一轮复习 ppt课件：第3章生态系统及其稳定性-2023新人教版（2019）《高中生物》选择性必修第二册.pptx

1、选修二：生物与环境选修二：生物与环境第第3章章 生态系统及其稳定性生态系统及其稳定性第第3章章 生态系统及其稳定性生态系统及其稳定性一、生态系统概念及类型一、生态系统概念及类型1、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。2、生态系统类型：人工生态系统农田生态系统人工林生态系统果园生态系统城市生态系统自然生态系统水域生态系统海洋生态系统淡水生态系统陆地生态系统森林生态系统草原生态系统荒漠生态系统冻原生态系统二、生态系统结构二、生态系统结构：由组成成分和营养结构构成。1、生态系统的组成成分、生态系统的组成成分（1）各组分地位及作用）各组分地位及作用项目项目非生物

2、非生物的的物质物质和能量和能量生产者生产者消费者消费者分解者分解者营养方式自养异养异养实例光、热、水、空气、无机盐等 光合自养生物：绿色植物和蓝细菌等；化能合成生物：硝化细菌等大多数动物、寄生植物（如菟丝子）、寄生细菌、病毒等腐生细菌和真菌、腐食动物（蚯蚓、秃鹫）等地位生态系统的基础，必要成分生态系统的基石、主要成分生态系统最活跃的成分、非必要成分生态系统的关键成分、必要成分作用生物群落中物质和能量的根本来源将无机物转化为有机物，并将能量储存在有机物中加快物质循环；帮助植物传粉和传播种子将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物（2）各组分的关系）各组分的关系非生物的物质和能量消费者生产者分解者光

3、合作用（或化能合成）呼吸作用呼吸作用遗体、粪便残枝败叶、遗体分解作用动物摄食基石不可缺少加速物质循环例：生产者、消费者和分解者区分：菟丝子硝化细菌玉米噬菌体秃鹫蜣螂蓝细菌结核杆菌蘑菇生产者：；消费者：；分解者：。生物与非生物间的桥梁：生产者和分解者。（3）如何）如何判断生态系统的组分判断生态系统的组分？A、根据代谢：生产者不一定是植物，植物不一定是生产者；消费者不一定是动物，动物不一定是消费者；分解者不一定是微生物，微生物不一定是分解者；生产者一定是自养生物，自养生物一定是生产者；营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是营腐生生活的生物。B、根据图像关系：双箭头为生产者和非生物的物质和能量C

4、-D；出的箭头最多的为生产者D；入的箭头最多的为非生物的物质和能量C;D-A-B，则A为消费者，B为分解者。2、营养结构：包括、营养结构：包括食物链食物链和和食物网食物网。（1）食物链：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系；实例：玉米生产者第一营养级蝗虫初级消费者第二营养级青蛙次级消费者第三营养级蛇三级消费者第四营养级鹰四级消费者第五营养级 特点：起点是生产者（第一营养级），终点是不被其他动物所食的动物（最高营养级）；营养级一般不超过5个。只包括生产者和消费者。营养级与消费级关系：消费者所处营养级=消费者级别+1 食物链的捕食关系是长期自然选择形成的，不可逆转；某一营养级的生物所代表

5、的是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个物种。各种动物所处的营养级并不是一成不变的，实例中的鹰处于第五营养级，如果它直接捕食青蛙，就是第四营养级。（2）食物网：食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系。形成原因：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。功能：生态系统物质循环和能量流动的渠道。特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。食物网中两种生物的种间关系有3种：捕食、种间竞争、捕食和种间竞争关系。一般认为，食物链越多，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力和维持自身稳定的能力就越强

6、。农田和果园等人工生态系统可以通过增加或延长食物链，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。（3）食物链食物链(网网)中生物数量变动的分析中生物数量变动的分析方法方法 若处于食物链中第一营养级的生物(生产者)数量减少，整个食物链中的其他生物数量都会减少。“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但从长时间来看，其数量会先增加后减少，最后趋于稳定。若处于中间营养级的生物数量减少，则某种生物数量的变化视具体食物链而定：生产者数量相对稳定原则，即消费者某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。最高营养级的生物种群数量相对稳定原则，即当处于最高营养级的

7、生物种群的食物有多种来源时，若其中一条食物链中某种生物减少，该种群的数量不会发生较大变化。在食物网中，当某种生物因某种原因而数量减少时，对另一种生物数量的影响，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。记忆口诀：一级生物若减少，其他生物跟着跑；如果天敌患了病，先增后减再稳定；中间生物被捕杀，不同情况要分家。例：若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少，食草昆虫将增加，鹰过多捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少，因鹰不只捕食蛇着一种生物，可以依靠其他食物保持种群数量基本不变。绿色植物兔食草鸟食草昆虫青蛙蛇鹰（4）食物链（网）的构建方法 根据种群数量变化曲线图构建 依据：先上升、先下

8、降者为被捕食者；结果：乙 丙 甲 根据所含能量(生物量)构建 分析依据：根据相邻两营养级间能量传递效率约为10%20%，可推测能量相差在5倍以内，很可能为同一营养级。结果：图2可形成一条食物链：丙甲乙丁；图3生物可形成食物网：。根据提供的捕食信息构建信息：树上有红蜘蛛、七星瓢虫、麻雀3种动物，关系如下：七星瓢虫捕食红蜘蛛，红蜘蛛以植物为食物，麻雀以红蜘蛛为食。依据：捕食关系 结果：树红蜘蛛七星瓢虫麻雀 根据生物体内富集物质的含量构建假设在这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。种群甲乙丙丁戊重金属含量(g/kg鲜重)0.00370.00360.0350.0360.3

9、4 依据：生物的富集作用。营养级越高的个体中有害物质的含量越高。结果：三、生态系统功能：进行能量流动、物质循环和信息传递。1、生态系统的能量流动（1）概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。传递转化生理过程：光合作用和化能合成作用途径：食物链和食物网形式：有机物中的化学能太阳能有机物中的化学能热能输入源头：太阳能流经生态系统总能量：生产者固定的太阳能总量散失形式：最终以热能形式散失生理过程：呼吸作用生态系统中的能量流动和转化遵循能量守恒定律。（2）第一营养级的能量流动太阳光生产者通过光合作用固定呼吸作用以热能形式散失用于生长、发育和繁殖等生命活动流向下一营养级分解者利用未被利用1%

10、可见光注：生产者固定的光能即第一营养级的同化量，=呼吸消耗量+用于生长、发育和繁殖等生命活动；（3）消费者的能量流动摄入量同化量呼吸作用以热能形式散失用于生长、发育和繁殖等生命活动流向下一营养级分解者利用未被利用粪便量粪便量中的能量属于上个营养级 流入一个营养级的能量是指这个营养级的同化量，同化量=摄入量-粪便量 同化量呼吸消耗量下一营养级的同化量未利用的能量流向分解者的能量；最高营养级消费者无流向下一营养级的能量；未被利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料的形式被储存起来的能量。（4）能量流动特点单向流动表现：能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，不能循环流动；

11、原因：生物之间的捕食关系不可逆转。逐级递减规律：相邻两个营养级间能量传递效率一般为10%-20%。原因：各营养级生物的呼吸消耗；各营养级同化的能量都会有一部分流入分解着；也会有未被下一营养级利用的部分。相邻两个营养级之间的能量传递效率某一个营养级同化量/上一个营养级同化量100%能量传递效率不能提升；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。如果一个生态系统在一段较长时期内没有能量（太阳能或化学能）输入，这个生态系统就会崩溃。（5）能量流动计算a)能量流动的最值计算b)能量流动中的定值计算已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计算。

12、例如，在食物链ABCD中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为Ma%b%c%。如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。例1.如图为某生态系统食物网简图，若E生物种群的总能量为7.1109 kJ，B生物种群的总能量为2.3108 kJ。从理论上计算，A储存的总能量最少为A.7.1108 kJ B.4.8107 kJC.5.9 5 1 07 k J D.2.3107 kJ例2.如图所示的食物网中，戊的食物有1/2来自乙，1/4来自丙，1/4来自丁，且能量从生产者到消费者的传

13、递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若戊体重增加20 g，需要消耗植物A.1 125 g B.1 600 gC.2 000 g D.6 500 g最少问题分别计算问题项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状特征上窄下宽的正金字塔形一般为正金字塔形，但可能倒置，如“树昆虫鸟”一般为正金字塔形每一阶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量每一营养级生物所含的有机物总量（总干重）象征含义能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特点一般情况下，生物个体数量在食物链中随营养级升高而逐级递减一般情况下，生物体内有机物的总量沿食物链流动逐级递减。（5）生态金字塔（6）研究能量

14、流动的实践意义 帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。例：间作套作、蔬菜大棚中的多层育苗、稻-萍-蛙等立体农业去充分利用空间和资源。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。例：秸秆饲喂牲畜，获得肉、蛋、奶等，再用牲畜等粪便作为沼气池发酵的原料，可以生产沼气提供能源，沼渣作为肥料还田。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类最有益的部分。例：根据草场的能量流动特点，合理确定草场的载畜量，才能保持畜产品的持续高产。（7）常考的能量流动模型分析兔草狐狸呼吸作用粪便分解者

15、 输入某一级消费者的能量是同化量还是摄入量的判断：方法：看该消费者是否有箭头指向粪便，如有则是摄入量，如 上图；如上图没有，则为同化量。某一营养级的能量去向：=+兔子中现存能量。拼图法分析能量流动过程同化量W1=A1+B1+C1+D1同化量D1=A2+B2+C2+D22、生态系统的物质循环（生物地球化学循环）、生态系统的物质循环（生物地球化学循环）（1）概念：组成生物体的化学物质，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）特点：全球性、循环性（3）碳循环大气中的CO2库 水圈中的CO2库 非生物环境生物群落光合作用呼吸作用燃烧煤、石油、天然气等化石燃料生产者消

16、费者动植物遗体和动物排遗物呼吸作用分解者摄食呼吸作用 碳的循环形式与存在形式：生物群落和非生物环境之间，主要以CO2形式循环；生物群落内部：以含碳有机物形式传递；非生物环境中：主要以CO2和碳酸盐形式存在。碳循环途径：碳进入生物群落：生产者的光合作用和化能合成作用；碳返回非生物环境：生产者、消费者的呼吸作用、分解者的分解作用（即呼吸作用）、化石燃料的燃烧。（4）碳循环的破环温室效应 加剧原因：化石燃料的大量开采和使用，大大增加了CO2的排放；应对措施：一方面减少CO2的排放（如秸秆还田）；另一方面大力植树种草，提高森林覆盖率。（5）生物富集 概念：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的

17、化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。富集途径：沿食物链（网）；可富集物质：铅(Pb)、镉(Cd)、贡(Hg)等重金属；DDT、六六六等人工合成的有机化合物；一些放射性物质。富集原因：稳定不易降解，积累不易排出；富集危害：对食物链顶端的物种造成灾难性影响；特点：单向流动，逐级积累，最终积累在食物链的顶端；全球性。（6）物质循环和能量流动的关系 同时进行，彼此相互依存，不可分割；物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；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。（7）碳循环模式中各组分的判断方法箭头分析法非生物环境中的CO2生产者消费者分解者三步法判断碳循环模

18、式图中的各组分一找双箭头：一个是非生物环境中的CO2，一个是生产者；二看均指向：均有箭头指来，即为非生物环境中的CO2；三判分解者：除非生物环境中的CO2外，各成分均有箭头指来，即为分解者。例：图1：B为非生物环境中的CO2，A为生产者，D为分解者，C为消费者。图2：C为非生物环境中的CO2，A为生产者，E为分解者，B、D为消费者。图3：A为非生物环境中的CO2，E为生产者，C为分解者，B、D、F为消费者。3、生态系统的信息传递（1）信息概念：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、特点、来源 物理信息：光、声、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息，来源非生物环

19、境或生物，十分普遍。例：狼的呼叫声；蛛网的振动频率等。化学信息：生物代谢活动产生的一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸等代谢物及动物的性外激素等。例：信息素等；行为信息：动物特殊表现和行为，主要指各种动作等。例：蜜蜂跳舞、雄鸟求偶炫耀等。（3）生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流；例：食草动物可以通过识别绿色（物理信息）来搜寻食物，在近处通过植物的气味（化学信息）来辨别和摄取食物。（4）信息传递既存在于同种生物之间，也发生在不同生物之间。例：牛椋鸟的鸣叫与跳跃可以提醒犀牛附近有危险情况；（5）生态系统的信息传递的范围不包括细胞之间的传递。（6）信息传递特点：往往是双向的。（7

20、）信息传递过程信息源（非生物环境、生物本身）信道（空气、水、其他介质）信息受体（动植物的器官或植物细胞中的特殊物质，如光敏色素）（8）信息传递的作用 个体：生命活动的正常进行离不开信息的作用；例：海豚靠超声波捕食、定位等；种群：生物种群的繁衍离不开信息的传递；例：植物开花需要光信息等；群落和生态系统：信息可调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。例：捕食者与被捕食者依赖信息追踪或躲避猎捕。（8）信息信息传递在农业生产中的应用传递在农业生产中的应用(1)提高农畜产品的产量。如利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，就可以提高果树的传粉效率和结实率。(2)对有害动物进行控制。如利用昆虫信息

21、素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度。目前控制动物危害有三种方法：化学防治、生物防治和机械防治。人们越来越倾向于对生存环境无污染、有效的 生物防治。四、生态系统的稳定性四、生态系统的稳定性1、生态平衡、生态平衡（1）概念：生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。（2）特征：结构平衡生态系统的各组分保持相对稳定；功能平衡生产、消费、分解的生态过程正常进行，保证了物质循环和能量的正常进行；收支平衡物质和能量的输入和输出平衡。（3）实质：动态平衡（4）调节方式：负反馈调节（可使系统保持稳定）。2、生态系统的稳定性、生态系统的稳定性（1）概念：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

22、能力。（2）原因：生态系统具有一定的自我调节能力。（调节基础：负反馈调节，生态系统中普遍存在。）（3）特点：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，生态系统的自我调节能力会迅速丧失，生态系统原状难以恢复。3、生态系统稳定性的类型项目项目抵抗力稳定性抵抗力稳定性恢复力稳定性恢复力稳定性区别概念生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状（不受损害）的能力。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。实质保持自身结构与功能相对稳定恢复自身结构与功能相对稳定核心抵抗干扰，保持原状遭到破坏，恢复原状影响因素联系多强高低一般来说，二者呈负相关。但对于沙漠、极地苔原

23、（冻原）而言，由于物种组分单一、结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性均较低。4、抵抗力稳定性和恢复力稳定性关系、抵抗力稳定性和恢复力稳定性关系（1）“y”抵抗力稳定性指标代表：受到干扰时偏离正常范围的大小“y”越大，抵抗力稳定性越弱；（2）“x”恢复力稳定性指标代表：恢复到原状态所需的时间“x”越大，恢复力稳定性越弱；（3）TS总稳定性指标Ts面积越大，总稳定性越弱；反之越强。5、提高提高生态系统稳定性的措施生态系统稳定性的措施(1)控制对生态系统的干扰强度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力。(2)对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质和能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。6、设计设计和制作生态缸和制作生态缸设计要求设计要求分析分析生态缸封闭防止外界生物或非生物因素的干扰生态缸中投放的生物必须具有很强的生活力，需具备生产者、消费者和分解者生态系统能够进行 物质循环和能量流动，并保持稳定生态缸必须透明为光合作用提供光能，保持生态缸内温度，便于观察生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间便于操作，且使缸内储备一定量的空气采光应用较强的散射光防止水温过高导致水生植物死亡动物不宜过多，体型不宜太大减少对氧气的消耗，防止氧气的产生量小于消耗量