高考生物一轮复习（基础知识整理+重难点聚集）第5章 生态系统及其稳定性课件 新人教版必修3.ppt

综合分析近几年各地高考理综试题生物部分 本章有以下高考命题规律 1 命题内容 生态系统结构及成分 能量流动和物质循环的关系 信息的种类和意义及在生产实践中的作用 生态系统稳定性的分析判断 2 命题形式 选择题及简答题都是常见的考查方式 多以语言表述 图表 图象的形式出现 来考查学生的分析能力及综合运用能力 3 命题思路 以图表和食物网等形式呈现 既有对生态系统组成成分基础知识的考查 借助图解考查能量流动的源头 途径 传递效率及有关的生理过程和物质循环的途径及有关的生理过程 在理解生态系统具有稳定性的内在原因的基础上 再进一步分析稳定性的分类 相互关系 4 命题趋势 纵观近几年高考生物试题 对生态系统的知识点理解考查侧重于生态系统的结构和功能 基础性较强 对能力的考查侧重于应用生态学原理解决实际问题 且考查比例有所上升 很可能以广泛关注的农业 环境等生活实际及社会热点问题为情景 以考查物质循环与能量流动为命题的知识点 结合食物链与食物网 命制综合性的非选择题 根据近几年高考命题特点和规律 本章的复习备考策略如下 1 知识方面 以生态系统功能为主线 细分到物质循环 能量流动和信息传递三个方面 串联起生态系统概念 成分 营养结构和稳定性四个重要考点 分析学习生态系统功能的同时要以生态系统营养结构为依托 系统化生态系统的所有知识点 2 能力方面 在能力方面既考查理解判断能力 也考查计算及综合运用知识解决生产生活中实际问题的能力 第1节生态系统的结构 一 生态系统的范围 1 生态系统的概念 生态系统是由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体 2 生态系统的大小 生态系统也有一定的时间和空间范围 空间范围有大有小 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 3 生态系统的种类地球上生态系统类型众多 一般可分为自然生态系统和人工生态系统两大类 二 生态系统的结构1 生态系统的组成成分 1 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 2 非生物的物质和能量 物质是水 空气和无机盐等 能量是热能和阳光 3 生产者 自养生物 主要是绿色植物 其次是光合细菌和化能合成细菌等 如蓝藻 硝化细菌 4 消费者 异养生物 主要是直接或间接以绿色植物为食的生物 包括绝大部分动物和寄生生物 5 分解者 异养生物 主要是指营腐生生活的细菌和真菌 此外 还包括蚯蚓 蜣螂等一些腐生性动物 2 食物链和食物网 1 食物链是生态系统中 各种生物之间通过食物关系而形成的关系 通常指捕食链 2 食物网是生态系统中 许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构 3 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 生态系统概念的理解 1 生态系统的组成 1 两大组成部分 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 3 相互关系如下 2 生态系统的功能生态系统是各成分之间通过能量流动和物质循环而相互作用的自然系统 是一个具有自动调节能力的统一整体 3 生态系统的范围及大小生态系统有一定的时间和空间范围 生态系统的空间范围有大有小 种类多种多样 具有多方面的差异 大的如整个海洋 陆地 其他如一条河流 一片草地 一座山林 甚至一块农田 一个池塘可以看做是一个生态系统 4 生态系统的种类 1 自然生态系统有 海洋生态系统 淡水生态系统 森林生态系统 草原生态系统 荒漠生态系统 冻原生态系统等 2 人工生态系统有 农田生态系统 人工林生态系统 果园生态系统 城市生态系统等 5 生态系统与种群 群落的关系 三者的关系是上下位关系 范围不断扩大 关系图如下 同一空间的同种生物的所有个体 种群 同一时间同一空间中所有的种群集合 群落 群落与无机环境相互作用 生态系统 下列组合中 依次属于种群 群落 生态系统的一组是 一块稻田中所有三化螟幼虫 蛹和成虫 崇明岛东滩的全部生物 东方绿洲的全部生物及无机环境 九段沙湿地的全部动物及绿色植物 a b c d 是同一空间同种生物的所有个体 属于种群范畴 是一定区域内所有的生物 属于群落范畴 包括了全部的生物和其生存的环境 属于生态系统范畴 a 生态系统组成成分分析 1 生态系统各成分的地位及作用 1 生产者 自养生物 绿色植物是生产者最主要的组成成分 生态系统中流动的能量基本上来源于绿色植物固定的太阳能 其次是光合细菌和化能合成细菌等 如蓝藻 硝化细菌 它能通过光合作用或化能合成作用将无机物转变成有机物 把光能或无机物中的能量转化为稳定的化学能储存在有机物中 是生态系统的基石 是一切生物的物质和能量的源泉 绿色植物决定一个生态系统的形态结构 植物的结构越复杂 生态系统的自我调节能力越大 稳定性越强 绿色植物是沟通生物群落和无机环境的桥梁 是生态系统中物质循环最基本的环节 2 消费者 异养生物 在生态系统中的地位 要从不同的角度进行分析 从物质和能量流动的完整性角度看 它是可有可无的 不是生态系统必要的基本成分 从它在生态系统中与其他生物类群的关系看 它有着自身的作用 是生态系统中任何成分都无法替代的 它能加快生态系统物质循环 对于植物的传粉 受精 种子的传播等方面有重要的作用 3 分解者 异养生物 能通过自身的分解作用将有机物转变成无机物 归还到无机环境中去 如果没有分解者 动植物的遗体残骸就会堆积如山 生态系统就会崩溃 所以 它和产者一起实现物质在无机环境和生物群落之间的循环 4 非生物成分的物质和能量无机环境中 光能是所有动植物生命活动的最终能量来源 a 所有的植物不一定都是生产者 如菟丝子是营寄生 属于消费者 b 动物不都是消费者 如腐生性动物秃鹫 蚯蚓 蜣螂等属于分解者 c 细菌不全是分解者 腐生性细菌才属于分解者 寄生性细菌属于消费者 光合细菌 硝化细菌属于生产者 微生物中的病毒是消费者 2 相互关系 下列有关生态系统结构的叙述 正确的是 a 每种生物在生态系统中只能处在一个营养级上 b 动物都属于消费者 其中食草动物处于第二营养级c 自养生物都是生产者 是生态系统的主要成分 d 细菌都属于分解者 其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类 a选项 每种生物可能与多种生物具有食物关系 在不同的食物链上可能处于不同的营养级 b选项 动物大部分是消费者 但也有一部分如蚯蚓 秃鹫 蜣螂等属于分解者 c选项 能进行光合作用的植物和化能合成作用的硝化细菌都可以作为生产者 寄生性细菌属于消费者 c 生态系统的营养结构 1 食物链 1 内容 2 特点 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 即最高营养级 由于能量流动是逐级递减的 一般来说 一条食物链上营养级一般不会超过5个 2 食物网 1 形成原因 生态系统中生物之间的食性关系是复杂的 一种生物可以捕食多种生物 同时可以被多种生物所捕食 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 2 意义 物质循环和能量流动就是顺着食物链和食物网渠道进行的 a 同一消费者在不同食物链处于不同营养级 b 食物网中种间关系除了捕食 还可能存在竞争 如 农田生态系统中的青蛙和蜘蛛既有捕食关系又有竞争关系 c 食物网中 当某种生物因某种原因而大量减少时 对另一种生物的影响 如果沿不同的线路分析结果不同时 应以中间环节少的为分析依据 若另一种生物食性多样 则影响较小 若食性单一 则影响较大 d 食物网的复杂程度取决于有食物关系的生物种类而不是数量 e 分解者不进入食物链 不占营养级 3 食物网中生物变化的分析 1 口诀 食物网 食物链 生物变动好判断 首先你要有主见 环节少的先看见 2 常见的情况分析 具体情况一 一级生物若减少 其他生物跟着跑 具体情况二 如果天敌患了病 先增后减再稳定 具体情况三 中间生物被捕杀 不同情况要分家 3 复杂食物网的分析 一个复杂的食物网中 当某种群生物因某种原因而发生变化时 对另一种群生物数量的影响 沿不同的线路分析 结果不同时 应遵循以下规律 以中间环节少的作为分析依据 考虑方向和顺序应从高营养级依次到低营养级 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 一般不用考虑生产者数量的增加或减小 处于最高营养级的种群且其食物有多种来源时 若其中一条食物链中断 则该种群的数量不会发生较大变化 2012 海南 某生态系统的食物网示意图如下 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 1 由图示可看出 该食物网中共有甲 乙 丙 戊 甲 乙 丁 丙 戊 甲 乙 丁 戊 甲 丙 戊4条食物链 在最长的食物链 甲 乙 丁 丙 戊 中 最高营养级是第五营养级 2 由图示可看出 乙和丙都以甲为食 同时丙还会捕食乙 因此两者间既有竞争关系 也有捕食关系 3 按照标志重捕法的原理 若假设乙种群有x个个体 则得 则x 1000 1 4五 2 竞争和捕食 3 1000 一 能量流动 1 含义 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 2 能量流动的过程 1 输入 地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳 2 能量的去向 以能量在第一营养级的变化为例 在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了 用于生产者的生长 发育和繁殖等生命活动 储存在植物体的有机物中 随残枝败叶等被分解者分解而释放出来 被初级消费者摄入体内 流入第二营养级 二 能量流动的特点及研究意义1 能量流动的特点 1 生态系统中能量流动是单向的 2 能量在流动过程中逐级递减 2 研究能量流动的实践意义 1 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 2 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 三 物质循环1 对生态系统中物质循环概念的理解 1 物质 组成生物体的c h o n p s等基本元素 2 循环 在生态系统的生物群落与无机环境之间 3 范围 这里所说的生态系统指的是生物圈 因此物质循环又叫生物地球化学循环 2 物质循环的特点 1 物质循环具有全球性 2 物质可以在生物群落和无机环境之间反复循环利用 3 碳循环的图解 光合作用 呼吸作用 消费者 分解作用 四 能量流动和物质循环的关系1 能量流动和物质循环是生态系统的主要功能 二者是同时进行的 彼此相互依存 不可分割 2 物质作为能量流动的载体 使能量沿着食物链 网 流动 能量作为物质循环的动力 使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返 能量流动的过程分析 1 能量流动的意义 1 生物个体的生命活动无时无刻不在消耗能量 能量是推动生物体各种生命活动的动力 2 由生物群落和无机环境组成的生态系统的存在和发展离不开能量供应 就是说 能量必须不断地从无机环境输入生物群落 并沿食物链 网 传递 才能维持生态系统中各种生物正常的生命活动 3 能量的输入 传递 转化和散失构成了生态系统的能量流动过程 2 能量流动的过程 1 起点 生产者固定的太阳能 2 总量 流经生态系统的总能量是生产者所固定的全部太阳能 3 渠道 沿食物链和食物网 逐级流动 4 形式变化 光能 生物体内有机物中的化学能 热能 最终散失 5 能量散失的主要途径 细胞呼吸 包括各营养级的呼吸和分解者的呼吸 形式为热能 流经一个生态系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量 而不是照射到这个生态系统中所有生产者上的太阳能 3 每个营养级能量的来龙去脉 1 来源 流入某营养级的能量是指被这个营养级生物同化的全部能量 a 每个营养级呼吸作用产生的能量一部分用于生命活动 一部分以热能形式散失 b 未利用的能量最终被分解者利用 可归为分解者分解途径 所以每个营养级的能量也可归为三个去向 三个去向不考虑时间因素 4 动物的同化量和摄入量的关系 同化量是指被消费者消化吸收物质所含有的能量 未同化量是指被消费者摄入但未被消化吸收物质 食物残渣 粪便 所含的能量 因此 真正流入下一个营养级的能量 应该是该营养级生物的同化量 该动物排出的粪便中的能量没有被动物同化 应属于上一个营养级 即同化量 摄入量 粪便量 a 动物粪便的能量不属于该营养级动物所同化的能量 但属于上一个营养级生物所同化的能量 粪便中能量最终被分解者分解释放出来 b 动物尿液中能量 如尿素中所含的能量 属经过动物吸收营养物质并经过细胞转化的 因此 尿液中的能量应归于动物所同化的能量的一部分 如图为某生态系统能量流动过程图解 请据图回答下列问题 从图中可以判断出食物链应是 a b c d 含有四个营养级 属第三营养级的是c e为分解者 流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能 即 分解者分解有机物释放的是热能 不能再被生产者所利用 所以不存在箭头 是食物链各营养级细胞呼吸消耗的能量 营养级之间的传递效率是10 20 能量流动特点是单向流动 逐级递减 1 2 3 4 4c 5 次级消费者细胞呼吸消耗的能量分解者 6 10 20 7 单向流动 逐级递减 能量流动的特点及传递效率 1 能量流动的特点及原因 1 单向流动 生态系统中能量流动是沿食物链进行的 食物链中各营养级的顺序是不可逆转的 各营养级通过细胞呼吸产生的热能不能被生物群落重复利用 不能逆向流动和循环流动 2 能量传递的效率 1 相邻两个营养级之间的传递效率 下一营养级同化量 上一个营养级同化量 100 2 大约为10 20 但该值只是一个大体上的数值 反映各类生态系统能量流动的一般规律 3 不同的生态系统因食物链 网 不同而存在差异 3 食物链营养级一般不超过五个的原因能量传递效率约为10 20 传到第五营养级的时候 能量已经很少 再往下传递不足以维持一个营养级生物的存在 4 生态金字塔的类型 生态金字塔的类型有三种 能量金字塔 数量金字塔和生物量金字塔 能量金字塔是指将单位时间内各个营养级所得到的能量数值 由低到高绘制成的金字塔图型 1 三种金字塔的比较 2 金字塔的特殊情况及分析 能量金字塔一定为正金字塔形 数量金字塔一般为正金字塔形 但如果前一营养级的生物个体特别大 而后一营养级的生物个体特别小时 会出现倒置现象 如树林中 树 昆虫 食虫鸟的关系 生物量金字塔一般为正金字塔形 生物量为现存生物有机物的总质量 也可能出现倒置现象 如海洋生态系统中 生产者浮游植物的寿命短 个体小 会不断被浮游动物吃掉 在某一个时期内 可能浮游植物的生物量还没有浮游动物的生物量多 但流入生产者浮游植物的能量仍然大于浮游动物 下图是测定某湖泊的能量流动情况图解 单位 j cm 2 a 1 则由图可知 a 流经该生态系统的总能量为464 6 12 5 293 96 3 866 4j b 从第一到第二 从第二到第三营养级能量传递率依次为13 5 20 c 由于生物不能在代谢中再利用热能 因此能量流动具有多向性和循环性的特点 d 若从生态因素考虑 存在于无机环境中的有毒物质经食物链逐级浓缩 因此营养级越高 生物个数越多 受害越小 a项流经生态系统的总能量就是生产者固定的总太阳能 应为464 6j b项第一营养级和第二营养级之间的传递效率是62 8 464 6 13 5 第二营养级至第三营养级的传递效率是12 6 62 8 20 c项能量流动具有单向流动和逐级递减的特点 d项有毒物质在生物体内浓缩 随着营养级越高 体内的有毒物质浓度越大 受害越严重 b 能量流动有关分析计算 1 若一食物网中 已知最高营养级增重为n 求最多需要第一营养级多少能量时 按最长食物链 最低传递效率计算 求至少消耗第一营养级多少能量时 按最短食物链 最高传递效率计算 2 若一食物网中 已知第一营养级重量为m 求最高营养级最多获得多少能量时 应按最短食物链 最高传递效率计算 求最高营养级最少获得多少能量时 应按最长食物链 最低传递效率计算 3 总结如下 如图食物网中 假如猫头鹰的食物有2 5来自兔 2 5来自鼠 l 5来自蛇 那么 猫头鹰若要增加20g体重 最少需要消耗的植物重量为 a 80gb 900gc 800gd 600g 依图中食物关系分析 猫头鹰处于第三 四营养级 猫头鹰属第三营养级的食物链 可以简化为一条 即植物 鼠 兔 猫头鹰 最少消耗植物20g 4 5 20 20 400g 另一食物链植物 鼠 蛇 猫头鹰中 猫头鹰属第四营养级 最少消耗植物20g 1 5 20 20 20 500g 所以最少需要消耗植物900g b 生态系统物质循环 1 相关概念和物质循环的特点 1 生态系统 指的是生物圈 因此物质循环又叫生物地球化学循环 2 物质 指的是化学元素 3 循环 指的是在生物群落和无机环境之间进行的循环 4 物质循环特点是 全球性 反复循环 2 碳循环过程 1 碳的存在形式及循环形式 碳在无机环境中的存在形式是二氧化碳和碳酸盐 碳在生物群落中的存在形式主要是有机物 碳循环的形式是二氧化碳 碳在生物体之间传递途径是食物链 2 碳出入生物群落的途径 碳入生物群落 生产者的光合作用或化能合成作用 碳出生物群落 第一 动植物的呼吸作用 第二 分解者的分解作用 第三 化石燃料的燃烧 a 实现碳循环的关键是生产者和分解者 b 碳在生物群落和无机环境之间传递时 只有生产者与无机环境之间的传递是双向的 3 物质循环和能量流动的关系 1 形式 特点 范围 过程比较 2 相互关系图 4 温室效应 1 形成原因 随着现代工业的发展 化学燃料的大量燃烧 大气中二氧化碳的含量迅速增加 二氧化碳能吸收太阳辐射的红外线 当太阳照射到地球表面时 使地球变暖 这种热能又以红外线的形式向太空辐射 再次被二氧化碳吸收 从而使大气层变成地球的保温层 导致气温升高 2 温室效应的危害 加快冰川的融化 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 3 缓解措施 植树造林 增加绿化面积 减少化石燃料的燃烧 开发清洁能源等 如图表示生物圈中碳元素的循环过程 其中a b c表示生态系统的不同成分 下列有关叙述正确的是 a 过程代表绿色植物的光合作用 b a b分别代表消费者和生产者 c 是温室效应的主要原因 d 疏松土壤可以加快 过程 与大气中co2有双向关系的为生产者 b 而b c共同指向的a为分解者 c为消费者 为植物呼吸作用产生co2返回大气的过程 过程为化学燃料燃烧 是造成温室效应的主要原因 是分解者的分解作用 疏松土壤能提供充足的o2 会促进此过程 d 一 生态系统的信息传递1 信息的基本类型 1 物理信息 通过物理过程传递的信息 如光 声 温度 磁力等 来源可以是无机环境 也可以是生物 2 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 如植物的生物碱 有机酸等代谢产物 动物的性外激素 3 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 如蜜蜂的跳舞 2 信息传递在生态系统中的作用 1 生命活动的正常进行 离不开信息的作用 2 生物种群的繁衍 也离不开信息的传递 3 调节生物的种间关系 以维持生态系统的稳定 3 信息传递在农业生产中的应用 1 提高农产品或畜产品的产量 2 对有害动物进行控制 二 生态系统的稳定性 1 生态系统稳定性 是指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 生态系统的稳定性的原因 生态系统具有自我调节能力 3 稳定性的基础 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 三 抵抗力稳定性和恢复力稳定性1 概念 抵抗力稳定性是指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 恢复力稳定性是指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 2 两者的关系 一般呈负相关 当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 抵抗力稳定性就高 一般营养结构越复杂 遭到破坏后往往越难恢复 恢复力稳定性越弱 3 提高生态系统的稳定性措施 一方面要控制对生态系统干扰的程度 另一方面 实施相应的物质 能量投入 保证生态系统内部结构与功能的协调 生态系统信息传递的种类和特点 1 信息传递的种类 2 信息传递的特点 1 信息传递的模式图 2 信息传递的来源及具体作用 3 特点 信息传递具有双向性 既有从输出者到输入者的传递 也有从输入者到输出者的信息传递 3 信息传递与能量流动 物质循环的关系 如图为生态系统成分的模式图 下列叙述不正确的是 a 各种箭头可以表示生态系统各成分之间都有信息传递 b 部分箭头不能代表能量流动 c 信息传递决定着能量流动和物质循环的方向和状态 d 生态系统中信息传递是双向的 能量流动也是双向的 生态系统中信息传递发生在生物之间 生物与无机环境之间 且这种传递都是双向的 而能量流动是沿着食物链进行的 是单向的 所以某些箭头不能代表能量流动 信息传递决定着物质循环和能量流动的状态及方向 d 信息传递的作用及应用 1 信息传递的作用 1 生命活动的正常进行 离不开信息的作用 如植物开花离不开光信息的刺激 动物换毛也离不开光的刺激 2 生物种群的繁衍 也离不开信息传递的作用 如许多动物在繁殖季节能释放吸引异性前来交配的信息素 3 信息还能够调节生物的种间关系 以维持生态系统的稳定 如森林中 狼能够依据兔留下的气味去猎捕兔 兔同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕 2 在农业生产中的应用 1 提高农产品或畜产品的产量 人类种植农作物 有许多要收获果实 而动物的传粉对于许多农作物的结实是不可缺少的 如果模拟动物信息吸引大量传粉动物 就可提高果树的传粉率和结实率 2 对有害动物进行控制 利用音响设备发出不同的声音信号诱捕或驱赶某些动物 使其结群或远离农田 利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物 降低害虫的种群密度 3 目前控制动物危害的技术大致有生物防治 化学防治和机械防治 生物防治 如引入天敌 寄生虫或利用信息传递作用防治害虫 优点 成本低 无污染 效果持久 化学防治 如喷洒化学药剂 缺点 引起害虫抗药性增强 污染环境 机械防治 如人工捕捉 缺点 费时费力 对体型很小的害虫无法实施 下列生产实践措施对信息传递的应用不合理的是 a 利用人工合成的性外激素制剂 干扰害虫的正常交尾 b 延长光照时间 使菊花提前开花 c 利用 黑光灯 集中捕杀棉铃虫蛾 d 模拟动物的集群信息吸引传粉动物 提高果树的结实率 生产中常用性外激素制剂喷洒果树或作物 使雄虫和雌虫辨不出对方的方向而干扰害虫的正常交尾 降低害虫的出生率 菊花要想提前开花 应缩短光照时间 黑光灯 能发出较大剂量的紫外线 可集中捕杀一些对紫外线敏感的蛾子 模拟动物的集群信息吸引传粉动物前来