屬于消費者營自養(yǎng)生活的生物一定(yīdìng)是生產(chǎn)者、生產(chǎn)者一定(yīdìng)是自養(yǎng)型生物。營腐生生活的生物一定(yīdìng)是分解者，分解者一定(yīdìng)是腐生生物第八頁，共44頁。8食物鏈草→兔→狐→狼生態(tài)系統(tǒng)的成分生產(chǎn)者初級消費者次級消費者三級消費者營養(yǎng)級別第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級3．營養(yǎng)結構---食物鏈和食物網(wǎng)①生產(chǎn)者與消費者之間主要通過捕食關系(guānxì)建立食物聯(lián)系，現(xiàn)以一條食物鏈為例進行分析：②食物網(wǎng)：(1)同一種消費者在不同的食物鏈中，可以占有不同的營養(yǎng)(yíngyǎng)級，如貓頭鷹可能在不同的食物鏈中分別占有第三、第四、第五營養(yǎng)(yíngyǎng)級。這就是說貓頭鷹在該食物網(wǎng)中占有三個不同的營養(yǎng)(yíngyǎng)級。(2)在食物網(wǎng)中，兩種生物之間的種間關系有可能出現(xiàn)不同概念上的重合，如蜘蛛與青蛙，二者之間既是捕食關系，又是競爭關系。(3)食物網(wǎng)的復雜程度主要取決于有食物聯(lián)系的生物種類，而并非取決于生物數(shù)量。第九頁，共44頁。9(1)通常所說的食物鏈為捕食鏈，只包括生產(chǎn)者和消費者。每條食物鏈的起點總是生產(chǎn)者，最末為不被其他動物所食的動物，中間為多種動物，有任何間斷都不算完整的食物鏈。(2)在食物鏈中，當某種生物大量增加時，一般會導致作為其食物的上一營養(yǎng)級數(shù)量減少，作為其捕食者的下一營養(yǎng)級數(shù)量增多。(3)一條食物鏈一般不會超過五個營養(yǎng)級，因為能量流動沿食物鏈是逐級遞減的.食物鏈中各營養(yǎng)級生物之間是相互制約的，使它們的數(shù)量始終處于一種動態(tài)變化中。這種制約可能來自于種間，也可能來自于種內(4)食物鏈中的捕食關系是長期自然選擇形成的，不會倒轉(dàozhuǎn)，因此箭頭一定是由上一營養(yǎng)級指向下一營養(yǎng)級。(5)某一營養(yǎng)級的生物代表處于該營養(yǎng)級的所有生物，不代表單個生物個體，也不一定是某種群。【疑難(yínán)剖析】第十頁，共44頁。10食物網(wǎng)中生物數(shù)量變化的分析與判斷①第一營養(yǎng)級的生物減少對其他物種的影響第一營養(yǎng)級的生物(生產(chǎn)者)減少時，那么將會連鎖性地引發(fā)其后的各個營養(yǎng)級生物減少。這是因為生產(chǎn)者是其他各種生物賴以生存的直接或間接的食物來源。②“天敵〞一方減少，對被捕食者數(shù)量變化的影響一條食物鏈中處于“天敵〞地位(dìwèi)的生物數(shù)量減少，那么被捕食者數(shù)量變化是先增加后減少，最后趨于穩(wěn)定。③復雜食物網(wǎng)中某生物數(shù)量變化引起的連鎖反響分析a．以中間環(huán)節(jié)少的作為分析依據(jù)，考慮方向和順序為：從高營養(yǎng)級依次到低營養(yǎng)級。b．生產(chǎn)者相對穩(wěn)定，即生產(chǎn)者比消費者穩(wěn)定得多，所以當某一生物數(shù)量發(fā)生變化時，一般不需考慮生產(chǎn)者數(shù)量的增加或減少。c．處于最高營養(yǎng)級的生物且有多種食物來源時，假設其中一條食物鏈中斷，那么該生物可通過多食其他食物而維持其數(shù)量根本不變。第十一頁，共44頁。11(2019年海淀區(qū)模擬)如以下(yǐxià)圖所示表示某生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)。以下(yǐxià)有關表達中不正確的選項是A．生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈交錯連結成食物網(wǎng)的原因是多種生物在食物鏈中占有不同營養(yǎng)級B．該食物網(wǎng)由8條食物鏈組成，蛇與鼠、食蟲鳥與蛙的關系分別(fēnbié)是捕食和競爭C．該圖僅表達了生態(tài)系統(tǒng)成分中的生產(chǎn)者和消費者，未表達的成分是分解者D．假設分析該生態(tài)系統(tǒng)的能量流動狀況，應從系統(tǒng)中綠色植物固定的太陽能開始C第十二頁，共44頁。12學習目標1.概述(ɡàishù)能量流動的過程，規(guī)律及其在生產(chǎn)中的應用2.說明物質循環(huán)的過程，規(guī)律及其在生產(chǎn)中的應用第二講生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)(xúnhuán)和能量流動第十三頁，共44頁。13一、能量流動的概念和過程1．概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉化和散失(sànshī)的過程。2、過程：〔1〕起點：〔2〕總能量：〔3〕渠道：〔4〕能量形式的變化：〔5〕在食物鏈中流動的形式是：〔6〕能量散失(sànshī)的主要途徑：能量流經(jīng)第二營養(yǎng)(yíngyǎng)級時的分流情況總結如下：從生產(chǎn)者(主要是植物(zhíwù))固定太陽能開始。生產(chǎn)者所固定的全部太陽能食物鏈和食物網(wǎng)。太陽光能→生物體有機物中的化學能→熱能(最終散失)。有機物中的化學能。細胞呼吸(包括各營養(yǎng)級生物本身的呼吸及分解者的呼吸)?？键c1生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程第十四頁，共44頁。14第十五頁，共44頁。153．能量在流經(jīng)每一營養(yǎng)級時的分流問題(wèntí)分析(1)能量來源①生產(chǎn)者的能量來自于太陽能。②各級消費者的能量一般來自上一個營養(yǎng)級(同化量=攝入量-糞便中所含能量)。(2)能量(néngliàng)去路①被該營養(yǎng)級生物因呼吸作用分解消耗一局部，其中ATP用于生命活動，熱能從生物群落中散失到大氣中。對于生物群落而言，熱能是群落的能量(néngliàng)輸出。②流入下一營養(yǎng)級生物(最高營養(yǎng)級生物除外)。③每個營養(yǎng)級生物的遺體、糞便、殘枝敗葉中的能量(néngliàng)被分解者分解而釋放出來。④未利用能量(néngliàng)(現(xiàn)存量：最終被分解者利用，因此，也可歸為③)。第十六頁，共44頁。16(2)逐級遞減①各營養(yǎng)級生物都會因呼吸作用消耗大局部(júbù)能量。②各營養(yǎng)級的能量總有一局部(júbù)不能被下一營養(yǎng)級利用。③各營養(yǎng)級的能量總有一局部(júbù)流入分解者。傳遞(chuándì)效率=(1)單向流動①能量流動是沿食物鏈進行的，食物鏈中各營養(yǎng)級之間的捕食關系是長期自然選擇的結果，是不可逆轉的。②各營養(yǎng)級通過呼吸作用所產(chǎn)生的熱能(rènéng)不能被生物群落重復利用，因此能量流動無法循環(huán)。第十七頁，共44頁。175.能量傳遞效率(xiàolǜ)的計算設食物鏈為ABCD現(xiàn)實問題思路求解D營養(yǎng)級凈增重M至少需要A營養(yǎng)級多少N×(20%)3=M最多需要A營養(yǎng)級多少N×(10%)3=MA營養(yǎng)級凈增重ND營養(yǎng)級最多增重多少N×(20%)3=MD營養(yǎng)級至少增重多少N×(10%)3=M提示：在某一食物網(wǎng)中，一個消費者往往同時占有多條食物鏈，當該消費者增加了某一值時，假設要計算最少消耗生產(chǎn)者多少，應選(yīnɡxuǎn)最短的食物鏈和最大的傳遞效率20%進行計算。假設要計算最多消耗生產(chǎn)者多少時，應選(yīnɡxuǎn)最長的食物鏈和最小的傳遞效率10%進行計算。第十八頁，共44頁。18以下有關生態(tài)系統(tǒng)能量流動的表達中，正確的選項是A、一種蜣螂專以大象糞為食，那么該種蜣螂最多能獲取大象所同化能量的20%B.當狼捕食兔子(tùzi)并同化為自身的有機物時，能量就從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級C.生產(chǎn)者通過光合作用合成有機物，能量就從非生物環(huán)境流入生物群落D.生態(tài)系統(tǒng)的能量是伴隨物質而循環(huán)利用的C第十九頁，共44頁。19二、研究能量流動(liúdòng)的意義1．幫助人們科學規(guī)劃，設計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用，實現(xiàn)能量的多級利用。2．幫助人們合理地調整生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(liúdòng)關系，使能量持續(xù)高效地流向對人類最有益的局部。B第二十頁，共44頁。20三、生態(tài)(shēngtài)金字塔〔1〕能量金字塔、數(shù)量金字塔、生物量金字塔三者都是用來說明食物鏈中能量流動的情況，三者統(tǒng)稱(tǒngchēng)為生態(tài)金字塔。能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀特點呈正金字塔形一般為正金字塔形，有時會出現(xiàn)倒金字塔形一般為正金字塔形第二十一頁，共44頁。21能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔象征含義能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性一般生物個體數(shù)目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而逐級遞減生物量(現(xiàn)存生物有機物的總量)沿食物鏈流動逐級遞減

每一階層含義食物鏈中每一營養(yǎng)級生物所含能量的多少每一營養(yǎng)級生物個體的數(shù)目

每一營養(yǎng)級生物現(xiàn)存生物的總質量第二十二頁，共44頁。22(2)特殊實例及分析數(shù)量(shùliàng)金字塔在前一營養(yǎng)級的生物個體很大，而后一營養(yǎng)級的生物個體很小時，會出現(xiàn)倒置現(xiàn)象。如樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥個體數(shù)比例關系可形成如下圖的數(shù)量(shùliàng)金字塔。生物量金字塔也有特殊形狀，如海洋生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者浮游植物個體小，壽命短，又會不斷被浮游動物吃掉，因而某一時間調查到的浮游植物生物量可能(kěnéng)要低于其捕食者浮游動物的生物量。但這并不是說流經(jīng)生產(chǎn)者這一環(huán)節(jié)的能量比流經(jīng)浮游動物的要少。第二十三頁，共44頁。23A1．如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中4種成分之間的關系，以下相關表達(biǎodá)正確的選項是A.甲同化的有機物中的能量一局部因細胞呼吸(hūxī)而散失，另一局部用于自身的生長、發(fā)育和繁殖。B.乙１→乙２…中所包含的所有種群構成了該生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構C.丙中有自養(yǎng)型生物D.甲同化的總能量等于乙和丙的總能量之和第二十四頁，共44頁。242、如圖是能量(néngliàng)流動的圖解，對此圖理解不正確的選項是A．圖中方框(fānɡkuànɡ)的大小可表示該營養(yǎng)級生物所具有能量的相對值B．圖中C所具有的能量為B的10%～20%C．圖中A表示流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量D．圖中A具有的能量是B、C、D的能量之和D第二十五頁，共44頁。253、以下圖表示(biǎoshì)某草原生態(tài)系統(tǒng)中能量流動圖解，①～④表相關過程能量流動量。以下有關表達正確的選項是A.①是流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量C.圖中②/①的比值代表(dàibiǎo)草→兔的能量傳遞效率D.③和④分別屬于草和兔同化量的一局部D第二十六頁，共44頁。264、以下圖為某生態(tài)系統(tǒng)中能量流動示意圖，①②③④各代表一定(yīdìng)的能量值，以下各項中正確的選項是(雙選) A.①表示流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)內部的總能量B.一般情況下，次級消費者增加1kg，生產(chǎn)者至少(zhìshǎo)增加25kgC.生物與生物之間的捕食關系一般不可逆轉，所以能量流動具單向性D.從能量關系看②≥③＋④BC第二十七頁，共44頁。275、如果一個人的食物有1/2來自綠色植物，1/4來自小型肉食動物，1/4來自植食物動物，假設能量傳遞效率為10%。食物鏈關系(guānxì)如以下圖，那么該人每增加1千克體重，約需消耗植物A．10千克(qiānkè)B．28千克(qiānkè)C．100千克(qiānkè)D．280千克(qiānkè)D第二十八頁，共44頁。286、在如以下圖所示的食物網(wǎng)中，C生物同化的總能量為a，其中A生物直接供給(gōngjǐ)C生物的比例為x，那么按最低的能量傳遞效率計算，需要A生物的總能量〔y〕與x的函數(shù)關系式為____________y＝100a－90ax第二十九頁，共44頁。292010年下學期

C7、在社會主義(shèhuìzhǔyì)新農村建設中，四川某地通過新建沼氣池和植樹造林，構建了新型農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)〔如圖〕。以下有關表達不正確的選項是A.該生態(tài)系統(tǒng)中，處于第二營養(yǎng)級的生物有人和家禽家畜B.該生態(tài)系統(tǒng)中，人的作用非常關鍵(guānjiàn)，植物是主要成分C.該生態(tài)系統(tǒng)的建立，提高了各營養(yǎng)級間的能量傳遞效率D.沼氣池的建造和植樹造林，提高了該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性第三十頁，共44頁。30B8、以下圖是某森林生態(tài)系統(tǒng)物質和能量(néngliàng)流向示意圖，h、i、j、k表示不同用途的有機物〔j是未利用局部〕，方框大小表示使用量。以下表達正確的選項是i第三十一頁，共44頁。31：(1)參與循環(huán)的物質：不是指由C、H、O、N、P、S等這些元素組成的糖類、脂肪和蛋白質等生物體內所特有(tèyǒu)的物質，也不是單質，而是C、H、O、N、P、S等元素。(2)物質循環(huán)的具體形式：是指組成生物體的根本元素在生物群落與無機環(huán)境之間的往返運動，其中伴隨著復雜的物質變化和能量轉化，并不是單純物質的移動。(3)循環(huán)的過程：無機環(huán)境生物群落?？键c(kǎodiǎn)2物質循環(huán)(1)全球性：物質循環(huán)(xúnhuán)的范圍是生物圈，因此把生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)(xúnhuán)又叫生物地球化學循環(huán)(xúnhuán)。(2)物質可被反復利用：物質循環(huán)(xúnhuán)，既然稱為“循環(huán)(xúnhuán)〞就不像能量流動那樣逐級遞減、單向流動，而是可以在無機環(huán)境與生物群落之間反復利用。第三十二頁，共44頁。32——碳循環(huán)第三十三頁，共44頁。33碳循環(huán)分解者的分解作用光合作用第三十四頁，共44頁。34(1)大氣中的碳元素進入生物群落，是通過植物的或硝化細菌等的而實現(xiàn)的。(2)碳在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)主要是以的形式進行的。碳元素在生物群落中的傳遞，通過的渠道進行的，傳遞的形式為(3)大氣中CO2的來源有三個：一是分解(fēnjiě)者的分解(fēnjiě)作用；二是動植物的呼吸作用；三是化石燃料的燃燒。(4)實現(xiàn)碳在生物群落和無機環(huán)境之間進行循環(huán)的關鍵是(5)碳在無機環(huán)境與生物群落之間傳遞時，只有生產(chǎn)者與無機環(huán)境之間的傳遞是雙向的，其他各成分間的傳遞均是單向的(6)煤、石油、天然氣等化石燃料的燃燒，使大氣中的CO2濃度增高，是形成“溫室效應〞的最主要原因。CO2食物(shíwù)鏈和食物(shíwù)網(wǎng)有機物生產(chǎn)者和分解者光合作用(guānghé-zuòyòng)化能合成作用第三十五頁，共44頁。35項目能量流動物質循環(huán)形式以有機物為載體無機物特點單向流動、逐級遞減往復循環(huán)范圍生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級生物圈(全球性)聯(lián)系同時進行、相互依存，不可分割①能量的固定、儲存、轉移和釋放，離不開物質的合成和分解②物質是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動的載體③能量是物質在生態(tài)系統(tǒng)中往復循環(huán)的動力圖解如下：第三十六頁，共44頁。36①伴隨著物質循環(huán)過程，環(huán)境中一些污染物〔如重金屬、化學農藥〕通過食物鏈在生物體內大量積累而出現(xiàn)生物富集現(xiàn)象，而營養(yǎng)(yíngyǎng)級越高，富集物濃度越高，這與能量流動逐級遞減不同。②生態(tài)系統(tǒng)中各成分確實認如下圖的生態(tài)系統(tǒng)成分判斷題在試題(shìtí)中經(jīng)常出現(xiàn)，這種試題(shìtí)先根據(jù)雙向箭頭AD確定兩者肯定是非生物的物質和能量、生產(chǎn)者，再根據(jù)箭頭指向：A有三個指出，應為生產(chǎn)者；D有三個指入，為非生物的物質和能量；B和C，一個為消費者，另一個為分解者，A(生產(chǎn)者)和B均指向C，那么C為分解者。第三十七頁，共44頁。371．在生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的過程中，把CO2釋放到大氣中有多種形式，其中起主導作用的是A．植物和動物的呼吸作用B．化石燃料(ránliào)的燃燒作用C．分解者對有機物的分解作用D．化工廠對碳酸鹽的分解作用A第三十八頁，共44頁。382、如右圖所示生物圈中碳元素的循環(huán)過程，以下有關表達(biǎodá)正確的選項是A．③過程代表綠色植物的光合作用B．圖中A、B分別代表消費者和生產(chǎn)者C．溫室效應主要(zhǔyào)是由⑦過程造成的D．農業(yè)生產(chǎn)中的中耕松土可以增大⑤過程C第三十九頁，共44頁。393、如圖為生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的模式圖，1、2、3、4分別代表生態(tài)系統(tǒng)的不同成分。以下相關(xiāngguān)表達正確的選項是A．1代表生產(chǎn)者，5可以(kěyǐ)代表化能合成作用B．碳元素在1→2→3→4間以含碳有機物的形式傳遞