生态系统第二节复习.ppt

第1节 生态系统的结构,第 5 章 生态系统及其稳定性,(1)应用生态系统的成分、食物链和食物网分析、解决一些实际问题 (2)理解生产者、消费者、分解者在生态系统中的作用 (3)应用生态系统结构和功能的知识分析生态系统中能量流动和物质循环的过程、特点、意义及二者的联系 (4)运用生态学观念，分析发展变化的社会现象、生产生活实际，如温室效应、洪涝干旱、酸雨、沙尘暴、赤潮等,一、生态系统 的 概念,1.生态系统, 由_与它的_ 相互作用而形成的统一整体,生态系统 = 群落 + 无机环境,种群之和,生物群落,无机环境,非生物的_和_,物质,能量,生产者 消费者 分解者,二、生态系统的范围,自然生态系统,人工生态系统,水域生态系统,陆地生态系统,（海洋生态系统、淡水生态系统）,（森林、草原、荒漠、冻原生态系统等）,（农田、人工林、果园、城市生态系统等）,_是地球上最大的生态系统,生物圈,生态系统的成分:_ 生态系统的营养结构:_,三、生态系统的结构,非生物物质和能量,生产者,消费者,分解者,捕食关系,生态系统的结构,物质循环与能量流动的渠道,（一）、生态系统 的 成分,非生物物质和能量 生产者 消费者 分解者,动物为主 寄生生物,腐生细菌、腐生真菌,自养生物,生态系统的必备成分：,生产者 分解者 非生物的物质和能量,一个没消费者的生态系统能长期存在吗?,No!,消费者可加速生态系统的物质循环,绿色植物决定一个生态系统的结构类型，如：以乔木为主的生态系统称森林生态系统；以草本植物为主的生态系统称草原生态系统。,生产者是生态系统的基石分析,(1)从生态系统各组成成分的联系看,生态系统各组成成分间是通过物质循环和能量流动相互制约的，具体渠道是食物链(网)，而食物链的起点(第一营养级)是绿色植物(生产者)。,(2)从生态系统的结构类型上看,绿色植物是生态系统中能利用光合作用将无机物合成为有机物的自养生物，是在物质上连接无机界与生物群落的桥梁。 绿色植物的光合作用产物是生态系统中其他生物直接或间接的食物来源。,在生态系统中，植物的空间分布支配着动物和微生物的空间分布，植物的种类越复杂，为动物和微生物提供的生活环境就越多样，动物和微生物的种类就越丰富，生态系统的自我调节能力就越大，生态平衡也就越容易维持。,(3)从物质循环角度来看,不论是初生演替还是次生演替，首先进入定居的先锋生物必定是植物。,(4)从能量流动角度来看,生态系统能量流动的起点是绿色植物固定的太阳能。没有绿色植物，消费者和分解者就不可能获得生命必需的能量。所以，绿色植物是生态系统的存在基础。,(5)从群落演替的过程看,想一想：细菌在生态系统中属何种功能类群？,细菌包含许多功能类群：硝化细菌、光合细菌等营“自养”生活的细菌应属生产者;营寄生生活的细菌应属消费者; 营腐生生活的细菌应属分解者。,关注几个“未必”和“一定”, 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。,生产者未必都是植物，植物未必都是生产者，消费者未必都是动物，动物未必都是消费者，分解者未必都是微生物，微生物未必都是分解者。,大肠杆菌消费者,1.所有的植物都是生产者吗？,2.生产者一定是植物？,3.生产者一定是自养生物？,（自养生物包括_、_、 _等),4. 所有动物都是消费者吗？,蚯蚓 屎克螂,分解者,腐生,绿色植物 硝化细菌 蓝藻,5. 所有消费者都是动物吗？,6.所有细菌都是分解者吗？,硝化细菌 大肠杆菌,生产者,消费者,7.所有分解者都是细菌吗？,蚯蚓 屎克螂,分解者,腐生,生态系统中四种成分的联系,析图,由上图可知：非生物的物质和能量是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源。,生产者是生态系统中唯一能把非生物的物质和能量转变成生物体内的物质和能量(有机物及其贮存的化学能)的成分，因此，可以说生产者是生态系统的基石。,从理论上讲，消费者的功能活动不会影响生态系统的根本性质，所以消费者不是生态系统必要的基础成分，但在自然生态系统中，生产者、消费者和分解者都是紧密联系，缺一不可的。,从物质循环角度看，分解者在生态系统中占有重要地位。,加快物质循环、有利于植物繁殖（最活跃的成分）,先根据双向箭头确定“非生物的物质和能量”和“生产者”，再根据两者中有“3”个指出箭头的D为“生产者”，有“3”个指入箭头的C为“非生物的物质和能量”，最后根据DB、DAB，确定A为消费者、B为分解者。,若问D、A、B具体是什么生物，则D主要为绿色植物，A主要为动物，B主要为营腐生生活的细菌和真菌，还有少数营腐生的动物。,图示中D、A、B共同构成生物群落，食物链(网)中只包括D和A生物。,（二） 食物链和食物网,种间关系,捕食,食物链上只有生产者和消费者,1、食物链：,“螳螂捕蝉，黄雀在后” “大鱼吃小鱼，小鱼吃青虾，青虾吃泥巴（主要指浮游植物）” 这两句谚语是否构成食物链？ 请说明理由！,捕食食物链：,在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。,鲜花,彩蝶,螳螂,蛤蟆,蛇,老鹰,（二） 食物链和食物网,2、营养级,注意: 营养级与消费者级别不同,食物链：,青草,生态系统成分,营养级别,所属类型,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,主要是植物,食草动物,小型食肉动物,大型食肉动物,食物链中的一个个环节。 它是指处于食物链同一环节上的所有生物的总和。,青蛙,蛇,蝗虫,3、食物网,（1）.食物链的起点总是_，终点是不被其他动物所食的动物,生产者,（2）.食物链是指_方向的食物连接 食物网是指_方向的食物连接,单,写食物链的技巧 一共有几条食物链 ？,9,多,（3）. 第一营养级一定是_,（4）.同一动物在不同食物链，所处营养级_,（7）. 能量是在食物链上_向流动的,（6）. 生态系统中一般不超过 营养级,（5）.同种动物,所属消费者级别和营养级级别一定_,不一定相同,不同的,生产者,单,45个,食物网,1、此食物网中的食物链有 条。 2、属于第二营养级的生物是 。 3、猫头鹰占有 个营养级。 4、蜘蛛和青蛙的关系是 。 5、如果食虫鸟因为某种原因减少，那么青蛙的数量短期内可能会 。,9,兔、昆虫和鼠,4,捕食和竞争,增加,6: 蛙大量死亡后, 吃虫鸟的数量_，蜘蛛 、食草昆虫的数量_ 鼠的数量_。,会增高,先增高后稳定,先减少后稳定,(2)在食物链中，当某种生物大量增加时，短时间内一般会导致作为其食物的上一营养级数量减少，作为其天敌的下一营养级数量增多。如C大量增加时，短时间内B减少，A、D、E增多。,要点归纳,一、生态系统的营养结构(食物链和食物网)分析,1食物链的分析 ABCDE,(1)每条食物链的起点总是生产者(如A)，最末是不被其他动物所食的动物，即最高营养级(如E)，中间为多种动物，有任何间断都不算完整的食物链。,(3)食物链中各营养级生物之间是相互制约的，使它们的数量始终处于一种动态变化中。这种制约可能来自于种间，也可能来自于种内。如当C大量增加时，虽然其他几个营养级数量暂时变化较大，但过段时间后数量又趋于新的稳定。,2食物网的分析,(1)同一种消费者在不同的食物链中，可以占有不同的营养级(如B既是第二营养级又是第三营养级)。,(2)在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合，如B和E既是捕食关系又是竞争关系。,(3)在食物网中，当某种生物因外界因素而大量增加时，一般除导致上一营养级减少，下一营养级增加外，还会导致与其有竞争关系的生物数量下降(如E大量增加时，会导致F增加，A减少，同时会引起与E有竞争关系的B减少)。,(5)食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类而并非取决于生物的数量。,(4)在食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少时，对另一种生物的影响，沿不同的线路分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。,1在某食物链中，若处于第一营养级的生物减少，其他生物都将减少。 下图中a的数量减少会导致b、c、d、e、f、g的数量都减少。,二、食物网中物种数量变动情况的分析与判断,2若一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者数量会因此而迅速增加，但这种增加并不是无限的，随着被捕食者数量的增加，种群密度加大，种内斗争势必加剧，种群密度减小，直至相对稳定，即天敌减少，造成被捕食者先增后减，最后趋于稳定。但最终结果比原来大,3若处于“中间”营养级的生物减少，另一种生物的变动情况应视具体食物链确定。如图所示的食物网中，d突然减少，则以d为食的e减少，以e为食的f也减少，f减少则g就更多地以b和c为食，从而导致b和c减少。在这里必须明确f并非g的唯一食物，所以f减少并不会造成g的减少，g可依靠其他食物来源来维持其数量的相对稳定。,如图所示的食物网中，若蚱蜢突然减少，则以它为食的蜥蜴减少，蛇也减少，则鹰就更多地捕食兔和食草籽的鸟，从而导致兔及食草籽的鸟减少。在这里必须明确鹰并非只以蛇为食，所以蛇的数量的减少并不会造成鹰的数量减少，它可以依靠其他食物来源而维持数量稳定。,如图所示的食物网中，若蚱蜢突然减少,其他生物如何变化？,三.复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁分析,在一个复杂的食物网中，当某种群生物因某种原因而发生变化时，对另一种群生物数量的影响，沿不同的线路分析会有不同的结果不同，此时应遵循以下原则：,生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不用考虑生产者数量的增加或减小。,处于最高营养级的种群且食物有多种来源时，若其中一条食物链中断，则该种群的数量不会发生较大变化。,分析时以中间环节少的作为分析依据，考虑方向和顺序时，应从高营养级依次到低营养级。,根据下列南极食物网图回答： 假设由于某种原因大鱼全部死亡，磷虾的数量如何变化？,当大鱼全部死亡后，大量浮游动物得到生存，并捕食大量的浮游植物；使浮游植物减少，导致得不到充足食物的鳞虾减少,当大鱼全部死亡后，中间这条食物链中断，虎鲸只能从两侧的食物链捕食，对左侧食物链来说，虎鲸较多地捕食须鲸，使须鲸数目减少，从而使鳞虾的数目增多。,当大鱼全部死亡后，浮游动物会增加，使须鲸捕食浮游动物的机会增多，从而减少了对鳞虾的捕食，使鳞虾的数目增多。,当大鱼全部死亡后，中间食物链中断导致虎鲸数目减少，须鲸数量增多，从而导致鳞虾的数目减少。,食物链中某一种群的数量变化，会导致另一种群的营养级发生连锁性变化，因为能量在食物链（网）中流动时只有10%20%流到下一个营养级，且能量流动的环节越多损耗越多，所以该类型连锁变化的规律是：当a种群的数量变化导致b种群的营养级降低时，则b种群的数量将增加；若导致b种群的营养级升高时，则b种群的数量将减少。,如将螳螂全部迁走，则黄雀的数量将会增加,四.同时占有两个营养级的种群数量变化的连锁反应分析,在下列食物链中：若食物链中无小鱼，而大鱼以小甲壳动物为食，则大鱼的数量将会如何变化？ ( ) A增加 B减小 C不变 D不确定 答案 A,第2、3节 生态系统的能量流动和物质循环,生态系统能量流动 一、能量流动的概念 生态系统中能量的 、传递、 和散失的过程。 二、能量流动的过程 1输入：生产者通过 把太阳能转化为化学能，固定在有机物中。 2总值：流经生态系统的总能量为 。,输入,转化,光合作用,生产者固定的总能量,3传递、转化、散失 (1)传递渠道： 。 (2)传递形式： 。 (3)能量去向(以能量在第一营养级的变化为例) 通过生产者的呼吸作用以热能形式散失。 用于生产者的 和 等生命活 动，储存在有机物中。 随着残枝败叶等被 分解而释放出来。 被初级消费者摄入体内，流入 营养级。,食物链和食物网,有机物中的化学能,生长、发育,繁殖,分解者,下一个,三、能量流动的特点 1单向流动 能量流动只能沿 由低营养级流向 ，不可逆转，也不能循环流动。 2逐级递减 输入到某一营养级的能量中，只有 的能量能够传递到下一营养级。 四、研究能量流动的意义 1帮助人们科学规划、设计 ，使能量得到 的利用。 2帮助人们合理地调整生态系统中的 关系，使能量持续高效地流向对人类 的部分。,食物链,高营养级,10%20%,人工生态系统,最有效,能量流动,最有益,互动探究 1.食物链的营养级一般不超过五个，原因是什么？ 2请你从能量流动的角度分析农民锄草的目的是什么？ 提示 1.因为能量流动具有逐级递减的特点，超过五个营养级后，所剩能量不足以维持营养级的生存，所以一条食物链的营养级一般不超过五个。 2农民锄草的目的是调整能量流动的方向，使能量更多的流向对人类最有益的部分(即使能量更多地被农作物固定)。,要点归纳 一、生态系统能量流动过程分析 能量流动的图解：,1能量流动的起点：生产者(主要是植物)固定太阳能。 2能量流动的渠道：食物链和食物网。 3能量流动中能量形式的变化：太阳光能生物体有机物中的化学能热能(最终散失)。 4能量在食物链中流动的形式：有机物(食物)中的化学能。 5能量散失的主要途径：细胞呼吸(包括各营养级生物本身及分解者的细胞呼吸)；能量散失的主要形式是热能。,6能量在流经每一营养级时的分流问题分析 (1)能量来源 生产者的能量来自于太阳能。 各级消费者的能量一般来自上一个营养级(同化量摄入量粪便中所含能量)。 (2)能量去路 每个营养级生物细胞呼吸产生的能量一部分用于生命活动，另一部分以热能散失。 每个营养级生物的一部分能量流到后一个营养级中。 每个营养级生物的遗体、粪便、残枝败叶中的能量被分解者分解而释放出来。 未利用能量(现存量：最终被分解者利用，也可归为)。,【高考警示钟】 动物的同化量不等于摄入量 (1)概念差异: 同化量：指被消费者消化吸收的物质所含有的能量。 摄入量：指消费者摄入的物质所含有的能量。 (2)二者关系：真正流入下一营养级的能量，应该是该营养级生物的同化量，该营养级生物排出的粪便中的能量没有被该营养级生物同化，应属于上一个营养级的同化量，即同化量=摄入量-粪便量。,7能量流动的特点 (1)单向流动 食物链中，相邻营养级生物的吃与被吃关系不可逆转，因此能量不能倒流，这是长期自然选择的结果。 各营养级的能量总有一部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉，这些能量是无法再被生产者利用的。 (2)逐渐递减 每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用。 各个营养级的生物都会因细胞呼吸消耗相当大的一部分能量，供自身利用和以热能形式散失。 各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。,二、生态金字塔的类型与含义 不同的生态金字塔能形象地说明营养级与能量、生物量、数量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。,感悟拓展 1能量流动的分析方法 比较教材中“赛达伯格湖的能量流动图解”和“生态系统能量流动示意图”可以发现，在“赛达伯格湖的能量流动图解”中，流入每一营养级的能量去路中多了一条“未利用”，即未被自身呼吸消耗，也未被后一营养级和分解者利用的能量。出现这种差别的原因在于两种能量流动图解的分析方法和理解角度不同。理解流入每一营养级的能量去向可从以下两个角度分析：,(1)定量不定时分析：流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路可有三条：自身呼吸消耗；流入下一营养级；被分解者分解利用。但这一定量的能量不管如何传递，最终都以热能形式从生物群落中散失，生产者源源不断地固定太阳能，才能保证生态系统能量流动的正常进行。 (2)定量定时分析：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：自身呼吸消耗；流入下一营养级；被分解者分解利用；未被自身呼吸消耗，也未被后一营养级和分解者利用，即“未利用”。如果是以年为单位研究，第部分的能量将保留给下一年。,1在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化作用所获得的能量，其去向不应该包括 ( ) A通过兔子的呼吸作用释放的能量 D通过兔子的粪便流入到分解者的体内 C通过狐狸的粪便流入到分解者的体内 B流入到狐的体内 解析 兔经同化作用所获得的能量兔的摄入量兔的粪便量，因此，B项中的能量去向并非来自于兔的同化获得的能量。 答案 B,如果一个人的食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，假如传递效率为10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物 ( ) A10kg B28kg C100kg D280kg 答案 D 解析 本题考查生态系统中的能量流动情况及其计算能力。 根据题意，可以写出三条食物链： 植物人，在此食物链中，人要增重0.5kg，消耗植物为0.510%5kg；,植物羊人，在此食物链中，人要增重0.25kg，消耗的植物为0.2510%10%25kg； 植物植食动物小型肉食动物人，在此食物链中，人要增重0.25kg，消耗的植物为0.2510%10%10%250kg。所以人要增重1kg，共消耗植物280kg。,【技巧点拨台】 能量传递效率相关“最值”计算,知低营养级 求高营养级,获能量最多,选最短食物链 按20%计算,选最长食物链 按10%计算,获能量最少,知高营养级 求低营养级,需最多能量,选最长食物链 按10%计算,需最少能量,选最短食物链 按20%计算,一、生态系统的物质循环 1概念 (1)物质：组成生物体的 等元素。 (2)循环：无机环境与 之间。 (3)范围：整个 。,C、H、O、N、P、S,生物群落,生物圈,生态系统的物质循环,2特点 (1)具有全球性，因此又称 循环。 (2)生物群落中的主要存在形式： 。 (3)无机环境与生物群落之间的循环形式： 。 (4)特点：具 性，可 利用。 二、能量流动与物质循环的关系 1二者 ，彼此相互依存，不可分割。 2物质作为 ，使能量沿食物链(网)流动；能量作为 ，使物质能够不断地在 和生物群落之间循环往返。,生物地球化学,有机物,二氧化碳,往复循环,重复,同时进行,能量的载体,动力,无机环境,互动探究 生态系统的食物链(网)与能量流动、物质循环之间具有怎样的关系？ 提示 食物链(网)是生态系统的结构，而能量流动与物质循环是生态系统的功能，二者是结构与功能的关系。食物链(网)是能量流动和物质循环的渠道，它的改变直接影响生态系统的功能能否正常发挥。能量流动和物质循环也能影响食物链(网)，如果能量流动或物质循环被破坏，则直接影响食物链(网)的结构复杂程度。,要点归纳 一、生态系统的碳循环,1大气中的碳元素进人生物群落，是通过植物的光合作用或化能合成作用而实现的。 2碳在生物群落和无机环境之间循环是以CO2的形式进行的。碳元素在生物群落中的传递，主要靠食物链和食物网，传递形式为有机物。 3大气中CO2的来源有三个：一是分解者的分解作用；二是动植物的呼吸作用；三是化石燃料的燃烧。 4实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是生产者和分解者。 5碳在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递均是单向的。,二、温室效应与气候变暖 1温室效应的形成 CO2与悬浮粒子是决定地球温度及气候的关键因素。CO2能吸收太阳辐射的红外线。当太阳照射到地球表面时，使地球变暖，这种热能又以红外线的形式向太空辐射，再次被CO2吸收，从而使大气层成为地面的保温层，起到保温作用。 2大气中CO2含量持续增加的原因 (1)工厂、汽车、飞机、轮船等对化石燃料的大量使用，向大气中倾放大量的CO2。 (2)森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了对大气中CO2的调节能力。,3影响 (1)气候变暖会使冰川雪山融化，海平面上升，这样就使沿海城市和国家面临灭顶之灾。 (2)由于气候变化，也改变了降雨和蒸发机制，影响农业和粮食资源的生产。降雨量的变化使部分地区更加干旱或更加雨涝，并使病虫害增加。 4缓解措施 (1)植树造林，增加绿地面积。 (2)减少化石燃料的燃烧。 (3)开发清洁能源。,【技巧点拨台】 碳循环的总结 (1)碳的存在形式: 生物群落内：以有机物形式存在； 无机环境中：以CO2和碳酸盐形式存在。 (2)碳的循环形式: 碳在生物群落和无机环境中主要以CO2的形式循环。 (3)与碳循环有关的生理过程: 光合作用、呼吸作用和分解作用，其中分解作用的主要过程是分解者的呼吸作用。,2下图为生态系统中碳循环的模式图。相关叙述正确的是 ( ) A代表生产者，5可以代表化能合成作用 B碳元素在、间以含碳有机物的形式传递 C在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是 D、中含有的有机物可以作为动力来促进碳元素在群落和环境之间循环,解析 首先需要确定这四种成分，箭头指向、可以确定是生产者，因为生物群落总能量流动的起点是生产者。由于生产者联系了无机环境和生物群落，所以确定为无机环境。然后根据生产者和消费者都有箭头指向分解者，确定为分解者。5代表生产者的呼吸作用产生二氧化碳。碳元素在和间，是以二氧化碳形式传递的；、之间是以有机碳的形式传递的。是生产者，所含有的有机物最多。是消费者并不参与碳元素在生物群落和无机环境之间的循环。生产者联系无机环境和生物群落，分解者也能联系生物群落和无机环境，它们促进碳元素在生物群落和无机环境之间的循环。 答案 C,下图是生态系统中碳循环示意图，“”表示碳的流动方向，下列说法正确的是 ( ),A图中A是生产者，B、D、E是消费者，C是分解者 B该生态系统的结构包括A、B、C、D、非生物的物质和能量 C该生态系统中食物网可表示为：ADEB DE每增加1 kg的体重，至少需要25 kg的A 答案 D 解析 根据题干可以知道A是生产者，D、E是消费者，B是分解者，C是无机环境。生态系统中分解者不参与食物链，不占营养级，此题中食物链是：ADE；如果E增加1 kg的体重，按照最大传递效率20%计算，需要25kg的A。,三、生态系统物质循环和能量流动的关系 1过程图解,说明： (1)从图中可以看出，无机环境为生物成分提供物质和能量。 (2)生产者主要是指绿色植物，是消费者和分解者能量的源泉，也是生态系统存在和发展的基础，因此，生产者是生态系统的主要成分。 (3)绿色植物同化的二氧化碳等物质，大约90%需经分解者的分解作用归还给无机环境，被生产者重新利用，因此，从物质循环角度看，分解者在生态系统中占有重要地位。 (4)从理论上讲，无机环境、生产者和分解者是任何一个自我调节的生态系统必要的基本成分，消费者的功能活动，不会影响生态系统的根本性质，所以消费者不是生态