第3章生态系统及其稳定性 章末复习教学课件高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

第3章生态系统及其稳定性第1节生态系统的结构第2节生态系统的能量流动第3节生态系统的物质循环第4节生态系统的信息传递第5节生态系统的稳定性第1节生态系统的结构【问题探讨】大豆根系会给土壤带来哪些变化？一、生态系统的定义在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体。二、生态系统具有一定的结构1、组分——生态系统的组成成分2、相互作用——生态系统的营养结构：食物链和食物网生态系统的组成成分光能自养，如绿色植物化能自养，如硝化细菌捕食者和营寄生生活的生物营腐生生活的生物和食腐动物通过光合作用，将太阳能固定在它们所制造的有机物中。太阳能转化成化学能，从而可以被生物所利用。①加快生态系统的物质循环：自身新陈代谢将有机物转化为无机物，排出体外的无机物又可以被生产者重新利用。②对于植物的传粉和种子的传播具有重要作用。将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。第2节生态系统的能量流动一、定义——生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。二、分析第一营养级的能量流动1、食物链的第一营养级是生产者，典型食物链中只有生产者和消费者，没有非生物的物质和能量和消费者。2、食物链上一般不超过5个营养级，因为各个营养级都会因呼吸消耗掉大部分能量，其余有一部分能量流入分解者，只有一小部分能量能够被下一营养级利用。流到第五营养级时，余下的能量很少，甚至不足以养活一个种群。3、食物网越复杂，生态系统抵抗干扰的能力就越强4、生态系统的物质循环和能量流动就是沿着食物链和食物网进行的。第2节生态系统的能量流动一、定义——生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。二、分析第一营养级的能量流动输入：生产者通过光合作用，将太阳能转化成化学能，固定在制造的有机物中三、总结各个营养级的能量流动过程学案P46B学案P47B四、分析赛达伯格湖的能量流动，总结能量流动特点1、特点：单向流动——不可逆转（营养结构是长期自然选择形成的），不能循环流动（呼吸作用散失的热能不能重复利用）逐级递减——同化量-呼吸散失-流向分解者-未利用=流向下一营养级2、能量传递效率：输入到某一营养级的能量中，流到下一个营养级的能量所占的比例1、输入该生态系统的总能量_________，输出该生态系统的总能量_______。调查期间该生态系统的总能量______（增加/减少）？2、计算相邻两个营养级间的能量传递效率。3、植食性动物能量的来源和去路的关系？4、植食性动物粪便中的能量属于哪个数值？五、生态金字塔1、能量金字塔——将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积或体积的图形，并将图形按照营养级的次序排列形成的金字塔图形。2、生物量金字塔——将单位时间内各营养级的生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重）数值转换为相应面积或体积的图形，并将图形按照营养级的次序排列形成的金字塔图形。3、数量金字塔——将单位时间内各营养级的生物个体数目转换为相应面积或体积的图形，并将图形按照营养级的次序排列形成的金字塔图形。六、研究能量流动的实践意义1、帮助人们将生物在时间、空间上合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。例：间作套种、立体农业等（充分利用空间和资源、提高光能利用效率）2、帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效地利用。实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。例：沼气工程、桑基鱼塘等。（充分利用废弃物中的能量）3、帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人流有益的部分。例：除草、灭虫、合理确定载畜量等（食物网、环境容纳量）教材60二1学案P49教材P54问题探讨四翼（八）16、（2021山东卷）海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下，M、N表示营养级。（1）估算海参种群密度时常用样方法，原因是____________。（2）图中M用于生长、发育和繁殖的能量为________kJ/（m2•a）。由M到N的能量传递效率为________%（保留一位小数），该生态系统中的能量________（填：“能”或“不能”）在M和遗体残骸间循环流动。（3）养殖的海带数量过多，造成牡蛎减产，从生物群落的角度分析，原因是________。海参活动能力弱，活动范围小24886.3不能

由于海带的竞争，浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，产量降低5．如图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是()A．①是流入该生态系统的总能量B．图中②/①的比值代表草到兔的能量传递效率C．分解者获得的能量最少D．③和④分别属于草和兔同化量的一部分D6.现有草原上的一条食物链：草→兔→狼，已知右图中的a代表狼摄入的能量，则下列相关叙述中，错误的是()A．a中的能量代表光合作用制造的有机物中含有的总能量B．b代表狼粪便中的能量，c代表狼同化的能量C．e中的能量可用于狼的生长、发育、繁殖D．若狼被人为大量捕杀，则兔的数量先增加后减少最后趋于稳定A9．[多选]下图所示“桑基鱼塘”生态系统局部的能量流动，图中字母代表相应的能量。下列有关叙述正确的是()A．图中的B可表示桑树呼吸作用散失的能量B．图中的C可表示桑树用于生长、发育、繁殖的能量C．图中的D1/D可表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率D．图中的C1若表示蚕传递给分解者的能量，则B1表示未被利用的能量ABD11、某生态系统由甲、乙、丙、丁、戊5个种群(不包括分解者)形成一定的营养结构，下表列出了各种群相关的能量值。下图中的B表示种群甲同化的能量，其中①～⑦表示能量值的多少。请回答下列问题：②的能量值______？③的能量值______？④的能量值____？12、大闸蟹是主要以植物为食的杂食性甲壳类动物，因其味道鲜美、营养丰富而备受人们喜爱，如图为某水域生态系统能量流动的部分图解，其中字母a～k表示能量值(单位：kJ)。图中第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为c/ax100%？14．[多选]如图表示一个人工鱼塘的部分生物关系示意图。以下据图作出的判断，正确的是()A．流经该生态系统的总能量是浮游植物固定太阳能的总量B．图中的生物可以构成一个完整的生物群落C．提高光能利用率和适度增加饲料投喂量，都可以提高鱼塘的产量D．该鱼塘中消费者所含能量的总量可能多于生产者CD15、[多选]如图所示为某食物链中各个营养级共有的能量流动情况，其中a～d代表能量值。下列叙述正确的是()A．d代表流向消费者的能量B．若图示为第一营养级的能量流动情况，则图中缺少的能量流向是流向下一(第二)营养级的能量C．若图示为第二营养级的能量流动情况且为恒温动物，在气温逐渐降低时，假设b保持不变，则b/a的值将增大D．若图示为第三营养级的能量流动情况，假设该动物的摄入量为e，为了提高该动物的食物利用率，应提高b/e的值BD学案P5042第3节生态系统的物质循环知识清单：1、碳循环的过程2、物质循环的定义及特点3、生物富集作用4、能量流动和物质循环的关系一、碳循环——以CO2的形式进行大气中的CO2库水圈中的CO2库生产者消费者分解者化石燃料遗体和排遗物1、碳在非生物环境以____形式存在，碳在生物群落以_________形式存在。碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以_______的形式进行的。2、CO2能够随着大气环流在全球范围内进行，因此碳循环具有_______性。3、水圈中的CO2对于______大气中的碳含量起着非常重要的作用。4、化石燃料的开采和使用大大增加了__________，加剧了温室效应。缓解温室效应的措施包括：__________和__________。能量流动和物质循环的关系1、联系①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解等过程②物质作为能量的载体，使能量沿食物链（网）流动③能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。④生态系统的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，才能紧密联系在一起，形成一个统一整体。2、区别①物质循环——非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用②能量流动——流经各营养级时，逐级递减，单方向不循环补充阅读：3.5亿年前地球上最早的生物诞生于植物登陆之后的泥盆纪。最初的陆生植物没有什么支撑结构，部分植物会合成有一定强度的纤维素，但大多数植物仍然低矮并贴近水边。数千万年后，植物细胞中产生了一种地球上从未出现的物质——木质素，有支撑和形成输导组织运输水分营养的作用，植物也因此长得高大，充分利用阳光，能生活在更干旱的环境，迅速取代了低矮的生命。森林的光合作用让地球O2含量一度超过了30%，也让同时期的昆虫体型远比今天要大。在高大森林产生的最初时间，地球上作为分解者的真菌很可能还没产生能够分解它们的酶，越来越多的碳被禁锢在植物死亡的躯体中。到了3.05亿年前的石炭纪卡西莫夫期，地球上的CO2降到了临界点之下，温室效应减弱，导致几百万年的降温，冰雪覆盖了全球大部分地区，大片森林消失了。当真菌终于获得降解木质素的能力，碳元素以CO2的形式回归大气，地球恢复温暖。真菌能分解木质素之前的树干躯壳变成了煤。二、生态系统的物质循环：1、定义——组成生物体的元素（C、H、O、N、P、S等），都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程。2、范围——生物圈，物质循环具有全球性，又叫生物地球化学循环。3、特点——物质在生态系统中具有循环往复运动的特点。4、应用——种养结合、无废弃物农业，能量的多级利用和物质的循环使用大气中的N2土壤、水体中的NH3NO3-植物体中的蛋白质等动物体中的蛋白质等动植物遗体、排遗物分解者N循环教材P67拓展应用1、2生物富集1、举例：人类活动向环境中排放的有害物质，如重金属、人工合成的有机化合物的物质循环2、定义：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。3、结果：沿食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端。4、全球性教材P67拓展应用3、教材P80探究土壤微生物的分解作用一、补充阅读：微生物的分解作用生态系统的分解是指死有机物质的逐步降解过程。二、案例一——探究落叶腐烂是否是由于土壤微生物的作用自变量、因变量、可能的无关变量实验组、对照组案例二——探究土壤微生物对淀粉的分解作用自变量、因变量、可能的无关变量实验组、对照组遗体排遗物碎屑，含大分子（聚合体）单体无机物第4节生态系统的信息传递知识清单：一、相关概念信息信息流信息源信道信息受体二、生态系统中信息的种类物理信息、化学信息、行为信息三、信息传递在生态系统中的作用①生命活动的正常进行，离不开信息的作用②生物种群的繁衍，离不开信息的传递③信息还能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。四、信息传递在农业生产中的应用一、相关概念信息——可以传播的情报、指令、数据与信号信息流——信息的产生与交换

信息源——信息产生的部位

信道——信息传播的媒介

信息受体——信息接收的生物或其部位（举例？）二、生态系统中信息的种类1、物理信息：光、声、温度、湿度、磁场等通过物理过程传递的信息，例如蛛网的振动频率、狼的呼叫声、草的绿色。信息源——非生物环境或生物个体、群体2、化学信息：在生命活动中，生物产生可以传递信息的化学物质，例如植物的生物碱、有机酸，动物的性外激素、信息素等（气味）信息源——生物的某些部位3、行为信息：动物的特殊行为（动作）能够向同种或异种生物传递某种信息，例如蜜蜂跳舞、孔雀开屏教材P72一三、信息传递在生态系统中的作用①生命活动的正常进行，离不开信息的作用②生物种群的繁衍，离不开信息的传递③信息还能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。教材P72一四、信息传递在农业生产中的应用①提高农畜产品的产量例如：吸引传粉动物，提高果树传粉效率和结实率；延长光照时间提高产蛋率②对有害动物进行控制化学防治——造成环境污染，伤及害虫天敌生物防治——无污染、有效，有些利用信息，还可有效保护或引入天敌生物将害虫数量控制在较低的水平。机械防治教材P72二物理信息——①③④⑤⑥⑦化学信息——②行为信息——⑧第五节生态系统的稳定性知识清单：1、生态平衡的概念2、生态系统的稳定性的概念3、比较抵抗力稳定性和恢复力稳定性4、提高生态系统稳定性的措施一、生态平衡1、定义：生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态。结构——功能——相对稳定——受到________________后，可通过__________得以恢复（动态平衡）2、特征：①结构平衡——各______保持相对稳定②功能平衡——_____________________的生态过程正常进行，保证了____________________________________________________③收支平衡——________________________________________处于比较稳定的状态组成成分和营养结构能量流动、物质循环、信息传递自我调节一定范围内的干扰组分生产—消费—分解物质总在循环、能量不断流动、生物个体持续发展和更新植物在一定时间内制造的可供其他生物利用的有机物的量3、生态系统具有自我调节能力的基础是负反馈调节减弱或受到限制生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力，叫做生态系统的稳定性。1988年，美国黄石国家公园发生罕见大火，公园近三分之一的土地成为灰烬，但公园管理方决定无为而治，任由野火自生自灭。四五年后新生的森林一片葱绿、生机勃勃。二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性抵抗力稳定性恢复力稳定性定义抵抗干扰，保持原状受到干扰破坏，恢复原状举例①植物受到采食后增强再生能力，减缓种群下降②持续干旱气候，扩展根系分布空间，保证获得足够水分①局部火灾发生后，森林面貌逐渐恢复②河流、土壤轻微污染，通过自身净化作用，很快恢复影响因素一般与营养结构的复杂程度成正相关（比较热带雨林和北极冻原）①一般来说，与营养结构的复杂程度成负相关（例：热带雨林）②与气候、土壤条件有关（例：北极冻原）③与干扰（破坏）程度有关三、提高生态系统的稳定性1、控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。2、对人类利用强度较大的生态系统，给予相应的物质能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。[思考讨论]在农业和林业生产中，常采用多样化种植的方式。与单一化种植相比，多样化种植的农田生态系统抵抗外界干扰能力更强(图3-5)。例如，一片农田中单一化的农作物紧密相邻，害虫进入后很容易从一棵植株侵入另一棵同种植株:而多样化种植方式中，由于农田中物种种类较多，同一物种的各个个体不是紧密相邻。而有其他物种植株穿插其中，因而害虫的传播就比较困难，一般很少暴发病虫害。1，当地百姓在河流中淘米洗菜，洗澡洗衣，为什么河水仍能保持清澈?2.大量生活污水和工业废水排入河道以后为什么会引起水质急剧下降?20世纪90年代采取的措施没有明显效果，可能的原因是什么?3.可以采取什么措施来改善该地河流水质?第4章人与环境第1节人类活动对生态环境的影响人口增长与生态足迹——“……的面积”关注全球性生态问题第2节生物多样性及其保护生物多样性的价值——直接价值和间接价值生物多样性丧失的原因——①破坏生存环境②掠夺式利用保护生物多样性的措施——就地保护、易地保护第3节生态工程生态工程的基本原理——自生、循环、协调、整体生态工程的实例和发展前景生态足迹——在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家、全人类）生存所需的___________和____________的土地及水域的面积。生产资源吸纳废物建设用地碳足迹林地渔业用地耕地草地人口增长与生态足迹碳足迹——扣除海洋对碳的吸收量之后，吸收化石燃料燃烧释放的CO2等所需的森林面积。全球性生态环境问题全球气候变化水资源短缺臭氧层破坏土地荒漠化生物多样性丧失环境污染教材P88二、4生物多样性及其保护1、生物多样性——生物圈内所有的植物、动物和微生物等，它们所拥有的全部基因，以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。2、生物多样性的价值直接价值：实用意义

非实用意义（旅游观赏、科学研究、文艺创作等）间接价值：调节生态系统的功能促进生态系统中基因的流动和协同进化潜在价值：尚不清楚的价值物种多样性基因多样性生态系统多样性教材P96一、33、生物多样性丧失的原因威胁野生物种生存的人类活动对野生物种_________的破坏对野生物种______式利用生存环境掠夺表现为：________破坏和_______化栖息地碎片过度采伐、滥捕乱猎环境污染农业和林业品种的单一化外来物种的盲目引入_______多样性丧失，以及与之相应的经长期________的_____消失遗传协同进化物种导致_______，使生物多样性丧失物种的灭绝4、保护生物多样性的措施就地保护（最有效）——建立自然保护区以及国家公园易地保护（行将灭绝的物种）——把保护对象从原地迁出，在异地进行专门保护。建立植物园、动物园、濒危动植物繁育中心。反对盲目的、掠夺式开发利用，不意味着禁止开发和利用。教材P96二、1任务一：阅读教材“关注生态工程建设”部分，回答以下问题：1、生态工程这一学科是在什么背景下出现的？2、生态工程建设需依据哪些学科的基本原理？3、生态工程建设的主要任务是什么？4、生态工程建设要实现什么目标？5、与传统工程相比，生态工程的特点有哪些？20世纪60年代以来的工农业生产方式严重影响了人类的可持续发展，为了解决环境与经济发展的协调问题，产生了生态工程这一学科。生态学、系统学①对人工生态系统进行分析、设计和调控②对已被破坏的生态环境进行修复、重建提高生态系统的生产力改善生态环境促进人类社会和自然环境和谐发展少消耗、多效益、可持续充分发挥资源的生产潜力防止环境污染经