高考生物一轮复习 专题23 生态系统及其稳定性课件.ppt

专题23生态系统及其稳定性 高考生物 考点一生态系统的结构 知识清单 一生态系统的概念和结构1 生态系统 由 生物群落与它的 无机环境相互作用而形成的统一整体 地球上最大的生态系统是 生物圈 二生态系统的成分 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形成的一种联系 2 食物网形成原因 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 也可能被多种肉食性动物所食 3 实例分析 以某陆地生态系统的食物网为例 1 生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构 食物链和食物网 2 图示食物网中包含8条食物链 该生态系统的主要成分是草 图示食物网中未包含的生态系统的成分是非生物的物质和能量 分解者 3 图中狐属于次级消费者 第三营养级 猫头鹰同时占有第三 四 五 六营养级 4 从图中可以看出 青蛙和蜘蛛之间的关系是竞争和捕食 1 对生态系统成分认识的误区 2 食物链分析 1 表现形式 2 营养级 3 单向性 食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的 通常不会逆转 4 某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物 不代表单个生物个体 也不一定是一个种群 3 食物网分析 1 营养级位置 同一种消费者在不同食物链中 可以占据不同的营养级 如狼占据第三 第四营养级 2 种间关系 在食物网中 两种生物之间的种间关系可出现多种 如狼和狐既是捕食关系 又是竞争关系 3 食物网复杂程度 食物网复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类 而并非取决于生物数量 例1 2015海南单科 23 2分 俗话说 大鱼吃小鱼 小鱼吃小虾 小虾吃泥巴 某同学据此设计了一个水池生态系统 下列属于该生态系统第一营养级的是 a 小鱼吃的小虾b 吃小鱼的大鱼c 泥巴中的藻类d 泥巴中的大肠杆菌 解析本题主要考查生态系统的营养结构中营养级的判断 属于生态系统第一营养级的是生产者 藻类可以进行光合作用 属于生产者 c正确 小虾和大鱼都属于消费者 泥巴中的大肠杆菌属于分解者 a b d错误 答案c 方法食物网 链 的构建方法1 依据种群数量变化曲线图构建 方法技巧 1 分析依据 先上升 先下降者为被捕食者 2 食物链 乙 丙 甲 图1 2 依据所含能量 生物量 构建 1 分析依据 根据营养级间能量传递效率10 20 可确定相邻两个营养级能量差别在5倍左右 若能量相差在5倍以内 很可能为同一营养级 2 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 3 根据提供的捕食方面的信息构建 1 信息 古树上有红蜘蛛 蚜虫 草蛉 七星瓢虫 麻雀 花喜鹊6种动物 它们之间的关系是 草蛉 七星瓢虫捕食红蜘蛛 蚜虫 红蜘蛛 蚜虫以植物的各器官为食物 麻雀 花喜鹊以红蜘蛛 蚜虫 草蛉为食 2 依据捕食关系直接绘图如下 4 根据生物体内有害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 1 分析依据 生物的富集作用 重金属 农药等有害物质被生物体吸收后难以排出体外 所以此类物质会随着食物链逐级积累 即营养级越高的个体中含有有害物质的量越多 其含量往往是上一营养级个体含量的5 10倍 2 分析结果 例2 2014课标全国 31 9分 某陆地生态系统中 除分解者外 仅有甲 乙 丙 丁 戊5个种群 调查得知 该生态系统有4个营养级 营养级之间的能量传递效率为10 20 且每个种群只处于一个营养级 一年内输入各种群的能量数值如下表所示 表中能量数值的单位相同 回答下列问题 1 请画出该生态系统中的食物网 2 甲和乙的种间关系是 种群丁是该生态系统生物组分中的 3 一般来说 生态系统的主要功能包括 此外还具有信息传递等功能 碳对生物和生态系统具有重要意义 碳在和之间的循环主要以co2的形式进行 解析 1 根据能量传递的规律 戊的能量最多 为生产者 其次是乙 丙 因两者能量值相差较小 两者处于同一营养级 为初级消费者 甲为次级消费者 丁为三级消费者 2 从食物网可知甲与乙的种间关系为捕食 种群丁为消费者或三级消费者 3 生态系统的功能 物质循环 能量流动 信息传递 碳在生物群落中主要以有机物的形式进行传递 在生物群落与无机环境之间主要以co2的形式进行循环 答案 9分 1 3分 2 捕食 1分 消费者 1分 其他合理答案也给分 3 物质循环能量流动生物群落无机环境 每空1分 共4分 其他合理答案也给分 考点二生态系统的功能 一生态系统的能量流动1 概念理解 2 某一营养级能量的来源和去路 以第二营养级为例 1 从上述图解可以得到 摄入量 同化量 粪便量 2 某一营养级能量的4个去向 3 特点 二生态系统的物质循环1 概念2 碳循环 1 碳的存在形式与循环形式a 在生物群落和无机环境间 主要以co2形式循环 b 在生物群落内部 以含碳有机物形式传递 c 在无机环境中 主要以co2和碳酸盐形式存在 2 碳进入生物群落的途径 生产者的光合作用和化能合成作用 3 碳返回无机环境的途径生产者 消费者的呼吸作用 分解者的分解作用 实质是呼吸作用 化石燃料的燃烧 3 温室效应 1 形成原因 大量化石燃料的燃烧 大气中的co2含量迅速增加 打破了生物圈中碳循环的平衡 2 影响 导致气温升高 加快极地和高山冰川的融化 导致海平面上升 进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁 三生态系统的信息传递1 信息的种类 连线 2 信息传递在生态系统中的作用 1 一个营养级能量的来源和去路 1 来源 2 拼图法 分析能量流动的去路输入第一营养级的能量 w1 即生产者固定的能量被分为两部分 一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失 a1 一部分则用于生产者的生长发育和繁殖 b1 c1 d1 后一部分能量中包括未被利用的能量b1 流向分解者的能量c1 流向下一营养级的能量d1 知能拓展某营养级同化量不同计算方法的分析 1 同化量 摄入量 粪便中有机物的能量说明 由于 粪便中有机物的能量 未被同化 所以仍属于上一营养级的能量 与上一营养级遗体残骸所含的能量性质相同 属于流向分解者的能量 2 同化量 呼吸散失的能量 被下一营养级同化的能量 分解者利用的能量 未利用的能量说明 上式的计算方法为定量定时的分析 如果以年为单位研究 则 未利用的能量 将保留到下一年 若为定量不定时的分析 则同化量中不含有 未利用的能量 3 同化量 呼吸散失的能量 净同化量说明 净同化量即同化的能量除去呼吸作用散失的热能外 真正用于生物生长发育和繁殖的能量 2 生态系统物质循环的3个易错点 1 物质循环中的 物质 主要是化学元素 如碳元素 氮元素等 而不是糖类 脂肪等具体物质 2 碳元素在无机环境和生物群落之间主要以co2的形式进行循环 但在生物群落内则是以含碳有机物的形式进行传递 3 物质可循环流动 能量单向流动不循环 所以不能说能量伴随着物质循环而循环 3 生态系统三大功能的区别与联系 例3 2017山东济宁一中月考 35 下图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图 其中 分别代表不同的营养级 m1 m2代表不同的能量形式 图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图 其中a g表示能量值的多少 请据图作答 1 图甲中 m1 m2表示的能量形式分别为 在生态系统的生物群落内部能量流动的载体是 通常情况下 位于营养级 的生物个体数量一般远远少于 主要原因是能量在各营养级之间的传递具有的特点 2 图乙中 若a表示图甲中营养级 所摄入的全部能量 则b表示 c表示 若图甲中营养级 所固定的太阳能总量为y 则该系统营养级 间的能量传递效率是 用图中所给字母的表达式表示 3 图乙中有两处不同的能量散失途径 其中e处散失的能量是通过实现的 4 若图甲中营养级 各只有一种生物甲 乙 丙 构成食物关系如图 若甲能量的1 4直接提供给丙 则要使丙能量增加8kj 至少需要消耗甲的能量是kj 5 与稻田生态系统比较 湖泊生态系统的抵抗力稳定性 高 低或相同 原因是湖泊生态系统 解析 1 根据生态系统的能量流动可判断甲中m1 m2表示的能量形式分别为太阳能和热能 能量流动的载体是有机物 营养级 的生物处于高营养级 由于能量流动有逐级递减的特点 高营养级生物获得能量少 一般在一个生态系统中的个体数量少 2 图乙中b表示 所同化固定的能量 c表示 用于生长 发育和繁殖的能量 图中营养级 同化的能量值为b 因而营养级 间的能量传递效率是b y 100 3 图乙中e处的能量散失是通过分解者的分解作用实现的 4 若甲能量的1 4直接提供给丙 则甲3 4的能量通过乙提供给丙 根据能量20 的传递效率进行计算可得结果 5 与稻田生态系统比较 湖泊生态系统的生物种类多 营养结构复杂 因而抵抗力稳定性高 答案 1 太阳能热能 或呼吸作用散失的热能 有机物逐级递减 2 所同化固定的能量 用于生长 发育和繁殖的能量b y 100 3 分解者的分解 或呼吸 作用 4 100 5 高营养结构复杂 方法1 三看法 快速判断碳循环的各环节 1 三看法 快速判断 方法技巧 2 模式图常见变式分析 图1中 a为生产者 b为大气中co2库 c为消费者 d为分解者 图2中 a为生产者 b为大气中co2库 c为初级消费者 d为次级消费者 e为分解者 图3中 e为生产者 a为大气中co2库 b d f为消费者 c为分解者 方法2食物链 网 中能量流动的计算方法1 食物链中能量流动的常规计算 示例 现有一条食物链 草 兔 猫头鹰 1 若草的能量是106kj 则猫头鹰获得的能量最多为106kj 20 2 4 104kj 获得的能量最少为106kj 10 2 104kj 2 猫头鹰每增重1kg至少需要消耗草1kg 20 2 25kg 2 食物网中能量流动的计算 示例 若食物网如下图所示 请分析以下问题 1 猫头鹰每增重1kg 至少需要消耗草kg 2 若猫头鹰的食物1 4来源于兔 3 4来源于食虫鸟 猫头鹰增重1kg 则至少需要消耗草kg 3 若猫头鹰的食物来源于兔的比例由1 4调整为1 2 并按10 的传递效率进行计算 则猫头鹰增重1kg 可减少消耗草kg 4 若草能量的1 4直接提供给兔 3 4直接提供给昆虫 则猫头鹰增重1kg 则至少需要消耗草kg 答案 1 25 2 100 3 225 4 62 5 思维点拨 1 点拨 若没有明确传递效率和食物链之间的关系 需根据 最少 最多 至少 至多 等信息判断传递效率及选择计算的食物链 判断规律如下 解答 根据 至少需要消耗 可判断应选择最短食物链 草 兔 猫头鹰 并以20 的传递效率进行计算 所以猫头鹰增重1kg 至少需要消耗草 1kg 20 2 25kg 2 点拨 若已明确了食物链之间的关系 应先明确传递效率 再根据相应比例计算各食物链的消耗量 再将各条食物链中的计算值相加即可 解答 根据 至少需要消耗 确定传递效率按20 进行计算 沿食 物链 草 兔 猫头鹰 至少消耗草 1kg 1 4 20 2 6 25kg 沿食物链 草 昆虫 食虫鸟 猫头鹰 至少消耗草 1kg 3 4 20 3 93 75kg 所以猫头鹰增重1kg 至少需要消耗草 6 25kg 93 75kg 100kg 3 点拨 若食物来源的比例发生变化 应按变化前后的两种比例分别进行计算 然后将计算结果进行比较分析 解答 若猫头鹰的食物1 4来源于兔 需消耗草 1kg 1 4 10 2 1kg 3 4 10 3 775kg 若猫头鹰的食物1 2来源于兔 需消耗草 1kg 1 2 10 2 1kg 1 2 10 3 550kg 猫头鹰增重1kg 可减少消耗草 775kg 550kg 225kg 4 点拨 根据题目要求是已知鹰的增重求消耗草的量 即逆方向计算 但根据食物链间的能量比例应是正方向计算 这种情况下的计算方 向应以能量比例为依据 设需消耗草的量为m 能量传递效率为20 得 1 4 m 20 2 3 4 m 20 3 1 解得m 62 5kg 考点三生态系统的稳定性 一生态系统稳定性的内涵1 概念 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 生态系统内部具有一定的 自我调节能力 其调节能力的基础为 负反馈调节 3 类型 1 抵抗力稳定性 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 生态系统中的组分越多 其自我调节能力就越 强 抵抗力稳定性就越 高 反之则越低 2 恢复力稳定性 生态系统受到外界干扰因素的破坏后 恢复到原状的能力 二提高生态系统稳定性的措施1 控制对生态系统干扰的程度 对生态系统的利用应适度 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 应实施相应的 物质和能量投入 保证生态系统内部结构与功能的协调 1 抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较 思维点拨解读抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系 2 生态系统自我调节能力辨析 1 实例河流 2 基础 负反馈调节 在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迅速丧失 生态系统难以恢复 3 反馈调节的种类 知能拓展 1 对于极地苔原 冻原 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都较低 2 生态系统抵抗力稳定性与自我调节能力的大小关系 例4