浙科版必修三 第六章 第四节 生态系统的稳态及其调节 学案.doc

第四节 _生态系统的稳态及其调节1生态系统的一个重要特点是趋于稳态，这种稳态是靠生态系统的自我调节实现的，而生态系统自我调节能力的基础则是反馈调节。反馈调节包括负反馈和正反馈。正反馈的作用常常使生态系统远离稳态，对生态系统有极大的破坏作用，从长远看，生态系统中负反馈调节起主要作用。2生态系统总是朝着物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展，直到生态系统稳定为止。当生态系统达到最稳定状态时，它能在很大程度上克服和消除外来干扰，保持自身的稳定性。 生态系统的稳态及其调节1稳态及其调节机制生态系统的一个重要特点就是它常常趋向于稳态，使系统内部的所有成分彼此相互协调，保持稳定，这种稳态是靠生态系统的自我调节来实现的。2反馈调节(1)反馈调节概念：当生态系统中的某一成分发生变化的时候，它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这些变化又反过来影响最初发生变化的那种成分，此过程叫反馈调节。(2)反馈类型：负反馈：负反馈是最常见的一种反馈，反馈的结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。如草原上的食草动物因为某种原因而增加，植物就会受到过度啃食而减少这会反过来抑制和降低动物数量的增长，从而使生态系统保持稳定。正反馈：正反馈在自然生态系统中是很少见的，其作用与负反馈相反，即生态系统中某一成分的变化，所引起的一系列变化反过来不是抑制而是加速最初所发生的变化，因此，正反馈的作用常常使生态系统远离稳态。正反馈对生态系统有极大的破坏作用，从长远看，生态系统中负反馈调节将起主要作用。3自然生态系统的发展趋势在自然条件下，生态系统总是朝着物种多样化，结构复杂化，功能完善化的方向发展，直到生态系统达到稳态为止。4正确处理人与自然的关系(1)由于生态系统具有自我调节功能，所以在通常情况下生态系统会保持稳定，但此功能是有一定限度的，当外来干扰超过一定限度的时候，此功能就会受到损害。(2)保持生态系统结构和功能的稳定是人类生存和发展的基础。(3)人类活动除了要讲究经济效益和社会效益外，还必须特别注意生态效益和生态后果，以便在利用自然的同时能基本保持生物圈的稳定。1请归纳总结生物种类与自我调节能力的关系。提示：生物种类繁多，营养结构复杂自我调节能力强抵抗外力干扰的能力强。2为何从长远看，生态系统中负反馈调节起主要作用？提高生态系统稳定性措施有哪些？提示：负反馈调节可使生态系统保持稳定。例如增加生物种类和数量，使结构变得复杂。3生态系统具有自我调节力，可以一直保持稳定状态吗？举例说明。提示：生态系统具有自我调节力，可在很大程度上克服和消除外来的干扰，保持稳定，但它的调节力有限，当外来干扰因素超过一定限度时，生态系统的自我调节功能本身会受到损害。如：火山爆发、地震等。4提高生态系统的稳定性，我们可以做些什么呢？提示：控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力。对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。 1生态系统的自我调节能力(1)自我调节能力取决于生态系统自身的净化作用和完善的营养结构。净化作用包括物理沉降、化学分解和微生物的降解三个方面，它是河流生态系统抵抗环境污染的有效途径。完善的营养结构使生态系统具有一种反馈调节机制，进而抵抗外界干扰，维持自身稳定。反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，如在森林中，当害虫数量增加时，食虫类由于食物丰富，数量也会增加，害虫种群的增长就会受到抑制。生态系统的自我调节主要依靠群落内的种间关系(主要是捕食)和种群中的种内斗争来实现。(2)自我调节能力与生态系统成分和营养结构的关系。生态系统的自我调节能力与其自身的成分和营养结构呈正相关。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，反之越大。2生态系统反馈调节的种类与比较比较项目正反馈负反馈调节方式加速最初发生变化的那种成分所发生的变化抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化结果常使生态系统远离稳态有利于生态系统保持相对稳定实例分析已污染的湖泊污染加剧 以图表信息为依托，考查生态系统中的能量流动例1某种植玉米的农场，其收获的玉米子粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食，玉米的秸秆则加工成饲料喂牛，生产的牛和鸡供人食用。人、牛、鸡的粪便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼渣、沼液作为种植玉米的肥料。据此回答(不考虑空间因素)：(1)请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网。(2)牛与鸡之间_(填“有”或“无”)竞争关系，理由是_。人与鸡的种间关系是_，人与牛的种间关系是_。(3)流经该农场生态系统的总能量来自_所固定的_，无机环境中的碳以_形式进入该人工群落。(4)假设该农场将所生产玉米的1/3作为饲料养鸡，2/3供人食用，生产出的鸡供人食用。现调整为2/3的玉米养鸡，1/3供人食用，生产出的鸡仍供人食用。理论上，该农场供养的人数将会_(填“增多”、“不变”或“减少”)，理由是_。 精讲精析(1)从题干信息所给出的生物之间的食物关系，可写出该生态系统的营养结构(食物链和食物网)。(2)因为牛与鸡所需食物资源不同(牛食玉米秸秆、鸡食玉米子粒)，所以它们之间无竞争关系，人与鸡之间构成的是捕食与竞争的关系，人与牛之间构成捕食关系。(3)流经一个生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能，因此流经该农场生态系统的总能量来自玉米所固定的太阳能，无机环境中的碳是以co2的形式通过绿色植物的光合作用进入该人工群落的。(4)结合食物网，当鸡食用玉米增多时，人从玉米中获得的能量将减少，即能量的利用率降低，该农场可供养的人数将会减少。答案(1)如图(2)无它们所需食物资源不同(或牛食玉米秸秆、鸡吃玉米子粒)捕食与竞争 捕食(3)玉米(其他合理答案也可)太阳能co2(4)减少改变用途的1/3玉米被鸡食用后，在鸡这一环节散失了一部分能量，导致人获得的能量减少(1)同一营养级生物之间是竞争关系。(2)能量沿食物链(网)传递时，单向递减。食物链越长，散失能量越多，营养级越高得到的能量越少，数量越少。1下图表示某草原生态系统中能量流动图解，表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是() a是流入该生态系统的总能量b图中兔细胞呼吸消耗的能量应与相等c图中/的比值代表草兔的能量传递效率d和分别属于草和兔同化能量的一部分解析：选d草所固定的太阳能是流入该生态系统的总能量；兔粪便中的能量不属于兔同化的能量；/的比值代表兔狐的能量传递效率；粪便是生物没有同化的那部分能量，其中属于草同化的能量的一部分，属于兔同化的能量的一部分。以模式图为载体，考查碳循环过程例2下图是自然界碳循环的简图，据图分析下列叙述错误的是()a甲为分解者，乙为消费者，丙为生产者b表示co2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中c表示大气中co2进入生物群落的主要途径d碳元素以无机物形式在丙乙甲所示的渠道流动思路点拨 精讲精析据图可知：大气中的co2只能通过丙进入生物群落，故丙为生产者，为生产者将co2固定为有机物；丙被乙捕食(图中过程)，丙和乙最终被甲分解，故甲、乙分别为分解者、消费者；表示通过分解者、生产者、消费者的呼吸作用将生物群落内的有机物分解为co2返回大气。碳元素在生物群落内以有机物形式传递，其途径为食物链(网)，故d错误。答案为d。碳循环模式图中生态系统成分的判断 (1)首先双向箭头的两端分别是生产者和大气中的co2，因为只有生产者既能通过光合作用或化能合成作用从大气中吸收co2，又能通过呼吸作用向大气中释放co2，因此只有生产者与大气中的co2之间具有双向箭头(如图1中的a与b、图2中的a与c、图3中的a与e、图4中的a与b)。(2)在此基础上，其他成分都有箭头指向的为大气中的co2，因为生产者、消费者、分解者都可通过呼吸作用向大气中释放co2(如图1中的b、图2中的c、图3中的a、图4中a)，双向箭头的另一端则为生产者(如图1中的a、图2中的a、图3中的e、图4中的b)。(3)除大气中的co2外其他生物成分都有箭头指向的为分解者，因为动植物的遗体遗物都要被分解者分解(如图1中的d、图2中的e、图3中的c、图4中d)，剩下的成分为消费者(如图1中的c、图2中的b、d，图3中的b、d、f，图4中的c)。2下图是生态系统的碳循环示意图，则相关叙述正确的是()生态系统中碳循环首先依赖于绿色植物的光合作用图中分解者通过需氧呼吸和厌氧呼吸两种分解方式将生物组织内的碳返回大气中图中m里的碳，除碳酸盐外，还可通过燃烧回到大气中碳循环的进行伴随着能量流动，但由于生物体不能在代谢中利用热能，因而能量流动具有单向流动和逐级递减的特点abc d解析：选d碳循环首先依赖于绿色植物的光合作用，非生物环境中的碳可经燃烧作用返回大气，生物体不能利用热能，食物链不可逆转均导致能量流动具有单向性特点。综合考查物质循环与能量流动及其之间的关系例3下面为某生态系统的部分物质循环简图，其中m表示非生物的物质和能量。相关叙述正确的是()a若m表示大气中的co2，则碳元素在图中过程中是以有机物形式传递的b从图中我们可以看出能量伴随着物质循环而循环c若m表示大气中的co2，则碳元素可在生物群落中反复循环利用d若m表示无机环境中的能量，则的能量值为与对应的能量值之和精讲精析选项分析a项正确碳在生物群落内部是以有机物的形式传递的，图中表示捕食关系b项错误能量是单向流动的，不能循环利用c项错误碳在无机环境和生物群落之间反复循环利用，而不是在群落内反复利用d项错误表示生产者固定的总能量，除包括外，还包含消费者通过呼吸作用散失的能量3下列关于生态系统能量流动和物质循环关系的叙述中，不正确的是()a二者是密切联系的两个过程b在能量流动过程中，物质是能量的载体c能量是物质循环的动力d从能量流动和物质循环的角度来看，生态系统是一个自给自足的系统解析：选d能量流动与物质循环是密不可分的，它们将生态系统的各个成分紧密地联系在一起，但能量是单向流动、逐级递减的，故生态系统在能量上不能自给自足。考查生态系统稳态及其调节机制例4某池塘中，早期藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤大量繁殖，藻类减少，接着又引起水蚤的减少，后期排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述，正确的是()a早期不属于负反馈，后期属于负反馈b早期属于负反馈，后期不属于负反馈c早期、后期均属于负反馈d早期、后期均不属于负反馈精讲精析水蚤以藻类为食，早期藻类大量增加，水蚤增加，因水蚤大量繁殖，导致藻类减少，这属于负反馈；而后期因污染导致水蚤死亡，水蚤的死亡又加重了污染，属于正反馈。答案为b。在负反馈调节下，系统趋于平衡；在正反馈调节下，系统远离平衡，这是判断反馈类型的重要依据。 4.关于生态系统自我调节能力的叙述中，错误的是()a在森林中，当害虫增加时食虫鸟也会增多，这样，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生物群落与无机环境之间不存在负反馈调节d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会迅速丧失解析：选c负反馈调节普遍存在于生物之间，也存在于生物群落与无机环境之间。课堂回扣练习一、概念原理识记题1下列有关生态系统能量流动的叙述中，不正确的是()a能量流动过程是指太阳能被绿色植物固定及能量从生物体进入环境的过程b能量流动是单向的，不可逆转的c食物链越短，可供最高营养级消费的能量越多d营养级越多，散失的能量越多解析：选a能量流动从生产者所固定的太阳能开始，能量沿着食物链的各个营养级由一种生物转移到另一种生物体内，最终以热能形式释放到自然界中去。能量流动的特点：单向流动，逐级递减。2在碳循环中，co2进入生物群落的生理过程是()光合作用细胞呼吸分解作用燃烧作用蒸腾作用abcd解析：选a无机环境中的co2绝大部分是通过绿色植物的光合作用合成有机物进入生物群落的，还有很小的一部分通过化能合成作用合成有机物进入生物群落。二、易错易混辨析题3下列关于生态系统稳定性的叙述不正确的是()a负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础b“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的自我调节能力c某营养级的一些生物消失，可由同一营养级的其他生物替代d平衡生产者和消费者的数量能提高生态系统的稳定性解析：选d增加生态系统中的生物种类可以提高其稳定性，平衡生产者和消费者的数量并不能提高生态系统稳定性。回扣知识点1能量流动的含义和特点。 2碳循环的过程。 3易误点提醒：生态系统的稳态通过自我调节实现，调节能力的大小取决于该生态系统生物种类和数量的合理搭配。三、基本原理应用题4右图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述错误的是()a图中乙都是自养生物，光合生物细胞中不一定有叶绿体但都含有色素b适度松土不可以促进过程c过程的加剧是造成温室效应的主要原因d达到平衡状态