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文档简介
第3讲
生态系统及其稳定性课标要求:1.阐明生态系统由生产者、消费者和分解者等生物成分以及阳光、空气、水等非生物成分组成,各组分紧密联系使生态系统成为具有一定结构和功能的统一体。2.讨论某一生态系统中生产者和消费者通过食物链和食物网联系在一起形成复杂的营养结构。第九单元
生物与环境
考点一生态系统的结构生态系统生命系统的结构层次:组织器官系统个体
生物圈细胞种群群落生态系统生态系统: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,叫作生态系统。
生态系统的范围有大有小,地球上最大的生态系统是
。生物圈结构:功能:生态系统的组成成分、营养结构物质循环、能量流动、信息传递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组成成分营养结构
[食物链(网)]生态系统的结构
生态系统的结构生态系统的组成成分一名称营养方式主要组成作用地位非生物的物质和能量生产者消费者分解者联系光、热、水、空气、无机盐等。是生物群落中物质和能量的根本来源必需成分自养光能自养型:绿色植物(主要)
光合细菌(蓝细菌)化能自养型:硝化细菌将无机物转化成有机物,将太阳能转化成化学能;
基石异养捕食生物:动物(主要);
猪笼草寄生生物(菟丝子;寄生动物;寄生细菌、病毒)①加快生态系统的物质循环;②帮助植物传粉和种子传播最活跃的成分异养营腐生生活的细菌和真菌(主要)营腐生生活的动物(蚯蚓、秃鹫、
蜣螂)将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物关键成分紧密联系,缺一不可,使生态系统成为一个统一的整体
植物能属于哪些成分?
动物能属于哪些成分?
细菌能属于哪些成分?
真菌能属于哪些成分?
病毒能属于哪些成分?生产者、消费者(菟丝子)消费者、分解者(秃鹫、蚯蚓、蜣螂)生产者、消费者、分解者消费者(较少,白僵菌)、分解者消费者属于热带食虫植物,有一个独特的吸取营养的器官:捕虫笼,捕虫笼呈圆筒形,下半部稍膨大,笼口上具有盖子,因其形状像猪笼而得名。猪笼草猪笼草叶的构造复杂,分叶柄、叶身和卷须。卷须尾部扩大并反卷形成瓶状,可捕食昆虫。叶身可进行光合作用。2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O
能量酶2HNO2+O22HNO3+能量硝化细菌化能合成作用:能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。1、植物都是生产者吗?
生产者都是植物吗?2、动物都是消费者吗?
消费者都是动物吗?3、微生物都是分解者吗?
分解者都是微生物吗?4、自养型生物一定是生产者吗?生产者一定是自养型生物吗?5、腐生生物一定是分解者吗?分解者一定是腐生生物吗?易错辨析菟丝子——消费者蓝细菌、硝化细菌等蚯蚓、蜣螂、秃鹫—分解者菟丝子;寄生的细菌、病毒硝化细菌、蓝细菌;寄生细菌蚯蚓、蜣螂(动物);蘑菇(真菌)三类“不一定”两类“一定”【重点剖析】各组成成分的联系ABCD生产者消费者分解者非生物的物质和能量呼吸作用呼吸作用呼吸作用光合作用(或化能合成作用)枯枝落叶遗体、粪便动物摄食突破:双向箭头非生物的物质和能量生产者消费者分解者________和_______是联系生物群落与非生物环境的两大“桥梁”。生产者分解者食物链和食物网二——营养结构玉米蝗虫青蛙蛇老鹰食物链①起点:生产者②组成:生产者和消费者
③箭头指向捕食者,表示不同生物间的捕食关系、物质和能量流动关系。特点生态系统中,各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。第五营养级第一营养级玉米鹰第二营养级蝗虫第三营养级蛙第四营养级蛇生产者初级消费者次级消费者三级消费者四级消费者玉米→蝗虫→蛙→鹰①营养级别=消费者级别+1营养级:指生物在生态系统食物链中所处的层次,
即处于食物链同一环节上所有生物的总和。
②各种动物所处的营养级并不是一成不变的。食物链和食物网二——营养结构二③食物链一般不超过五个营养级。(原因)食物链和食物网二——营养结构二食物网——食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系,就是食物网。在生态系统中,一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物,而一种植食性动物既可能吃多种植物,也可能被多种肉食性动物所食。1.形成原因:2.特点:①同种生物在不同的食物链中,可占据不同的营养级。②在食物网中,两种生物之间的种间关系可以出现多种。③食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类。3.作用:①错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定的重要条件。
一般认为,食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。(原因)②食物链和食物网是生态系统的营养结构;
食物链和食物网是生态系统物质循环和能量流动的渠道。源于选择性必修2P52“练习与应用·概念检测”:一般来说,一个生态系统的食物链越
,食物网越
,这个生态系统抵抗外界干扰的能力与保持自身稳定的能力
。农田和果园等人工生态系统可以通过
或
食物链,提高生态系统的稳定性,同时获得更多的产品。例如,水田养鱼、果园养鸡等。多复杂越强增加延长1.生态系统的结构应包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者(
)2.生产者都是自养生物,但未必都是植物;消费者营异养生活,但未必都是动物(
)3.细菌都是分解者,但分解者并不都是细菌(
)4.自养生物一定都是生产者;腐生生物一定都是分解者;生产者一定处于第一营养级(
)5.在生态系统的营养结构中,食物网中的每种生物都限定在同一营养级上(
)6.生态系统的食物链中营养级越高的生物,其体型必然越大(
)7.食物链纵横交错形成的复杂营养结构就是食物网,食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量(
)×√×√易错辨析×××8.食物链中体现的种间关系只有捕食;食物网中,两种生物之间的种间关系除了捕食,可能还有竞争。(
)√第一营养级一定是生产者()√3.动物园里饲养着各种动物,栽培了多种植物。它们构成一个群落吗?动物园是个生态系统吗?4.下图是某海洋生态系统中,生产者固定太阳能的数量与水深关系的曲线。请据图回答以下问题。(1)在远洋水域,从水深30m处开始,随着水深增加,固定太阳能的数量逐渐减少,影响这一变化的非生物因素主要是__________。(2)近海水域水深为_____________时,生产者的数量最多。(3)生活在水深100m以下的生物,从生态系统的组成成分看,主要是__________________。阳光10-15m消费者、分解者课后习题(课本P52)动物园中的全部生物不能说是一个群落,如不同种动物是分开饲养的,彼此之间没有内在联系和相互影响,不是一个有机的整体。同理,动物园中的全部动物和植物也没有相互依存、相互影响的关系,因此动物园不是一个生态系统。1.生态系统由
、
组成;2.生态系统的结构包括:
。3.生态系统的组成成分包括:
。生物群落非生物环境生态系统的组成成分、营养结构(食物链和食物网)非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者课前3min——回顾1.食物网形成原因?(P51)2.为什么食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力就越强?(P52)3.与草原生态系统相比,森林生态系统的的抵抗力稳定性高,原因是什么?常见长句问答:一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物;一种植食性动物可能吃多种植物,也可能被多种肉食性动物所食。如果一条食物链的某种动物减少或消失,它在食物网中的位置可以由这个营养级多种生物来代替。森林生态系统生物的种类多,营养结构复杂,自我调节能力强。1.食物链的第一营养级的生物(生产者)减少,相关生物都会
。2.“天敌”减少,短时间内
;从长时间来看,
。3.“中间”营养级生物减少的情况,举例如下:4.5.
【重点剖析】食物链(网)中生物数量变动情况分析
生产者和最高营养级数量基本不变减少被捕食者数量会增加先增加后减少,最后趋于稳定如乌鱼大量减少,绿藻数量变化怎样?沿不同的食物链分析结果不同时,应以中间环节少的为分析依据。若小鱼全部死亡,则短期内大鱼的数量将如何变化?×营养级下降,则获得的能量将增加,则该生物数量将增加。提醒:1.食物链实际上是指捕食食物链,它是由生产者和消费者通过捕食关系形成的,分解者、寄生生物、非生物的物质和能量都不参与食物链的构成。2.动物所处的营养级别=消费者级别+1;某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物,既不代表单个生物个体,也不一定是某种群。3.生产者为第一营养级,消费者所处营养级不固定,一般不会超过5个营养级。4.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,这种制约可能来自种间,也可能来自种内。5.食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类,并非取决于生物数量。6.食物网越复杂,最高营养级生物就越能获得持续稳定的能量。掌握2:构建食物链(网)的方法①种群数量变化曲线图②能量(生物量)关系图乙→丙→甲能量流动是逐级递减的丙→甲→乙→丁③重金属、农药的含量重金属、农药等沿食物链逐渐积累——富集作用种群甲乙丙丁戊重金属含量(μg/kg鲜重)0.00370.00360.0350.0360.34注:在这5个种群构成的食物网中,消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。4.下图表示一个海滩湿地生态系统中部分生物的食物关系,下列叙述错误的是A.细菌既可作为分解者,又可作为消费者的食物B.第三营养级的生物有食草虫、线虫、海螺C.若大米草死亡,将导致藻类数量增加,沼蟹数
量增加D.若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂,则蜘蛛数量将减少B【析典例】5.研究小组从某湖泊中选取了四种不同的生物,并对其消化道内食物组成进行了分析,结果如下表所示。下列说法正确的是生物种类鱼甲河虾鱼乙水蚤消化道内食物组成鱼乙、河虾水蚤、小球藻水蚤、河虾小球藻A.小球藻、水蚤在该生态系统中属于生产者B.表中生物形成的食物网共有4条食物链C.鱼乙在这四种生物中营养级最高D.河虾与水蚤二者间的种间关系是捕食和种间竞争D【析典例】第3讲
生态系统及其稳定性课标要求:1.分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。2.举例说明如何利用能量流动规律,使人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。3.解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。第九单元
生物与环境
考点二生态系统的能量流动能量流动的概念一
生态系统中能量的
、
、
和
的过程,称为生态系统的能量流动。(教材P54)生产者固定的太阳能总量人工生态系统:生产者固定的太阳能+人为输入有机物中的化学能(鱼塘、污水处理系统等)食物链和食物网有机物中的化学能—太阳能→
→热能输入源头:太阳能流经生态系统的总能量:传递途径:形式:转化散失形式:过程:———最终以
形式散失自身呼吸作用有机物中的化学能热能输入
传递
转化散失能量流动的过程呼吸作用散失(热能)呼吸作用散失(热能)分解者利用枯枝败叶用于生长发育繁殖初级消费者摄入生产者(固定)1%光合作用大气层吸收、散射、反射能量在第一营养级的输入与输出二(储存的能量)能量在第二营养级的输入与输出同化量
=摄入量
-粪便量流入第二营养级的总能量属于上一营养级同化量的一部分
能量流动模型总结1.第一营养级的能量流动模型遗体残骸被被分解者利用呼吸作用以热能形式散失
用于生长、发育和繁殖流入下一个营养级同化量2.第二营养级及其后营养级能量流动模型残枝败叶被被分解者利用呼吸作用以热能形式散失
用于生长、发育和繁殖流入下一个营养级生产者固定的太阳能同化量
=摄入量
-粪便量流入第二营养级的总能量属于上一营养级同化量的一部分生产者的同化量去向去向未被利用
未被利用
①呼吸作用以热能的形式散失的能量
用于自身生长、发育、繁殖的能量
(储存的能量)2.同化量≠摄入量能量流动关系总结1.流入(输入)某个营养级的能量:(摄入量=同化量+粪便量)3.
同化量
去向②下一营养级同化的能量③被分解者分解利用的能量④未被利用的能量4.粪便中的能量是
流向分解者的能量。注意:最高营养级的能量没有流向下一营养级这条途径。上一营养级该营养级的同化量“未利用”是指:在统计能量流动的时间段内,某一营养级生物的同化量中未被呼吸作用消耗,也未被下一营养级捕食或分解者利用的能量;①包括动植物残体以化石燃料形式储存于地下未被人类开采的能量。
②包括一些活体:草原中一批羊,羊吃草可以长大,在统计期间,有被狼捕食的,有死亡的,还有未死亡的(未利用)。课前3min——回顾1.太阳能进入生态系统的主要过程:
绿色植物通过光合作用,将太阳能转化为化学能储存在有机物中2.分解者通过来获得生命活动所需的能量。将动植物的遗体和动物排遗物中的有机物分解3.输入/流经某生态系统的总能量:
。
*若为鱼塘、污水处理池等人工生态系统,一般为生产者通过光合作用固定的太阳能生产者通过光合作用固定的太阳能总量+人工投入的有机物中的化学能5.同化量=
+
;=
+
+
+
。用于自身生长、发育和繁殖的能量呼吸消耗以热能散失呼吸消耗以热能散失流入下一营养级被分解者利用未利用4.输入某一营养级的总能量就是某一营养级的同化量6.摄入量=
+同化量
粪便量粪便中的能量属于
上一营养级同化量中流入分解者的能量7.生态系统中得能量流动一般为什么不超过五个营养级?能量流动是逐级递减的,营养级越多,在能量流动过程中散失的能量就越多,营养级越高的生物获得的能量就越少。【重点剖析】常考模型图
请标出各图第二营养级的同化量并标明其去向。
上图流经生态系统的总能量为___(填字母),桑树呼吸作用所散失的热能可用图中的___(填字母)来表示,图中的C和B1+C1+D1可分别表示桑树和蚕用于________的能量。A自身生长发育和繁殖等生命活动Ba1a2b1b2b3b4同化量
同化量a3a4初级消费者遗体残骸中的能量+次级消费者粪便的的能量同化量同化量(1)初级消费者粪便中的能量包含在哪个箭头内?(2)b2流向分解者包含的能量是?b1粪便中的能量是上一营养级流向分解者的能量1.某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能),下列叙述中不正确的是A.生产者固定的总能量可表示
为(A1+B1+C1+A2+B2+C2
+D2)B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1C.流入初级消费者体内的能量可表示为(A2+B2+C2)D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减C考向一能量流动的过程同化量同化量提醒:1.研究能量流动以“营养级”为单位,不是个体,也不是种。2.并不是所有生态系统的能量输入都只有生产者:如鱼塘等人工生态系统的能量输入还有有机物中的化学能。3.能量流动并不是只在食物链、食物网中:如分解者的呼吸作用过程中散失的能量。4.生产者同化的能量=生产者通过光合作用制造的有机物中的能量(总光合量)用于生产者自身生长、发育和繁殖的能量=
=制造量-呼吸消耗量。5.初级消费者同化量中流入分解者的能量=初级消费者遗体残骸中的能量+次级消费者粪便中的能量。6.任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充,以维持生态系统的正常功能。净光合量能量流动的特点三原因:呼吸作用中以热能形式散失;
被分解者分解利用
未被利用1.
单向流动:不可逆、不循环单向流动、逐级递减2.逐级递减原因:①捕食关系不可逆转。
②散失的热能不能被生物体再次利用。能量传递效率:一般为10%-20%任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充,以便维持生态系统的正常功能。能量传递效率=下一营养级同化量上一营养级同化量×100%(太阳能/化学能)“相邻两营养级”的传递效率≠“相邻两个生物个体”间的传递效率。如“一只狼”捕获“一只狐”时,应获得了狐的“大部分能量”,而不是获得“10%~20%”的能量。能量传递效率:指相邻两个营养级之间同化量的比值。相邻两个营养级间的能量传递效率大约是10%—20%以“营养级”为单位,不是个体,也不是种。第一营养级第二营养级第三营养级回归课本
长句问答思考:牧民通过养羊获取该生态系统的能量,经测算发现羊的同化量远小于草同化量的1/10,其原因可能是?能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是10%~20%,羊属于第二营养级,该营养级除了羊还有其他生物。①帮助人们将生物在时间、空间上合理配置,增大流入生态系统的总能量。研究能量流动的实践意义②帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。
实现对能量的多级利用,从而大大提高能量的利用率。③帮助人们调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效的流向对人类最有益的部分。桑基鱼塘、沼气工程合理确定载畜量、除草灭虫、灭鼠间作套种、蔬菜大棚、“稻—萍—蛙”等立体农业五②③⑤⑧调整生态系统中的能量流动方向,使能量持续高效流向对人类最有益的部分。④⑦显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。牛羊可通过自身代谢(细胞呼吸)将有机物转化成无机物,这些无机物排出体外后又可以被生产者重新利用,从而加快生态系统的物质循环。呼吸作用散失多层育苗稻—萍—蛙间作套种稻萍蛙立体农业:萍:红萍可以固氮、富钾,提高土壤肥力,同时进行光合作用,释放大量氧气,提高溶氧量,并为家禽提供饲料。蛙:蛙类以田间害虫为食,减少了害虫对于水稻的危害,降低了虫害防治成本,同时蛙类排出的粪便可以起到增肥的作用。稻:稻田为红萍和蛙类提供合适的生长环境。沼气工程课后拓展应用下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料,都与图b相同。哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用?为什么?【答案】图b所示生态系统中流向分解者的能量,还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用,因此,该生态系统实现了能量的多级利用,提高了能量的利用率。
能量的利用率≠能量的传递效率规律:
食物链越短,能量利用率越高根据生态系统的能量流动规律,在实际生产生活中借鉴以下措施:(1)尽量缩短食物链。(2)充分利用生产者。(3)充分利用分解者,如利用秸秆培育食用菌、利用植物残体生产沼气等。能量传递效率一般10%~20%明清时期,长江三角洲、珠江三角洲低洼内涝积水地的先民们,就探索出一种桑基鱼塘的农业生产模式:陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑。桑基鱼塘沼气工程传统农业对能量的利用饲料稻谷人类秸杆粪一级利用牛太阳能二级利用焚烧水稻饲料稻谷人类秸杆粪一级利用牛太阳能二级利用焚烧水稻食用菌二级利用菌渣猪、羊三级利用沼气池粪三级利用实现能量多级利用,从而大大提高能量的利用率
【重点剖析】能量传递效率的相关计算1、能量在食物链中传递的“最值计算”特殊:限制能量来源比例或者能量分配比例的计算2、调整食物比例后供养数量的变化3、具有人工能量输入的能量传递效率计算例1.根据下图所表示的食物网,结合能量流动的特点进行计算:牧草鼠猫头鹰如果牧草固定了1000焦耳的能量,则猫头鹰最少能获得______焦耳能量.若猫头鹰要获得1000焦能量,则至少消耗掉牧草所固定的______千焦能量。最多能获得______焦耳能量.最多消耗牧草固定的______千焦能量.140251000例2.如图是一个食物网,假如鹰的食物有2/5来自兔,2/5来自鼠,1/5来自蛇,那么鹰若要增加20g体重,至少需要消耗植物多少?1.375例3:某生态系统中存在如图所示的食物网,如将C的食物比例由A∶B=1∶1调整为2∶1,能量传递效率按10%计算,该生态系统能承载C的数量是原来的_______倍。900g9:79:11例4:如图为某农场的年能量流动示意图单位:103
kJ/(m2·y),A、B、C、D共同构成生物群落。从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是
。16.67%练习:某地出现了较为严重的自然灾害,如图为在人为干预下恢复过程中的能量流动图(单位103kJ·m-2·a-1)。(1)由图可知,肉食性动物需补偿输入的能量为
kJ·m-2·a-1,根据图中数据可知,营养级
(填“较高”或“较低”)的生物在这场灾害中受到的影响较大。5×103较高2.55X(2)流入该生态系统的总能量是
kJ·m-2·a-1,用于植食性动物自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量是
kJ·m-2·a-1。(3)在人为干预下,能量在第二营养级与第三营养级之间的传递效率为
(保留3位有效数字)。
1.29×1051.2×10415.6%5.(2021·山东,24)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、生物残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__________________。海参活动能力弱,活动范围小(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。24886.3不能(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__________________________________________________________。由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,产量降低真题再现5.(2021·山东高考,节选)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。(4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理,依据这一原理进行海水立体养殖的优点是______________________。在构建海水立体养殖生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,这样做的目的是?维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产(实现生态效益和经济效益的可持续发展)能充分利用空间和资源生态金字塔四类型形状每级含义每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个体的数目每一营养级的生物量的值(即现存生物有机物总干重)特点(当生产者个体比消费者个体大得多时)能量金字塔数量金字塔生物量金字塔上窄下宽的正金字塔形一般为正金字塔形,有时会出现倒置,如树上昆虫与鸟的数量关系一般为正金字塔形。海洋浮游植物和浮游动物的某时刻调查量会有倒置现象。树昆虫鸟【易错辨析】1.沼渣沼液可肥田,使能量流向农作物,避免能量的浪费。2.有机肥能为农作物提供营养物质和能量。3.合理使用农家肥可提高流经该生态系统的总能量。第3讲
生态系统及其稳定性第九单元
生物与环境
考点三、四生态系统的物质循环、信息传递课标要求:1.分析生态系统中的物质在生物群落与非生物环境之间不断循环的规律。2.举例说明利用物质循环,人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。3.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。4.举例说出生态系统中物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用。本节聚焦:生态系统的物质循环一1.生态系统的物质循环(概念?范围?特点?)实例:碳循环①碳在无机环境和生物体内的存在形式分别是?②碳在生物群落与无机环境之间的循环形式?③碳在生物群落内部的传递形式?④碳进入生物群落的途径?(2条)⑤碳返回无机环境的途径?(3条)2.温室效应(形成原因?影响?措施?)3.什么是生物富集?生物富集的危害?4.能量流动和物质循环的关系?(选2P65)5.实验:探究土壤微生物的分解作用【实验原理?对照组和实验组的设置?】化学元素非生物环境
生物群落①物质:②循环过程:③范围:④循环特点:全球性、循环往复运动生物圈
组成生物体的
等元素,在不断进行着从
到
,又从
到
的循环过程。非生物环境C、H、O、N、P、S生物群落生物群落
非生物环境1.概念:2.应用实例:种养结合:如稻田中养鱼养鸭(又叫生物地球化学循环)生态系统的物质循环1物质循环≠碳循环大气中的二氧化碳库生产者
消费者光合作用呼吸作用呼吸作用分解者摄食分解作用遗体和粪便煤和石油燃烧1.碳在无机环境和生物体内的存在形式分别是?2.碳在生物群落与无机环境之间的循环形式?3.碳在生物群落内部的传递形式?4.碳进入生物群落的途径?5.碳返回无机环境的途径?实例:碳循环或化能合成作用(CO2、碳酸盐等)(含碳有机物)非生物环境生物群落①生产者、消费者的呼吸作用②分解者的分解作用③化石燃料的燃烧光合作用(主要)、化能合成作用①在生物群落和非生物环境间的循环形式:②在生物群落内部:通过
以____________形式传递含碳有机物食物链、食物网CO2碳循环1.碳在无机环境和生物体内的存在形式分别是?2.碳在生物群落与无机环境之间的循环形式?3.碳在生物群落内部的传递形式?4.碳进入生物群落的途径?5.碳返回无机环境的途径?(1)甲、乙、丙、丁分别代表生态系统的什么成分?并简述判断的理由。(2)碳在甲、乙、丙之间的流动形式是
,在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式是
。如图为碳元素在生态系统中循环的模式图,图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分,箭头表示生理过程。判断理由:甲和丁之间有双向箭头,且其他几种成分都有箭头指向丁,所以丁为大气中的CO2库,甲为生产者;甲和乙都有箭头指向丙,所以丙为分解者,则乙为消费者。生产者消费者分解者大气中CO2库突破:双向箭头【热图建模】含碳有机物CO2大气中CO2库生产者分解者消费者次级消费者三级消费者大气中CO2库生产者分解者初级消费者辨析碳循环过程中生态系统的各成分:突破:双向箭头生产者消费者分解者大气中CO2库1.生物圈
(填“是”或“不是”)一个在“物质”上自给自足的系统,
(填“是”或“不是”)一个在“能量”上自给自足的系统,因为
。
。(P67)2.同碳元素一样,氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢?(P67)①
。这与物质循环并不矛盾;②农田是人工生态系统,是以提高农作物的产量,使能量更多地流向人类,满足人类需要为目的,农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产。回归课本长句问答是不是物质可以在生物圈内循环利用,而能量不能循环利用,它必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入,方可维持正常运转农产品源源不断地从农田生态系统输出,其中的氮元素并不都能归还农田土壤氮循环A.在图1中,b、c分别属于初级消费者、生产者B.图1中能表示呼吸作用过程的只有②④⑤C.在图2的食物链中,②/①的比值代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率D.如果a发生瘟疫,d的数量将先增加后减少最后趋于稳定考向一碳循环的过程分析1.图1是某生态系统碳循环示意图,其中a、b、c、d是生态系统内各生物成分,①②③④⑤⑥表示有关的生理过程;图2为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况。下列说法正确的是D分解者次级消费者初级消费者生产者②③④⑤摄入量【典例】如图为某生态系统的碳循环示意图(Ⅰ~Ⅳ表示生态系统的成分,①~⑧表示相关过程),下列叙述正确的是A.图示的碳循环路径是完整的B.流经该生态系统的总能量是通过①过程实现的C.图中以CO2的形式进行的过程有①⑥⑦⑧过程,以含碳有机物的形式进行的过程有②③④⑤D.图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中,能量流动是单向、逐级递减的大气中CO2库分解者次级消费者初级消费者②③④⑤⑥B温室效应1.原因:石油、煤等化石燃料的大量燃烧,大气中CO2含量迅速增加2.危害气温升高极地和高山冰川加速融化,海平面上升对人类和其他生物的生存构成威胁(理解)3.缓解措施:①通过减少化石燃料的燃烧、开发新能源等措施来
;②通过
,提高
,增加二氧化碳的吸收和固定量。③采取
等措施,提高土壤储碳量。减少二氧化碳的排放植树种草森林覆盖率秸秆还田25.(2021广东.17)为积极应对全球气候变化,我国政府在2020年的联合国大会上宣布,中国于2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值),力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等),这是中国向全世界的郑重承诺,漳显了大国责任。回答下列问题:(1)在自然生态系统中,植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等,可以自我维持_______。自西方工业革命以来,大气中CO2的浓度持续增加,引起全球气候变暖,导致的生态后果主要是____________________________________。(2)生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是________________________________________,消费者通过食物网(链)取食利用,_____________________________________。(3)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题,从全球碳循环的主要途径来看,减少_______
和增加
是实现碳达峰和碳中和的重要举措。碳平衡冰川融化、海平面上升,对人类和其他生物的生存造成威胁等
分解者通过分解利用动植物遗体和动物排遗物物中的含碳有机物生产者通过光合作用固定CO2合成含碳有机物
使用化石燃料增加植被覆盖面积生物富集
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,称为生物富集。2.物质人工合成的有机物:DDT、六六六等。重金属:铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。3.生物富集的主要途径:食物链、食物网有害物质在生物体内沿食物链不断积累。5.特点:具有全球性3比较稳定,生物体能够吸收且不易分解和排出4.生物富集的危害:在生物体内形成积累性中毒。导致生物富集的有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。1.概念:A.该生态系统的水体中DDT的浓度小于0.04ppmB.四个种群最简单的能量流动渠道是形成一条食物链C.甲是该生态系统组成成分中的生产者D.丁种群个体死亡后释放的DDT还可能再进入丁种群【对点训练】某些人工合成的化合物如农药DDT、六六六等,进入环境后便参与生态系统的物质循环,但是,这些化合物难以被降解并在生物体内积蓄。下表是某水域生态系统在结构和功能处于相对稳定状态时,甲、乙、丙、丁四个种群所含有的总能量和残留DDT的平均浓度。下列说法错误的是项目甲乙丙丁能量(kJ)2.8×1091.3×1089.1×1072.9×107DDT浓度(ppm)0.040.350.393.4B回归课本长句问答13.在污水净化过程中,除发挥污水处理厂的作用外,若要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素,请提供一个方案:种植能吸收这些金属元素的水生植物,再从植物中回收金属。能量流动和物质循环的关系4项目能量流动物质循环范围形式特点过程联系生物群落(生态系统各营养级之间)生物圈主要以有机物中的化学能的形式碳在生物群落和非生物环境间主要以二氧化碳的形式单向流动、逐级递减全球性、循环往复运动沿食物链、食物网单向流动在生物群落和非生物环境之间循环往返二者是生态系统的主要功能,它们同时进行,相互依存,不可分割:能量的固定、储存、转移和释放,都离不开物质的合成和分解等过程;①物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;②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。
光能→化学能→热能1.实验原理①土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物,它们在生态系统中的成分主要为_______。②分解者的分解速度与环境中的___________等生态因子相关。③土壤微生物能分泌多种水解酶将大分子有机物分解成小分子有机物,
分解者温度、水分探究土壤微生物的分解作用考点二项目案例1案例2实验假设微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解淀粉实验设计实验组对土壤
。
A烧杯中加入30mL
+淀粉糊对照组对土壤
。
B烧杯中加入30mL
+与A等量的淀粉糊自变量土壤中是否含微生物溶液中是否含有土壤中的微生物实验现象在相同时间内实验组落叶腐烂程度
对照组AA1A2产生砖红色沉淀BB1B2不产生砖红色沉淀结论分析微生物对落叶有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉不变蓝变蓝2.实验流程注:A1、B1中加入碘液,A2、B2中加入斐林试剂并水浴加热。土壤浸出液蒸馏水灭菌处理不做处理(自然状态)小于考向探究土壤微生物的分解作用5.为了解土壤微生物能否分解农药,并尽快得出实验结论,有人用“敌草隆”(一种除草剂)进行实验:取等量砂土分装于相同的两容器中,a组高压灭菌,b组不灭菌。下列有关叙述正确的是①向a、b中喷入等量的“敌草隆”,再置于同一恒温箱中培养相同时间
②检测“敌草隆”的消失情况,预计a中的“敌草隆”含量不变,b中的全部消失
③只用砂土,实验效果不如用几种典型土壤混合后的好
④各再增加c组作为对照,不喷入“敌草隆”,其他处理与a、b组相同A.① B.②③ C.①③ D.①③④CA.该实验遵循了单一变量原则B.为了控制实验中的无关变量,作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理C.该小组探究的问题包括不同土壤湿度条件下,土壤微生物对落叶的分解
作用D.预期结果是1、3组的落叶被不同程度的分解,2、4组中的落叶不被分解6.某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5cm左右)为实验材料,研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用,单独处理土壤的情况见下表,处理后的土壤再与落叶混合进行实验。以下有关的叙述错误的是分组1组2组3组4组土壤处理灭菌不灭菌灭菌不灭菌湿润湿润较干燥较干燥D【典例】下图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况,则分解者的作用强弱依次是A.a>b>c B.c>b>aC.c=b>a D.a>c=b
与热带森林生态系统相比,通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累,其原因是:低温条件下下分解者的分解作用弱A本节聚焦:课本P68-72生态系统的信息传递考点四1.生态系统中信息的种类?(3类)【学会判断各种信息】2.生态系统信息传递的作用?(3点)3.信息传递在农业生产中的应用?(2点)【延伸:对有害动物的防治方法(3点)?生物防治的优点?】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)2.信息传递的三个环节:产生
→
传播
→
接收1.信息流:生态系统中的生物种群之间,以及它们内部都有信息的产生与交换,能够形成信息传递,即信息流化学信息行为信息物理信息光、声、温度、湿度、磁场等,通过物理过程传递的信息。如:植物生物碱、有机酸
动物的性外激素等动物的特殊行为,主要指各种动作传递信息的化学物质。3.生态系统中信息的种类求偶炫耀来源:生物或非生物环境①萤火虫发出的荧光②蛇通过热感受器发现鼠③蜘蛛网的振动④宠物狗之间通过嗅闻肛门腺辨识身份和健康状况⑤蜜蜂跳舞⑥孔雀开屏
⑦“燕燕于飞,差池其羽”⑧雌蛾分泌性外激素吸引雄蛾
⑨花的颜色、大小
⑩叶片的形状【对点训练】辨别并归类物理信息:①②③⑨⑩化学信息:行为信息:④⑧⑤⑥⑦5.信息传递的特点:(课本P68)①生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流
②生态系统中的信息传递既存在于
之内,也发生在
之间,以及
之间。③信息传递往往是双向的;4.信息的来源:可以是
,也可以是
。非生物环境生物(同种或异种)同种生物不同生物生物与非生物环境6.信息传递在生态系统中的作用(课本P71)1.狼能依据兔留下的气味去捕食后者,兔同样也能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕,这说明信息能___________________________________。2.植物开花需光信息刺激,昆虫分泌性外激素引诱异性,说明
。3.莴苣、茄、烟草的种子必须接受某种波长的光才能萌发,说明
。调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定生物种群的繁衍,离不开信息的传递生命活动的正常进行,离不开信息传递(1)提高农产品或畜产品的产量(2)对有害动物进行控制②生物防治优点:
①防治方法——化学防治、生物防治、机械防治7.传递在农业生产中的应用(课本P71-72)无污染、效果好、持续时间长措施:
②利用信息传递作用等如:利用光信号、声信号诱捕或驱赶有害动物
利用信息素诱捕害虫或干扰其交配,降低种群密度①引入天敌:如捕食者、寄生生物黑光灯诱捕昆虫vs性外激素诱杀害虫
信息类型:
防治方法:物理信息化学信息生物防治生物防治能量流动、物质循环和信息传递的关系项目能量流动物质循环信息传递特点途径联系单向流动、逐级递减食物链和食物网全球性、循环性往往是双向的同种生物之间不同生物之间生物与非生物环境之间多种
是生态系统的基础,
是生态系统的动力,
决定着
和
的方向和状态。
三者同时进行,相互依存,不可分割,形成统一整体。物质循环能量流动信息传递物质循环能量流动考向一信息传递的类型和作用分析1.(2022·哈尔滨市高三一模)下列关于生态系统信息传递的叙述,正确的是A.利用生长素类似物杀死单子叶农作物周围的双子叶杂草,属于化学信
息的应用B.利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物,使其远离农田,属于生物防治C.生态系统中信息沿食物链从低营养级向高营养级传递D.某种鸟类通过点头或鞠躬追求配偶,这一现象说明生态系统中的信息
传递可以调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定B2.(2022·吉林四平市高三模拟)下列关于生命系统中信息传递的叙述,正确的是A.生物体内细胞之间的信息传递必须依赖细胞膜上受体的识别B.生物体内的信息传递一般都具有双向性C.无论生物体内还是生物体外,传递每一种信息都必须依赖具体的信息
分子D.人体产生的能促进细胞代谢的甲状腺激素不属于生态系统信息传递中
的化学信息D生物体内的信息传递
vs
生态系统的信息传递同一个体内部同种生物之间不同生物之间生物与非生物环境之间范围高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流3.有科学家指出:“没有物质,什么都不存在;没有能量,什么都不会发生;没有信息,任何事物都没有意义”。下列关于生态系统中物质循环、能量流动及信息传递的叙述,正确的是A.生态系统中的信息只能来源于同种或异种的生物B.碳元素从非生物环境进入生物群落的途径只有光合作用C.从物质循环的角度来看,生物圈是一个自给自足的系统D.植物生长素对植物生长的调节属于信息传递中的化学信息C考向二生态系统三大功能的综合1.某水库存在一条由甲、乙、丙三种生物组成的食物链,如图表示三种生物在水库中不同深度的分布状况。下列说法正确的是A.甲、乙、丙一起可以构成一个生物群落B.甲的光合作用能推动物质和能量的循环C.影响甲分布的物理信息主要来源于非生物环境D.丙与乙之间的个体数量比值就是能量传递效率C2.如图为生态系统信息传递模式图,下列相关叙述不正确的是A.信息传递是双向的,能量流动和物质循环也是双向的B.生态系统的功能主要是能量流动和物质循环,还有信息传递C.物质循环是生态系统的基础,能量流动是生态系统的动力,信息传递
则决定着能量流动和物质循环的方向D.生态系统各成分间都有各种形式的信息传递A(2019·天津,5)多数植物遭到昆虫蚕食时会分泌茉莉酸,启动抗虫反应,如分泌杀虫物质、产生吸引昆虫天敌的挥发物质等。烟粉虱能合成Bt56蛋白,该蛋白会随烟粉虱唾液进入植物,抑制茉莉酸启动的抗虫反应,使烟粉虱数量迅速增长。下列叙述错误的是A.植物产生挥发物质吸引昆虫天敌体现了信息传递调节种间关系的功能B.植食性昆虫以植物为食和植物抗虫反应是长期协同进化的结果C.Bt56基因表达被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量增长比未被抑制的
对照组快D.开发能水解Bt56蛋白的转基因植物可为控制烟粉虱提供防治措施C真题再现易错辨析1.生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与非生物环境之间往复循环(
)2.碳在生物群落和非生物环境之间主要以有机物形式循环(
)3.与碳循环有关的生理活动有光合作用、化能合成作用和呼吸作用等(
)4.生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网,所以物质和能量是循环往返的(
)5.变色龙变化体色,主要是向同类传递行为信息(
)6.当食草动物看到青草明显减少时,部分个体会另觅取食地,这体现了生态系统的信息传递功能(
)××√××√第3讲
生态系统及其稳定性第九单元
生物与环境
考点五生态系统的稳定性课标要求:1.解释生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定,并维持动态平衡的能力。2.举例说明生态系统的稳定性会受到自然或人为因素的影响,如气候变化、自然事件、人类活动或外来物种入侵等。3.阐明生态系统在受到一定限度的外来干扰时,能够通过自我调节维持稳定。本节聚焦:课本P73-761.生态平衡的概念和特征?2.生态平衡的调节机制
;
生态系统具备自我调节能力的基础是
;
生态系统能维持相对稳定的原因是
。(P74)3.生态系统稳定性指的是?表现在那两方面?如何提高生态系统的稳定性?4.如何设计制作生态缸?哪些因素会影响生态缸的稳定性?负反馈调节负反馈调节具有自我调节能力考点五生态系统的稳定性生态平衡1①结构平衡:②功能平衡:③收支平衡:各组分保持相对稳定物质循环、能量流动、信息传递正常进行生态系统的输入和输出趋于平衡(物质、能量)生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态,就是生态平衡。(动态平衡)1.概念:2.特征:负反馈调节3.调节机制——负反馈调节①食物链:草→兔→狼兔子数量增加
兔子数量减少(恢复原水平)草数量减少狼数量增加1.概念:2.作用:3.实例:在一个系统中,系统工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,并且使系统工作的效果减弱或受到限制,它可使系统保持稳定。——在生态系统中普遍存在生态系统具备自我调节能力的基础课本P74②一场大火过后,森林中种群密度降低,但是由于阳光充沛、土壤中无机养料增多,许多种子萌发后,迅速长成新的植株,森林面貌逐渐恢复。正反馈负反馈:使生态系统远离平衡状态。:使生态系统保持平衡状态。反馈调节湖泊受到了污染鱼类等生物死亡鱼类等尸体腐烂加重污染更多鱼死亡+污染更重生态系统的稳定性21.概念:2.机理:3.类型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。强调的是生态系统维持生态平衡的能力。生态系统的自我调节能力是有限的,当外界干扰因素的强度超过一定限度时,生态系统的稳定性急剧下降,生态平衡就会遭到严重的破坏。原因基础生态系统稳定性负反馈调节自我调节能力抵抗力稳定性恢复力稳定性【抵抗干扰,保持原状】【遭到破坏,恢复原状】人工林生态系统森林生态系统
一般来说,生态系统中的
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