新课标高考生物冲刺复习专题23生态系统的结构功能与稳定性.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,专题,23,生态系统的结构、功能与稳定性,考点1生态系统的结构,一、生态系统的成分,1.非生物的物质和能量,2.生物群落,知识清单,生产者,消费者,分解者,营养,方式,自养,异养,异养,生物,类型,a.光合自养生物:,绿色植物,和蓝藻等,b.化能合成生物:硝化细菌等,大多数,动物,寄生植物(如菟丝子),腐生细菌和真菌,腐食动物,地位,生态系统的,基石,生态系统最,活跃,部分,生态系统的关键成分,作用,(1)合成有机物,储存能量,(2)为消费者提供,食物和栖息场所,(1)加快,物质循环,(2)帮助植物传粉和传播种子,将有机物分解为无机物,供生产者重新利用,二、生态系统的营养结构,1.食物链:生态系统中各生物之间由于,食物,关系形成的一种联系。,2.食物网:在一个生态系统中,许多,食物链,彼此相互交错连接成的复杂营养结构。,知能拓展,(1)距离基本能源(如生产者)越近的生物,受到捕食或取食的压力越大,因而其种类,和数量越多,生殖能力越强。,(2)食物网越复杂,最高营养级生物就越能获得持续稳定的能量。,(3)取食对象一般选取低营养级生物的原因:低营养级生物所含的能量多,不会富集有毒物质。,例1,(2012海南单科,28,8分)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。,解析,由题中食物网示意图可知:(1)该生态系统食物网中,共有4条食物链,最高营养级为生物,戊,该生物占有第三、四、五3个营养级,其中最高营养级是第五营养级;(2)乙和丙具有捕食和竞,争关系;(3)由标志重捕法计算公式,=,可知,N,=,=1 000,(只)。,答案,(1)4五(每空2分,共4分),(2)竞争和捕食(2分),(3)1 000(2分),考点2生态系统的功能,一、生态系统的能量流动,1.概念理解,2.过程图解,(1)从上述图解可以得到:摄入量=同化量+,粪便量,。,(2)在各营养级中,能量的三个去路:通过呼吸作用以热能的形式散失;被,下一营养级生物,利,用;被分解者利用。,3.特点:,单向流动,和,逐级递减,。,4.研究意义,(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,。,二、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,生物群落,与,无机环境,间不断地循环的过程。,(2)特点:,全球性,、反复利用、,循环流动,。,(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:通过能量流动和物质循环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。,(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,CO,2,形式循环。,在生物群落内部:以含碳有机物形式传递。,在无机环境中:主要以,CO,2,和碳酸盐形式存在。,(2)碳进入生物群落的途径:生产者的,光合作用,和,化能合成作用,。,2.碳循环过程分析,(3)碳返回无机环境的途径,生产者、消费者的,呼吸作用,;,分解者的,分解作用,(实质是呼吸作用);,化石燃料的燃烧。,3.温室效应,(1)形成原因:大量化石燃料的燃烧,导致大气中的,CO,2,含量迅速增加,打破了生物圈中碳循,环的平衡。,(2)影响:使,气温升高,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。,类别,概念,传递形式,实例,物理,信息,生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息,物理过程,萤火虫的闪光、植物五颜六色的花,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,化学物质,昆虫的性外激素、植物的生物碱、有机酸等代谢产物,行为,信息,对于同种或异种生物能够通过其特殊行为传递的信息,植物或动物的异常表现及行为,昆虫的舞蹈,三、生态系统的信息传递,1.生态系统中信息的种类,2.作用,(1)个体:生命活动的正常进行,离不开信息的作用。,(2)种群:生物种群的繁衍,也离不开信息的传递。,(3)群落与生态系统:信息还能够调节生物的,种间,关系,以维持生态系统的稳定。,知能拓展,(1)生态系统的功能有能量流动、物质循环、信息传递。能量流动是生态系统的,动力,物质循环是生态系统的基础,信息传递决定着能量流动和物质循环的方向。,(2)生态系统的物质循环所指的物质主要是组成生物体的基本元素,而不是由这些元素组成的糖,类、脂肪和蛋白质等具体物质。,(3)能量流动与物质循环的不同点:物质可以被生物群落反复利用,能量流动则是逐级递减、单,向流动的。,(4)生态系统中的信息传递的范围不包括细胞之间的传递,而是指种群内部个体之间、种群之间,以及生物与无机环境之间的传递。,例2,(2014云南师大附中月考,44)图为某生态系统的碳循环示意图,图为该生态系统中部,分生物构成的食物网,回答下列有关的问题。,(1)图中构成生物群落的是,与CO,2,从无机环境进入生物群落有关的生理活动主要是,。其中过程表示,作用,大气中CO,2,的来源除了图中所示之外,还,可来自于,。,(2)图中有,条食物链,处于最高营养级的是,。,丙和丁的关系是,。该食物网中,若生产者固定的总能量为1,10,8,kJ,能量传递效率按1,0%20%计算,则最高营养级至少能获得,kJ的能量。,(3)若由于某种原因,造成图中某种绿色植物的数量锐减,该生态系统中其他生物的数量发生,了较大波动后又逐渐趋于稳定,说明生态系统具有,能力,这种能力是通过,调节,来实现的。,解析,(1)生物群落包括生产者(A)、消费者(D、E)和分解者(B);大气中CO,2,除来自生物的呼吸,作用外,还可来自化石燃料的燃烧。(2)最高营养级戊从最长食物链(甲乙丁丙戊),并且,按10%传递效率计算获得的能量最少,即1,10,8,(10%),4,=1,10,4,(kJ)。(3)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。,答案,(1)ABDE光合作用分解者的分解化石燃料的燃烧,(2)4戊捕食和竞争1,10,4,(3)自我调节负反馈,考点3生态系统的稳定性,1.形成原因:生态系统内部具有一定的,自我调节能力,;其调节机制为,负反馈调节,。,2.反馈调节的种类,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,草原上食草动物与植物的平衡,3.生态系统的稳定性类型,抵抗力稳定性,恢复力稳定性,区别,实质,保持自身结构与功能相对稳定,恢复自身结构与功能相对稳定,核心,抵抗干扰,保持原状,遭到破坏,恢复原状,影响,因素,生态系统中,物种,丰富度越大,营养结构,越复杂,抵抗力稳定性越强,一般生态系统中物种丰富度越小,营养结,构越简单,恢复力稳定性越强,二者,联系,相反关系:一般抵抗力稳定性强的生态系统,恢复力稳定性弱,反之亦然;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:,(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。,名师点拨,(1)对于极地苔原(冻原),由于物种组分单一、结构简单,它的抵抗力稳定性和恢复,力稳定性都较低。,(2)生态系统抵抗力稳定性与自我调节能力的大小关系,4.提高生态系统稳定性的措施,(1)控制对生态系统,干扰,的程度,对生态系统的利用应适度,不应超过生态系统的,自我调节能力,。,设计要求,分析,生态缸是封闭的,防止外界生物或非生物因素的干扰,生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力,成分齐全,生态缸中能够进行物质循环和能量流动,在一定时期内保持稳定,生态缸的材料必修透明,便于通光,为绿色植物光合作用提供光能;保持生态缸内温度;便于观察,生态缸宜小不宜大,缸中的水量占其容积的4/5,要留一定空间,便于操作,缸内储备一定量的空气,5.设计并制作生态缸,观察其稳定性,生态缸的采光用较强的散射光,避免阳光直接照射,防止水温过高,导致水生植物死亡,选择的动物不宜太多,个体不宜太大,减少对氧气的消耗,防止生产量小于消耗量,例3,(2014湖南师大附中二次月考,17)下列有关生态系统稳定性的叙述,不正确的是,(),A.生态系统稳定性的基础是生态系统具有自我调节能力,B.生态系统内部结构与功能的协调,可以提高生态系统稳定性,C.北极苔原生态系统的抵抗力稳定性弱,恢复力稳定性强,D.生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用,体现了其间接价值,解析,生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性,生态系统具有自我调节能力,这是,生态系统稳定性的基础。生态系统内部结构与功能协调,可以提高生态系统稳定性。生物多样,性对维持生态系统稳定性具有重要作用,体现了其间接价值,A、B、D正确。北极苔原生态系,统的抵抗力稳定性弱,恢复力稳定性也弱。,答案,C,1.根据双向箭头A,D确定两者肯定是非生物的物质和能量、生产者;,2.根据箭头指向判断各成分,(1)A有三个指出,应为生产者;,(2)D有三个指入,为非生物的物质和能量;,(3)B和C一个为消费者,另一个为分解者,A(生产者)和B均指向C,则C为分解者。,题型1图形分析类生态系统成分的分析与判断,题型突破,1.并非所有生态系统的成分都参与构成食物链或食物网。因为食物链起点是生产者,终点是不,被其他动物所食的动物(最高营养级),所以非生物的物质和能量、分解者这两种成分不参与构,成食物链或食物网。,2.对生态系统成分认识的误区,错误说法,特例,细菌都是分解者,硝化细菌是自养生物,属于生产者;寄生细菌属于消费者,动物都是消费者,秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动、植物残体为食的腐食性动物属于分解者,生产者是绿色植物,蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者,应该说生产者包含绿色植物,植物都是生产者,菟丝子营寄生生活,属于消费者,例1,(2015贵州贵阳北师大贵阳附中起点考,24)根据图,回答下列与生态系统有关的问题。,(1)若图1是碳循环示意图,则丁指的是生态系统中的,。甲代表的生态系统成分是,。若图1中的“”仅表示二氧化碳的流动方向,则不会存在的过程有,。,(2)若生产者和消费者之间的食物关系如图2所示,设E种群干物质中蕴藏的能量为1,10,6,kJ;B种,群干物质中蕴藏的能量为2,10,4,kJ,D种群干物质中蕴藏的能量是2.5,10,4,kJ,能量传递效率按2,0%计算,当A只捕食C时,则A的能量值是,。,(3)图3是该生态系统中能量流向蛙类后发生的一系列变化示意图。图中的D表示通过呼吸作用,散失的能量,图中A、B、C表示的含义分别为:A,B,C,。当生态系统,处于相对稳定状态时,蛙的种群数量一般处于,(填“,K,”或“,K,/2”)值,此时蛙出生率和,死亡率之间的关系是,。,思路导引,解析,(1)由甲与丁间存在双向箭头,且存在3个指向丁的箭头可确认丁为“大气中CO,2,库”,甲,为生产者;碳在生物群落内部传递形式为含碳有机物,而不是CO,2,。(2)E传向D、B、C的能量总,和为1,10,6,20%=2,10,5,(kJ),则C的能量为2,10,5,-2,10,4,-2.5,10,4,=1.55,10,5,(kJ),故当A只捕食C时,A,的能量值为1.55,10,5,20%=3.1,10,4,(kJ)。(3)摄入量-粪便量=同化量,同化量-呼吸量=用于生长、,发育和繁殖的能量,故图3中A为同化量,B为用于生长、发育、繁殖的能量,C为分解者利用的能,量。当生态系统处于稳定状态时,种群数量处于,K,值,此时出生率=死亡率。,答案,(1)大气中的二氧化碳库生产者,(2)3.1,10,4,kJ,(3)蛙同化的能量用于蛙生长、发育、繁殖的能量分解者利用的能量,K,出生率=死亡率,1-1,(2015甘肃天水高考一模,13)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:ADEB,D.E每增加1 kg的体重,至少需要25 kg的A,答案,D,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CO,2,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1 kg的体重,至少需要A为1,20%,20%=25(kg),D项正确。,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CO,2,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1 kg的体重,至少需要A为1,20%,20%=25(kg),D项正确。,1-2,(2016广西桂平调研,5)下列有关生态系统中的碳循环和人体体液中物质交换的示意图的,描述中,正确的是,(),A.甲图中C与A、B最主要的差别为C含较少的蛋白质,B.乙图中的A是生态系统中的主要成分,B是生态系统中的关键成分,C.乙图中的A可以包含细菌;B可以包含病毒;C可以包含蚯蚓,D.在因捕食关系建立的食物链中,能量最少的是乙图中的B所处的营养级,答案,B,解析,由图示可知,甲图为人体体液中物质交换的模式图,且A为组织液,B为淋巴,C为血浆,D为,细胞内液;乙图为生态系统中碳循环模式图,且A、B、C、D依次为生产者、分解者、消费者和,非生物的物质和能量。血浆与组织液和淋巴相比最主要的区别是血浆含有较多的蛋白质,A项,错误;生产者是生态系统中的主要成分,分解者是生态系统中的关键成分,B项正确;硝化细菌是,原核生物,能够通过化能合成作用制造有机物,属于生产者,病毒没有细胞结构,不属于分解者,蚯,蚓能够分解土壤中的有机物,属于分解者,C项错误;分解者不参与构成食物链,D项错误。,题型2分析推断类生态系统中营养结构的确定及数量变化分析,1.营养结构的确定,(1)在食物链和食物网中,根据能量流动逐级递减的特点,能量含量越高,营养级级别越低。,(2)在食物链和食物网中,根据能量传递效率为10%20%,可确定相邻两个营养级能量差别在51,0倍,若能量相差不多,则应列为同一营养级,如据图1四种生物同化的有机物的量的比例,可确定,其营养结构如图2所示。,2.食物网中生物数量变化的分析与判断,(1)第一营养级的生物减少对其他物种的影响,当第一营养级的生物(生产者)减少时,则将会连锁性地引发其后的各个营养级生物减少。这是,因为生产者是其他各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源。,(2)“天敌”减少,对被捕食者数量变化的影响,一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少,则被捕食者数量变化是先增加后减少,最后趋,于稳定。,(3)同时占有多个营养级的种群数量变化的连锁反应分析,食物链中某一种群的数量变化,导致另一种群的营养级连锁性发生变化,因为能量在食物链(网),中流动时只有10%20%流到下一个营养级,且能量流动的环节越多损耗越多,所以该类连锁变,化的规律是:当a种群的数量变化导致b种群的营养级降低时,则b种群的数量将增加;若导致b种,群的营养级升高时,则b种群的数量将减少。,1.第一营养级,初级消费者。第一营养级一定是生产者,一种动物在食物链中的营养级=其所处,的消费者级别+1,如羊吃草,羊是初级消费者,第二营养级。,2.某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物,不代表单个生物个体,也不一定是一个种群。,3.同一种消费者在不同食物链中,可以占据不同的营养级,如狼占据第三、第四营养级。,4.在食物网中,两种生物之间的种间关系可出现多种,如狼和狐既是捕食关系,又是竞争关系。,5.生物所处营养级越高,其体内富集有毒物质越多。,例2,(2016广西南宁高三月考,6)如图曲线表示某生态系统中三个不同种群的生长繁衍情况。,已知种群C是自养生物,下列说法不正确的是,(),A.该生态系统简单食物链可表示为CBA,B.种群B在第37年时间内个体数下降是由于A的增加和C的减少,C.B和A的存在能加快该生态系统的物质循环,D.一定自然区域内,A、B、C三个种群中全部的生物构成生物群落,思路导引,解析,根据A、B、C三个种群的个体数量变化关系,能量流动特点:单向流动、逐级递减,分析,出该生态系统简单食物链为CBA,A正确。种群B在第37年时间内个体数下降是由于A捕,食者数量的增加、C食物的减少,B正确。B和A这些消费者的存在能加快该生态系统的物质循,环,C正确。一定时间内一定自然区域内全部的生物构成生物群落,D错误。,答案,D,2-1,(2015云南玉溪一中第二次月考,24)以虫治虫是生态农业的重要内容,如图表示某一生态系,统中四种生物所含有机物的总量。设这四种生物只构成一条食物链。在一段时间内,若甲数量,增加,可能引起的后果是,(),A.乙和丁的种群数量都增加,B.乙和丁的种群数量都减少,C.乙和丙的种群数量都减少,D.乙和丙的种群数量都增加,答案,D,解析,结合图根据生物体所含有机物总量多少可知,图中四种生物构成的食物链是丙丁甲,乙,故若甲的种群数量增加,则乙的数量增加,丁的数量减少,丙的数量增加,选D。,2-2,(2016广西浔州高中月考,31)某生态系统中,各种生物体内残留的有机汞情况如下表所示:,生物体,A,B,C,D,E,有机汞浓度(ppm),0.05,7,0.51,68,0.39,(1)请画出该生态系统中的食物网。,(2)B和C的种间关系是,;D是该生态系统生物组分中的,。,(3)一般来说,生态系统的主要功能包括,、,此外还具有信,息传递等功能。碳对生物和生态系统具有重要意义,碳在,和,之间的,循环主要以CO,2,的形式进行。,答案,(1),(2)捕食消费者,(3)物质循环能量流动生物群落无机环境,解析,在生态系统中,有毒物质沿食物链传递积累,因此营养级越高,有毒物质越多。从表格中,可以看出各生物体内有毒物质有机汞的含量从少到多依次是A、E、C、B、D,其中E和C体内,有毒物质含量相差不多,营养级别应该相同,因此食物网是,。,题型3数量计算类生态系统中能量流动分析与计算,1.能量的传递效率为10%20%。,2.能量传递效率的计算方法:相邻两营养级之间的传递效率=该营养级的同化量,上一营养级的,同化量,100%。,3.能量传递的最值计算,(1)知低营养级求高营养级,获得能量最多,获得能量最少,(2)知高营养级求低营养级,需最多能量,需最少能量,1.能量传递效率针对各营养级之间的能量传递。,2.能量传递效率,能量利用率。能量传递效率:能量沿食物链流动,以营养级为单位,传递效率为,10%20%。能量利用率:流入最高营养级的能量占生产者能量的比值。,3.摄入量,同化量。摄入量指动物取食的总量,可以理解为动物的食物总量。同化量指动物经,过消化和吸收后转化为自身的能量。关系:同化量=摄入量-粪便量。同化量才是真正流经某营,养级的总能量。粪便中的能量不是该营养级同化的能量,而是上一个营养级同化量的一部分,例,如羊吃草,羊粪便中的能量是草同化的能量,并不属于羊。,例3,(2014辽宁抚顺期中联考,30)一只羊在一年内吃了100 kg的草,排出20 kg的粪,长了10 kg的,肉(不考虑其他散失),下列有关说法不正确的是,(),A.该羊一年的同化量是80 kg,B.第一营养级到第二营养级的能量传递效率为10%,C.20 kg的粪属于羊未同化的能量,D.该羊一年的呼吸量是70 kg,思路导引,解析,该羊一年的同化量=摄入量-粪便量=100-20=80(kg)。粪便中的能量是羊未同化的能量。,羊一年的呼吸量=同化量-有机物积累量=80-10=70(kg)。题干中未指出草的同化量,故不能计算,出第一营养级到第二营养级的能量传递效率。,答案,C,3-1(2016云南师大附中月考,5)如图为某生态系统中能量传递示意图,以下叙述不正确的是,(),A.将乙和丙的粪便作为有机肥还田,可以提高能量传递效率,B.从乙到丙的能量传递效率为15%,C.能量流动是从甲固定的太阳能开始的,流入该生态系统的总能量为1 250 kJ,D.食物链的营养关系一般不可逆,这决定了能量流动的单向性,答案,A,解析,由图分析可知,甲为生产者,乙为初级消费者,丙为次级消费者,丁为分解者。将乙和丙的,粪便作为有机肥还田,不能提高能量传递效率,A错误;从乙到丙的能量传递效率为30,200,100%,=15%,B正确;能量流动从生产者固定的太阳能开始,流入该生态系统的总能量是生产者固定的,太阳能为175+200+875=1 250(kJ),C正确;食物链的营养关系一般不可逆,这决定了能量流动的单,向性,D正确。,3-2,(2016云南昆明统考,6)在人为干预下,地震毁损的某自然保护区恢复过程中的能量流动关,系如图所示单位为10,3,kJ/(m,2,a)。请据图分析,下列说法错误的是,(),A.在地震中营养级较高的生物受到的影响较大,B.能量在第二营养级到第三营养级之间的传递效率约为15.6%,C.肉食动物需补偿输入的能量为5,10,3,kJ/(m,2,a),D.流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能,答案,D,解析,在自然保护区中,顶级肉食动物需要能量最多,因此地震对它的影响较大;能量在第二营,养级到第三营养级之间的传递效率等于第三营养级同化的能量与第二营养级同化总能量的比,值,即(14+2-4-9-0.5),10,3,/(14+2),10,3,100%,15.6%;肉食动物的能量输入和输出相等,植食动,物传递给肉食动物的能量为2.5,10,3,kJ/(m,2,a),而肉食动物能量的输出总量为(2.1+5.1+0.05+0.2,5),10,3,kJ/(m,2,a)=7.5,10,3,kJ/(m,2,a),所以肉食动物需补偿输入的能量值为5,10,3,kJ/(m,2,a);流经该,生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和人工输入的能量。,