第四章 生态系统的稳态

1、第四章 生态系统的稳态课时1 生态系统和生物圈（一）飞天杖生物在生命活动中要从环境中不断地摄取物质和能量，因而受到环境的限制，同时生物的生命活动又能不断地影响和改变环境。这说明生物与环境是一个统一的整体。研究生物与生物之间以及生物与环境之间相互关系的科学叫生态学。那么，环境对生物的影响有什么规律呢？ 精华地基本知识一、环境、环境因子与生态因子的概念及关系环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。生物的环境因子是指生物体周围直接或间接地影响生物生存的全部因素。生态因子是指环境中影响生物的形态、生理、行为和分布的因素，如光、温度、水分、空气等

2、。而海拔高度、水域深度等因素则只属于环境因子，因为它们的作用是通过温度、光照、气压等生态因子间接地体现出来的，它们本身对生物没有直接影响。二、谢尔福德耐受性定律谢尔福德耐受性定律表明，每一种生物对每一个生态因子都有一个耐受的上限和下限，上、下限之间的范围被称为能耐受范围（这个范围又称为生态幅），而能耐受范围中又存在着一个最适范围（又称最适区），耐受范围的两端（即除去最适范围后所剩的部分）为生理受抑区，若再往外延伸超出能耐受范围后，则为不能耐受区。三、限制因子任何一种生态因子在低于或超过生物体的耐受极限时它就会成为这种生物的限制因子。四、知识梳理 概念 非生物因子 类型 含生态因子 环境因子 生

3、物因子 对生物影响的规律（谢尔福德耐受性定律）、作用特点与生态因子和限制因子的关系要点解析1、生态因子的作用特点与限制因子生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，但是其中必有一种和少数几种因子是限制生物生存和繁殖的关键性因子，这些关键因子就是所谓的限制因子。任何一种生态因子在接近或超过生物的耐受范围时，它就会成为这种生物的限制因子。百变蓬某一生物个体的环境由该生物周围的同种其它个体和不同种其它生物以及无机环境因子组成。百变蓬生态因子在一定范围的变化（如温度、光照强度的变化）被称作环境梯度。此时，即使其他生态因子都给予充足的供应，生物的生长发育繁殖仍受到限制因子的限制，甚至导致生物死亡。例

4、如在光强不够大的黑暗条件下，即使二氧化碳与水都供应充足，温度也适宜，但植物的光合作用也不能进行，那么此时光强就是植物进行光合作用的限制因子。如果一种生物对某一生态因子的耐受范围很广，而且这种因子又非常稳定，那么这种因子就不太可能成为限制因子；相反，如果一种生物对某一生态因子的耐受范围很窄，而且这种因子又易于变化，那么这种因子很可能就是一种限制因子。例如，氧气对陆生动物来说，数量多、含量稳定而且容易得到，因此一般不会成为限制因子（寄生生物、土壤生物和高山生物除外），但是氧气在水体中的含量是有限的，而且经常发生波动，因此常常成为水生生物的限制因子。再如，阴性植物和阳性植物的分布就是由于受到光照强度

5、的限制；在干旱环境中，水对植物的生存起着主要的限制作用；在海洋中，绿色植物的分布主要受光的限制，故在海水200米以下的水域中无绿色植物生存。破斧吧例1、对于一只生活在田野的蝗虫来说，它的环境是指 （ ）A、田野中的植物和蛇、蛙等动物 B、阳光、空气、水分、温度、土壤等非生物因子 C、A与B的总和 D、A与B的总和再加上田野里的其他蝗虫析与解：本题考查对生物的环境的理解。环境一般指生物体周围一切因素的总和，包括非生物因子和生物因子。A项只涉及其周围的生物因子中不同种生物间的关系；B项只表示了其周围的非生物因子；C项包括了A和B项，但没有考虑种群内同种的其他个体对这只蝗虫的影响关系。所以D项才是完

6、整的答案。答案：D例2：如下图所示，曲线1和曲线2分别代表物种甲和物种乙的耐热范围，在什么条件下物种乙能竞争过物种甲（ ）A、温度在t1t2范围内 B、温度在t2t3范围内C、温度在t2以下D、温度在t3以下析与解：生物在适宜的环境条件中，其种群中出生率大于死亡率，种群数量增加。从图中可知，温度在t2以下时，更有利于物种甲的生存，物种甲占优势；温度在t3以上时，也是物种甲占优势。而温度在t2t3范围内，更有利于物种乙的生存，所以温度在t2t3范围内物种乙能竞争过物种甲。答案：B沉思阁海洋生物的限制因子最可能有哪些？百变蓬植物种类在不同纬度地区和不同海拔高度上的分布主要受温度的限制。魔法石 1、

7、下列关于生态因子的叙述中，不正确的是（ ） A、各种生态因子是独立地对生物起作用的 B、各种生态因子是综合在一起对生物起作用的 C、单独一种生态因子不论多么重要，也只有在其他因子的适当配合下，才能表现出来 D、干旱地区影响植物分布，起主要限制作用的生态因子是水 2、下图为5种鱼对水温和含盐量的忍受程度，这些鱼中能分布在北极海域、热带湖泊或全球分布的分别是 （ ）A、1、2、3 B、5、3、4C、3、4、2 D、2、1、53、在我国，柑桔适于栽种在南方，苹果适于栽种在北方，这主要是受下列哪种因素的限制（ ）A、阳光 B、温度 C、水 D、土壤肥力 4、对海洋岩石礁上的藻类植物调查发现，一般在浅水

8、处生长着绿藻，稍深处是褐藻，再深一些的水域中则以红藻为主，海洋中藻类植物的这种分布主要是受什么生态因子的影响（ ）A、阳光 B、温度 C、海水含盐量 D、海水含氧量5、雅鲁藏布大峡谷地区植物分布状况是：山麓热带雨林，山腰常绿阔叶林，上层温带针叶林，顶部高山草甸，这种分布状况主要是由下列哪种非生物因素引起（ ） A、阳光 B、土壤 C、温度 D、水分 6、下图表示某种生物的种群密度随环境温度而变化的曲线图，请据图回答： （1）该种生物能在_温度范围内生长。其中_是该物种生长的最适温度。 （2）当环境温度在_或_时，环境温度一定是该生物的限制因子。 （3）从图中可知，该种生物生长的最适温度范围是_

9、。提示：环境中的各种生态因子，对生物体不是单独地孤立地起作用，而是同时相互联系地综合起作用。但有的因子对生物起主导作用。提示：将图中信息与北极海域等水域的含盐量和温度特点联系起来分析。提示：温度能影响不同纬度地区的分布提示：不同波长的光到达海洋的深度不同。提示：温度既能影响不同纬度地区又能影响不同海拔高度植物的分布。提示：根据耐受性定律的知识进行分析。课时2 生态系统和生物圈（二）飞天杖地球上一定区域内的所有生物与其生活的无机环境构成了一个生态系统。地球上所有的生物与其生活的无机环境就组成了地球上最大的生态系统生物圈。如何分析一个生态系统的组成和功能呢？精华地基本知识一、生态系统的概念和功能

10、1、概念：生态系统是指在一定的空间内生物成分和非生物成分通过物质循环、能量流动和信息传递，相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。 2、功能：生态系统的基本功能是进行物质循环、能量流动和信息传递。二、生态系统的结构 （一）生态系统的组成成分： 生态系统由生物成分（包括生产者、消费者、分解者）和非生物成分（包括无机物质、空气、阳光、温度和水等）组成。 （二）生态系统的营养结构 1、食物链 （1）概念：生态系统中的生物由于营养联系而形成的结构称为食物链。（2）结构：一条食物链由若干个营养级按一定顺序组成。营养级是指处于食物链某一环节上的各种生物的总和。（3）类型：食物链主要有捕食食物链、腐食

11、食物链和寄生食物链三种类型。 2、食物网 （1）概念：生态系统中的许多食物链相互交错所形成的更为复杂的网状食物关系称为食物网。 （2）食物网形成的原因：一种生物可能会由于捕食和被捕食的关系而在多条食物链中出现，使这些食物链彼此交错成网状。三、生态系统的类型和生物圈 1、生物圈是指地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所。其范围包括岩石圈的上层，水圈和大气圈的下层。2、由于地球上不同纬度地区或不同海拔高度地区的环境条件（如温度、湿度等）不尽相同，因此，在不同的自然地理条件的不同区域内形成的各种生物与其生活的无机环境构成的生态系统也不尽相同。生态系统可分作如下类型： 水域生态系统 主要有海洋生态

12、系统和淡水生态系统 自然生态系统：如冻原、荒漠、草地、生物圈 森林生态系统等陆地生态系统 人工生态系统：如城市、农业生态 系统等沉思阁生态系统中只有绿色植物是生产者吗？百变蓬植食动物属初级消费者；肉食动物属二级及以上级别的消费者；杂食动物所属消费者级别则因具体食物种类而确定。沉思阁腐食或寄生食物链中，相邻营养级的生物之间都是腐食或寄生关系吗？百变蓬不同生态系统中的动植物种类的多少主要受水这个生态因子的限制。 四、知识梳理： 概念、功能 生态系统 组成成分：非生物成分、生物成分 结构 类型 营养结构：食物网、食物链要点解析1、生态系统中各种成分的地位与关系 非生物的物质和能量是生态系统中生物成分

13、的物质和能量的最终来源，所以非生物的物质和能量是生态系统存在的基础。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，所以生产者是生态系统的主要成分；而一个生态系统如果没有分解者的时候，动植物的遗体残骸就会堆积如山，生态系统就会崩溃，所以分解者在生态系统中的地位很重要；消费者直接或间接地以绿色植物为食，也是对绿色植物加以分解的过程，且有利于分解者对绿色植物的分解，另外，消费者对于植物的传粉受精、种子传播等方面有重要作用，所以生产者、消费者和分解者是紧密联系、缺一不可的。 另外，各级消费者所处营养级的级别，在不同的食物链中可以不同，而不是一成

14、不变的。2、分析食物链和食物网时应注意的几个问题（1）捕食食物链的起点总是生产者，捕食食物链的最后一个环节是不被其它动物所食的动物，即最高营养级（又称顶级营养级）。中间的任何停顿都不能算完整的捕食食物链。（2）同一种生物在不同的食物链中，可以占有不同的营养级。在捕食链中，植物（生产者）总是一条食物链的第一营养级；草食动物（即一级消费者）则必为第二营养级；而肉食动物和杂食动物所处的营养级往往不是一成不变的，例如猫头鹰捕食鼠时，则处于第三营养级；而当猫头鹰捕食吃虫的小鸟时，则处于第四营养级。（3）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，沿不同的食物链分析结果不同时，应以中间

15、环节少的为分析依据。（4）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。破斧吧例1：下图为某地食物网简图，据此图回答下列各问题：（1）此食物网中有_条食物链。（2）图中最短的食物链是_，该食物链有_个营养级，鹰在此食物链中是_级消费者。（3）此食物网中主要成分是百变蓬分解者的营养来自植物的枯枝败叶、动物的粪便和动植物尸体。百变蓬生物的富集作用是指生物体从周围环境中吸收某些元素或不易分解的化合物，这些污染物在体内积累，并可通过食物链在高一级营养级生物体内得以浓缩。_。（4）该食物网中占有两个营养级的生物是_。（5）从上述简图可知鹰与蛇的关系是_。析与解：在分析食物链和食物

16、网时，首先应找出生产者，根据箭头所示食物关系，依次确定各生物所属营养级的级别，找出最高营养级生物，回答相关问题。（1）每条食物链从第一营养级开始，依据捕食关系到最高营养级结束，这样的一组生物就是一条食物链：从图中可以看出，此食物网共有3条食物链。（2）“草鼠鹰”这条食物链最短，其共有三个营养级，鹰在此食物链中为二级消费者。（3）生产者是各种生态系统的主要成分，对于题中的食物网来说草是其主要成分。（4）该食物网中占有两个营养级的生物是鹰（分别占有第三、第四两个营养级）。（5）鹰以蛇为食，故两者关系为捕食关系；又因为鹰、蛇又都以鼠为食，所以两者存在竞争关系。答案：（1）3 （2）草鼠鹰 三 二 （

17、3）草 （4）鹰 （5）捕食和竞争例2：生态系统的分解者主要是指（ ） A、细菌、真菌等腐生微生物 B、所有微生物 C、细菌、真菌等寄生微生物 D、以动植物残体为生的生物析与解：生态系统的成分从营养功能上分为非生物的物质和能量（即非生物成分）、生产者、消费者和分解者。分解者的功能是把动植物的尸体、排泄物和残落物等所含有的复杂有机物分解成简单无机物、归还到无机环境中。而微生物并非都是营腐生生活，如寄生食物链中：牧草黄鼠跳蚤鼠疫杆菌，其中的鼠疫杆菌进行寄生生活，就不足分解者。而秃鹫、蚯蚓等以动植物残体为生的生物也属于分解者，但相对腐生微生物而言分解数量较少。答案：A魔法石1、以下可以称作生态系统的

18、是（ ） A、一个湖泊中的浮游生物和所有分解者 B、一个烧杯中的取自池塘的水，泥土和浮游生物 C、一个池塘中的所有水蚤和分解者 D、一个鱼缸中的所有金鱼和水草2、湖泊生态系统的主要成分是（ ） A、睡莲、芦苇等水生植物和水体上层的浮游植物 B、浮游动物和小蟹、小虾等 C、田螺、蚬等软体动物 D、草鱼、鲢鱼等淡水鱼百变蓬从细胞结构来说，分解者既有原核的，也有真核的；既有单细胞的，也有多细胞的。提示：生态系统是指一定空间和时间内所有生物及其无机环境的总和。提示：生态系统的主要成分是生产者。3、下列生物中，在生态系统中一定是生产者，而其细胞结构中无成形细胞核的生物是（ ） A、蓝藻 B、细菌 C、病

19、毒 D、蘑菇4、下列最可能用于牛、羊的一组名词是（ ） A、一级消费者、第一营养级 B、二级消费者、第二营养级 C、二级消费者、第一营养级 D、一级消费者、第二营养级 5、在生态系统中，当狼捕食山羊时，狼是( ) A、第三营养级和一级消费者 B、第三营养级和二级消费者 C、第二营养级和二级消费者 D、第二营养级和一级消费者 6、在生态系统中，以朽木、枯枝落叶、动物粪便等为营养的蕈类、粪金龟子、蚯蚓等生物为( ) A、生产者 B、一级消费者 C、分解者 D、二级消费者 7、主要分布于干旱地区的生态系统是( ) A、森林生态系统 B、草地生态系统 C、荒漠生态系统 D、冻原生态系统 8、下列符合生

20、物学意义的食物链是（ ） A、青草鼠蛇鹰B、阳光青草鼠蛇人C、大米鼠蛇人D、营养物质鼠蛇鹰 9、表示一个生态系统的食物链关系时，往往得到网状的复杂结构，这是由于（ ） A、生产者的数量最多 B、消费者不只以一种生物为食 C、生态系统的物质流失 D、生态系统能量的流失 10、下图是某温带草原生态系统食物网简图，根据图回答： 鼠植物 昆虫 蟾蜍 蛇 猫头鹰 鸟（1）此生态系统中有_条食物链。（2）该生态系统中的主要成分是_，图中未表示出的生态系统成分为有_。（3）鸟与昆虫的关系是_。（4）属于第三营养级的生物有_占有两个或两个以上营养级的生物有_。提示：蓝藻能进行光合作用，由原核细胞组成。提示：牛

21、羊是食草动物。提示：由羊是食草动物，为一级消费者，第二营养级，则可推知。提示：分解者进行腐食或腐生生活。提示：了解各类型生态系统分布区域。提示：食物链的第一营养级应为绿色植物，且各种生物的食性或营养来源不可颠倒。提示：一个消费者往往以多种生物为食，同时可能被多种生物所食。课时3 生态系统的稳态（一）飞天杖地球上每种生物都生活在各自特定的环境中，各种生物都需要物质和能量来维持个体的生存和种族的繁衍。俗话说“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米”，指的是生物通过食物链渠道来获得物质和能量，如果所有的虾米都消失了，大鱼也必将因缺乏物质和能量而死亡。精华地基本知识 一、生态系统中能量流动的概念和作用 1、概念：生态

22、系统中能量的输入、传递和散失的过程，称为生态系统中的能量流动 2、作用：在生态系统中，各个营养级的生物都需要能量，能量是维持生态系统稳态的动力。二、生态系统中能量流动的过程和特点 1、生态系统中能量流动的过程：根据对赛达伯格湖内各营养级之间能量流动的定量分析实例可知，生态系统中能量流动过程的信息有：（1）生态系统的能量来源于太阳光能。在单位时间内输入生态系统的总能量即是该生态系统中全部生产者在单位时间内所固定的太阳能总量。（2）生态系统能量流动的起点是从生产者（主要是植物）通过光合作用固定太阳能开始。能量流动的渠道是食物链和食物网。（3）生态系统能量流动中能量是以太阳光能生物体内有机物中的化学

23、能热能散失的形式变化。能量在食物链的各营养级中以有机物（食物）中化学能的形式流动。（4）生态系统能量流动中能量散失的主要途径是通过食物链中各营养级生物本身的细胞呼吸及分解者的细胞呼吸，主要以热能形式散失。（5）每一个营养级能量的来源和去路：能量的 生产者的能量来自于太阳能 来源 各级消费者的能量一般来自上一个营养级 a、每个营养级生物用于代谢活动（主要是呼吸）的 能量，这些能量最终以热能形式散失能量的 b、每个营养级生物的遗体，残枝败叶中的能量被分去路 解者分解而释放出来 c、每个营养级生物的一部分能量流到下一营养级中。 d、未被利用能量（现存量，暂时储存在生物体中的）2、生态系统中能量流动具

24、有单向流动和逐级递减的特点。生态系统中的能量流动规律可用“能量金字塔”表示。沉思阁绿色植物的光合作用过程中，物质和能量是怎样转变的？百变蓬如果一只羊被狼吃了，这只羊的能量能全部被狼获得吗？为什么？三、研究生态系统能量流动规律的目的是为了调整能量流动关系，提高生态系统的能量转化效率，使其朝向对人类最有益的方向进行。四、知识梳理 概念 起点能量流动 过程 数量 途径（渠道） 特点与能量金字塔 研究目的要点解析（1）对能量流动中每一营养级“未被利用”能量的理解：“未被利用”的能量是指现存的、尚未被利用的能量。这些未被利用的能量或者是在该营养级仍然生存的个体中（每一营养级总有一部分个体未被下一营养级生

25、物所食，如羊不可能将草吃光）或者是沉积在湖底成为有机质沉积物等形式而不能被下一营养级利用的能量。从最终去路看，这些未被利用的能量中将可能有一部分被下一营养级生物所利用或用于呼吸消耗，而绝大部分最终会被分解者分解释放。 （2）相邻两个营养级之间的能量传递效率的计算。 能量传递效率=（下一营养级所获得的能量÷上一营养级所获得的能量）×100%。按照这一公式，我们可以计算出赛达伯格湖生态系统中各营养级之间的能量传递效率。 （3）能量单向流动的原因： 第一，食物链各营养级的顺序是不可逆转的，如肉食动物以植食动物为食，而植食动物则不能以肉食动物为食；植物与植食动物之间也是如此。第二，

26、各营养级的能量是趋向于通过呼吸等代谢活动最终以热能形式而散失掉，而各个营养级的生物能够利用的能量形式为光能（生产者）或化学能（消费者、分解者）均不能利用热能，热能逐级散失，所以能量表现为单向流动。（4）能量流动逐级递减的原因：因为上一营养级的生物并不能全被下一营养级的生物所利用，总有一部分能量随着生物的遗体等被分解者利用；还有一部分能量通过自身的呼吸以热能的形式散失掉了，再有每一营养级总有“未被利用”的能量。因此能量沿着食物链流动时是逐级递减的。破斧吧 例1：下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量数，单位为百万千焦。已知该生态系统受到的

27、太阳辐射为118872百万千焦，但其中118761百万千焦的能量未被生物利用。请据图示分析回答：3/4站台 在一个生态系统中，食物链中的能量逐级减少最主要的原因是（ ）A、各级生物在进行生命活动时将一部分能量用于自身的新陈代谢B、各类生物在摄取食物时，总有一部分不能被彻底消化C、各类生物在捕食时有部分猎物会逃脱掉D、各类生物在消化食物时总有一部分会被丢失掉答案：A （1）请将流经该生态系统的总能量数填写在图中的方框内，这部分能量是_所固定的太阳能。 （2）能量从第一营养级到第二营养级的转化效率为_，从第二营养级到第三营养级的转化效率为_。 （3）次级消费者通过呼吸消耗的能量占其所获得能量的百分

28、比是_。（4）由图可知，下一个营养级不能得到上一个营养级的全部能量，原因有：各营养级生物体内的大量能量被_；上一个营养级的部分能量_；少数能量被_利用。析与解：从图中A、B、C三者关系分析得出：A是第一营养级（生产者）；B是第二营养级（一级消费者）；C是第三营养级（二级消费者）。现根据图中数值计算与解答如下：（1）流经该生态系统的总能量为：118872百万千焦（太阳辐射能量）一118761百万千焦 （未被群落固定能量）=111百万千焦，这部分能量是生产者所固定的；（2）从A到B能量的转化率为15/111=13.5%，从B到C的转化率为3/15=20%；（3）C呼吸消耗的能量占其所获得的能量的百

29、分比是1.8/3=60%；（4）下一个营养级不能得到上一个营养级全部能量的原因有：各营养级生物体内的大量能量被呼吸消耗；、上一个营养级的部分能量未被下一个营养级利用；少数能量被分解者利用。答案：（1） A（111） 生产者 （2）13.5% 20% （3）60% （4）呼吸消耗 未被下一个营养级利用；分解者 例2：大象是植食性动物，有一种螳螂则专以象粪为食。设一大象在某段时间所同化的能量为107KJ，则这部分能量中流入螳螂体内的约为（ ） A、0KJ B、106KJ C、2×106KJ D、3×106KJ析与解：大象以植物为食，其粪便是未被消化吸收的食物残渣，因此，其粪便所含有机物中的能量不属于流入大象这个营养级（第二营养级）的能量，应仍属于第一营养级（植物）中被分解者分解释放的能量。答案：A。魔法石1、流经