高考生物一轮复习 第2单元 生物与环境 第4讲 生态系统的物质循环、信息传递和稳定性课件 新人教版必修3.ppt

走向高考 生物 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 高考总复习 生物与环境 必修三 第二单元 第四讲生态系统的物质循环 信息传递和稳定性 第二单元 1 生态系统中物质循环的基本规律及应用 2 生态系统中的信息传递 3 生态系统的稳定性 一 物质循环1 概念 1 物质 组成生物体的 如c h o n p s等 2 循环范围 和 之间 3 循环特点 具有 化学元素 无机环境 生物群落 全球性 循环流动 反复出现 2 碳循环过程 1 请写出图中各标号的名称 摄食 分解作用 2 循环形式 呼吸作用 光合作用 呼吸作用 燃烧 co2 3 物质循环与能量流动的关系 1 两者是 的 彼此相互依存 不可分割 2 物质作为能量的 使能量沿着 流动 能量作为 使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返 同时进行 载体 食物链 网 动力 二 生态系统的信息传递1 生态系统中信息的种类 连线 信息种类实例 物理信息a 植物的生物碱 有机酸等 化学信息b 求偶炫耀 行为信息c 光 声 温度 湿度 磁力等 2 信息传递在生态系统中的作用 1 个体 离不开信息的作用 2 种群 离不开信息的传递 3 群落和生态系统 能调节生物的 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 的产量 2 对 进行控制 生命活动的正常进行 生物种群的繁衍 种间关系 农产品或畜产品 有害动物 三 生态系统的稳定性1 概念生态系统所具有的 自身结构和功能相对稳定的能力 2 原因生态系统具有一定的 能力 3 调节基础 4 特点调节能力有一定的 保持或恢复 自我调节 负反馈调节 限度 5 生态系统的稳定性 1 种类 抵抗力稳定性 生态系统抵抗 并使自身的结构与功能 的能力 恢复力稳定性 生态系统在受到 因素的破坏后 的能力 2 提高措施 控制对生态系统 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 实施相应的 投入 保证生态系统 的协调 外界干扰 保持原状 外界干扰 恢复到原状 干扰 物质 能量 内部结构与功能 1 结合碳循环过程 分析应如何减轻温室效应的影响 提示 1 大力植树造林 2 开发清洁能源 减少化石燃料的燃烧 2 观察信息传递的模型 请思考 1 信息的来源是什么 2 信息传递的范围是什么 3 信息传递有何特点 提示 1 生物或无机环境 2 存在于生态系统的各种成分间 包括生物和生物之间 生物与无机环境之间 3 双向传递 与营养结构的关系 分类 含义 5 害虫与拟水狼蛛间的信息传递 不利于维持生态系统的稳定 6 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 7 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 8 落叶阔叶林 针阔叶混交林和针叶林遭到严重破坏时 往往不易在短时间内恢复到原来的状态 原因是其抵抗力稳定性较低 9 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 10 与自然池塘相比 人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性高 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案b解析烟草叶片释放出挥发性的化学物质 保护其不受蛾幼虫侵害 起作用的信息是化学信息 a 图中 过程可以表示绿色植物的光合作用b 缺少类群甲则生态系统的物质循环不能正常进行c 类群丙的有氧呼吸是产生大气中气体x的主要途径之一d 增加图中各营养级生物的种类可提高该生态系统的恢复力稳定性答案d解析结合图可以看出 甲是分解者 乙是生产者 丙 丁为消费者 过程可表示绿色植物的光合作用 类群丙正常情况下进行有氧呼吸 生态系统中 生物种类越多 营养结构越复杂 抵抗力稳定性越高 答案b解析光属于物理信息 翅膀的扇动属于行为信息 而分泌的化合物属于化学信息 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答案b解析一般来说 生态系统中的生物种类越少 抵抗力稳定性越低 而恢复力稳定性就越高 在一块牧草地上通过管理除去杂草提高牧草的产量后 其抵抗力稳定性会下降 1 生态系统的碳循环 生态系统的物质循环 4 物质循环的特点 全球性 物质循环的范围是生物圈 往复循环 重复利用 物质可以在无机环境和生物群落之间反复利用 5 碳循环及存在形式 在生物群落和无机环境间以co2的形式循环 在生物群落内部以有机物的形式传递 在无机环境中主要以co2和碳酸盐的形式存在 2 物质循环与能量流动的关系 高考警示 正确理解生态系统物质循环的四个关键点 1 生态系统的物质循环中所说的 生态系统 并不是一般的生态系统 而是指地球上最大的生态系统 生物圈 因此物质循环具有全球性 2 生态系统的物质循环中所说的 物质 并不是指组成生物体的化合物 而是指组成生物体的化学元素 如c h o n p s等 3 碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的 只有生产者与无机环境之间的传递是双向的 其他各成分间的传递均是单向的 4 重金属和ddt等农药的生物富集 生物富集问题与能量流动相反 能量沿食物链流动时逐级递减 而农药或重金属在食物链中则存在 生物富集作用 即营养级越高 该物质浓度越高 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 达到平衡状态的生态系统 和 的量基本相等 解析由图可知 a为分解者 b为生产者 c为消费者 图中b都是自养生物 光合生物如蓝藻中没有叶绿体但含有色素 适度松土不可以促进 消费者的呼吸作用过程 而是促进分解者的分解作用 过程即化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因 在一个稳定状态的生态系统中 碳吸收量应该基本上等于碳释放量 碳元素由无机环境进入生物群落主要依赖于绿色植物的光合作用 而由生物群落回归无机环境则主要依赖于各类生物的呼吸作用和分解者的分解作用 答案d 解析根据题干可以知道a是生产者 d e是消费者 b是分解者 c是无机环境 生态系统中分解者不参与食物链 不占营养级 此题中食物链是 a d e 如果e增加1kg的体重 按照最大传递效率20 计算 需要25kg的a 答案d 技巧点拨 对物质循环过程相关图解的识别 1 碳循环过程示意图 2 将上图换成字母 如下面三种变式图 据图判断a b c d各代表哪种成分 图1 先根据双向箭头判断 a和b应为生产者和非生物的物质和能量 不能写 无机环境 也不能写 生物类别 再根据a c判断 c为消费者 剩下的d为分解者 图2 根据a与c之间的双向箭头判断 a是生产者 c是非生物的物质和能量 根据a b d的箭头都流向e 可进一步判断 b是初级消费者 d是次级消费者 e是分解者 图3 根据a与e之间的双向箭头判断 a为非生物的物质和能量 e为生产者 然后观察剩余的几个成分 其中其他生物部分的箭头都指向c 所以c是分解者 剩余的b d f则为消费者 整个图解中 食物链是e f d b 1 信息的类型 生态系统的信息传递 2 信息传递与生态系统其他功能的比较 高考警示 关于信息传递的三个易错点 1 信息传递的方向通常是双向的 不同于能量的单向流动 也不同于物质循环 2 信息传递过程中伴随着一定的物质和能量的消耗 3 信息传递存在于生态系统的各种成分之间 如下图所示 解析昆虫在生命活动中 产生了一些可以传递信息的化学物质 如性外激素 它由昆虫的体表腺体所分泌 并且具有挥发性 其作用是引诱异性个体前来交尾 这样雌雄性个体就可以通过化学信息联系在一起 完成生殖过程 答案d 解析生态系统中 食物链上的相邻物种之间存在着 食 与 被食 的关系 相邻物种的某些个体行为与种群特征为对方提供了大量的有用信息 例如 在草原上 当草原返青时 绿色 为食草动物提供了可以采食的信息 森林中 狼能够依据兔留下的气味进行猎捕 兔同样也能够依据狼的气味或行为特征躲避追猎 可见 信息能够调节生物的种间关系 以维持生态系统的稳定 答案b 技巧点拨 巧判生态系统信息传递的类型 1 涉及声音 颜色 植物形状 磁力 温度 湿度这些信号 通过动物感觉器官皮肤 耳朵 眼或植物光敏色素 叶 芽等感觉上述信息 则判断为物理信息 2 若涉及化学物质挥发性 如性外激素等 这一特点 则判断为化学信息 3 凡涉及 肢体语言 者均属行为信息 4 若在影响视线的环境中 如深山密林 生物间多依靠 声音 这种物理形式传递信息 5 若在噪音嘈杂的环境 如洪水瀑布旁 生物多以 肢体语言 这种 行为 信息交流 1 生态系统稳定性的理解 生态系统的稳定性 1 结构的相对稳定 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 2 功能的相对稳定 生物群落能量的输入量与输出量保持相对平衡 物质的输入与输出保持相对平衡 3 生态系统的稳定是系统内部自我调节的结果 这种调节主要是依靠群落内部种间关系及种内斗争来实现的 2 抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较 3 生态系统中正 负反馈调节比较 高考警示 1 抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系并不是绝对的 而是相对的 如极地苔原 由于其物种组分单一 结构简单 它的抵抗力稳定性很低 在遭到过度放牧 火灾等干扰后 由于温度等自然条件比较差 所以恢复的时间十分漫长 恢复力稳定性也比较低 2 自我调节能力大小包括 自身净化能力 物理沉降 化学分解和微生物的分解 完善的营养结构 自身的反馈调节 维持各营养级生物数量相对稳定 解析与农田 草原 冻原等生态系统相比较 热带雨林的组成成分最复杂 自我调节能力强 抵抗力稳定性强 而恢复力稳定性弱 热带雨林中生产者 消费者和分解者的数量均较农田 草原 冻原等生态系统多 故生产力强 分解力也强 能量流动和物质循环是同时进行 紧密联系的 森林生态系统的物质循环和能量流动速度都较快 答案c 甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强 甲生态系统中生物群落的营养关系一定较乙复杂 乙生态系统在s点后一定有新的物种产生 乙生态系统在s点后一定经历次生演替过程a b c d 解析据图可知 在s点气候发生了很大变化 但对甲生态系统影响不大 说明甲生态系统的抵抗外界干扰能力较强 而乙生态系统变化较大 说明对外界干扰的抵抗能力较弱 乙生态系统在s点时 种群类型及数量几乎接近于零 而后又逐渐恢复到原来状态 所以可确定乙在s点后经历了次生演替过程 答案b 技巧点拨 剖析生态系统的两种稳定牲生态系统抵抗力稳定性 恢复力稳定性和总稳定性的关系可用下图表示 1 图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围 2 y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小 作为抵抗力稳定性的定量指标 y越大 说明抵抗力稳定性越弱 反之 抵抗力稳定性越强 3 x可以表示恢复到原状态所需的时间 x越大 表示恢复力稳定性越弱 反之 恢复力稳定性越强 4 ts表示曲线与正常范围之间所围成的面积 可作为总稳定性的定量指标 这一面积越大 即x与y越大 则说明这个生态系统的总稳定性越低 1 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 实验 设计并制作生态缸 观察其稳定性 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 这样可保证生态缸中有充足的太阳能 当然 生态缸一定要封闭 防止外界生物或非生物因素的干扰 3 实验注意事项 1 实验设计要求 2 生态缸稳定性观察与分析 观察稳定性 可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 由于生态缸极为简单 自我调节能力极差 抵抗力稳定性极低 其稳定性易被破坏 因此 生态缸内的生物只能保持一定时间的活性 若生态缸是一个开放的生态系统 则生态系统的成分复杂 自我调节能力强 在没有巨大外界环境干扰的情况下会长期保持相对稳定 注 表示有 表示无 请回答以下问题 1 乙缸中 藻类的种群密度变化趋势为 原因是 2 丙缸比甲缸有较多的有机物 原因是 3 丁缸与甲缸相比 氧气含量 原因是 4 根据观测结果 得出结论 解析据表格分析可知 乙缸无光照 藻类因无法进行光合作用而死亡 种群密度下降 丙缸与甲缸相比 少泥沙 分解者很少 无法将该缸中动植物遗体 动物的排出物中的有机物分解为无机物 丁缸与甲缸相比多小鱼 小鱼进行呼吸作用要消耗水中大量的氧气 因此丁缸与甲缸相比 氧气含量低 总结结论的方法 找出该组实验中的自变量与因变量 归纳出自变量与因变量之间的关系 据表格分析甲缸为对照组 乙缸 丙缸 丁缸都为实验组 乙缸与甲缸相比少光 不久稳定性被破坏 说明光照是维持该生态系统长期稳定的必要条件 丙缸与甲缸相比少分解者 不久稳定性被破坏 说明分解者是生态系统中不可缺少的重要组成成分 丁缸与甲缸相比多小鱼 消费者过多 也造成稳定性被破坏 说明生态缸中动物不能过多 过多会使生产量小于消耗量 造成生态系统崩溃 答案 1 下降缺乏光照 藻类不能进行光合作用 不能生长 2 缺少泥沙 分解者数量太少 有机物不能被分解而累积 3 低 少 消费者较多 消耗较多的氧气 4 生态系统应该具有生产者 消费者和分解者以及非生物的物质和能量 太阳能 生产者 消费者以及分解者之间应保持适宜比例 以维持生态系统的相对稳定 思维导图 要点强记1 生态系统的物质循环指的是组成生物的各种元素在无机环境和生物群落之间循环往复的现象 2 碳元素在无机环境和生物群落之间是以co2的形式循环的 在生物群落内部是以含碳有机物的形式传递的 3 生态系统的信息传递包括物理信息 化学信息和行为信息等形式 4 生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性 二者呈负相关 5 生态系统稳定性的基础是生态系统的自我调节能力 负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础 答案a 解析解题时要以碳在无机环境和生物群落之间