生态系统的稳态与调节实用教案

1、第1页/共55页第一页，共55页。考纲解读1、生态系统的概念2、了解各生态系统中生物的类型、特点、功能3、生态系统的结构4、生态系统的能量流动要掌握能量流动的过程 和特点，了解能量金字塔中的能量传递规 则，及能量流动原理在生产上的应用5、生态系统的物质循环(xnhun),只要求掌握碳循环(xnhun)的 过程及意义,了解物质循环(xnhun)和能量流动的关系6、了解生态系统中信息传递的种类以及在农业 生产中的应用.第2页/共55页第二页，共55页。生态系统是生物群落(shn w qn lu)与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。其可大可小，最大的生态系统是生物圈。 （生物群落(shn w q

2、n lu)+无机环境=生态系统） 生态系统就是在一定的空间和时间内，在各种生物之间以及生物与无机物之间，通过(tnggu)能量流动和物质循环而相互作用的一个自然系统。一、生态系统(shn ti x tn)的概念：第3页/共55页第三页，共55页。生物(shngw)个体（同种(tn zhn)）种群(zhn qn)（不同）生物群落能自由交配产生可育后代相互之间有直接或间接作用生态系统同无机环境相结合通过物质循环和能量流动而相互作用生物圈（最大的）包含地球上的全部生物及无机环境二、生态系统中不同层次的概念：第4页/共55页第四页，共55页。1、生态系统(shn ti x tn)的组成成分非生物物质和

3、能量（基本成分）生产者（基本成分 主要(zhyo)成分）消费者（非基本成分）分解者（基本成分）三、生态系统(shn ti x tn)的结构第5页/共55页第五页，共55页。生产者:是生态系统的主要组成成分。 1）.化能自养生物（如硝化细菌）； 2）.光能自养生物（主要是绿色植物，还有光 合细菌和蓝藻等）。消费者：均为异养生物（主要是各种营捕食(b sh)、寄生生 活的动物），在生态系统中可有可无。分解者：主要是异养型的营腐生生活的细菌和真菌。 腐食性的动物.是生态系统的重要的必备成 分，但不参与营养结构。非生物的物质和能量:说明(shumng)：第6页/共55页第六页，共55页。基本成分保障物

4、质(wzh)循环的通畅进行 异养型 腐生(fshng)生物 非基本成分 保证物质循环和能量流动的进行；有效控制(kngzh)生物数量；有利于生产者传粉、受精和种子传播 异养型 动物、寄生植物、寄生微生物 基本成分 一切消费者和分解者的有机物和能量的源泉 自养型 绿色植物光能自养细菌化能自养细菌 生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”；生产者与各级消费者以捕食关系建立的食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道 基本成分 各种生物赖以生存和发展的基础 非生物 分解者 消费者 生产者 非生物的物质和能量 关系 地位 作用 同化类型 生物类型 成分名称 2、比较：第7页/共55页第七页，

5、共55页。生 产 者 食物、氧气(yngq)、栖所消 费 者传粉、受精、种子(zhng zi)传播遗体(yt) 遗体 呼吸呼吸无机环境 （CO2） （CO2）（CO2）分解者光合作用3、生产者、消费者、分解者的关系：第8页/共55页第八页，共55页。4、生态系统的营养(yngyng)结构a、食物链：指生态系统中各种生物间由于(yuy)食物关系而形成的一种联系。 在这种食物关系中有多少个环节就有多少个营养级（生产者是第一(dy)营养级，初级消费者是第二营养级，依此类推。）一条食物链的起点一定是某种生产者，而终点则是该食物关系中不再被其他消费者所食的生物。第9页/共55页第九页，共55页。营养(y

6、ngyng)级食物链生物之间由于食物关系而形成的一种(y zhn)联系食物链上的每一个(y )环节青草植食昆虫青蛙蛇第一级营养级第二级营养级第三级营养级第四级营养级第10页/共55页第十页，共55页。食物链中各种生物的结构(jigu)模式食物链中食物链中的生物的生物绿色植物绿色植物植食动物植食动物小型肉食动小型肉食动物物大型肉食动大型肉食动物物结构模式结构模式生产者生产者营养环节营养环节第一营养级第一营养级初级(chj)消费者 次级(c j)消费者三级消费者第二营养级第三营养级第四营养级第11页/共55页第十一页，共55页。例:一百年前达尔文曾发现几种(j zhn)生物如下的食物链：红花(hn

7、 hu)三叶草土蜂(t fn)野鼠家猫（1）土蜂（个体较大）能采集红花三叶草的花蜜同时为之传粉，这两种生物的关系叫做 ，而猫与鼠和鼠与蜂之间的关系叫做 。这个食物链表明：猫的数量多对牧业发展是 。 共栖捕食有利的（2）有一种土蜂的变种能直接在红花三叶草的花萼处咬出一个洞来吸取花蜜，同时招引来本地短口器的小 蜂来吮蜜，这种不传粉的土蜂与三叶草的关系为 ，与本地小蜂形成的关系为 。自然界中这种具有咬洞取蜜行为土蜂的产生，从遗传学观点看，它可能是由 产生的一种 行为。捕食种间互助变异本能第12页/共55页第十二页，共55页。（3）当地农民(nngmn)如果一改往常不种红花三叶草 而改种一种开白花、蜜

8、腺较浅的三叶草，这 种白花三叶草茎柔软，难以支持土蜂飞落， 不久本地小蜂成为优势种，这时小蜂与土蜂 间成为 关系。出现土蜂大幅减少 的现象说明了 ，其原因在于 。竞争(jngzhng)适应(shyng)的相对性环境条件的改变第13页/共55页第十三页，共55页。初级(chj)(chj)消费者2 2b b、食物网：指许多食物链彼此相互(xingh)(xingh)交错连接而成的复杂 营养关系。可表示为：生产者1次级(c j)消费者1生产者2初级消费者1次级消费者2生产者3次级消费者3生产者4次级消费者4 在一个食物网的不同食物链中，除生产者始终只占据一个营养级（第一营养级）外，其他消费者（根据其食

9、性）可能占据一个或一个以上的营养级。在食物网中，两种生物之间的种间关系可 能有多种。 当某种生物因数量减少,对另一种生物的影响有多种可能时,应以中间环节少的为分析依据。第14页/共55页第十四页，共55页。 生态系统中因某种生物的减少对其他生物的影响： 1 1、第一(dy)(dy)营养级减少，其他营养级的生物都将减少。 2 2、“天敌”减少，被食者先增后减，最后稳定。 3 3、“中间”营养级减少，应视情况而定，如：蚱蜢(zhmng)蜥蜴(xy)蛇 绿色植物食草籽的鸟 兔 鹰第15页/共55页第十五页，共55页。例、(2006重庆卷，一、1)题l图是某生态系统的食物网示意图，甲庚代表不同的生物，

10、箭头表示能量流动的方向(fngxing)和食物联系。下列叙述正确的是 （ ）A此食物网中有六条食物链，丁占有四个不同的营养级B戊接受的太阳能是流经此生态系统的总能量C丙可利用的总能量小于乙和丁可利用的总能量之和D向此生态系统大量引入外来物种(wzhng)，可增强该系统的稳 定性答案(d n) C 第16页/共55页第十六页，共55页。例 (2006北京卷，二、29)为合理利用水域资说，某调六小组对一个开放性水库生态系统(shn ti x tn)进行了初步调查，部分数据如下表：进水口浮游藻进水口浮游藻类数量类数量出水口浮游藻出水口浮游藻类数量类数量水库淤泥真菌、水库淤泥真菌、细菌数量细菌数量年均

11、：年均：1.93mg 1.93mg （干重）（干重）/L ,/L ,年均：年均：1.02mg 1.02mg （干重）（干重）/L ,/L ,1010 13 1310101515个个m m2 2回答以下(yxi)问题：第17页/共55页第十七页，共55页。（1）浮游藻类属于该生态系统成分中的 ，它处于生态系统营养结构中的 。（2）浮游藻类数量少.能从一个方面反映水质状况好。调查数据分析表明：该水体具有一定的 能力。（3）浮游藻类所需的矿质营养可来至细苗、直菌等生物的 ，生活在水库淤泥中的细菌代谢类型主要为 。（4）该水库对游人开放一段时间后，检侧发现水体已被氮、磷污染(wrn)。为确定污染(wr

12、n)源是否来自游人，应检测 处浮游藻类的种类和数量。 生产者第一(dy)营养级自动调节(tioji)(或自净化)分解作用异养厌氧型入水口第18页/共55页第十八页，共55页。四、生态农业(shn ti nn y) 食物链是生态系统能量(nngling)流动和物质循环的主渠道，它既是一条能量(nngling)转换链，也是一条物质传递链，从经济上看还是条价值增值链。 生态农业是指运用生态学原理，在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生态体系。它注重充分发挥生态系统各种成分的作用，通过对农业生态系统中物质的多级利用，使农业生产相互依存，相互促进，形成良性

13、循环。其突出优点(yudin)是：减少化肥用量，降低农业投入；收获多种产品，增加经济效益；净化环境，降低人和家畜的发病率。第19页/共55页第十九页，共55页。农田(nngtin)饲养场养鱼塘农产品肥料(filio)底泥水产品饲料(slio)沼渣沼液沼气池沼气肥料饲料肥料饲料畜产品粪便秸秆糠皮第20页/共55页第二十页，共55页。 生态农业(nngy)是通过对农业(nngy)生态系统的各营养级的关系的多级利用，充分发挥生产者、消费者、分解者的作用，使农业(nngy)生产相互依存，相互促进，形成良性循环。优点是：低投入； 高产出； 无污染。第21页/共55页第二十一页，共55页。第22页/共55

14、页第二十二页，共55页。一、生态系统(shn ti x tn)的能量流动1、概念:生态系统中能量(nngling)的输入、传递和散失的过程。2、能量流动(lidng)的过程：(1)、能量的来源：地球上的生态系统所需的能量几乎都来自太阳（极少数情况下还可来自热能或化学能），均为非生物的能量。(2)、能量的输入：是指能量进入生物群落。主要是通 过生产者绿色植物的光合作用，把太阳能转变 成化学能储存在有机物中。生产者所固定的太阳能 总量就是流经这个生态系统的总能量。流入各级消 费者的总能量是指各级消费者同化作用所同化的物 质中所含的能量的总和（不包括粪便中所含的能量）。第23页/共55页第二十三页，

15、共55页。某营养(yngyng)级呼吸作用(h x zu yn)热能(rnng)储存于有机物中的化学能分解者分解释放热能（、代表无机环境； 、代表下一个营养级）(3).能量的传递：是指进入生态系统的能量顺着生态系统的营养结构食物链中的各个营养级流动的过程。在这个过程中，能量以化学能的形式存在于有机物中，以有机物的形式传递。(4).能量的散失：是指进入生态系统的能量回到无机环境的过程。在各个营养级的生物的呼吸作用过程中，总有一部分能量要以热能的形式散失到周围的环境中去。每个营养级的生物的能量变化：第24页/共55页第二十四页，共55页。3、能量流动(lidng)的特点：(1).单向流动(lidn

16、g)（不循环）原因(yunyn)是：第一:食物链中各营养级的顺序不可逆转（自然选择的结果）第二:各营养级的生物呼吸作用产生的热能不能被生物利用(2).逐级递减原因是：第一:各营养级的生物都因呼吸作用消耗了大部分的能量第二:各个营养级总有一部分生物（或生物体的某一部分）未被下一个营养级的生物所利用。第25页/共55页第二十五页，共55页。4、能量传递(chund)效率：指相邻两个营养级中的一个营养级的全部生物所获得的能量占上一个营养级的全部生物所具有(jyu)的能量的比例。在生态系统中，一个营养级的总能量大约只有10%20%传到下一个营养级，即能量传递效率为：10%20%（最高为20%）。若按最

17、高效率20%计算，第n营养(yngyng)级从第一营养(yngyng)级那里获得的能量只有第一营养(yngyng)级的1/5n-1（若按传递效率为10%计算，则为1/10n-1）。5、关于能量金字塔：6、研究能量流动的意义：帮助人们合理地调整生态 系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。第26页/共55页第二十六页，共55页。二、生态系统二、生态系统(shn ti x tn)(shn ti x tn)的物的物质循环质循环无机(wj)环境生物群落(shn w qn lu)化学元素化学元素 在研究物质循环时的生态系统是指地球上最大的生态系统生物圈，因此其物质循环具有全球性。主要

18、的物质循环包括：碳循环、氮循环、硫循环、水循环等。 1. 生态系统的物质循环: 是指在生态系统中，组成生物体的基本化学元素（C、H、O、N、P、S等），不断地在无机环境和生物群落之间循环的过程。第27页/共55页第二十七页，共55页。碳循环示意图第28页/共55页第二十八页，共55页。三、能量流动三、能量流动(lidng)(lidng)和物质和物质循环的关系循环的关系项项 目目能能 量量 流流 动动物物 质质 循循 环环形形 式式 特特 点点 范范 围围 以有机物形式(xngsh)以无机物形式(xngsh)单向递减、不循环循环往复生态系统各营养级生物圈2、联系：a、二者都是沿着食物链和食物网进

19、行的；b、二者同时进行，相互依存，不可分割：物质是能 量的载体，使能量沿食物链（网）流动；能量作为动力，使物质不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。1、区别：第29页/共55页第二十九页，共55页。 例:（广东2002高考）下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，E为分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的总量，Pn表示生物体贮存的能量（PnPgR），R表示生物呼吸(hx)消耗的能量。（单位：102千焦/m2/年）PgPgPnPnR RA A15.915.92.82.813.113.1B B870.7870.7369.4369.4501.3

20、501.3C C0.90.90.30.30.60.6D D141.0141.061.961.979.179.1E E211.5211.520.120.1191.4191.4第30页/共55页第三十页，共55页。 分析回答：能量(nngling)流动是从A、B、C、D中的哪个营养级开 始的?为什么?PgPgPnPnR RA A15.915.92.82.813.113.1B B870.7870.7369.4369.4501.3501.3C C0.90.90.30.30.60.6D D141.0141.061.961.979.179.1E E211.5211.520.120.1191.4191.4该

21、生态系统中能量从第三营养(yngyng)级传递到第四营养(yngyng)级的效 率是多少?从能量输入和输出角度看，该生态系统(shn ti x tn)的总能量是否增 加?为什么? 798.5B。B营养级含能量最多，是生产者。5.7%增加该生态系统输入的总能量大于所有生物消耗能量之和或答Pg（生产者的）R（所有生物的呼吸消耗）。第31页/共55页第三十一页，共55页。第32页/共55页第三十二页，共55页。(2)请根据(gnj)图a、图b所示生态系统的结构，在下面的箭头完成这两个生态系统能量流动和利用的图解（各种生物的呼吸作用耗能和图中未标出的分解者耗能可不标出）。第33页/共55页第三十三页，

22、共55页。例.请仔细分析表中各项的意义后回答：下表是某生态系统营养级能量流动分析图解（单位：千卡/公顷年）（1）本表所示能量流动是从 始的。（2）能量从第一营养级流入第二营养级，其传递效率为多少？从第二营养级流入第三营养级，其传递效率为多少？（3）根据表中所提供的材料，说明能量随食物链流动中越来越少的原因是 。（4）一个食物链中的营养级一般不超过(chogu)五个，是因为能量随食物链流经三、四个营养级之后，传递下来的能量就少到 的程度了。第34页/共55页第三十四页，共55页。（1）生产者（第一营养级）固定太阳能。 （2）16.18% , 11.37%。（3）每一营养级生物因自身呼吸要消耗能量

23、， 并且(bngqi) 各营养级的生物不可能全部被下一营养级生物所利用。（4）不足以再维持一个营养级的生物的生命活动。 答案(d n)第35页/共55页第三十五页，共55页。第36页/共55页第三十六页，共55页。一、生态系统(shn ti x tn)的信息传递1、生态系统中信息(xnx)的种类：a、物理(wl)信息 生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等通过物理过程传递的信息。物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物。b、化学信息 生物在生命活动过程中，产生的一些可以传递信息的化学物质。昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中都存在能传递信息的化学物质信息素（pheromone）。即通过鸣叫、颜色等

24、物理因素来传递生物间的信息 指生物在特定阶段特定情况下通过分泌出特殊的化学物质传递信息 第37页/共55页第三十七页，共55页。C、行为(xngwi)信息 动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能传递(chund)某种信息。留心观察身边的猫、狗等小动物的生活，就能发现很多信息传递(chund)的例子，你能否就每一种信息各举一两个例子，并说明这些信息传递(chund)的作用？指通过(tnggu)营养交换形式把信息从一个种群传递给另一种群 d 、营养信息 指动物通过自己的各种行为和动作向同伴们发出信息 第38页/共55页第三十八页，共55页。第39页/共55页第三十九页，共55页。第40页/共55页

25、第四十页，共55页。属于(shy)物理信息的有（ ）属于(shy)化学信息的有（ ）属于(shy)行为信息的有（ ）1、2、4、6、7、95、83、10例：请将下列信息进行分类（1）哺乳动物的体温（2）鸟类鸣叫；（3）孔雀开屏；（4）萤火虫发光；（5）植物分泌的化学物质；（6）电磁波；（7）昆虫发出的声音；（8）昆虫的外信息素；（9）紫外线；（10）蜜蜂跳舞；第41页/共55页第四十一页，共55页。2、信息传递在生态系统(shn ti x tn)中的作用 生物个体生命活动的正常(zhngchng)进行，离不开信息的作用； 生物种群(zhn qn)的繁衍，也离不开信息的传递； 生态系统中，各种群

26、之间关系的调节，生态系统稳 定性的维持，依然离不开信息的传递。第42页/共55页第四十二页，共55页。a、蝙蝠对周围环境的识别、取食与飞行，几乎 完全依赖声波。蝙蝠通过(tnggu)自身发出声波，对 目标进行“回声定位”。资料分析(fnx)：生态系统中信息传递的重要性第43页/共55页第四十三页，共55页。资料分析：生态系统中信息(xnx)传递的重要性b、有些植物，像莴苣、茄、烟草的种子必须接受某 些波长的光信息(xnx)，才能萌发生长。500600700800波长/nm0255075100萌发率/%第44页/共55页第四十四页，共55页。c、自然界中，植物(zhw)开花需要光信息刺激，当日照

27、时 间达到一定长度时，植物(zhw)才能开花；资料分析(fnx)：生态系统中信息传递的重要性 许多动物都能在特定时期释放用于吸引异性的信息素；目前科学家已经确定了其化学结构(jigu)和性质的200多种昆虫信息素中，大部分用来传递性信息。第45页/共55页第四十五页，共55页。d、当烟草植物受到蛾幼虫的攻击后，能产生和释放一种信息素，该化学物质在白天可以吸引蛾幼虫的天敌捕食者，夜间又能够驱赶(q n)雌蛾，使它们不能停留在叶片上产卵。资料(zlio)分析：生态系统中信息传递的重要性第46页/共55页第四十六页，共55页。 提高(t go)农产品或畜产品的产量； 对有害动物(dngw)进行控制。

28、3、信息(xnx)传递在农业生产中的应用第47页/共55页第四十七页，共55页。相关应用资料：在苹果园里放置一个电子仪器，产生与蜜蜂跳圆圈(yunqun)舞或摆尾舞相同的频率或声音。当蜜蜂感受到电子仪器发出的信息后，就会受到诱惑，飞到苹果园去采蜜。这就有助于苹果更好的传粉，从而提高产量。第48页/共55页第四十八页，共55页。二、生态系统二、生态系统(shn (shn ti x tn)ti x tn)的稳定性的稳定性1、概念：生态系统所具有的保持或恢复自身(zshn)结 构和功能相对稳定的能力。2、生态系统(shn ti x tn)稳定性的表现：a、抵抗力稳定性：（1）、原因：内部具有的一定的自动调节能力；（2）、影响自动调节能力大小的因素： A、生态系统的成分的复杂程度； B、生态系统的营养结构的复杂程度。（3）、自动调节能力总有一定的限度。第49页/共55页第四十九页，