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第5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、生态系统的稳定性生态系统的功能第一节生态系统的结构考点1：生态系统的范围考点2：生态系统的结构考点3：分析食物网时应注意的问题返回考点1：生态系统的范围1、生态系统概念：生态系统是在一定空间和时间内，在种种生物之间以及生物与无机环境之间，通过能量流动和物质循环而相相互作用的一个自然系统。即由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。生态系统有大有小：如一个池塘、一片草地、一块农田、一片森林、一条河流等都可以各自成为一个生态系统。地球上的全部生物及其无机环境的总和，构成地球上最大的生态系统——生物圈。自然生态系统人工生态系统水域生态系统陆地生态系统海洋生态系统、淡水生态系统等。森林、草原、荒漠、冻原生态系统等。农田、人工林、果园、城市生态系统等。3、类型2、生态系统的结构层次生物个体同种种群不同生物群落＋无机环境生态系统最大生物圈特点动物种类较少能挖洞和善奔跑树栖动物为主主要动物农作物草本乔木主要植物农耕区干旱地区湿润或较湿润分布区域植物分布情况划分依据农田生态系统草原生态系统森林生态系统类型动植物种类多，群落结构复杂，种群密度和群落结构能较长时间保持稳定动植物种类较少，群落结构较简单，种群密度和群落结构常发生剧烈变化动植物种类少，群落结构单一，人的作用非常关键，受人工控制不同类型的生态系统举例应用分析A变式：如果问“这些生物共同构成一个”呢？1、在一个阴湿山洼的草丛中，有一堆长满苔藓和木耳的朽木，其中聚集着蚂蚁、蚯蚓、老鼠等动物，这些共同构成一个A、生态系统B、种群C、群落D、以上均不正确下列各组合中，是何关系（种群、群落、生态系统）？1、一块棉田中所有幼年、有翅和无翅的成熟棉蚜2、一块农田中的所有小麦、小黑麦及其无机环境3、一片原始森林中的全部动物和绿色植物4、昆明湖中的全部生物5、密云水库中的全部生物及其无机环境6、阳光下的一杯池塘水种群生态系统群落生态系统考点2：生态系统的结构池塘生态系统组成部分1.生态系统的组成成分（功能结构）1）非生物的物质和能量：能量：阳光、热能。物质：水、空气、无机盐等。2）生产者自养生物，主要是绿色植物，还有某些细菌。3）消费者异养生物，包括各种动物和寄生生物。4）分解者异养生物，各种营腐生生活的细菌、真菌及动物。物质和能量的源泉，生态系统的基石、主要成分。分解生物遗体和排遗物，对物质循环必不可少。初级消费者：次级消费者：三级消费者：植食性动物。以植食性动物为食的肉食性动物。以次级消费者为食的肉食性动物。分类加快物质循环，对传粉和种子传播具有重要作用。生态系统最活跃的生物成分。分解者包括细菌和真菌等腐生生活的生物及小型动物如屎壳郎、蚯蚓，甚至大型动物如秃鹫（基本不捕食活的动物，是腐生，即以现成的食物为食）等。生产者——能将最简单的无机物(CO2和H2O)制造有机物的自养生物,主要是绿色植物,也包括一些细菌等。---生态系统的组成成分生产者营养方式：自养型作用：能将无机物合成有机物，是其他生物物质、能量的来源举例：能没有生产者吗？光能自养型：绿色植物化能自养型：硝化细菌---生态系统的组成成分生产者是生态系统的基石!消费者营养方式：异养型作用：加快生态系统的物质循环，有利于生产者的传粉或种子的传播植食性动物、肉食性动物、杂食性动物、寄生动物消费者举例：---生态系统的组成成分分解者——能将动植物的遗体、排泄物和残落物中所含有有机物分解为无机物供生产者再次利用。包括细菌和真菌等腐生生物。也包括小型动物如屎壳郎、蚯蚓，甚至大型动物如秃鹫等。---生态系统的组成成分分解者营养方式：异养型作用：将有机物分解为无机物，归还无机环境举例：腐生细菌、腐生真菌、腐生动物能没有分解者吗？分解者---生态系统的组成成分有人说：“植物都是生产者，动物都是消费者，微生物都是分解者。”这种说法有何不妥？试举例说明。寄生植物（如菟丝子）——消费者；腐食动物（如蚯蚓）——分解者；自养微生物（如硝化细菌）——生产者；寄生微生物（如肺炎双球菌）——消费者。生产者、消费者和分解者之间的关系1、生产者将光能转变为化学能，储存在所制造的有机物中，为消费者提供食物以及栖息场所。2、消费者能加快生态系统的物质循环，并对植物的传粉受精和种子传播有重要作用。3、分解者将动植物遗体分解成无机物，是不可缺少的成分。例如：渡渡鸟和卡伐利亚树三者紧密联系，缺一不可，可用生态系统的结构模型表示。生产者植食性动物肉食性动物Ⅰ肉食性动物Ⅱ遗体、粪便等分解者无机物CO2等消费者生态系统的结构模型生产者分解者消费者无机环境生态系统中的各成分之间关系遗体、排遗物呼吸作用光合作用2.食物链和食物网（营养结构）主要是绿色植物化能合成细菌主要是动物某些寄生生物腐生细菌、真菌生产者消费者分解者生态系统的四种成分非生物的物质和能量是生物群落赖以生存和发展的基础；主要成分不可缺少不可缺少（自养型）（异养型）（异养型）所有的植物都是生产者。（）菟丝子猪笼草所有的生产者都是植物。（）所有的菌类都是分解者。（）所有的动物都是消费者。（）如蚯蚓，蜣螂如硝化细菌是生产者，寄生细菌是消费者食物链食物链：在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系（食物链不包括非生物物质和能量及分解者）。成分：生产者次级消费者初级消费者三级消费者营养级：第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级草昆虫食虫鸟鹰食物链中的一个个环节。它是指处于食物链同一环节上的所有生物的总和。营养级：在生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接的复杂的营养关系称（1）越复杂的生态系统，食物网中的食物链的数量就越多。（2）在食物网中，大型肉食动物在不同的食物链中所处的营养级往往不同(占有不同的营养级)。食物网。食物网在自然界，一种生物不可能只吃一样食物，同样，一种生物不会只被另一种生物所捕食，这样各条食物链彼此交错，形成网状，称其为食物网。错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定的重要条件。如果一条食物链上某种生物减少或消失，它在食物链上的位置会由其它生物来取代，从而使整个生态系统不会发生大的变化。一般来说，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。1、每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物。中间有任何停顿都不能算完整的食物链。2、生产者总是为第一营养级。3、各种生物所处的营养级并不是一成不变的。同一种生物在不同食物链中，可以占有不同的营养级。4、同种生物所处消费者级别和营养级级别一定是不同的，总是差一级。5、食物链中箭头的含义：方向代表能量流动的方向，同时体现捕食与被捕食的关系。考点3：分析食物网时应注意的问题6、各生物之间必须具有正常的捕食关系。7、食物链上一般不超过五个营养级。8、在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合。如蜘蛛与青蛙既是捕食关系，又是竞争关系。9、在食物网中，当某种生物因某种原因大量减少时，对另一种生物的影响，沿不同的食物链分析其结果不同，应以中间环节少的为分析判断的依据。如：“温带草原生态系统食物网简图”中的猫头鹰减少时，直接造成影响的生物是鼠和兔，而不是虫、鸟、蛙、蛇等。10、食物链的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而并非生物的数量。11、食物链中各营养级生物这间是相互制约的，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。12、高中生物中的食物链实际上是捕食链，它是由生产者和消费者之间通过捕食关系形成的。分解者只能分解动植物的遗体残骸，不能与动物之间形成捕食关系，所以它不参与食物链，不占任何营养级。返回生态系统的营养结构—食物链和食物网小结•结构起点•组成成分•种间关系•营养级别•生态功能---生态系统的营养结构生产者生产者和消费者捕食和竞争一种生物可以是不同的消费者，处于不同的营养级①食物链和食物网是物质循环和能量流动的渠道，②食物链和食物网维持了生态系统的稳定性。应用分析⑴上图中生物由于食物关系形成了。⑵图中共有食物链条。乌鱼所处营养级是第营养级。(3)图中缺少的生态系统的成分是。乌鱼浮游植物水蚤鳑鮍鱼草鱼食物链和食物网2三、四非生物的物质和能量、分解者---生态系统的营养结构第二节生态系统的能量流动考点1：能量流动的概念考点2：能量流动的过程考点3：能量流动的特点考点4：研究能量流动的实践意义返回考点1：能量流动的概念生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。生态系统的能量流动能量的输入能量的传递能量的散失阳光光合作用生物群落在生物群落内沿食物链的方向进行传递，单向逐级递减。生物群落呼吸作用无机环境能量的转化三大类有机物间的转化。生产者（植物）第一营养级考点2：能量流动的过程初级消费者（植食性动物）第二营养级次级消费者（肉食性动物）第三营养级三级消费者（肉食性动物）第四营养级地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳。太阳每天输送到地球的能量大约为1×1019kj，大约只有1%以可见光的形式初生产者通过光合作用所固定。能量的源头:起点:输入生态系统的总能量:渠道:能量散失的形式:太阳能。从生产者固定太阳能开始。食物链和食物网。全部生产者经光合作用固定的太阳能总量。热能。能量流入第一营养级去路：1、自身呼吸消耗（热能散失）；2、未被利用（自身生长发育、繁殖等，储存在自身体内有机物中）；3、分解者所利用；4、被下一个营养级所同化。每个营养级同化能量=呼吸消耗能量+未被利用能量+分解者释放能量+下一个营养级同化能量太阳能光合作用热能呼吸作用生长、发育和繁殖植物体储存的能量残枝落叶分解者分解释放摄食初级消费者植物体初级消费者摄入量初级消费者同化量用于生长发育繁殖…分解者利用粪便（上一营养级的同化量）呼吸作用散失呼吸作用散失遗体次级消费者摄入量…能量流入第二营养级能量流动的过程“摄入”和“同化”如何理解第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级呼吸作用生态系统能量流动示意图分解者林德曼对塞达伯格湖进行能量流动研究结果图示流经该生态系统的总能量=464.6(生产者固定的太阳能总量)=96.3（自身呼吸作用消耗量）+293（自身未利用的量，即未被下一营养级和分解者利用的量—储存在自身体内有机物中的能量）+62.8（被下一营养级同化的量）+12.5（被分解者利用的量）=122.6+327.3+（12.5+2.1+0.1）生产者464.6分解者62.8植食性动物62.8呼吸作用122.6未利用327.3肉食性动物12.612.618.82.15.0太阳能未固定能量数值的单位j/cm2.a能量传递效率：即62.8/464.6和12.6/62.8。上一个营养级未散失的能量是否能全部传递到下一个营养级？为什么？•捕食不彻底：当动物体在捕食猎物时，由于相互之间经过长期的自然选择，捕食者能够捕食到猎物，但不可能将其种群中的全部个体捕食。•摄食不彻底：当动物捕食成功后，在取食对方时，也不可能将对方的所有有机物全部吃下。•消化不彻底：当动物将食物摄取到消化道中之后，也不可能将其中的全部营养都能吸收。二.能量流动的特点“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一个营养级和分解者利用的能量考点3：能量流动的特点单向流动：逐级递减：原因1、自身呼吸作用消耗。传递效率大约为10%—20%。2、各营养级的生物总有一部分未被下一个营养级利用。沿食物链方向一直向前（不循环，不可逆）。特点3、分解者所利用；生产者次级消费者三级消费者初级消费者能量沿食物链流动过程中逐渐减少。引申•为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？•为什么几平方公里才能有一只虎,而几平方米却有百万昆虫?•人增加一千克，要消耗多少克的植物？(从不同食物链考虑)•生物富集作用?能量流动的起点：从生产者固定太阳能开始流经生态系统的总能能量流动的数量是生产者所固定的全部太阳能生态系统的能量流动的途径：太阳能→第一营养级→