高考生物一轮复习 第18章 生态系统及其稳定性课件 新人教版 .ppt

第18章生态系统及其稳定性第一讲生态系统的结构第二讲生态系统的能量流动和物质循环第三讲生态系统的信息传递和稳定性 目录 1 生态系统都包含非生物的物质和能量 生产者 消费者和分解者四种成分 2 在食物链中 第一营养级总是生产者 各种动物在不同的食物链中所处的营养级可能不同 3 生产者通过光合作用 把光能或化学能固定在它们制造的有机物中 被生物所利用 因此生产者是生态系统的基石 4 食物链和食物网是生态系统的营养结构 是生态系统能量流动和物质循环的渠道 一 生态系统的范围 判断正误 1 生态系统是由生物群落与其无机环境相互作用形成的统一整体 2 一条河流可以看成一个生态系统 3 地球上最大的生态系统是生物圈 二 生态系统的组成成分1 无机环境即非生物的 空气 水 无机盐等 和 阳光 热能 物质 能量 2 生物群落 自养 绿色植物 动物 细菌和真菌 基石 最活跃 关键 有机物 食物 物质循环 传粉 有机物 想一想 生产者都是自养生物吗 自养生物也都是生产者吗 提示 生产者都是自养生物 自养生物也都是生产者 三 食物链和食物网1 食物链 连线 2 食物网 判断正误 1 食物网内的种间关系只有捕食 2 在食物网中一种动物可能占有多个营养级 3 食物链和食物网是生态系统物质循环和能量流动的渠道 知识体系构建 生物群落 非生物的物质和能量 生产者 分解者 食物链 食物网 生态系统的组成成分 1 2012 海南卷t20d 河流中所有的生物和底泥共同组成河流生态系统 2 2010 海南卷t20a 有一种生态农业模式是在水稻田中养鸭 利用鸭控制稻田中的杂草和害虫 鸭粪用作肥料 其中杂草和水稻是生产者 3 2008 广东卷t15d 生产者是生态系统的重要组成部分 生产者一定是植物 4 2012 合肥二模t6d 动物的存在加快了人工松林的物质循环 5 2012 青岛期末 组成消费者的各种元素返回无机环境都需经分解者的分解作用 1 生态系统的组成 1 两大部分组成 生物群落和无机环境 2 四种基本成分 生产者 消费者 分解者和非生物的物质和能量 关系如下 2 生态系统中四种成分的区别和联系 成分 归类 各成分的组成 在生态系统中的作用 地位 非生物的物质和能量 无机物 有机物 气候 能源 生物群落中的物质和能量的根本来源 必需成分 生产者 自养型生物 绿色植物 光合细菌和蓝藻 化能合成细菌 如硝化细菌 将无机环境中的物质和能量通过光合作用引入生物群落 为消费者 分解者提供物质和能量 必需的主要成分 基石 成分 归类 各成分的组成 在生态系统中的作用 地位 消费者 异养型生物 绝大多数动物 寄生生物 帮助生产者传粉 传播种子等 最活跃的成分 分解者 异养型生物 腐生细菌和真菌 腐食动物 如蚯蚓 蜣螂等 把动植物遗体 排出物和残落物中的有机物分解成简单的无机物 物质循环的关键成分 联系 各成分相互作用形成一个统一的整体 3 对生态系统成分的理解误区 误区类型 特例 细菌都是分解者 硝化细菌是自养型 属于生产者 寄生细菌属于特殊消费者 动物都是消费者 秃鹰 蚯蚓 原生动物等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者 生产者都是绿色植物 蓝藻 硝化细菌等自养原核生物也是生产者 应该说生产者包含绿色植物 植物都是生产者 菟丝子营寄生生活 属于消费者 高考地位 近几年高考中对本考点考查较少 涉及的考题主要考查生态系统成分的判断 各成分的功能和联系 命题角度 1 生态系统组成成分的判断 如典例1 2 生态系统各组成成分的作用及关系 如典例2 a 生产者b 消费者c 分解者d 无法判断 解析 细菌内能发生 h2s co2 s h2o ch2o 这个反应 说明这种细菌能够以co2 无机物 合成有机物 属于自养型生物 是生产者 答案 a 典例2 若甲代表生产者 乙代表消费者 丙代表分解者 丁代表大气中的co2库 则图中能正确表示甲 乙 丙 丁在碳循环中的关系的是 解析 生产者从大气中吸收co2进行光合作用 合成的有机物一部分被消费者利用 一部分被分解者利用 一部分未被利用 还有一部分用于呼吸作用产生co2释放到大气中 消费者只能从生产者获得有机物 一部分用于呼吸作用产生co2释放到大气中 一部分传递给分解者 一部分未被利用 还有一部分传递给下一级消费者 最高营养级除外 分解者可以从生产者 消费者中获得有机物 最终通过呼吸作用产生co2释放到大气中 答案 b 1 2012 浙江卷t5a 某相对稳定的生态系统中 旅鼠的天敌 植物 旅鼠之间的食物链为捕食食物链 2 2008 重庆卷t1d 生态系统的营养结构是食物链和食物网 3 2008 北京卷t31 1 从生态系统的营养结构上看 蓝藻处于第一营养级 4 2012 无锡模拟 生态系统中的食物链交错连接成食物网的原因是多种生物在不同食物链中占有不同营养级 生态系统的营养结构 1 食物链类型食物链包括三种类型 捕食链 寄生链和腐生链 高中生物所涉及的食物链 实际上是捕食链 是由消费者和生产者之间通过食物关系形成的 2 食物链的分析如 草 兔 狐 虎 1 表现形式 每条食物链的起点都是生产者 草 终点是不被其他动物所食的动物 虎 即最高营养级 不出现非生物的物质和能量及分解者 中间不能有任何间断 2 数量变动 在食物链中 当某种生物 狐 大量增加时 一般会导致作为其食物的上一营养级 兔 数量减少 作为其天敌的下一营养级 虎 数量增加 3 动态变化 食物链中各营养级生物之间是相互制约的 使它们的数量始终处于一种动态变化中 这种制约可能来自于种间 也可能来自于种内 4 单方向 食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的 不会倒转 因此箭头一定是由上一营养级指向下一营养级 5 营养级分析 某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物 不代表单个生物个体 也不一定是某种群 3 食物网的分析 1 营养级位置 同一种消费者在不同的食物链中 可以占有不同的营养级 如猫头鹰在食物网 如右图 中分别占有第三 第四 第五营养级 这就是说猫头鹰在该食物网中占有三个不同的营养级 2 种间关系 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 如蛇与猫头鹰 二者之间既有捕食关系 又有竞争关系 3 生物种类与食物网的复杂程度 食物网的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 高考地位 本考点是高考的常考点 多侧重食物链的判断和食物网中食物链的确定 常与生态系统功能相结合进行考查 命题角度 1 食物网中食物链的分析 如典例3 2 食物链中生物数量的变化分析 如典例4 典例3 下图是某草原生态系统中部分食物网简图 下列说法正确的是 a 图中所有生物构成一个生物群落b 该食物网共有5条食物链c 蛇处于两个不同的营养级d 该生态系统中青蛙和蜘蛛可利用的总能量大于蝗虫可利用的总能量 解析 食物网中不包含分解者 因此不能构成群落 食物网中含有4条食物链 蛇处于第四 第五两个不同的营养级 青蛙和蜘蛛可以利用的总能量少于蝗虫可以利用的总能量 答案 c 典例4 以虫治虫是生态农业的重要内容 右图是表示某一生态系统中四种生物所含有机物的总量 假设这四种生物只构成一条食物链 在一段时间内 如果甲的种群数量增加 其可能引起的后果是 a 乙和丁的种群数量都增加b 乙和丁的种群数量都减少c 乙和丙的种群数量都减少d 乙和丙的种群数量都增加 解析 根据图示四种生物所含有机物总量由多到少依次是丙 丁 甲 乙 又知四种生物构成一条食物链 所以该食物链是丙 丁 甲 乙 若甲的种群数量增加 乙因食物充足而增加 丁因天敌的增加而减少 丁的减少 使丙数目增加 答案 d 一 实验原理任何一个生态系统 不论其范围大小 均包含四类成分 非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 它们是紧密联系 缺一不可的 这可通过相关实验予以探究 二 实验方法设置以生态系统成分为单一变量的对照实验 1 对照组 包含四类成分的完整生态系统 2 实验组 分别设置缺乏四类成分中某种成分的实验组 三 实验结果与实验组相比 对照组成分最齐全 生态系统功能最完善 最稳定 其中的消费者存活时间最长 四 实验结论生态系统各种成分各具独特功能 在生态系统中不可或缺 生态系统的成分包括非生物的物质和能量 生产者 消费者和分解者四部分 其中非生物的物质和能量 生产者和分解者在一个生态系统中占有非常重要的地位 为验证其重要性和不可缺少性 某生物课外活动小组在老师的指导下 进行了如下实验设计 一 实验过程如下图所示 取同样形状 同样体积的锥形瓶三个 分别标记为1 2 3号 均加等量的水 3号加少许河泥 再在1 2 3中加入同样一尾的金鱼 2 3中加入等量的金鱼藻 均用橡胶塞塞紧 然后放在阳光下 记录结果如下表所示 1 1 2 3号锥形瓶相比较 相同的非生物因素有 2 2号和3号锥形瓶相比较 2号锥形瓶中的金鱼存活的时间较短 主要是说明 是生态系统成分中不可缺少的 3 两个锥形瓶的实验结果相比较 说明生产者是生态系统成分中不可缺少的 4 3号锥形瓶的金鱼最后也死亡 其主要原因是 二 请继续设计实验探究阳光 能量 对生态系统的影响 方法步骤 第一步 取同样形状同样体积的第4号锥形瓶 第4号锥形瓶的设计处理应该与 号锥形瓶作对照 第二步 第三步 观察记录瓶中金鱼生存的时间 推测最可能的实验结果 解析 一 从题中信息可知1 2 3号锥形瓶相比较 相同的非生物因素有阳光 水 空气 温度 2号与3号瓶的差别是缺少河泥 内含微生物 因此证明分解者是生态系统中不可缺少的成分 一个生态系统能长期维持下去的关键是生产者所制造的有机物大于或等于生态系统消耗的有机物 3号生态瓶中 金鱼藻制造的有机物满足不了金鱼的消耗 最后导致金鱼死亡 二 3号瓶有生态系统的各种成分 因此4号瓶除了进行遮光处理外 其他条件应该与3号瓶完全相同 由于4号瓶不能通过光合作用制造有机物 因此4号瓶中金鱼的生存时间应该比3号瓶短 答案 一 1 阳光 水 空气 温度 2 分解者 3 1号和2号 4 金鱼藻固定的太阳能不足以满足金鱼生存所需的能量 二 第一步 3第二步 对第4号锥形瓶作遮光处理推测最可能的实验结果 第4号锥形瓶中金鱼生存的时间比第3号锥形瓶中金鱼生存的时间短 典例 下图是某池塘生态系统中的两条食物链 大量捕捞花鲢后 种群将有所变化 下列能正确反映短期内种群总重量增长率变化趋势的是 a 绿藻上升b 白鲢下降c 水蚤下降d 乌鱼上升 解析 花鲢被大量捕捞后 水蚤数量增多 绿藻数量减少 导致白鲢因食物减少而数量下降 同时 乌鱼因花鲢提供的食物减少而捕食白鲢增多 导致白鲢数量下降 答案 b 1 第一营养级的生物减少对其他物种的影响第一营养级的生物 生产者 减少时 则将会连锁性地引发其后的各个营养级生物减少 这是因为生产者是其他各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源 2 天敌 一方减少 对被捕食者数量变化的影响一条食物链中处于 天敌 地位的生物数量减少 则被捕食者数量变化是先增加后减少 最后趋于稳定 技法归纳 3 复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析 1 以中间环节少的作为分析依据 考虑方向和顺序为 从高营养级依次到低营养级 2 生产者相对稳定 即生产者比消费者稳定得多 所以当某一种群数量发生变化时 一般不需考虑生产者数量的增加或减少 3 处于最高营养级的种群有多种食物来源时 若其中一条食物链中断 则该种群可通过多食其他食物而维持其数量基本不变 4 同时占有两个营养级的种群数量变化的连锁反应分析食物链中某一种群的数量变化 导致另一种群的营养级连锁性发生变化 因为能量在食物链 网 中流动时只有10 20 流到下一个营养级 且能量流动的环节越多损耗越多 所以该类连锁变化的规律是 当a种群的数量变化导致b种群的营养级降低时 则b种群的数量将增加 若导致b种群的营养级升高时 则b种群的数量将减少 高考随堂体验 1 2012 海南高考 某生态系统的食物网示意图如右 回答下列问题 1 在该食物网中 共有 条食物链 最高营养级属于第 营养级 2 乙和丙的种间关系是 3 为了调查该生态系统中乙种群数量 某研究小组捕获了100只乙 经标记后放回 一段时间后 重新捕获100只 其中有10只带有标记 在该生态系统中 乙的种群数量大约为 只 答案 1 4五 2 竞争和捕食 3 1000 2 2011 新课标全国卷 某岛屿栖息着狐和野兔 生态系统相对稳定 后来有人登岛牧羊 捕食野兔和狐 狐也捕食羊羔 第5年 岛上狐濒临灭绝 但野兔数量大大超过人登岛前的数量 第6年 野兔种群暴发了由兔瘟热病毒引起的瘟疫 其数量骤减 回答问题 1 人与狐的种间关系是 兔瘟热病毒与野兔的种间关系是 2 画出由人 羊 狐 野兔和牧草组成的食物网 3 人登岛后第5年 与登岛前相比 野兔种内斗争强度 增加 减小 不变 4 一般情况下 被捕食者传染病的流行程度将随捕食者种群密度的增加而 增强 减弱 不变 解析 1 因人捕食狐 故两者之间有捕食关系 又因人牧羊获得羊肉或羊奶 狐捕食羊羔 故人和狐之间又存在着竞争关系 所有的病毒都是营寄生生活的 2 绘制食物网时应注意食物网中只包含生产者和消费者 生产者为牧草 以牧草为食的是羊和野兔 狐可捕食羊和野兔 而人可从羊 野兔和狐中获得食物 3 第5年野兔数量大大增加 故在岛上资源有限的条件下 野兔种内斗争强度增加 4 被捕食者体质有强有弱 体质弱的容易被感染而患传染病 但随着捕食者的种群密度的增加 被捕食者中体质较弱的容易被捕食而淘汰 剩下的被捕食者中体质较强的个体不容易被感染 答案 1 竞争和捕食寄生 2 如右图 3 增加 4 减弱 3 2011 海南高考 某岛屿居民与该岛上的植物 兔 鼠 鼬和鹰构成的食物网如下图 某个时期 当地居民大量捕杀鼬 导致岛上鼠种群暴发 随后由鼠疫杆菌引起的鼠疫通过跳蚤使人感染 回答问题 1 该食物网中 植物中的能量能通过 条食物链传递给鹰 鹰所处的营养级为 兔与人的种间关系是 鼠疫杆菌与人的种间关系是 2 通常情况下 寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响 大于 小于 等于 鼬对鼠种群数量的影响 大量捕杀鼬会导致鼠种内斗争 增强 不变 减弱 3 生长在该岛上的蘑菇属于生态系统的 生产者 消费者 分解者 其体内贮存的能量 能 不能 传递给植物 解析 1 由图可知 该食物网共有植物 兔 鹰 植物 兔 鼬 鹰 植物 鼠 鹰 植物 鼠 鼬 鹰4条食物链将植物固定的能量传递给鹰 鹰所处的营养级为第三营养级和第四营养级 图中植物 人 植物 兔 人2条食物链中人与兔之间存在着捕食和竞争关系 鼠疫杆菌是寄生于人体内而存活的 2 跳蚤寄生于鼠身上 对鼠有害 但不会引起鼠死亡 鼬对鼠的捕食会引起鼠个体的死亡 故通常情况下 鼬对鼠种群的影响更大 大量捕杀鼬后 鼠因缺少天敌而大量繁殖 导致鼠种群暴发 进而导致种内竞争加剧 3 蘑菇属于生态系统中的分解者 分解动植物的遗体 粪便 释放的能量用于自身生长发育和以热能形式散失 能量是单向流动的 故不能传递给植物 答案 1 4第三 第四营养级捕食 竞争寄生 2 小于增强 3 分解者不能 课时达标检测 见 限时集训 三十三 1 生态系统的能量来自于生产者固定的太阳能 经食物链和食物网的传递 最终以热能形式散失 2 输入第一营养级能量的四个去向 一部分呼吸消耗以热能形式散失 一部分用于生产者自身生长 发育繁殖储存于有机物中 一部分随残枝败叶被分解者分解 另一部分则被初级消费者摄入体内流入第二营养级 3 生态系统能量流动具有两个明显特点 即 能量流动是单向的 能量在流动过程中逐级递减 有效传递率只有10 20 4 组成生物体的c h o n p s等元素 都不断进行着从无机环境到生物群落 又从生物群落到无机环境的循环过程 即生态系统的物质循环 具有全球性和循环流动的特点 5 能量流动和物质循环是生态系统的主要功能 二者同时进行 相互依存 不可分割 物质是能量流动的载体 能量是物质循环的动力 一 生态系统的能量流动1 概念理解 固定太阳能总量 食物链和食物网 化学能 化学能 热能 2 过程图解 想一想 某一营养级能量的摄入量 同化量和粪便量之间有怎样的关系 提示 摄入量 同化量 粪便量 3 能量流动的特点和意义 判断正误 1 生态系统中的能量流动是单向的 且是逐级递减的 2 相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10 也不会大于20 3 能量金字塔可以出现倒置现象 4 研究能量流动 可合理设计人工生态系统 高效利用能量 5 研究能量流动 可调整能量流动关系 使生产者固定的能量全部流向人类 二 生态系统的物质循环1 碳循环过程 图中 光合作用 呼吸作用 摄食 呼吸作用 燃烧 分解作用 想一想 大气中co2进入生物群落的途径有哪些 提示 大气中co2主要通过光合作用进入生物群落 除此之外还可通过化能合成作用进入生物群落 2 物质循环及其与能量流动的关系 判断正误 1 参与循环的物质是组成生物体的各种化合物 2 物质循环的范围是生物圈 3 碳循环在生物群落和无机环境之间主要以有机物形式循环 4 化学燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因 5 物质和能量都是往复循环 重复利用的 6 物质循环是能量流动的载体 能量流动是物质循环的动力 知识体系构建 生产者固定的能量 食物链和食物网 热能形式 单向流动 逐级递减 循环流动 生物群落 生物圈 生态系统的能量流动分析 1 2010 海南卷t23 1 驱动整个生态系统运转的能量主要来源于绿色植物固定的太阳能 2 2012 安徽卷t30 3 田鼠和鼬都是恒温动物 同化的能量中一部分用于生长 发育 繁殖等生命活动 其余在呼吸作用中以热能形式散失 3 2008 广东卷t15a 生产者是生态系统的重要组成部分 都位于能量金字塔同一营养级 4 2009 江苏卷t17a 虎等大型肉食动物容易成为濒危物种适宜用生态系统中能量流动规律进行合理分析 5 2010 江苏卷t11b 直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量 6 2012 四川卷t31 3 若在农田周围合理植树 可控制鼠害 从而帮助人们合理地调整该生态系统中的能量流动关系 使人们从中更多获益 1 能量在流经每一营养级时的分流问题分析 1 能量来源分析 生产者的能量来自太阳能 各级消费者的能量一般来自上一个营养级 同化量 摄入量 粪便中所含能量 2 能量去路分析 每个营养级生物呼吸作用的能量一部分用于生命活动 另一部分以热能形式散失 每个营养级生物一部分能量流到下一个营养级中 每个营养级生物的遗体 粪便 残枝败叶中的能量被分解者分解而释放出来 未利用能量 最终被分解者利用 因此 也可归为 2 流动特点的原因分析 1 单向流动 能量流动是沿食物链进行的 食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果 是不可逆转的 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 各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量 各营养级的能量有多个流动去向 不可能100 地流入到下一个营养级中 3 能量传递效率 3 三种生态金字塔的比较 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形状 特点 一定为正金字塔形 一般为正金字塔形 有时会出现倒金字塔形 一般为正金字塔形 象征含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 一般生物量 现存生物有机物的总质量 沿食物链升高逐级递减 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 每一阶含义 食物链中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目 每一营养级生物的有机物总量 特殊形状 无 一定正立 树 昆虫 鸟 人工养殖的鱼塘中 生产者的生物量可以小于消费者的生物量 高考地位 近几年高考对本考点考查频率较高 属高考重点 主要考查能量流动特点 传递效率计算等 命题角度 1 能量流动过程分析 如典例1 2 能量流动特点及计算 如典例2 典例1 下图表示在某生态系统中 能量流经第二营养级的示意图 对该图分析不合理的是 a 能量流动是伴随着物质利用而进行的b 图中甲为初级消费者同化的能量 即第二营养级所含有的能量c 该图不够完善 缺少甲中因呼吸以热能散失的能量d 乙比甲的能量少的原因是甲的遗体 残骸中的能量被分解者利用而未传递下去 解析 由图可知 甲为初级消费者同化的能量 即第二营养级所含有的能量 乙为初级消费者用于生长 发育和繁殖的能量 即第二营养级所含的能量减去因呼吸以热能形式散失的能量之后而剩余的能量 该部分的能量最终将有两个去向 一是遗体 残骸中的能量被分解者利用 二是被次级消费者摄入 乙和甲处于同一个营养级 乙比甲的能量少的原因是呼吸作用消耗 答案 d 典例2 2013 杭州模拟 某一生态系统中 已知一只鹰增重2kg要吃10kg小鸟 小鸟增重0 25kg要吃2kg昆虫 而昆虫增重100kg要吃1000kg绿色植物 在此食物链中这只鹰对绿色植物的能量利用百分率为 a 0 05 b 0 5 c 0 25 d 0 025 解析 据该生态系统的能量传递效率可知 鹰增重1kg需要小鸟5kg 需要昆虫为 5 0 25 2 40kg 最终需要绿色植物400kg 因此鹰对绿色植物的能量利用百分率为1 400 0 25 答案 c 1 2010 海南卷t23 1 碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以co2的形式进行 2 2010 海南卷t23 2 分解者通过有氧呼吸和无氧呼吸的方式将有机物分解成co2等释放到无机环境中 生态系统的物质循环 3 2010 全国 卷t3d 植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环 4 2010 广东卷t26 4 由于过度的人工碳排放 破坏了生态系统的碳平衡 导致大气中二氧化碳浓度增加并引起全球气候变化 5 2013 桐城模拟 生态系统中的能量可驱动物质循环 1 物质循环分析 范围 生物圈 全球 物质对象 组成生物体的化学元素 形式 生物群落与无机环境间 无机物生物群落内 有机物 动力 能量 重要生物类群 生产者 物质 能量输入分解者 物质 能量输出 特点 全球性 循环性 2 碳循环过程 1 碳进入生物群落的途径 生产者的光合作用或化能合成作用 2 碳返回无机 3 温室效应的产生原因 化学燃料的大量燃烧 产生大量co2 植被破坏 降低了对大气中co2的调节能力 3 物质循环与能量流动的关系 项目 能量流动 物质循环 形式 主要以有机物为载体 无机物 有机物 特点 单向流动 逐级递减 循环往复 范围 生态系统的各营养级 生物圈 全球性 联系 同时进行 相互依存 不可分割 能量的固定 储存 转移和释放 离不开物质的合成和分解 物质是能量沿食物链 网 流动的载体 能量是物质在生态系统中循环往复的动力 高考地位 近几年高考对本考点的涉及较少 但题目的命制常与细胞代谢 能量流动及低碳经济等社会热点问题相联系进行考查 命题角度 1 碳循环过程和温室效应 如典例3 2 物质循环原理的应用 如典例4 典例3 2013 大连双基测试 如图表示生态系统中碳循环的部分过程 其中甲 乙 丙 丁组成生物群落 下列分析错误的是 a 增多是温室效应产生的主要原因b 图中箭头可以表示碳元素的循环方向c 甲 乙种间关系的调节还需要信息传递的作用d 无机环境中的co2可以来自细胞呼吸 解析 温室效应产生的主要原因是化学燃料的大量燃烧 而 是分解者的呼吸作用 该图表示生态系统中碳循环的部分过程 故箭头可以表示碳元素的循环方向 分析题图可知 甲是生产者 乙是初级消费者 两者的种间关系需要通过信息传递进行调节 细胞呼吸产生的co2能释放到无机环境中 答案 a 典例4 建设生态农业时巧设 增设食物链的目的不包括 a 努力实现物质的分层次多级利用b 减轻对环境的污染 提高抵抗力稳定性c 加强生物防治 控制有害生物的危害d 实现物质和能量的循环 使废物资源化解析 生态农业建设实现了能量的多级利用 而不能实现能量的循环利用 答案 d 一 实验原理 1 土壤中存在种类 数目繁多的细菌 真菌等微生物 它们在生态系统中的成分为分解者 2 分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物 其分解速率与环境中的温度 水分等生态因子有关 二 实验流程 案例1 案例2 实验假设 微生物能分解落叶使之腐烂 微生物能分解淀粉 实验设计 实验组 对土壤高温处理 a杯中加入30ml土壤浸出液 对照组 对土壤不做任何处理 b杯中加入30ml蒸馏水 自变量 土壤中是否含微生物 是否含有微生物 实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组 a a1 不变蓝 a2 产生砖红色沉淀 b b1 变蓝 b2 不变色 结论分析 微生物对落叶有分解作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉 高考实验对接 典例 1 在右图所示食物网中 e是生产者 共含有7 1 109kj的能量 b生物种群总能量为2 3 108kj 从理论上计算a最多获得的能量是 a 2 84 108kjb 2 38 108kjc 1 41 109kjd 3 05 108kj 2 在右图所示的食物网中 假如猫头鹰的食物有2 5来自于兔子 2 5来自于鼠 1 5来自于蛇 那么猫头鹰若增加20g体重 最少需要消耗植物 a 600gb 900gc 1600gd 5600g 3 某同学绘制了下图所示的能量流动图解 下列叙述不正确的是 a 生产者固定的总能量可表示为 a1 b1 c1 a2 b2 c2 d2 b 由生产者到初级消费者的能量传递效率为d1 w1c 初级消费者摄入的能量为 a2 b2 c2 d2 d w1 d1 d2 解析 1 解题流程如下 答案 1 b 2 b 3 c 1 能量传递效率相关计算中的注意事项 1 流入各级消费者的总能量指的是该级消费者同化的总能量 消费者粪便中所含有的能量不能计入其同化的总能量中 因此 同化量 摄入量 粪便中的能量 2 能量传递效率 某一个营养级的同化量 上一个营养级的同化量 3 计算某一生物所获得的最多 最少 的能量规律 设食物链为a b c d 技法归纳 4 涉及多条食物链的能量流动计算时 若根据要求只能选择食物网中的一条食物链 计算某一生物获得的最多 或最少 的能量 其规律如下 2 利用 拼图法 巧解能量流动中的难点 1 输入第一营养级的能量分析 输入第一营养级的能量 w1 被分解为两部分 一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了 a1 一部分则用于生产者的生长 发育和繁殖 b1 c1 d1 而后一部分能量中 包括现存的植物体b1 流向分解者的c1 流向下一营养级的d1 2 流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量 即w1 将图中第三营养级同化的总能量d2 拼回 第二营养级 则刚好等于d1 即第二营养级同化的总能量 再将d1 拼回 第一营养级 则刚好等于生产者固定的总能量w1 可见 在一个生态系统中 所有生物的总能量都来自w1 所有生物总能量之和都小于w1 呼吸作用消耗的缘故 高考随堂体验 一 选择题 每小题5分 共60分 1 2012 海南高考 下图为某生态系统的能量流动简图 下列叙述错误的是 a 甲是生产者 乙是消费者b 该生态系统是一个开放的系统c 能量通过光合作用固定并进入系统 可以热能形式输出d 甲 乙和分解者所贮存的能量之和是输入该生态系统的总能量 解析 根据题中简图可知 甲能够固定太阳能 为生产者 乙从甲获取能量 为消费者 该生态系统需要从外界获得能量 同时能量也可以扩散到外界 是一个开放的生态系统 能量通过光合作用进入生态系统 经过生产者 消费者和分解者的呼吸作用后有一部分以热能的形式散失 而输入该生态系统的总能量是生产者甲固定的太阳能总量 故甲 乙和分解者贮存能量之和小于输入该生态系统的总能量 答案 d 2 2010 山东高考 以下表示动物利用食物的过程 正确的分析是 a 恒温动物的 值一般高于变温动物b 哺乳动物的 值一般为10 20 c 提高圈养动物生长量一般需提高 值d 食肉哺乳动物的 值一般低于食草哺乳动物 解析 恒温动物需要消耗更多的能量维持体温 所以有机物的积累量 较少 其 一般低于变温动物 哺乳动物与其食物之间的能量传递效率应为 未获取量 肉食动物与草食动物的 大小无法比较 越高 说明有更多的食入量转变成饲养动物的同化量 有利于提高动物的生长量 答案 c 3 2012 安徽高考 某弃耕地的主要食物链由植物 田鼠 鼬构成 生态学家对此食物链能量流动进行了研究 结果如下表 单位是j hm2 a 1 能量从田鼠传递到鼬的效率是 2 在研究能量流动时 可通过标志重捕法调查田鼠种群密度 在1hm2范围内 第一次捕获标记40只田鼠 第二次捕获30只 其中有标记的15只 该种群密度是 只 hm2 若标记的田鼠有部分被鼬捕食 则会导致种群密度估算结果 3 田鼠和鼬都是恒温动物 同化的能量中只有3 5 用于 其余在呼吸作用中以热能形式散失 解析 1 能量从田鼠传递到鼬的效率是 2 25 107 7 50 108 3 2 40 30 15 80只 hm2 该种群密度是80只 hm2 若标记的田鼠有部分被鼬捕食 则会导致种群密度估算结果偏高 3 田鼠和鼬都是恒温动物 同化的能量中只有3 5 用于生长 发育 繁殖等生命活动 其余在呼吸作用中以热能的形式散失 答案 1 3 2 80只 hm2偏高 3 生长 发育 繁殖等生命活动 4 2010 海南高考 请回答 1 碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以 的形式进行 驱动整个生态系统运转的能量主要来源于 的太阳能 2 分解者通过 和 的方式将有机物分解成co2等释放到无机环境中 3 右图所示的食物网中共有 条食物链 其中初级消费者是 4 如果环境中的某种有毒物质在生物体内既不能分解 也不能排出体外 则该物质经 的传递后 便可在不同的生物体内积累 因此 通常生物所在的 越高 该有毒物质在其体内的积累量越大 解析 1 生态系统运转的能量主要来源于绿色植物固定的太阳能 2 分解者通过分解作用将有机物分解成无机物 这里有两个空 就具体写有氧呼吸 无氧呼吸 3 食物链的起点是生产者 终点是最高级别的消费者 图中有3条食物链 要分别考虑各条食物链中的初级消费者 第二营养级 4 有毒物质可通过生物富集作用沿食物链逐级增加 营养级越高 含有的有毒物质越多 答案 co2绿色植物固定 或光合作用固定 2 有氧呼吸无氧呼吸 或发酵 3 3兔和鼠 4 食物链营养级 课时达标检测 见 限时集训 三十四 1 信息传递在生态系统中的作用有 生命活动的正常进行离不开信息的作用 生物种群的繁衍离不开信息的传递 调节生物的种间关系 以维持生态系统的稳定 2 信息传递在农业生产中的应用有两个方面 一是提高农产品或畜产品的产量 二是对有害动物进行控制 3 生态系统之所以能维持相对稳定 是由于生态系统具有自我调节能力 该能力的基础是负反馈调节 4 生态系统抵抗干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力叫抵抗力稳定性 在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力叫恢复力稳定性 5 一般来说 生态系统中的组分越多 食物网越复杂 其自我调节能力就越强 抵抗力稳定性就越高 一 生态系统的信息传递1 信息的种类 连线 2 信息传递的作用和应用 生命活动 种间 种群的繁衍 有害动物 二 生态系统的稳定性 判断正误 1 负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础 2 生态系统中的组成成分越多 食物网越复杂 生态系统恢复力稳定性就越强 3 抵抗外界干扰并使生态系统的结构和功能保持原状的能力为抵抗力稳定性 4 森林生态系统稳定性一定比农田生态系统高 5 生态系统的自我调节能力是有限的 6 生态系统内部结构与功能的协调 可以提高生态系统的稳定性 想一想 如果一个生态系统的抵抗力稳定性很低 其恢复力稳定性是否一定很高 提示 不一定 如北极苔原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低 知识体系构建 自我调节能力 恢复力稳定性 物理信息 化学信息 行为信息 维持生命活动 维持种群繁衍 调节种间关系 生态系统的信息传递 1 2011安徽卷t29 2 成年大熊猫经常用尿液和肛腺的分泌物在岩石或树干上进行标记 这种行为传递的信息类型属于化学信息 2 2009海南卷t24 2 蜘蛛在蜘蛛网上捕食昆虫所利用的信息种类是物理信息 3 2008广东卷t18a 生态系统的物理信息都来源于环境 4 2008广东卷t18c 信息沿食物链从低营养级向高营养级传递 5 2012安徽卷t30 4 鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者 田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕 可见 信息能够调节生物的种间关系 维持生态系统的稳定 6 2012山东卷t26 3 当食草动物看到青草明显减少时 部分个体会另觅取食地 这体现了生态系统的信息传递功能 1 生态系统中信息的种类及实例 类例 概念 传递方式 实例 物理信息 生态系统中的光 声音 温度 湿度 磁力等通过物理过程传递的信息 物理过程 萤火虫的闪光 植物五颜六色的花 化学信息 生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的化学物质 信息素 昆虫的性外激素 狗利用其小便记路 行为信息 生物通过特殊行为向同种或异种生物传递的信息 植物或动物的异常表现及行为 蜜蜂的舞蹈 2 解读生态系统中的信息传递 1 范围 2 形式 分为物理信息 化学信息 行为信息 3 来源 可来自于环境 也可来自于生物 4 方向 信息传递是双向的 5 作用 信息传递可以调节生物的种间关系 6 过程 3 信息传递与能量流动 物质循环的比较 能量流动 物质循环 信息传递 特点 单向流动 逐级递减 循环运动 反复利用 往往是双向的 范围 生态系统中各营养级 生物圈 生物之间 生物与无机环境之间 途径 食物链和食物网 多种 地位 生态系统的动力 生态系统的基础 决定能量流动和物质循环的方向和状态 联系 同时进行 相互依存 不可分割 形成一个统一整体 高考地位 高考对本考点主要考查信息种类的判断 信息传递在生态系统中的作用和在生产中的应用 命题角度 1 生态系统信息传递类型及作用 如典例1 2 生态系统信息传递在生产中的应用 如典例2 典例1 下列有关生态系统中信息传递的说法 不正确的是 a 信息传递应用在农业生产中 不仅可以提高农产品的产量 也可以对有害动物进行控制b 任何生命形式 如果没有接受信息 处理信息和利用信息的能力 就无法适应环境c 植物生命活动过程产生的生物碱 有机酸等代谢产物属于行为信息d 在任何生态系统中 能量 物质和信息三者之间的关系都是密不可分的 解析 信息传递在农业生产中的应用能够提高农产品的产量 对有害生物进行控制等 植物生命活动过程产生的生物碱 有机酸等代谢产物属于化学信息 而不是行为信息 能量流动 物质循环和信息传递是生态系统的功能 它们共同把生态系统的各个组分联系成一个统一整体 答案 c 典例2 2013 济南一模 农场中种植着粮食作物 果树 饲养着家禽 家畜等 运用生态系统信息传递的原理 可以有效提高农畜产品的产量 下列措施不属于此项原理的是 a 圈养家畜 散养家禽b 施放过量的性引诱剂 干扰害虫的正常交尾c 延长家禽的光照时间 提高产蛋率d 人工控制作物光周期 达到早熟 高产的目的 解析 生态系统的信息包括物理信息 化学信息和行为信息 物理信息是通过物理因素 物理过程来传递的 如 光 声 温度 磁力等 传递化学信息的是一些化学物质 如 性外激素等 行为信息是通过动物的特殊行为 动作等 肢体语言 来传递和表达的 圈养家畜 散养家禽不是利用信息传递的原理 答案 a 生态系统的稳定性 1 2012浙江卷t5d 某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌 植物 旅鼠之间数量的变化是一种正反馈调节 2 2009福建卷t2a 生态系统具有自我调节能力 这是生态系统稳定性的基础 3 2009福建卷t2d 生态系统中的组成成分越多 食物网越复杂 生态系统恢复力稳定性就越强 4 2011江苏卷t29 1 与自然池塘相比 人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性高 5 2009福建卷t2b 生态系统内部结构与功能的协调 可以提高生态系统稳定性 6 2008四川卷t3b 在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后 其抵抗力稳定性提高 1 生态系统具有稳定性的原因生态系统具有自我调节能力 负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础 1 生态系统的结构与自我调节能力的关系 2 生态系统的自我调节能力不是无限的 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 生态系统将难以恢复平衡 生态系统的成分 食物网 自我调节能力 越多 越复杂 大 越少 越简单 小 2 生态系统中正 负反馈调节比较 比较项目 负反馈调节 正反馈调节 作用 抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化 增强最初发生变化的那种成分所发生的变化 结果 使生态系统达到和保持相对稳定 使生态系统远离平衡状态 实例 森林中的食虫鸟和害虫的数量变化 实例 食虫鸟与害虫数量的变化 环境污染引起的环境恶化 保护环境使气候改善 3 抵抗力稳定性与恢复力稳定性 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 区别 实质 保持自身结构功能相对稳定 恢复自身结构功能相对稳定 核心 抵抗干扰 保持原状 遭到破坏 恢复原状 影响因素 生态系统中物种丰富度越大 营养结构越复杂 抵抗力稳定性越强 生态系统中物种丰富度越小 营养结构越简单 恢复力稳定性越强 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 二者联系 相反关系 抵抗力稳定性强的生态系统 恢复力稳定性弱 反之亦然 二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力 它们相互作用共同维持生态系统的稳定 如图所示 关键一点 抵抗力稳定性与恢复力稳定性并不都呈负相关 如北极苔原生态系统和荒漠生态系统的两种稳定性都很低 高考地位 高考对本考点的考查主要集中在生态系统稳定性的含义 与生态系统结构的关系 生态系统稳定性原理的应用等方面 命题角度 1 生态系统稳定性原因 如典例3 2 生态系统稳定性原理应用 如典例4 典例3 下列关于生态系统自我调节能力的叙述中 不正确的是 a 森林中 害虫数量增加时食虫鸟也会增多 害虫种群的增长就受到抑制 这属于生物群落内的负反馈调节b 负反馈调节在生态系统中普遍存在 它是生态系统自我调节能力的基础c 自我调节能力强的生态系统 其稳定性也高d 当外界干扰强度超过一定限度时 生态系统的自我调节能力将会丧失 解析 生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面 营养结构越复杂 其自我调节能力越强 抵抗力稳定性越强 而恢复力稳定性越差 答案 c 典例4 下列关于生态系统稳定性的叙述 错误的是 a 在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后 其抵抗力稳定性提高b 在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后 其抵抗力稳定性提高c 在一块牧草地上栽种乔木形成树林后 其恢复力稳定性下降d 一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后 其抵抗力稳定性提高 解析 通过管理提高某一种牧草产量 会影响其他植物的生长和种类 甚至影响某些动物的生长和种类 导致此生态系统抵抗力稳定性降低 答案 b 一 实验原理 1 生态缸中必须包括生态系统的四种成分 特别需要注意必须有足够的分解者 2 各种生物之间以及生物与无机环境之间 必须能够进行物质循环和能量流动 3 生物之间要有合适的食物链结构 生物的数量不宜过多 4 生态缸必须是透明的