1、高中生物高中生物选择性必修二选择性必修二第第三三章章生态系统及其稳定性生态系统及其稳定性一、生态系统的结构一、生态系统的结构1.概念：在一定的空间内，由生物群落和它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。地球上最大的生态系统是生物圈。2.生态系统的类型：自然生态系统和人工生态系统两类。2.生态系统的结构组成成分：生产者： 将太阳能固定在它们所制造的有机物中， 是生态系统的基石。 自养生物都是生产者。主要是绿色植物，但菟丝子等不是生产者。消费者：通过自身新陈代谢，将有机物转变为无机物，加速生态系统的物质循环。有助于植物传粉和传播种子。主要是动物，但秃鹫、蚯蚓等属于分解者。分解者：将动植
2、物的遗体残骸和动物的排遗物分解成无机物。硝化细菌属于自养生物，属于生产者非生物的物质和能量：阳光、水、空气、无机盐等。是生态系统中物质和能量的根本来源。生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的纽带。3、生态系统的结构营养结构(1)食物链(捕食链)概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。特点：起点是生产者，为第一营养级；终点是最高营养级。只包含生产者和消费者。营养级与消费者级别的关系：消费者级别营养级级别1。(2)食物网概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。形成原因：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，
3、也可能被多种肉食性动物所食。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，某一个营养级也会有不同的消费者。(3)食物链和食物网的作用：生态系统物质循环和能量流动的渠道。(4)复杂的食物网是使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越强。二、生态系统的功能二、生态系统的功能能量流动能量流动1.能量流动的概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。输入源头：太阳能流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能总量传递途径：食物链和食物网形式：有机物中的化学能转化太阳能有机物中的化学能热能散失形式：最终以热能形式散失过程：自身呼吸作用2.能量流
4、动的过程：第一营养级的能量流动：消费者的能量流动3.能量流动的特点：（1）生态系统的能量单向流动因为捕食关系不能逆转，能量只能从第一营养级流向第二营养级。（2）生态系统的能量流动逐级递减输入某一营养级的能量（同化量）一部分通过呼吸散失，另一部分被分解者分解，只有少部分流向下一营养级。生态系统的能量传递效率为 10%20%。在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动中消耗的能量就越多。因此，营养级一般不超过 5 个。生态系统能量传递效率的计算指的是相邻两个营养级同化量的比值。（3）任何生态系统都需要源源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。4.生态金字塔能量金字塔：主要分析能量
5、。生物量金字塔：分析每个营养级所容纳的有机物的总干重。数量金字塔：分析每个营养级的生物个体数。5.研究能量流动的意义（1）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间是进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。（2）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学的规划和设计人工生态系统，提高能量的利用率。（3）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们合理调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类有益的部分。三、生态系统的功能三、生态系统的功能物质循环物质循环1.碳循环注意：（1）C 元素在生物体内主要以含碳有机物的形式存在，在无机环境中主要以 CO2、碳酸盐的形式存在。（2）C
6、元素从无机环境进入生物群落的途径：光合作用以及化能合成作用。（3）C 元素从生物群落进入无机环境的途径：动植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃烧。2.物质循环物质循环的概念：组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等元素，都在不断地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，这就是生态系统的物质循环。物质循环具有全球性，因此其的范围是生物圈，因此又叫生物地球化学循环。3.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，称作生物富集。这些有害物质可以通过水、大气、生物迁移等途径扩散，因此生物富集也是全球性的。4.
7、能量流动与物质循环的关系（1）物质是能量的载体，使能量沿着食物链和食物网流动；能量作为动力，使物质能够不断的在生物群落和无机环境之间循环往复。（2）物质可以循环利用，但能量是逐级递减、单向流动的。四、生态系统的功能四、生态系统的功能信息传递信息传递1.信息：人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。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。2.生态系统中的信息种类物理信息：光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，都属于物理信息。化学信息：生物生命活动中产生的可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸等代谢产
8、物，以及动物的性外激素等，都属于化学信息。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，即生物的行为特征可以体现为行为信息。3.生物可以通过一种或多种信息类型进行交流。4.信息传递的过程信息源；信道：空气、水以及其他介质；信息受体：动物的眼鼻、耳朵、皮肤，植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质（如光敏色素等）可以接收多样化的信息。2、信息传递的作用对于个体：生命活动的正常进行，离不开信息的作用；对于种群：生物种群的繁衍，离不开信息的传递；对于生态系统：信息传递还能调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。3、信息传递在农业中的作用（1）提高农产品或畜产品的产量；（2）对有害生物进行控
9、制：化学防治、生物防治、机械防治等。五、生态系统的稳定性五、生态系统的稳定性1.生态平衡：指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。特点：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，保证了物质总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。收支平衡：植物制造的可供其他生物利用的有机物的量，处于比较稳定的状态。2.生态系统稳定性的概念：生态系统所具有的维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力，叫做生态系统的稳定性。生态系统具有稳定性的原因： 生态系统具有自我调节能力。 生态系统的自我调节能力有一定的限度。生态系统自我调节能力的基础：负反馈调节。负反
10、馈调节：在一个系统中，系统工作的效果，反过来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。2、 抵抗力稳定性： 生态系统所具有的抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。恢复力稳定性：生态系统所具有的受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。一般两者成反比。图中：y 表示受到干扰时偏离正常范围的大小，偏离的越大，抵抗力稳定性越弱；x 表示恢复到原状所需的时间，x 越大，表示恢复力稳定性越小；TS 表示生态系统总稳定性，TS 面积越大，表示生态系统的总稳定性越低。3. 提高生态系统的稳定性（1）控制对生态系统的干扰强度；（2）对人类利用较大的生态系统，应给予相应的物质、能量输入。4.设计并制作生态缸设计要求相关分析生态缸一般是封闭的防止外界生物或非生物因素的干扰生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定生态缸的材料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；缸内储备一定量的空气生态缸的采光应用较强的散射光防止水温过高导致水生植物死亡
