2015届高考生物一轮复习配套课件必修三第5章第2讲生态系统的物质循环信息传递及稳定性

第2讲生态系统的物质循环 信息传递及稳定性 展示考纲考频 1 生态系统中物质循环的基本规律及其应用 2 生态系统中的信息传递 3 生态系统的稳定性 4 探究水族箱 或鱼缸 中群落的演替 实验 一 生态系统的物质循环1 物质循环 1 概念 组成生物体的各种元素在与间不断地循环的过程 2 特点 反复利用 3 与能量流动的关系 二者同时进行 相互依存 不可分割 4 意义 通过和使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起 形成一个统一整体 生物群落 无机环境 全球性 循环流动 能量流动 物质循环 2 碳循环 1 碳在无机环境中的存在形式 和碳酸盐 2 碳在无机环境与生物群落之间的循环形式 主要 3 循环过程 碳从无机环境到生物群落是通过作用 作用实现的 从生物群落到无机环境则通过和实现的 3 温室效应 1 形成原因 大量化学燃料的燃烧 大气中的含量迅速增加 打破了生物圈中的平衡 2 影响 导致 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 CO2 CO2 光合 化能合成 动植物的呼吸作用 微生物的分解作用 CO2 碳循环 气温升高 二 生态系统的信息传递1 信息的种类和实例 2 信息传递在生态系统中的应用 1 个体 的正常进行 离不开信息的作用 2 种群 生物 也离不开信息的传递 3 群落与生态系统 信息还能调节生物的关系 以维持的稳定 4 信息传递在农业生产中的应用 提高农产品和畜产品的产量 对有害动物进行控制 生命活动 种群的繁衍 种间 生态系统 三 生态系统的稳定性1 概念 生态系统所具有的保持或恢复自身相对稳定的能力 2 形成原因 生态系统内部具有一定的能力 其调节机制为调节 3 类型 1 抵抗力稳定性 概念 生态系统的能力 规律 生态系统中的组分越多 营养结构越 其自我调节能力就越 抵抗力稳定性就越 反之则越低 特点 调节能力有一定限度 超过限度 能力就遭到破坏 结构和功能 自我调节 负反馈 抵抗外界干扰并使自身结构和功能保持原状 复杂 大 高 自我调节 2 恢复力稳定性 概念 生态系统的能力 规律 干扰程度不同 其恢复速度和时间也不一样 与抵抗力稳定性的关系 二者存在着相反的关系 抵抗力稳定性较高的生态系统 恢复力稳定性 反之亦然 4 提高生态系统稳定性的措施 1 控制对生态系统的程度 对生态系统的利用应适度 不应超过生态系统的 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 受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状 较低 干扰 自我调节能力 思考辨析1 判断下列关于生态系统功能说法的正误 1 参与循环的物质是组成生物体的各种化合物 2 碳循环在生物群落内部以CO2形式循环 3 化学燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因 4 心猿意马属于生态系统的信息传递 5 生态系统的物理信息都来源于环境 6 信息沿食物链从低营养级向高营养级传递 7 生态系统中的负反馈由生物种类间的数量变化引起 与信息传递无关 8 低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环平衡 2 判断下列关于生态系统抵抗力稳定性说法的正误 1 一个生态系统的抵抗力稳定性很低 其恢复力稳定性就一定很高 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 自我调节能力强的生态系统 其稳定性也就越高 4 极地苔原由于物种组成单一 结构简单 它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低 1 物质循环分析 生态系统的物质循环 1 物质 在无机环境与生物群落的相互转化 是依靠生物体内的生化反应 光合作用 化能合成作用 细胞呼吸等 完成的 2 物质循环中起决定作用的是 3 生态系统的物质循环离不开 2 碳循环过程分析 生物群落 能量的流动 1 碳的存在形式与循环形式 在生物群落和无机环境间 主要以形式循环 在生物群落内部 以形式沿食物链和食物网传递 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 生产者的或化能合成作用 3 碳返回无机环境的途径 生产者 消费者的作用 分解者的分解作用 实质是呼吸作用 化学燃料的燃烧 4 碳元素在无机环境与生物群落之间传递时 只有生产者与无机环境之间的传递是相互的 其他成分之间的传递都是的 CO2 含碳有机物 光合作用 呼吸 单向 3 温室效应的形成原因 影响及缓解措施 1 大气中CO2含量持续增加是形成的主要原因 工厂 汽车 飞机 轮船等对的大量使用 向大气中释放大量的CO2 森林 草原等植被大面积的破坏 大大降低了对大气中CO2的调节能力 2 影响 气候变暖会使冰川雪山融化 海平面上升 这样就使沿海城市和国家面临灭顶之灾 由于气候变化 也改变了降雨和蒸发机制 影响农业和粮食资源的生产 降雨量的变化使部分地区更加干旱或更加雨涝 并使病虫害增加 温室效应 化学燃料 3 缓解措施 增加绿地面积 减少的燃烧 开发清洁能源 4 物质循环和能量流动的比较 植树造林 化学燃料 知识拓展 1 富集作用概念 指环境中的一些污染物 如重金属 化学农药 通过食物链在生物体内大量积累的过程 2 富集物特点 化学性质稳定不易被分解 在生物体内积累而不易排出 3 富集作用过程 随着食物链的延长而不断加强 即营养级越高 富集物的浓度越高 如有机氯农药在水中的溶解度虽然很低 但是通过 浮游植物 浮游动物 小鱼 肉食性鱼 这样一条食物链 可以千万倍地富集起来 4 富集作用危害 有害物质的浓度通过生物富集作用增加 会对人体或动物造成危害 1 气候变化与生态系统的碳循环密切相关 下表为A B两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况 1 生态系统碳的吸收主要是通过 作用实现的 碳的释放主要是通过 作用实现的 2 表中 时期的生态系统处于稳定状态 原因是 3 由于过度的人工碳排放 破坏了生态系统的 导致大气中 增加并引起全球气候变化 4 人们正在积极开发新能源以减少碳排放 如 叶绿素太阳能电池 是模仿类囊体吸收光能的特性而制造的 类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的 阶段 又如经改造的蓝藻能在细胞内将光合作用产生的 直接发酵转化为燃料乙醇 解析 1 光合作用吸收CO2 呼吸作用释放CO2 生态系统中的碳循环主要是通过光合作用和呼吸作用实现的 2 生态系统中的碳吸收量等于释放量时 说明该生态系统处于相对稳定状态 3 过度的人工碳排放使得碳释放量大大超过碳吸收量 从而破坏了生态系统的稳定性 向大气中排放大量的CO2会引起温室效应 导致全球气候变化 4 光合作用的光反应阶段中 对光能的吸收和转化发生在叶绿体的类囊体薄膜上 蓝藻光合作用的产物是糖类 有机物 经酒精发酵可生成乙醇 答案 1 光合呼吸 2 A碳的吸收量等于碳的释放量 3 碳平衡CO2浓度 4 光反应有机物 1 生态系统的信息传递 1 作用 决定能量流动与物质循环的方向和状态 2 表现 信息传递存在于生态系统的各种成分之间 把生态系统的各个组成部分联系成一个整体 而且具有调节生态系统稳定性的作用 生态系统的信息传递 2 信息传递在生态系统中的作用 1 调控生物体的正常进行和的繁衍 2 调节生物的种间关系 以维持的稳定 3 信息传递在农业生产中的应用 1 提高农产品和畜产品的产量 养鸡业在增加营养的基础上延长光照时间可以提高产蛋率 用一定频率的声波处理蔬菜 谷类作物及树木等的种子 可以提高发芽率 获得增产 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 黏虫成虫具有趋光性 对蜡味特别敏感 生产上就利用这一点 在杀菌剂中加入蜡类物质诱杀黏虫 人们还可以利用性引诱剂 迷向法 防治害虫 生命活动 种群 生态系统 4 信息传递与生态系统其他功能的比较 特别提醒 生态系统的信息的种类因传播途径的不同而不同 如孔雀开屏如果是通过行为传递给对方信息则属于行为信息 如果通过羽毛的颜色等传递给对方信息 则属于物理信息 2 下列关于生态系统信息传递特征的描述 正确的是 A 生态系统的物理信息都来源于无机环境B 植物都通过化学物质传递信息C 信息沿食物链从低营养级向高营养级传递D 信息可以调节生物种间关系解析 生态系统的物理信息来源于无机环境和生物 植物通过化学物质或物理途径传递信息 即化学信息和物理信息 信息传递是双向的 既能从低营养级向高营养级传递 也能从高营养级向低营养级传递 答案 D 1 抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系 生态系统的稳定性 2 生态系统稳定性的条件 表现和调节机制 1 稳定性前提条件只有当生态系统发展到一定阶段 它的生产者 消费者和分解者三大功能类群齐全 能量的输入保持稳定 物质的输入和输出相对平衡时才表现出来 这一阶段就是生态系统的成熟阶段 2 稳定性表现 结构相对稳定 生态系统中动植物种类及数量一般不会有太大的变化 一般相关种群数量呈现周期性变化 可用如图曲线表示 功能相对稳定 生物群落的能量输入与输出相对平衡 物质的输入与输出保持相对平衡 特别提醒 1 抵抗力稳定性高低比较 生物圈 海洋生态系统 热带雨林 温带草原 极地荒漠 恢复力稳定性正好与其相反 2 某一生态系统在彻底破坏之前 受到外界干扰遭到一定程度的破坏而恢复的过程 应视为抵抗力方面的稳定性 如河流轻度污染的净化 若遭到彻底破坏 则恢复过程应为恢复力稳定性 如火灾后草原的恢复等 3 生态系统的稳定性及原理总结 4 反馈调节的种类 3 下列曲线表示四个不同的自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后 初级消费者数量的变化情况 其中抵抗力稳定性最高的生态系统是 解析 在受到同等程度的外来干扰后 初级消费者数量变化最小的生态系统的自我调节能力最强 抵抗力稳定性最高 答案 C 设计并制作生态缸 观察其稳定性1 实验流程 2 实验设计要求 3 生态缸稳定性观察与分析 1 观察稳定性 可通过观察动植物的生活情况 水质变化 基质变化等判断生态系统的稳定性 2 由于生态缸中的生态系统极为简单 自我调节能力极差 所以抵抗力稳定性极低 生态系统的稳定性极易被破坏 因此 生态缸内的生物只能保持一定时间的活性 4 为观察生态系统的稳定性 设计4个密闭 透明的生态瓶 各瓶内的组成和条件见下表 经过一段时间的培养和观测后 发现甲瓶是最稳定的生态系统 注 表示有 表示无 请回答以下问题 1 乙瓶中 藻类的种群密度变化趋势为 原因是 2 丙瓶比甲瓶有较多的有机物 原因是 3 丁瓶与甲瓶相比 氧气含量 原因是 4 根据观测结果 得出结论 解析 1 甲瓶稳定的原因分析 生态系统的稳定性取决于该生态系统生物种类和数量的合理搭配 在光照条件下 水草 藻类为生产者 进行光合作用 消耗水中的二氧化碳 释放出氧气 同时将无机物转化成有机物 为消费者 浮游动物 小鱼 提供氧气和食物 泥沙中含有微生物 分解者 可将水中的有机物分解成无机物 实现瓶内物质循环 2 准确分析表中的信息 乙瓶与甲瓶相比缺少光照 不久稳定性被破坏 说明光照是维持该生态系统的必要条件 丙瓶与甲瓶相比缺少分解者 不久稳定性被破坏 说明分解者是维持该生态系统的必要条件 丁瓶与甲瓶相比多小鱼 消费者过多 也造成稳定性被破坏 说明生态瓶中消费者不能过多 过多会因氧气供应不足 造成生态系统崩溃 答案 1 减小缺乏光照 无法进行光合作用 2 没有微生物的分解作用 3 低小鱼呼吸要消耗部分氧气 4 分解者是生态系统的重要组成成分 光照是维持该生态系统长期稳定的必要条件 例1 2014年福建安溪模拟 如图是生态系统中碳循环示意图 表示碳的流动方向 下列说法正确的是 A 图中A是生产者 B D E是消费者 C是分解者B 该生态系统的成分包括A B C D 非生物的物质和能量C 该生态系统中食物网可表示为 A D E BD E每增加1kg的体重 至少需要25kg的A 生态系统的物质循环 解析 图中A是生产者 D E是消费者 B是分解者 C是大气中CO2库 A项错误 生态系统的成分包括所有生物和非生物的物质和能量 所以还必须包括E B项错误 B是分解者 不参与食物链的组成 C项错误 按最高能量传递效率计算 E每增加1kg的体重 至少需要A为1 20 20 25 kg 答案 D 例2 萤火虫通过闪光来识别同伴 草原上的鸟在发现天敌后 雄鸟急速起飞 扇动翅膀为雌鸟发出信号 某种植物根系能分泌一种使休眠的真菌孢子发芽的化合物 如将这类物质在作物播种前施入土中 就可以使休眠孢子提前发芽 使其找不到寄主而死亡 以上三个实例分别体现了哪一类信息的作用 A 物理信息 化学信息 行为信息B 物理信息 行为信息 化学信息C 行为信息 物理信息 化学信息D 化学信息 行为信息 物理信息 生态系统的信息传递 解析 生态系统中信息的分类是以传递信息的载体为依据来划分的 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 动作这些 肢体语言 来传递和表达的 题干中植物根系分泌的是一种化学物质 很明显属于化学信息 鸟发现天敌后 做出了很夸张的动作 强调的是特殊的行为 所以属于行为信息 答案 B 例3 6月5日是世界环境日 今年我国的世界环境日主题是 共建生态文明 共享绿色未来 草原是绿色生态环境的重要组成部分 某草原生态系统的食物网如下图所示 1 图中食物网较简单 因此 该草原生态系统的 能力较差 其 稳定性也相应较低 除图中所示的生物类群外 该生态系统的生物组成成分还应有 才能保证其物质循环的正常进行 生态系统的结构功能及稳定性 2 如果图中草能提供10000kJ的能量 营养级间的能量传递效率为10 20 那么鹰占据的营养级能够得到的最低和最高能量值分别是 kJ和 kJ 若去除蛇 且狐的数量不变 则草原容纳鹰的数量会 若外来生物入侵该区 则会导致该草原的 锐减或丧失 3 影响图中兔种群数量变化的种间因素是 和竞争 若某年兔种群的K值为1000只 且1只兔和4只鼠消耗的草量相等 其他条件不变的情况下 次年鼠的数量增加400只 则兔种群的K值变为 只 用标志重捕法调查该区鼠的种群数量时 若部分标记个体迁出 则导致调查结果 填 偏高 或 偏低 4 草原干旱时 兔摄取水分减少 体内细胞外液渗透压 引起 渗透压感受器兴奋 增加抗利尿激素的释放 进而引起 对水的重吸收增加 减少排尿量 以保持体内水平衡 解析 1 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和功能保持原状的能力 生态系统之所以具有抵抗力稳定性 是因为生态系统内部具有一定的自我调节能力 生态系统的自我调节能力有大有小 因此 抵抗力稳定性有高有低 一般地说 生态系统的成分越单纯 营养结构越简单 自我调节能力就越小 抵抗力稳定性就越低 生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量以及生物成分 生产者 消费者和分解者 图中的生物组成成分缺少了分解者 2 据图分析 鹰所在的食物链有三条 分别占据着第三营养级和第四营养级 它所获得的能量最低值要按照最长