《第三章 生态系统及其稳定性》课件

第三章生态系统及其稳定性第1节

生态系统的结构第2节

生态系统的能量流动第3节

生态系统的物质循环第4节

生态系统的信息传递第5节

生态系统的稳定性学习目标1.生态系统有哪些主要组成成分？它们是如何构成生态系统的？生态系统具有怎样的营养结构？食物网的复杂性对于解决生态学问题有什么启示？2.能量在生态系统中是怎样流动的？怎样理解生态金字塔？3.生态系统的物质循环过程是怎样的？怎样理解生物富集的成因和危害？物质循环与能量流动的关系是怎样的？4.生态系统中的信息有哪些类型？生态系统中的信息传递起着什么作用？如何运用生态系统的信息传递原理提高农作物产量、进行有害动物的防治？

5.什么是生态平衡？生态系统如何自我调节？怎样理解生态系统的稳定性？怎样提高生态系统的稳定性？01第1节

生态系统的结构资料1：月宫一号资料3：某池塘生态系统资料2：某荒漠生态系统1.生态系统：在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互

作用而形成的统一整体。知识梳理陆地生态系统森林生态系统草原生态系统荒漠生态系统水域生态系统海洋生态系统淡水生态系统农田生态系统果园生态系统城市生态系统人工生态系统自然生态系统人工林生态系统冻原生态系统2.生态系统的类型生态系统的类型地球上的全部生物及其非生物环境的总和，构成地球上最大的生态系统——生物圈。知识梳理思考•讨论：①不同生态系统中的生物分类整理

植物植食性动物肉食性动物微生物荒漠生态系统柠条、地锦、胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂姬蜂、步甲、园蛛、蜈蚣真菌、细菌、放线菌池塘生态系统栅藻、团藻、水草

草履虫、水蚤、田螺、草鱼青鱼、黑鱼细菌、真菌天宫一号15中蔬菜、稻谷昆虫

黄粉虫、细菌1.生态系统的组成成分知识梳理

植物植食性动物肉食性动物微生物非生物成分荒漠生态系统柠条、地锦、胡枝子、狗尾草等

蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂姬蜂、步甲、园蛛、蜈蚣真菌、细菌、放线菌阳光、热、空气、水……池塘生态系统栅藻、团藻、水草草履虫、水蚤、田螺、草鱼青鱼、黑鱼细菌、真菌阳光、热、空气、水……天宫一号15中蔬菜、稻谷昆虫

黄粉虫、细菌生物成分非生物成分思考•讨论：②不同生态系统的组成成分1.生态系统的组成成分知识梳理

植物植食性动物肉食性动物微生物非生物成分荒漠生态系统柠条、地锦、胡枝子、狗尾草等

蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂姬蜂、步甲、园蛛、蜈蚣真菌、细菌、放线菌阳光、热、空气、水……池塘生态系统栅藻、团藻、水草草履虫、水蚤、田螺、草鱼青鱼、黑鱼细菌、真菌阳光、热、空气、水……天宫一号15中蔬菜、稻谷昆虫

黄粉虫、细菌思考•讨论：③生物获取物质和能量的途径1.生态系统的组成成分通过分解动植物的遗体和动物的排遗物等获得物质和能量微生物通过光合作用，将太阳能转化为化学能，储存在有机物中植物通过捕食植物或其他动物获得物质和能量动物不同种类的生物获取物质和能量的途径是不尽相同的知识梳理

植物植食性动物肉食性动物微生物非生物成分荒漠生态系统柠条、地锦、胡枝子、狗尾草等

蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂姬蜂、步甲、园蛛、蜈蚣真菌、细菌、放线菌阳光、热、空气、水……池塘生态系统栅藻、团藻、水草草履虫、水蚤、田螺、草鱼青鱼、黑鱼细菌、真菌阳光、热、空气、水……天宫一号15中蔬菜、稻谷昆虫

黄粉虫、细菌总结：生态系统的组成成分1.生态系统的组成成分光、热、水、空气、无机盐等非生物的物质和能量动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等消费者自养生物，主要是绿色植物。生产者（基石）生态系统分解者能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是腐生细菌和真菌知识梳理明确每个成分的组成以及在生态系统中的作用、地位和营养方式营养方式：自养：生物利用无机物合成自身有机物的方式异养：生物通过摄取现成的有机物来获得营养的方式1.生态系统的组成成分（1）非生物的物质和能量空气、水分、无机盐等为生物提供物质和能量，是生物群落赖以生存和发展的基础是生态系统的必备成分。非生物的物质：作用:地位:非生物的能量：阳光、热能知识梳理生态系统的基石（2）生产者光能自养型：化能自养型：地位:绿色植物（主要）、蓝细菌（蓝藻）、光合细菌；硝化细菌①哪些生物可以称之为生产者呢？②如果没有生产者，生态系统还能否维持下去？自养型作用：营养方式：把无机物转化成有机物，太阳能转化为化学能，为消费者提供食物和栖息场所1.生态系统的组成成分知识梳理光合作用化能合成作用CO2+H2O(CH2O)+O2光能硝化细菌、铁细菌、硫细菌等CO2+H2O(CH2O)化学能（2）生产者光能自养型：绿色植物（主要）、蓝细菌（蓝藻）、光合细菌；1.生态系统的组成成分化能自养型：硝化细菌是类好氧性细菌，包括亚硝酸菌和硝酸菌。生活在有氧的水中或砂层中，在氮循环水质净化过程中扮演着很重要的角色。知识梳理生态系统的重要成分地位:营养方式：作用：(3)消费者营捕食生活的生物营寄生生活的生物加快生态系统中的物质循环和能量流动，利于植物的传粉和种子的传播异养型①哪些生物可以称之为消费者？②消费者对于生态系统有什么意义？菟丝子菟丝子、寄生细菌、病毒主要是动物1.生态系统的组成成分知识梳理(4)分解者必需的关键成分地位:作用：营腐生生活的细菌、真菌等微生物腐生动物：蚯蚓、蜣螂、秃鹫

将动植物遗体和动物的排遗物中的有机物转化为无机物①分解者的营养方式？②如果没有分解者，生态系统会出现什么现象？异养型营养方式：蚯蚓蜣螂1.生态系统的组成成分松茸秃鹫知识梳理例1.【判断】下列说法是否正确，并说明理由。E.细菌就是分解者（）A.秃鹫属于消费者（）腐生性动物如蚯蚓、蜣螂、秃鹫等属于分解者。B.硝化细菌属于分解者（）硝化细菌、光合细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者。C.生产者都是植物（）硝化细菌、光合细菌属于生产者。D.菟丝子属于生产者（）寄生植物菟丝子属于消费者。硝化细菌、光合细菌属于生产者。1.生态系统的组成成分×××××生产者、消费者微生物(细菌、真菌等)：

既有生产者：硝化细菌、铁细菌等

也有消费者：肺炎双球菌、根瘤菌

还有分解者：枯草杆菌；蘑菇等知识梳理生产者遗体、粪便等分解者无机盐等消费者

植食性动物肉食性动物1肉食性动物2生态系统的结构模型CO2等CO2思考•讨论：④参照一般系统的结构模式图，尝试画出生态系统的结构模型。1.生态系统的组成成分④①②③③③图中①②③④分别代表什么生理过程？呼吸作用光合作用呼吸作用分解作用紧密联系，缺一不可，使生态系统成为一个统一的整体知识梳理

“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现的是一种很常见的食物关系，这是一条食物链吗？不是那怎样才是一条完整的食物链？2.生态系统的营养结构--食物链和食物网知识梳理（1）食物链和营养级的概念①食物链

在生态系统中，各种生物之间由于_____关系而形成的一种联系；②营养级处于食物链某一环节上的____________的_____捕食各种生物总和某一营养级的生物代表的是处于该营养级的所有生物，不代表生物个体，也不一定是一个种群；2.生态系统的营养结构--食物链和食物网A.食物链知识梳理第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级第五营养级生产者初级消费者次级消费者三级消费者四级消费者2.生态系统的营养结构--食物链和食物网

由上图可知：食物链中第一营养级一定是________；消费者的营养级级别=其消费者级别_____生产者+1A.食物链（2）食物链和营养级的对应关系知识梳理思考：食物链上一般不超过五个营养级，想一想，这是为什么？各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余能量有一部分流入分解者，只有一小部分能够被下一营养级的生物利用，流到第五营养级时，余下的能量很少（即能量沿食物链的流动是逐级递减的，营养级越高获得的能量越少），甚至不足以养活一个种群，因此食物链一般不超过五个营养级；（2）食物链和营养级的对应关系2.生态系统的营养结构--食物链和食物网A.食物链知识梳理（3）食物链的特征①起始点

每条食物链的起点一定是______；

终点是不被其他动物捕食的动物，即_________；②营养关系和组成高中生物中的食物链，实际上是捕食食物链，是由生物之间的____关系形成的，只包括生态系统的组成成分中的______和_______，不包括_________和_________________；③方向——不可逆性食物链中的捕食关系是_______________的结果，不会倒转；④营养级个数一般来说，食物链不超过___个营养级；生产者最高营养级捕食生产者消费者分解者非生物的物质和能量长期自然选择五2.生态系统的营养结构--食物链和食物网A.食物链知识梳理（4）根据不同信息推导食物链①根据能量或者有机物含量

可以确定食物链为____________②根据重金属、DDT等物质的富集现象可以确定食物链为____________营养级ABCD能量（有机物）15.9870.71.9141.5B→D→A→C生物体ABCD有机汞浓度（mg.L-1）0.0570.5168A→C→B→D2.生态系统的营养结构--食物链和食物网A.食物链知识梳理

在生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种食物，也可能被多种肉食性动物所食。

因此，食物链会交错连接成复杂的网状。2.生态系统的营养结构--食物链和食物网B.食物网某陆地生态系统的食物网知识梳理（1）概念：_______彼此相互__________的复杂________

（2）形成原因________________________________________________________________________________________（3）食物链和食物网的功能①生态系统____________________________：一般认为，________________________________________；②食物链和食物网是_____________________________，是_____________________________；食物链相互交错营养关系

在生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种食物，也可能被多种肉食性动物所食食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强生态系统的营养结构生态系统物质循环和能量流动的渠道保持相对稳定的重要条件2.生态系统的营养结构--食物链和食物网B.食物网知识梳理思考：为什么食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强？如果一条食物链的某种动物减少或消失，它在食物链上的位置可能会由其他生物来取代2.生态系统的营养结构--食物链和食物网B.食物网某陆地生态系统的食物网知识梳理例3.食物网实例分析A.图中有_____条食物链；B.图中属于次级消费者的有：

________________________；图中属于第二营养级的有：

________________________；C.鹰和蛇的种间关系：______________；D.蛇处于第几营养级？_______________________8蛇、鹰、蛙、食虫昆虫、食虫鸟鼠、食植昆虫捕食和种间竞争在食物网中,两种生物之间的种间关系可能不止一种第三、第四、第五营养级在食物网中的同一消费者的营养级并不是一成不变的，可能处于多个营养级2.生态系统的营养结构--食物链和食物网B.食物网知识梳理(4)食物网中生物数量变化分析

①第一营养级生物数量减少对其他生物数量的影响

第一营养级的生物数量减少会导致其他生物数量都减少，因为第一营养级是其他生物直接或间接的食物来源；

②天敌减少，对被捕食者数量的影响“天敌”减少，则被捕食者数量增加，但随着其数量的增加，种内斗争加剧，种群密度下降，直到趋于稳定，但最终结果比原来数量要大（K值升高）；因此被捕食者的数量变化为:__________________________先增加，后减少，最后趋于稳定2.生态系统的营养结构--食物链和食物网B.食物网知识梳理1.研究表明，在我国华北地区某苹果园里生活着多种昆虫，害虫主要有卷叶蛾、蚧虫、蚜虫和食心虫等；害虫的天敌(即天敌昆虫)为草蛉、异色瓢虫、螳螂等；既非害虫又非害虫天敌的中性昆虫有蚊、蝇、蚂蚁等。在果园中种草，天敌昆虫的种类和数量都有增加。判断下列说法是否正确。(1)卷叶蛾、蚧虫、蚜虫等植食性动物是初级消费者。(

)(2)卷叶蛾→螳螂→黄雀，构成一条食物链，其中螳螂位于第二营养级。(

)(3)中性昆虫在果园生态系统中是多余的。(

)(4)种草后，果园中的食物网更复杂，有助于果园生态系统抵抗外界干扰。(

)√××√同步习题2.食物链彼此相互交错形成食物网。以下有关食物网的说法正确的是(

)A.每种动物可以吃多种植物B.每种生物都被多种生物捕食C.每种生物都只位于一条食物链上D.一种生物可能属于不同的营养级D同步习题02第2节

生态系统的能量流动呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用生产者（绿色植物）初级消费者（植食性动物）次级消费者（肉食性动物）三级消费者（肉食性动物）呼吸作用……分解者注意：每个箭头及箭头的方向大小、菱形方块的大小代表什么含义？初级消费者粪便中的能量属于以上哪个颜色箭头的部分？模型构建1：构建食物链的能量流动模型1.能量流动的过程知识梳理能量来源呼吸作用散失太阳能生产者能量去路每个营养级总能量固定的太阳能总量各级消费者上一个营养级生产者：各级消费者：同化总量=摄入量-粪便量流入下一营养级被分解者利用未利用均属于用于自身生长、发育和繁殖的部分模型构建2：构建某一营养级的能量流动模型1.能量流动的过程知识梳理例如：玉米→鸡→人青草未捕食被捕食未摄入摄入未同化（如粪便等：能量属于上一级）同化呼吸消耗构成机体（生长、发育、繁殖）分解者利用被捕食（下一营养级）未利用同化量＝摄入量－粪便量模型构建3：能量流经第二营养级的过程1.能量流动的过程知识梳理枯枝败叶遗体遗体遗体生物群落环境输入输出2.能量流动的概念生态系统中能量的

的过程输入、传递、转化和散失散失：通过各营养级及分解者的呼吸作用以热能形式散失输入:生产者通过光合作用固定的太阳能总量传递：以有机物中化学能的形式沿着食物链（网）传递

：光能

有机物中化学能

热能转化（其次还有化能合成作用）知识梳理自然和人工生态系统的填空标准：①.流经自然生态系统的总能量是：②.流经人工生态系统的总能量是：③.自然生态系统的能量来源是：④.人工生态系统的能量来源是：

生产者固定的太阳能生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的化学能太阳能太阳能和人工输入的有机物中的化学能2.能量流动的概念知识梳理赛达伯格湖能量流动图解(1)从方向上看：单向流动3.能量流动的特点在生态系统中，能量流动只能沿着_____由___营养级流向____营养级，不可_____，也不能_________；①生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，一般不可逆转；

②各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用。食物链低高逆转循环流动原因：知识梳理赛达伯格湖能量流动图解(2)从数值上看：逐级递减3.能量流动的特点①各营养级的生物都会因自身呼吸作用散失掉一部分能量。②各营养级能量都要有一部分流入分解者。③各营养级生物都不能全部被下一营养级捕食,各个营养级能量都有一部分未利用。原因：（能量传递效率为10%～20%）讨论2：从能量传递效率上看，能量为什么不能百分之百从一个营养级流到下一个营养级？知识梳理1.生态系统中所有生物的生命活动都需要能量，而不同营养级的生物获取能量的途径是有差别的。据此判断下列表述是否正确。(1)太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中。(

)(2)生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少。(

)(3)能量沿食物链流动是单向的。(

)√×√同步习题2.流经神农架国家级自然保护区的总能量是(

)A.该保护区中生产者体内的能量B.照射到该保护区中的全部太阳能C.该保护区中生产者所固定的太阳能D.该保护区中所有生产者、消费者、分解者体内的能量C同步习题3.在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a、b、c之间的关系是(

)A.a=b+cB.a>b+cC.a<b+cD.c=a+bB同步习题03第3节

生态系统的物质循环1.实例：①碳循环思考•讨论：分析碳循环的过程讨论1：碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？碳在非生物环境中主要以CO2的形式存在，在生物体内主要以有机物的形式存在。知识梳理1.实例：①碳循环思考•讨论：分析碳循环的过程讨论2：碳是如何进出生产者、消费者、分解者的（以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等）？大气中的CO2库生产者光合作用呼吸作用分解作用呼吸作用燃烧食物链和食物网消费者捕食化石燃料遗体残骸遗体残骸分解者遗体遗体水圈中的CO2库知识梳理

（组成生物体的蛋白质、糖类、脂质和核酸等都是以碳链为基本骨架形成的）A.碳的存在形式非生物环境：CO2（主要）和碳酸盐生物群落：含碳有机物B.碳在生物群落和非生物群落之间循环的形式：CO2C.碳在生物群落内的传递形式：含碳有机物D.碳进入生物群落的途径：光合作用（主要）和化能合成作用E.碳在生物群落中传递的主要途径：食物链、食物网F.碳返回非生物环境的途径：①生产者和消费者的呼吸作用；②分解者的分解作用；③化石燃料的燃烧；1.实例：①碳循环总结：知识梳理G.与自然界碳循环关系最为密切的两种细胞器：线粒体和叶绿体H.碳循环特点：全球性J.碳循环具全球性的原因：CO2能够随着大气环流在全球范围内进行K.海洋对调节大气中的碳含量起着非常重要的作用L.碳循环失调的后果：温室效应（1）温室气体：二氧化碳等（2）主要原因：①化石燃料的开采和使用大大增加了CO2的排放②森林、草原等植被遭到大面积破坏（3）缓解措施：①减少二氧化碳排放：开发新能源，减少化石燃料燃烧；②增加CO2的吸收和固定量：大力植树种草，提高森林覆盖率；③提高秸秆还田率，提高土壤储碳量1.实例：①碳循环知识梳理大气环流

海洋洋流（1）组成生物体的碳、氢、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。（2）具有全球性、循环性的特点。2.生态系统的物质循环知识梳理日常生活中铅的应用香烟食品玩具工业废气化妆品餐具燃烧容器汽车尾气3.生物富集（1）实例——铅的富集①铅与人类的生活息息相关知识梳理铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高煤燃烧、有色金属冶炼铅被排放进入大气沉降在土壤和植被表面进入土壤进入水体植物根吸收叶片摄入铅水生植物、浮游动物直接吸收铅，动物饮用含铅的水，直接摄入铅铅进入体内形成多种比较稳定的铅的化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被排出，积蓄在体内含铅生物被更高营养级动物食用，沿食物链聚集最终积累在食物链的顶端3.生物富集（1）实例——铅的富集:④分析铅浓度在生物体中的特点知识梳理①营养级1234②合成1kg干重所需能量假设均为100③捕食上一营养级一个生物能获得的能量假设为1001010.1④需要捕食上一营养级生物个体数—101001000⑤个体内铅含量为第1营养级个体内铅含量的倍数11010001000000⑥个体内铅浓度（1kg干重中铅的含量）11010001000000成因：1.能量流经各营养级时，逐级递减；2.铅在生物体内形成难以降解的化合物，不易排出。3.生物富集（1）实例——铅的富集:⑦分析铅浓度在生物群落内会放大的原因知识梳理

生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。(2)概念：(3)常见存在生物富集现象的污染物①重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等②人工合成的有机化合物：如DDT、六六六等(4)发生生物富集的物质的特点①富集物质在环境和生物体中存在形式是比较稳定的；②富集物质必须是生物体能够吸收的且不易排出的；③富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的；(5)生物富集的主要途径：食物链、食物网3.生物富集知识梳理(6)生物富集现象的特点①具有全球性原因：导致生物富集的有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地②有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高鱼鹰（2.5×10-5）大鱼（2×10-6）小鱼（5×10-7）植物（4×10-8）水（3×10-12）有害物质在生物体内的浓度如右图测定结果显示DDT浓度沿食物链放大了一千万倍3.生物富集知识梳理4.能量流动和物质循环的关系能量流动物质循环范围形式特点过程联系生物群落（生态系统各营养级之间）生物圈主要以有机物中的化学能的形式碳在生物群落和非生物环境间主要以二氧化碳的形式单向流动、逐级递减全球性、循环往复运动沿食物链、食物网单向流动在生物群落和非生物环境之间循环往返

二者是生态系统的主要功能，它们同时进行，相互依存，不可分割：①能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程；②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；③能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。知识梳理1.能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。判断下列相关表述是否正确。（1）物质循环发生在生物群落与非生物环境之间。（

）（2）能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。（

）3.在生态系统中，使二氧化碳进入生物群落的生物主要是（

）A.细菌B.真菌C.动物D.绿色植物√×D同步习题2.竹子中纤维素含量很高。大熊猫每天要吃大量竹子，但一般只能利用其中一小部分纤维素。研究表明，大熊猫的基因组缺少编码纤维素酶的基因，但是肠道中有多种纤维素分解菌。（1）大熊猫与它肠道内某种纤维素分解菌的种间关系为（

）A.捕食B.寄生C.互利共生D.原始合作（2）下列叙述不合理的是（

）A.大熊猫是初级消费者，属于第二营养级B.大熊猫未消化的纤维素会被分解者利用C.纤维素分解菌促进了生态系统中的物质循环D.能量流动方向是竹子→大熊猫→纤维素分解菌CD同步习题04第4节

生态系统的信息传递1.生态系统中信息的种类（1）物理信息：①概念：

自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息。②来源：可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体。③举例：萤火虫动物的鸣叫种子萌发鸟的迁徙（光）（声）（温度、湿度）（磁场）（刺）刺猬知识梳理吸收红光、远红光可逆转换的光受体（色素蛋白质），称之为光敏色素；其生理作用甚为广泛，它影响植物一生的形态建成，从种子萌发到开花、结果及衰老。1.生态系统中信息的种类（1）物理信息：感受物质：眼；耳；皮肤；叶、芽、细胞中的特殊物质（如光敏色素）信息来源：无机环境、生物信息源：光、声、温度、湿度、磁力蛇的颊窝（温度）植物的生长（光敏色素）知识梳理（2）化学信息①概念：在生命活动中，生物产生一些可以传递信息的化学物质。②来源：生物体的代谢产物或分泌物。③举例：A.植物的生物碱、有机酸等代谢产物B.动物的性外激素C.昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等。驱蚊草1.生态系统中信息的种类蛾（信息素）小狗撒尿（代谢废物）水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长知识梳理

动物的特殊行为，主要指各种动作，这些动作也能够向同种或异种生物传递某种信息，即动物的行为特征可以体现为行为信息。(3)行为信息①概念：②来源：动物的特殊行为。③举例：蜜蜂跳舞、孔雀开屏、鸟类的“求偶炫耀”等。蜜蜂跳舞尖尾松鸡魔性求偶舞白头鹰的求偶姿势1.生态系统中信息的种类乌贼喷墨知识梳理2.生态系统中信息传递的过程信源发送器官信道接收器官信宿信息的产生者，通常是某一生物或环境因素。信息通常来自生态系统组成成分的运动状态和方式的变化。把要传递的信息变化成适合于信道上传输的信号。连接发送端与接收端的信息媒介，是信息的传输者。空气、水体、土壤、食物等是生态系统中典型的信道。接收从信道传递过来的信号，变换为能够被接收者理解的消息。信息的接收者，是信息传递的目的地。知识梳理

生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生与交换，能够形成信息传递，即信息流。

（如动物的眼、鼻、耳、皮肤；植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质如光敏色素等）

日常生活中，人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。3.信息概述（1）信息的概念：（2）信息传播的三要素：①信息源：信息产生的部位；（来自生物或非生物环境）②信道：信息传播的媒介（空气、水以及其他介质等）③信息受体：信息接收的生物或其部位（3）信息流：生态系统的信息传递，不包括细胞内及细胞之间的信息传递；特别注意：知识梳理4.生态系统中信息传递的特点（1）生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流

例如：孔雀开屏（行为信息）：鸣叫（物理信息）：食草动物远处通过识别植物的绿色（物理信息）：近处通过植物的气味（化学信息）：求偶与同类交流搜寻食物辨别和摄取食物（2)生态系统中的信息传递既存在于同种生物之内，也发生在不同生物之间例如：犀牛与牛椋鸟，鸟的鸣叫与跳跃提醒犀牛附件有危险情况(3)多数情况下，信息传递为双向的；知识梳理类型来源传递形式实例光、声、温度、湿度、磁力等植物的生物碱、有机酸等代谢废物，动物的性外激素等蜜蜂跳舞，鸟类“求偶炫耀”等；比较非生物环境或生物个体或群体物理过程化学信息物理信息生物体以化学物质为信息载体行为信息动物动物的行为特征①多数情况下，信息传递为双向的；②三种信息都可以来源于动物，其中，只有物理信息可以来源于非生物环境；③信息传递可以发生在生物与非生物环境之间，可以发生在同种生物之间，可以发生在不同生物之间小结：三种信息的比较知识梳理思考•讨论：生态系统中信息传递的重要性资料1：海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为几乎都依赖于超声波，他们可使用频率超过100KHz的超声波进行“回声定位”。资料2：有些植物像莴苣伽烟草的种子，必须接受某种波长的光信息才能萌发萌发率/％波长/nm5.信息传递在生态系统中的作用讨论1：根据资料1和2，分析信息传递与生命活动的正常进行有什么关系？（1）生命活动的正常进行，离不开信息传递。（个体水平）知识梳理讨论2：信息传递在种群繁衍过程中起什么作用？（2）通过信息传递，雌雄个体能相互识别、交配，完成种群的繁衍。动物5.信息传递在生态系统中的作用资料3：昆虫信息素（种群水平）知识梳理讨论3：资料4中的信息素能够将几种生物联系起来？烟草、蛾、蛾幼虫天敌讨论4：烟草释放的信息素，在白天与夜间是否都使它受益？是讨论5：信息传递对种间关系具有什么作用？（3）调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定性。思考：若无这种信息素，烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物的种群数量将发生什么变化？植物与草食性昆虫5.信息传递在生态系统中的作用资料4：（群落和生态系统水平）知识梳理6.信息传递在农业生产中的应用（1）提高农畜产品的产量电子仪器，模拟蜜蜂跳圆圈舞或摆尾舞相同的频率或声音。延长光照时间，刺激鸡卵巢发育和雌激素的分泌，大大提高产蛋率利用温度和湿度延长蔬菜的种植期知识梳理（2）对有害动物进行控制B.利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度A.利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物C.还可以利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物的繁殖力下降。6.信息传递在农业生产中的应用①举例：知识梳理种类措施喷施化学药剂人工捕捉等引入天敌、寄生虫或使用信息素等优点①作用迅速②短期效果明显①无污染②见效快，效果好①无污染②有效且持久缺点①会使害虫的抗药性增强②可能杀害害虫天敌，破坏生态平衡③污染环境①费时费力②对体型很小的害虫无法实施天敌数量不明确，甚至可能会引发生态危机（可能引起物种入侵）化学防治机械防治生物防治②控制动物危害的技术方法（2）对有害动物进行控制知识梳理项目能量流动物质循环信息传递特点范围途径模式图联系单向流动，逐级递减全球性，循环性往往是双向的（也有单向）生态系统中各营养级之间（生物群落中）生物圈生物之间，生物与非生物环境之间食物链和食物网多种①任何一个生态系统这三个基本功能，三者同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体②能量流动是生态系统运转的动力，物质循环是生态系统的基础，信息传递决定能量流动和物质循环的方向知识梳理1.黄鼬（俗称“黄鼠狼”）主要捕食鼠类，它们体内有臭腺，在遇到威胁时可排出臭气麻痹敌人，鼠类闻到臭气时往往选择逃离。以下有关解释不合理的是（

）A.释放的臭气是一种化学信息B.这种气味信息只对黄鼬有利C.释放臭气有利于黄鼬躲避危险D.臭气作为信息可调节种间关系2.“燕燕于飞，差池其羽”“燕燕于飞，上下其音”（《诗经•国风》），燕子表达的是哪一类信息？B行为信息和物理信息同步习题05第5节

生态系统的稳定性1.生态平衡（1）概念：

生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态，就是生态平衡。思考1：

从群落演替的角度分析，如果气候条件没有剧烈变化，也并没有过多的人类活动干扰，此地未来还会发生显著的变化吗？为什么？不会。

两个生态系统都是处于生态平衡的系统。在处于平衡的生态系统中，物质和能量的输入与输出平衡，生物种类的组成稳定。云蒙山国家森林公园苏州知识梳理群落总生产量和总呼吸量的变化曲线图思考2：

在成熟阶段，群落的总生产量和总呼吸量呈现怎样的趋势？这说明了什么？总生产量和总呼吸量均趋于稳定，且相对值接近。说明群落在输入和输出上趋于平衡状态，即生态系统表现为收支平衡。1.生态平衡知识梳理思考3：

联系生态系统中不同生物组分在物质循环、能量流动中的作用，分析在成熟阶段，生产—消费—分解过程的正常进行对生态系统的功能有什么影响？生产—消费—分解过程保证了物质总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。而这种功能的平衡，又使生态系统的收支呈现平衡。1.生态平衡知识梳理（2）特征：①结构平衡：生态系统各组分保持相对稳定②功能平衡：生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证了物质总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新；③收支平衡：生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的量，处于比较稳定的状态

由此可见，生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态平衡。这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？1.生态平衡知识梳理（3）生态平衡的调节机制---负反馈调节①实例一：1.生态平衡兔子数量增加狼增加草减少，生存空间和资源减少兔子数量减少草增加，生存空间和资源增加狼减少说明在生态系统中，生物群落内部能够进行自我调节，以维持生态平衡知识梳理（3）生态平衡的调节机制---负反馈调节①实例二：1.生态平衡森林植被大量生长林下光照减少，树苗生长受限，枯枝落叶增加自然火灾光照充足土壤养料增多种子萌发，幼苗迅速成长植被逐渐恢复说明在生态系统中，生物群落与无机环境之间也能够自我调节，以维持生态平衡知识梳理（3）生态平衡的调节机制---负反馈调节1.生态平衡

上述生态系统都遇到了破坏或干扰，而对抗这种破坏或干扰，使生态系统恢复平衡的调节机制，是反馈机制。在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。

负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备自我调节能力的基础。②定义：知识梳理

当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，生态系统就到了难以恢复的程度。黄土高原由于植被破坏造成水土流失1.生态平衡③生态系统的自我调节能力是无限的吗？生态系统的自我调节能力是有一定限度的知识梳理1.生态平衡原方向原方向发生偏离发生偏离正反馈调节更加偏离负反馈调节回到原方向破坏稳态（错上加错）调节稳态（改斜归正）掠夺式开发后的黄土高原美丽的呼伦贝尔草原知识梳理2.生态系统的稳定性（1）概念：生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。强调的是生态系统维持生态平衡的能力。（2）原因：生态系统具有一定的自我调节能力①生态系统的自我调节能力的基础是___________；负反馈调节②生态系统的自我调节能力是_____的当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡遭破坏；有限（3）类型：抵抗力稳定性恢复力稳定性知识梳理蝗虫采食下，草原植物再生能力增强干旱时树木扩展根系的分布空间①抵抗力稳定性：生态系统中的组分越多食物网越复杂自我调节能力就越强抵抗力稳定性就越高生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状（不受损害）的能力。（抵抗干扰，维持原状）知识梳理②恢复力稳定性：生态系统中的组分越少食物网越简单自我调节能力就越弱抵抗力稳定性就越低北极冻原生态系统中，动植物种类稀少，营养结构简单，其中生产者主要是地衣，其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活。假如地衣受到大面积破坏，整个生态系统就会崩溃。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；（遭到破坏，恢复原状）知识梳理生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其恢复速度与恢复时间是不一样的河流受到轻微的污染时，能通过自身净化（如物理沉降、化学分解和微生物分解），可以很快恢复到接近原来的状态。如果被有毒物质重度污染，自身的净化作用已不足以消除大部分有毒物质，恢复力稳定性被破坏，恢复原状的时间漫长，难度极大！②恢复力稳定性：知识梳理（4）抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较项目抵抗力稳定性恢复力稳定性区别实质

自身的结构与功能相对稳定

自身的结构与功能相对稳定核心

影响因素生态系统中物种丰富度

，营养结构越复杂，抵抗力稳定性

生态系统中物种丰富度

，营养结构越简单，恢复力稳定性______联系①相反关系：抵抗力稳定性

的生态系统，恢复力稳定性

，反之亦然；②二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：保持恢复抵抗干扰，保持原状遭到破坏，恢复原状越大越强越小越强2.生态系统的稳定性弱强知识梳理判断：在菌根形成率低的某高寒草甸试验区进行菌根真菌接种,提高了该试验区生态系统的稳定性,其原因是物种丰富度升高,生态系统营养结构复杂,自我调节能力升高（）√（4）抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较2.生态系统的稳定性环境条件极其恶劣对于环境条件极其恶劣的生态系统，如北极苔原生态系统，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。知识梳理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。（5）稳定性的数学模型2.生态系统的稳定性知识梳理②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。当生态系统遭受干扰时,x、y值的大小与生物种类有关,与生物数量

。与热带雨林相比,受到相同程度的干扰时,草原生态系统的y值要

热带雨林的y值有关大于（5）稳定性的数学模型2.生态系统的稳定性知识梳理③y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的程度可以作为衡量抵抗力稳定性的指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱，反之，说明抵抗力稳定性强。（5）稳定性的数学模型2.生态系统的稳定性知识梳理④x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，表示恢复力稳定性越强。（5）稳定性的数学模型2.生态系统的稳定性知识梳理⑤TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,可作为衡量总稳定性的指标,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弱。（5）稳定性的数学模型2.生态系统的稳定性知识梳理1.生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。判断下列相关表述是否正确。（1）温带针阔叶混交林比热带雨林的抵抗力稳定性低。（

）（2）不同的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强度不同。（

）2.封山育林能有效提高生态系统的稳定性，是因为（

）A.封山育林控制了物质循环B.延长了生态系统中的食物链C.增加了生态系统中消费者数量D.使生态系统营养结构复杂性增加√√B同步习题3.天然森林很少发生的松毛虫虫害，却经常发生在人工马尾松林中，合理的解释是（

）A.马尾松对松毛虫抵抗力差B.人工林内松毛虫繁殖能力强C.人工林成分单一，营养结构简单D.当地气候适于松毛虫的生长和繁殖C同步习题一、能量传递效率的计算公式二、能量传递效率的相关“最值”计算1.没有限制能量来源比例或分配比例的计算在没有限制能量来源比例或能量分配比例,求最多或最少需求量时,按下表规律进行计算。知低营养级求高营养级

知高营养级求低营养级获能量最多选最短食物链,按×20%计算需最多能量选最长食物链,按÷10%计算获能量最少选最长食物链,按×10%计算需最少能量选最短食物链,按÷20%计算【典例1】

在如图所示食物网中,鹰要增加20g体重,最多消耗植物______g,最少消耗植物______g。

20000500解析

最多消耗应选取最长食物链,能量传递效率按10%计算;最少消耗应选取最短食物链,能量传递效率按20%计算。2.限制能量来源比例或分配比例的计算(1)限制能量来源比例或分配比例,当求最多需求量时,在限制范围内的所有食物链中按最低能量传递效率计算;当求最少需求量时,在限制范围内的所有食物链中按最高能量传递效率计算。(2)计算时注意当限制高营养级能量来源比例时,由高营养级向低营养级逐级递推。当限制低营养级能量分配比例时,假设出低营养级的需求量,由低营养级向高营养级逐级递推,同时要注意分配比例。【典例2】

若某草原生态系统只存在如下图所示的食物关系,尝试完成以下问题。(1)若猫头鹰的食物有2/5来自兔,2/5来自鼠,1/5来自蛇,那么,猫头鹰若要增加20g体重,最少需要消耗的植物质量为__________。

(2)若植物有2/5被兔所食,有3/5被鼠所食,鼠有2/3直接被猫头鹰捕食,有1/3被蛇捕食后流入猫头鹰体内,那么,猫头鹰若要增加20g体重,最少需要消耗的植物质量为__________(精确到个位数)。

900g595g解析

(1)若计算猫头鹰增重20

g最少需要消耗的植物质量,则相邻两个营养级间能量传递效率按20%计算。由于能量来源比例限制,设猫头鹰从不同食物链消耗的植物质量分别为a、b、c,可写出:从而计算出:a=20×2/5÷20%÷20%=200(g),b=20×2/5÷20%÷20%=200(g),c=20×1/5÷20%÷20%÷20%=500(g),故最少需要消耗的植物质量为a+b+c=200+200+500=900(g)。(2)设猫头鹰从三条食物链中获得的能量依次为e、f、d,植物固定的总能量为h。根据题意可知:从而计算出:e=2/5h×20%×20%,f=3/5h×2/3×20%×20%,d=3/5h×1/3×20%×20%×20%,e+f+d=20(g),解出:h≈595(g)。1.已确定营养级间能量传递效率的,不能按“最值”法计算,而需按具体数值计算。例如:在食物链A→B→C→D中,能量传递效率分别为a%、b%、c%,若A的能量为M,则D获得的能量为M×a%×b%×c%。2.如果是在食物网中,某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量,且各途径获得的能量比例确定,则按照单独的食物链进行计算后合并。三、与能量传递效率有关的“定值”计算【典例3】

如图所示的食物网中,戊的食物有1/2来自乙,1/4来自丙,1/4来自丁,且能量从生产者到消费者的传递效率为10%,从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若戊体重增加20g,需要消耗植物(

)A.1125g B.1600gC.2000g D.6500gC解析

甲为生产者,戊参与形成的食物链有:①甲→乙→戊,戊增加20×1/2=10(g),需要乙10÷20%=50(g),需要甲50÷10%=500(g);②甲→丙→戊,戊增加20×1/4=5(g),需要丙5÷20%=25(g),需要甲25÷10%=250(g);③甲→丙→丁→戊,戊增加20×1/4=5(g),需要丁5÷20%=25(g),需要丙25÷20%=125(g),需要甲125÷10%=1

250(g)。故共需要甲500+250+1

250=2

000(g)。在具体计算时务必先明确分流比例,再确定求解中应“顺推(用乘法)”还是“逆推(用除法)”,以图为例:四、能量来源比例改变的计算(1)若已知“某种植物同化量(A)”,并告知其“传向某种动物与直接传向人的比例由1∶1调整为1∶2”,求解人最多增重变化(M),计算时宜“顺推(用乘法)”。调整前:A×1/2×20%+A×1/2×(20%)2=M1调整后:A×2/3×20%+A×1/3×(20%)2=M2(2)若已知“人同化量(M)”并告知人的食物来源“素食∶肉食由1∶1调整为2∶1”,求解最少需要植物量(A),计算时应“逆推(用除法)”。【典例4】

回答以下有关能量计算的问题。(结果均保留2位小数)(1)若人类获取植物性食物与动物性食物(假设该动物为植食性动物)的比例是1∶1,将此食物结构改为4∶1,能量传递效率按10%计算,则调整后可供养的人口约是前者的_______倍。

(2)若植物向动物和向人提供的能量的比例由1∶1调整为1∶4,能量传递效率按10%计算,则调整后供养的人口约是前者的_______倍。

1.961.49解析

(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1,共需植物性食物的相对值为55(如图甲);若动物性食物与植物性食物的比例改为1∶4,则共需植物性食物的相对值是28(如图乙)。前者对植物性食物的消耗量约是后者的1.96倍,这也就说明后者可供养的人数约是前者的1.96倍。(2)设植物能量为M,则调整前,人所得能量为M×1/2×10%+M×1/2×(10%)2=M/20+M/200=11M/200,调整后人所得能量为M×4/5×10%+M×1/5×(10%)2=2M/25+M/500=41M/500,则调整后∶调整前的值为

≈1.49,即调整后供养的人口约是调整前的1.49倍。人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分,但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级的能量传递效率时,应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入到第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入到第二营养级的能量)×100%。五、具有人工能量输入的能量传递效率计算【典例5】

如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为×103kJ/(m2·a)],据图分析并回答相关问题。人工鱼塘生态系统能量流动图

(1)该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源?(2)生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少?提示

一个来源是光能,另一个来源是输入的有机物中的化学能。

提示

肉食性动物固定的总能量=(0.25+0.05+2.1+5.1)×103=7.