《生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性》章末總結(jié)課件

第5章

生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性食物網(wǎng)分解者信息傳遞全球性抵抗力穩(wěn)定性單向流動恢復力穩(wěn)定性往往雙向物質(zhì)循環(huán)消費者負反饋調(diào)節(jié)人口增長自我調(diào)節(jié)能力保護生態(tài)環(huán)境1.生產(chǎn)者都是自養(yǎng)生物，包括綠色植物和硝化細菌等。消費者都是異養(yǎng)生物，主要是動物和營寄生生活的生物。分解者都是異養(yǎng)生物，主要是營腐生生活的細菌、真菌和一些營腐生生活的動物，如蚯蚓、禿鷲和蜣螂等。2.一個完整的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括生態(tài)系統(tǒng)的成分、食物鏈和食物網(wǎng)。生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)即食物鏈和食物網(wǎng)，同時也是物質(zhì)循環(huán)和能量流動的渠道。3.能量流動的起點是生產(chǎn)者固定的太陽能，流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的全部太陽能。能量流動的特點是單向流動，逐級遞減。知識必背4.生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是指組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素不斷進行著從無機環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無機環(huán)境的循環(huán)過程。物質(zhì)循環(huán)的特點是全球性、循環(huán)性。5.能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系：物質(zhì)循環(huán)是能量流動的載體，能量流動是物質(zhì)循環(huán)的動力。6.信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用有：(1)生命活動的正常進行離不開信息的作用；(2)生物種群的繁衍，離不開信息的傳遞；(3)調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。7.全球性生態(tài)環(huán)境問題有全球氣候變化、水資源短缺、臭氧層破壞、酸雨、土地荒漠化、海洋污染、生物多樣性銳減等。8.生物多樣性的內(nèi)容是生物圈內(nèi)所有的植物、動物和微生物，它們所擁有的全部基因以及各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)。生物多樣性的價值有潛在價值、間接價值和直接價值三個方面。9.保護生物多樣性的措施(1)就地保護。(2)易地保護。(3)利用生物技術(shù)保護瀕危物種。(4)加強立法、執(zhí)法和宣傳教育。1.生態(tài)系統(tǒng)各功能類群能量來源(2)消費者：能量來自食物方的“活體”中的有機物(捕食或寄生)。(3)分解者：能量來自動、植物遺體或糞便及排泄物中的有機物(腐生)。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動2.生態(tài)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)能量去向理解流入每一營養(yǎng)級的能量去向可從以下兩個角度分析(1)定量不定時分析：流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在足夠長的時間內(nèi)的去路有三條：①自身呼吸散熱消耗；②流入下一營養(yǎng)級；③被分解者分解利用。但這一定量的能量不管如何傳遞，最終都以熱能的形式從生物群落中散失，生產(chǎn)者源源不斷地固定太陽能，才能保證生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的正常進行。(2)定量定時分析：流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在一定時間內(nèi)的去路有四條：①自身呼吸散熱消耗；②流入下一營養(yǎng)級；③被分解者分解利用；④未被自身呼吸消耗，也未被下一營養(yǎng)級和分解者利用，即“未利用”。如果是以年為單位研究，第④部分的能量將保留給下一年(如圖所示)。3.能量傳遞效率的相關(guān)計算(1)能量在食物鏈中傳遞的計算①在一條食物鏈中，某一營養(yǎng)級的能量為n，則傳到下一營養(yǎng)級的能量最多為n×20%＝0.2n，最少為n×10%＝0.1n。②在一條食物鏈中，某一營養(yǎng)級的能量為n，需要前一營養(yǎng)級的能量至少為n÷20%＝5n，最多為n÷10%＝10n。(2)能量在食物網(wǎng)中傳遞的計算①若一食物網(wǎng)中，已知最高營養(yǎng)級增加能量為Na.求最多消耗第一營養(yǎng)級多少能量時，按最長食物鏈，最低傳遞效率計算；b.求至少消耗第一營養(yǎng)級多少能量時，按最短食物鏈，最高傳遞效率計算。②若一食物網(wǎng)中，已知第一營養(yǎng)級能量為Ma.求最高營養(yǎng)級最多獲得多少能量時，應按最短食物鏈，最高傳遞效率計算；b.求最高營養(yǎng)級最少獲得多少能量時，應按最長食物鏈，最低傳遞效率計算。(3)在已知高營養(yǎng)級求需要低營養(yǎng)級最值時，若高營養(yǎng)級有多種食物來源，要注意高營養(yǎng)級食物來源有沒有具體分配，若有就不能選最短或最長的食物鏈，而要按分配情況逐一計算，然后相加?！纠?】如圖是某人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程中部分環(huán)節(jié)涉及的能量相對值。試回答下列有關(guān)問題(1)圖中①代表的生理過程是________，圖中②代表的能量主要以________________________的形式儲存。(有機物中)穩(wěn)定的化學能呼吸作用(2)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是______________________。(3)能量從該生態(tài)系統(tǒng)的第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率約為______。(4)試分析圖中植食動物、肉食動物和頂位肉食動物隨營養(yǎng)級的升高需要的有機物輸入越來越多的原因是___________________________________________________。12.7%生產(chǎn)者所固定的太陽能以及維持各營養(yǎng)級較高的能量輸出能量流動逐級遞減【解析】①代表生物的呼吸作用，②為動植物體中有機物含有的化學能，這些能量都來自生產(chǎn)者光合作用固定的太陽能。第三營養(yǎng)級生物(肉食動物)從第二營養(yǎng)級生物(植食動物)獲得的能量為2.1＋5.1＋0.05＋0.25－5＝2.5。生產(chǎn)者傳遞給第二營養(yǎng)級的總能量為4＋9＋0.5＋2.5－2＝14，生產(chǎn)者固定的太陽能總量為23＋70＋3＋14＝110，能量從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率為×100%≈12.7%。能量流動是逐級遞減的，要維持高營養(yǎng)級生物的能量輸出，就需要為高營養(yǎng)級提供更多的物質(zhì)和能量。1.食物鏈中，若處于第一營養(yǎng)級的生物數(shù)量減少，直接使以其為食物的第二營養(yǎng)級的生物因食物缺乏而數(shù)量減少，又會引起連鎖反應，致使第三、第四營養(yǎng)級的生物數(shù)量依次減少。2.一條食物鏈中處于“天敵”地位的生物數(shù)量減少，則被捕食者數(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)中某種群數(shù)量變化引起的連鎖反應分析生態(tài)系統(tǒng)中某種生物減少對其他生物數(shù)量變化的影響若某種群處于復雜食物網(wǎng)的某中間環(huán)節(jié)，其數(shù)量減少對其他生物類群的影響狀況應視具體食物鏈而定，大體遵循如下思路：(1)生產(chǎn)者相對穩(wěn)定原則，即消費者某一種群數(shù)量發(fā)生變化時，一般不考慮生產(chǎn)者數(shù)量的增加或減少。(2)最高營養(yǎng)級的生物種群相對穩(wěn)定原則，即當處于最高營養(yǎng)級的生物種群其食物有多種來源時，若其中一條食物鏈中斷，該種群的數(shù)量不會發(fā)生較大變化。(3)實例：如圖所示的食物網(wǎng)中，蚱蜢突然減少，則以它為食的蜥蜴減少，蛇也減少，蛇減少則鷹就更多地吃兔和食草籽的鳥，從而導致兔及食草籽的鳥減少。在這里必須明確蛇并非鷹的唯一食物，所以蛇減少并不會造成鷹的減少，它可以依靠其他食物來源而維持數(shù)量基本不變?！纠?】下圖是食物關(guān)系圖，分析并簡要回答下面的問題：(1)該圖是一個簡單的________，含有___條食物鏈。3食物網(wǎng)(2)圖中的初級消費者有__________________。蛇是_____消費者，屬于______營養(yǎng)級。鷹同時占有___個營養(yǎng)級。(3)圖中的兔和蚱蜢兩者是______關(guān)系，而蜥蜴和蚱蜢是_____關(guān)系。(4)如果蚱蜢突然減少，蚯蚓的數(shù)目將會____________________________。(5)該食物網(wǎng)中不含有生態(tài)系統(tǒng)中的哪種成分？____________________________。3第四兔、蚯蚓、蚱蜢三級競爭

捕食先增加后減少，最終趨于穩(wěn)定非生物的物質(zhì)和能量及分解者【解析】食物網(wǎng)是指在一個生態(tài)系統(tǒng)中，許多食物鏈彼此相互交錯連接成的復雜營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。此圖符合食物網(wǎng)的概念，是一個食物網(wǎng)的圖解，共有3條食物鏈。營養(yǎng)級從生產(chǎn)者算起，綠色植物是第一營養(yǎng)級，初級消費者是第二營養(yǎng)級，次級消費者是第三營養(yǎng)級，依此類推。消費者級別從初級消費者算起，分析時要數(shù)全食物鏈，仔細識圖，如鷹在3條食物鏈上分別屬于次級、三級、四級消費者，同時占有第三、第四、第五3個營養(yǎng)級。兔與蚱蜢都以綠色植物為食，屬于競爭關(guān)系，蜥蜴和蚱蜢是吃與被吃的關(guān)系，屬于捕食關(guān)系。蚱蜢突然減少，以蚱蜢為食的蜥蜴減少，蛇隨之減少，鷹就要多吃兔和相思鳥以獲得足夠的能量。蚯蚓由于天敵減少，食物充足而數(shù)量增加，使其種群密度增加，隨之種內(nèi)斗爭加劇又使種群數(shù)量下降，故蚯蚓數(shù)量將先增加后減少，最終趨于穩(wěn)定。項目能量流動物質(zhì)循環(huán)信息傳遞特點單向流動、逐級遞減循環(huán)流動、反復利用往往是雙向的范圍生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級生物圈生物之間，生物與無機環(huán)境之間途徑食物鏈和食物網(wǎng)多種

地位生態(tài)系統(tǒng)的動力生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)決定能量流動和物質(zhì)循環(huán)的方向和狀態(tài)模式圖聯(lián)系同時進行，相互依存，不可分割，形成統(tǒng)一整體信息傳遞與能量流動、物質(zhì)循環(huán)的比較【例3】下圖表示生態(tài)系統(tǒng)各組成成分之間的能量流動、物質(zhì)循環(huán)及信息傳遞過程，則圖甲、乙、丙可依次表示（）A.能量流動、碳的循環(huán)、信息傳遞B.能量流動、信息傳遞、碳的循環(huán)C.碳的循環(huán)、能量流動、信息傳遞D.信息傳遞、能量流動、碳的循環(huán)【解析】圖甲是可以循環(huán)的，且生產(chǎn)者和無機環(huán)境之間是雙向箭頭，故可表示碳的循環(huán)；圖乙是單向流動的，故可表示能量流動；圖丙是雙向的，故可表示信息傳遞?！敬鸢浮緾1.(2017·陜西省黃陵縣高二月考)下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的敘述，正確的是（）A.生產(chǎn)者不一定都是植物，植物也不一定都是生產(chǎn)者B.專門營腐生生活的細菌不一定是分解者，也有可能是生產(chǎn)者或消費者C.因為動物都是靠捕食獲取食物，所以都是消費者D.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費者及分解者習題演練【解析】生產(chǎn)者不一定都是植物，如硝化細菌，植物也不一定都是生產(chǎn)者，如菟絲子屬于消費者，A項正確；專門營腐生生活的細菌一定是分解者，B項錯誤；有些動物如蚯蚓、蜣螂屬于分解者，C項錯誤；生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和食物鏈、食物網(wǎng)，D項錯誤。【答案】A2.(2017·西安鐵一中濱河學校月考)下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中的3種生物的二氧化碳釋放量的曲線圖，下列說法錯誤的是（）A.a曲線代表的生物可能是消費者或分解者B.b、c可以說是生態(tài)系統(tǒng)的基石C.a、b、c都有可能是細菌D.b曲線代表的生物可能是任何一種生產(chǎn)者【解析】a曲線表示只釋放二氧化碳，不吸收二氧化碳，所以代表的生物可能是消費者或分解者，A項正確；b、c曲線表示的生物都能吸收二氧化碳，b曲線與光照有關(guān)，屬于光能自養(yǎng)型，c曲線與光照無關(guān)，屬于化能自養(yǎng)型，所以b、c都屬于生產(chǎn)者，可以說是生態(tài)系統(tǒng)的基石，B項正確；a可能是異養(yǎng)型細菌，b可能是光合細菌，c可能是進行化能合成作用的細菌，如硝化細菌，C項正確；b曲線代表的生物只能是光能自養(yǎng)型生物，D項錯誤。【答案】D3.下圖是某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程。下列敘述錯誤的是（）A.該生態(tài)系統(tǒng)中食草昆蟲屬于初級消費者B.該生態(tài)系統(tǒng)中能量的最終來源是太陽能C.該生態(tài)系統(tǒng)中的能量傳遞是不循環(huán)的D.該生態(tài)系統(tǒng)中的第一營養(yǎng)級是太陽能【解析】食草昆蟲為植食性動物，是初級消費者；太陽能是生態(tài)系統(tǒng)能量的最終來源；生態(tài)系統(tǒng)中的能量只能從第一營養(yǎng)級依次流向下一營養(yǎng)級，不能循環(huán)流動；該生態(tài)系統(tǒng)中的第一營養(yǎng)級為水稻、紅萍、藻類、雜草等。【答案】D4.(2017·內(nèi)蒙古赤峰二中高二檢測)下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的能量及其生態(tài)學原理運用的敘述，正確的是（）A.最高營養(yǎng)級生物所同化的能量不會再提供給其他生物B.分解者可以通過分解消費者的糞便，從而獲得該消費者所同化的能量

C.為提高作物的產(chǎn)量，可多給作物施用有機肥，實現(xiàn)能量的循環(huán)利用

D.可通過增加食物鏈提高人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以減少病蟲害【答案】D5.(2017·湖北省武漢市高二聯(lián)考)某同學畫出3幅表示生態(tài)系統(tǒng)部分碳循環(huán)示意圖，下列分析錯誤的是（）A.碳元素在無機環(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，其他成分都是單向的。因此，3幅圖中生產(chǎn)者都是AB.圖1中C能促進生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動C.圖2中A、B、D、E構(gòu)成群落，碳在其中流動的形式是有機物D.若使圖1、圖2、圖3完整的表示碳循環(huán)，需補充化石燃料燃燒產(chǎn)生CO2【解析】在碳循環(huán)中，生產(chǎn)者能通過光合作用吸收大氣中的二氧化碳，能通過呼吸作用向大氣中釋放二氧化碳，而其他生物只能通過呼吸作用向大氣中釋放二氧化碳，圖3中E是生產(chǎn)者，A是無機環(huán)境，A項錯誤；圖1中C是消費者，能促進生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動，B項正確；圖2中A是生產(chǎn)者、B和D是消費者、E是分解者，它們共同構(gòu)成群落，在生物群落內(nèi)部碳以有機物的形式流動，C項正確；圖中大氣中二氧化碳的來源只有生產(chǎn)者和消費者的呼吸作用，缺少化石燃料的燃燒，D項正確?！敬鸢浮緼6.下列現(xiàn)象中不能體現(xiàn)“信息能調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系”這個觀點的是（）A.蝙蝠通過自身發(fā)出的聲波，對被捕食者進行“回聲定位”B.水稻和稗草爭奪陽光C.當光照時間達到一定長度時植物才能開花D.云杉根的分泌物使玫瑰不能很好地生長【解析】光照時間對植物開花的影響，體現(xiàn)了生物和無機環(huán)境之間的信息傳遞，不能體現(xiàn)信息傳遞對生物的種間關(guān)系的調(diào)節(jié)?！敬鸢浮緾7.生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力越大，則表明（）①生態(tài)系統(tǒng)的成分越復雜②生態(tài)系統(tǒng)的成分越簡單③營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復雜④營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡單⑤生態(tài)平衡容易被破壞⑥生態(tài)平衡不易被破壞A.①③⑤

B.②④⑥C.①③⑥

D.②④⑤【解析】生態(tài)系統(tǒng)的成分越復雜，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復雜，其自我調(diào)節(jié)能力就越大，生態(tài)平衡越不易被破壞。【答案】C8.如圖是我國北方處于平衡狀態(tài)的某森林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，其中箭頭表示碳的傳遞方向，字母表示碳的傳遞途徑。下列敘述錯誤的是（）A.碳從植物體流入動物體的主要形式是有機物B.a途徑是通過光合作用實現(xiàn)的，b、d、g途徑是

通過細胞呼吸實現(xiàn)的C.碳在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)主要以二

氧化碳的形式進行D.如果圖中的字母表示碳元素傳遞的數(shù)量，植物

正常生長，則夏季a、b、

c、e之間的關(guān)系可表示為a＝b＋c＋e【解析】碳從植物體內(nèi)以含碳有機物的形式被動物攝食，并使得能量流入動物體內(nèi)，A項正確；由圖形分析可知，a表示植物的光合作用，b表示植物的細胞呼吸、d表示動物的細胞呼吸，g表示分解者的分解作用(細胞呼吸)，B項正確；碳在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)主要是以二氧化碳的形式進行的，在生物群落內(nèi)部主要以含碳有機物的形式進行，C項正確；如果圖中的字母表示碳元素傳遞的數(shù)量，植物正常生長，則夏季a、b、c、e之間的關(guān)系可表示為a>b＋c＋e，D項錯誤。【答案】D9.下面是某一水域生態(tài)系統(tǒng)在一年之內(nèi)的能量流動情況[能量單位：kJ/(m2·a)]。據(jù)圖回答下列問題：(1)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為________kJ/(m2·a)。20810

(2)該系統(tǒng)的能量傳遞效率在_____________之間，能量傳遞效率如此之低，是因為大部分能量___________________________，另有一部分能量流向了________。5.5%～16.2%被各營養(yǎng)級自身呼吸消耗掉了分解者(3)按圖中的能量傳遞效率，若肉食動物增重1kg(有機物干重)，則需要消耗生產(chǎn)者約_____kg(有機物干重)。(4)人類對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動進行調(diào)查研究，其意義是_________________________________________________________________________。54.1幫助人們合理地調(diào)整能量流動關(guān)系，使能量盡可能多的流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧窘馕觥浚?）生產(chǎn)者所固定的太陽能是流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量，能量的傳遞效率是相鄰兩個營養(yǎng)級同化量的百分比，但由于各營養(yǎng)級的呼吸消耗和分解者的分解作用，使能量傳遞效率一般在10%～20%之間，但也可能低于10%。肉食動物增重1kg，則需消耗的生產(chǎn)者為1/(11.4%×16.2%)≈54.1kg。人類研究能量流動的目的是為了更有效地利用能量。10.貝克是英國一個農(nóng)場的經(jīng)營者，他在農(nóng)場種植了一些糧食作物，栽培了多種果樹，同時還飼養(yǎng)著優(yōu)質(zhì)的家禽、家畜等。他通過各種措施來提高自己農(nóng)場中各類農(nóng)畜產(chǎn)品的產(chǎn)量。以下是他采取的一系列增產(chǎn)措施：①根據(jù)植物的光周期特性和經(jīng)濟利用部分的不同，人工控制光周期使作物達到早熟、高產(chǎn)。②釋放過量人工合成的性引誘劑，使雄蟲無法辨認雌蟲的方位，從而干擾害蟲的正常交尾活動，達到消滅害蟲的目的。③家禽飼養(yǎng)，在增加營養(yǎng)的基礎(chǔ)上延長光照時間，提高產(chǎn)蛋率。④用一定頻率的聲波處理蔬菜、谷類作物等的種子，可以提高發(fā)芽率，獲得增產(chǎn)。⑤在稻田中豎立人工扎成的稻