搜索
1第5章生态系统及其稳定性第1节生态系统的结构【考纲知识梳理】一、生态系统的概念及范围1、概念：生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫生态系统。2、范围：有大有小，其中生物圈是地球上最大的生态系统，它是地球上的全部生物及其无机环境的总和。二、生态系统的组成成分成分构成作用（主要生理过程）营养方式地位非生物成分非生物的物质和能量光、热、水、土，气为生物提供物质和能量生物成分生产者绿色植物、光合细菌、化能合成细菌将无机物转变成有机（光合作用化能合成用）自养型生态系统的基石消费者动物、寄生微生物、根瘤菌消费有机物（呼吸作用）异养型生态系统最活跃的成分分解者腐生微生物、蛔虫分解动植物遗体（呼吸作用）生态系统的关键成分三、生态系统的营养结构1、食物链：生态系统中各生物之间由于食物关系而形成的一种联系。2、食物网：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接形成的复杂的营养结构。3、食物链和食物网是生态系统的营养结构，是生态系统物质循环和能量流动的渠道。4、关系：食物链生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者→……营养级ⅠⅡⅢⅣ（一般不超过五级）食物链由食物链构成的网状结构特点由食物（营养）关系连接起来的生物组成层次作用是生态系统中物质循环和能量流动的渠道2【要点名师精解】一、正确理解生态系统中四种成分的关系和地位1、相互关系2、地位分析在生态系统中，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、消费者和分解者的划分是依据各自的代谢类型和在生态系统中的功能特征来决定的。即：根据某种生物在该生态系统中的功能特性分为三大类群：①生产者从新陈代谢的同化作用方面看属于自养型，是生态系统的主要成分，是生态系统中唯一能够把非生物物质和能量转变成生物体内的物质和能量的生物。绝大多数进行光合作用，少数进行化能合成作用（如：硝化细菌、铁细菌、硫细菌）。②消费者从新陈代谢的同化作用方面看属于异养型，虽然存在着不同的级别，但是生态系统的非必要成分。主要指各种动物。不过有些寄生细菌，它们从活的生物体内吸取有机物，在生态系统中也扮演着“小型消费者”的角色，故寄生细菌属于消费者。③分解者从新陈代谢的同化作用方面看属于异养型，是生态系统的主要成分。主要包括应腐生生活的细菌和真菌，也包括一些腐食性动物（如：蚯蚓、蝇、蜣螂等），它们都能分解残枝败叶、尸体、粪便等有机物，故腐食性动物属于分解者。总之，生态系统中的四种组成成分的相互关系是：非生物的物质和能量的作用是为各种生物提供物质和能量；生产者的作用是转化物质和能量；消费者的作用是推动物质和能量在群落中的流动；分解者的作用是把物质和能量归还到无机自然界。二、食物链和食物网的分析1、每条食物链的起点总是生产者，如题图（课本）中的阳光不能纳入食物链，食物链终点是不能被其他生物所捕食的动物，即最高营养级，食物链中间不能做任何停顿，否则不能算作完整的食物链。2、食物网中同一环节上所有生物的总和称为一个营养级，如题图中第二营养级的生物有食草昆虫、鼠。3、同一种生物在不同食物链中可以占有不同的营养级。4、在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同的类型，如题图中青蛙和蜘蛛的关系既是捕食又是竞争关系。5、食物网中，某种生物因某种原因而大量减少时，对另外一种生物的影响，沿不同食物链分析的结果不同时应以中间环节少为依据。6、食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而非取决于生物的数量。3第2节生态系统的能量流动【考纲知识梳理】一、能量流动的概念和过程1、概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。2、能量流动的过程：（1）输入①源头：太阳能。②总值：生产者所固定的太阳能。（2）传递①途径：食物链和食物网。②形式：有机物中的化学能。③过程：a.通过生产者的呼吸作用以热能形式散失。b.用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在生产者的有机物中。c.随着残枝败叶等被分解者分解而被释放出来。d.被初级消费者摄入体内，流入第二营养级。（3）转化太阳能→有机物中的化学能→热能（4）热量散失①形式：热能②过程：二、能量流动的特点1、单向流动4能量流动只能沿食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不能循环流动；同时各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。2、逐级递减输入到某一营养级的能量中，只有10%～20%的能量能够传递到下一营养级。三、研究能量流动的实践意义1、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。2、帮助人们合理的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。【要点名师精解】一、能量流动的相关分析能量是维持生态系统存在和发展的动力，是生态系统的基本功能之一，应特别注意以下内容：1、能量流动的起点是生产者，能量的源头是太阳能。2、能量的输入总量是生产者通过光合作用固定的太阳能总量。3、散失的能量是通过生产者、消费者和分解者呼吸作用分解有机物时产生的，最终以热能的形式散失掉。4、能量流动特点的原因分析（1）单向流动：食物链相邻营养级生物的吃和被吃关系不可逆转，能量不能倒流。（2）逐级递减：每个营养级的生物总有一部分不能被下一营养级利用；每个营养级生物都经自身呼吸而消耗一部分能量。二、能量传递效率及应用1、能量传递效率相邻两营养级之间的传递效率＝。%100上一营养级同化量下一营养级同化量，一般能量传递效率大约为10%～20%。2、能量流动的极值计算（1）在能量流动的相关问题中，若题干中未作具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率是20%。（2）在已知较高营养级生物的能量求较低营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级的能量按“最低”效率传递；若求“最（至）少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递。第3节生态系统的物质循环【考纲知识梳理】一、生态系统的物质循环51、概念（1）物质：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素。（2）循环：无机环境生物群落。（3）范围：生物圈。2、实例——碳循环（1）主要形式：CO2.（2）过程：（3）特点：①具有全球性，因此又称生物地球化学循环。②具有循环性。二、能量流动和物质循环的关系1、二者同时进行，彼此相互依存，不可分割，物质是能量的载体，能量是物质循环的动力。【要点名师精解】一、生态系统物质循环的实例——碳循环1、大气中CO2的来源：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。2、目前由于碳循环平衡被打破，形成温室效应的分析（1）大气中CO2含量持续增加的原因：①工厂、汽车、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。（2）危害：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。3、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。二、物质循环与能量流动的关系项目能量流动物质循环形式以有机物为载体主要是无机物特点单向传递、逐级递减往复循环范围生物群落生物圈（全球性）[来源:学+科+网Z+X+X+K]6联系同时进行、相互依存，不可分割：①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；②物质是能量沿食物链（网）流动的载体；③能量是物质在生态系统中往复循环的动力【例2】分析下面碳循环示意图并据图回答问题：（1）从微观上看，过程①是在细胞内中进行的；过程③主要是在细胞内中进行的。（2）岩石圈中的碳以形式储存，故不直接参与碳循环。水圈中碳的存在形式是。（3）由图中可见，碳循环带有性，属于气体型循环。（4）碳从无机环境中进入生物群落的途径①是，除此之外，某些特殊的生态系统还可通过进入生物群落；②表示的是关系，其②内部之间还可存在关系；④表示。（5）参与过程④的生物的新陈代谢类型是，它们与同区域中的动植物共同构成了。（6）如果大气层中的CO2增多，则产生效应。（7）从上图可知，减缓温室效应的关键措施是：①；②；③。（8）碳循环的进行伴随着，但由于生物体不能在代谢中利用，因而能量流动具有的特点。【答案】（1）叶绿体线粒体（2）无机盐（碳酸盐）HCO3-（3）全球（4）光合作用化能合成作用捕食竞争分解者的分解作用（5）异养需氧型、异养厌氧型和异养兼性厌氧型生物群落（6）温室（7）①保护植被，大力植树造林，提高森林覆盖率②严格控制化石燃料的燃烧，并提高能源利用率③开发除化石燃料以外的诸如水能、核能、太阳能等新能源，切实减少CO2的排放量（8）能量流动热能单向流动、逐级递减7第4、5节生态系统的信息传递生态系统的稳定性【考纲知识梳理】一、生态系统的信息传递1、概念：信息一般是指日常生活中，可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。2、种类（1）物理信息：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，如蜘蛛网的振动频率。（2）化学信息：生物在生命活动中，产生了一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸，动物的性外激素等。（3）行为信息：动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，如孔雀开屏。3、信息传递在生态系统中的作用（1）个体：生命活动的正常进行，离不开信息的作用。（2）种群：生物种群的繁衍，离不开信息传递。（3）群落和生态系统：能调节生物的种间关系，经维持生态系统的稳定。4、应用（1）提高农产品和畜产品产量。（2）对有害动物进行控制。二、生态系统的稳定性1、含义：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。2、原因：生态系统具有一定的自我调节能力。3、调节基础：负反馈调节。4、种类（1）抵抗力稳定性：①含义：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。②规律：生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自我调节能力就越弱，抵抗力稳定性就越低，反之则越高。③特点：调节能力有一定限度，超过限度，自我调节能力就遭到破坏。（2）恢复力稳定性：①生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。②与抵抗力稳定性的关系：往往相反。85、提高生态系统稳定性的措施（1）控制对生态系统的干扰程度。（2）实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调关系。【要点名师精解】一、生态系统的信息传递1、信息传递的具体体现信息传递存在于生态系统的各种成分之间，把生态系统的各个组成部分联系成一个整体，而且具有调节生态系统稳定性的作用。2、与能量流动、物质循环的比较项目区别联系来源途径特点范围能量流动太阳能食物链或食物网单向流动、逐级递减食物链各营养级生物间共同把生态系统各组分联系成一个统一整体，并调节生态系统的稳定性物质循环生态系统反复出现，循环流动群落与无机环境之间信息传递生物或无机环境多种发生生理或行为的变化（单向或双向）生物与生物之间或生物与环境之间