高考生物復習 8-4生態系統的功能和穩定性課件 人教版必修2

課時4生態系統的功能和穩定性一、能量流動1．概念：生態系統中能量的輸入、傳遞和散失的過程。2．流經生態系統的總能量：

固定的太陽能總量。流動渠道：

和

。3．每一營養級中能量去向：(1)；(2)流向下一營養級；(3)

的分解。生產者食物鏈食物網各營養級生物的呼吸作用分解者4．特點

：能量只能沿著食物鏈由低營養級流向高營養級。單向流動5．研究意義：幫助人們合理地調整生態系統中能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。1．一般的食物鏈為什么不超過五個營養級？2．次級消費者排出的糞便中的能量來自第幾營養級？二、物質循環1．概念(1)物質：組成生物體的

等化學元素。(2)循環：無機環境

(3)范圍：

2．特點：具有

，又稱生物地球化學循環；同時還具有

的特點。C、H、O、N、P、S生物群落生物圈全球性反復利用循環流動3．碳循環(1)范圍：在生物群落與無機環境之間的循環。(2)形式：在生物群落與無機環境間以

的形式循環，在生物群落內以

的形式進行傳遞。(3)溫室效應①形成原因：煤和石油短時間內大量燃燒，導致大氣中

的含量迅速增加。②危害：加快極地冰川的融化，導致海平面上升，對陸地生態系統和人類的生存構成威脅。CO2CO2有機物三、生態系統的穩定性1．概念：生態系統所具有的保持或恢復自身結構和

相對穩定的能力。2．抵抗力穩定性(1)概念：生態系統抵抗外界干擾并使自身結構和功能保持原狀的能力。功能(2)原理：生態系統內部具有一定的

。(4)特點：調節能力有一定限度，超過此限度，則生態系統的穩定性就遭到破壞。自動調節能力3．恢復力穩定性(1)概念：生態系統在遭到外界干擾因素破壞以后恢復原狀的能力。(2)原理：生態系統具有恢復

的能力。(3)包括：河流生態系統自身的凈化作用。4．關系：抵抗力穩定性較高的生態系統，恢復力穩定性較低；反之亦然。原狀3．森林、草原、苔原生態系統的抵抗力穩定性和恢復力穩定性各是怎樣的？思考探討提示：1．生態系統中能量傳遞效率最高是20%，傳到第五營養級時就不足以再維持一個營養級。2．第2營養級。3．森林生態系統的抵抗力穩定性強，恢復力穩定性弱；草原生態系統的抵抗力穩定性弱，恢復力穩定性強；苔原生態系統的穩定性都弱。一、生態系統的能量流動1．對能量流動的理解“能量流動”是生態系統的基本功能之一，能量是維持生態系統存在和發展的動力。起點生產者源頭陽光能量輸入相關生理過程光合作用、化能合成作用總能量生產者固定的太陽能總量能量的傳遞傳遞形式：有機物傳遞渠道：沿食物鏈和食物網能量的散失相關生理過程細胞呼吸形式熱能能量流動特點①逐級遞減；②單向流動能量傳遞效率10%～20%2.能量流動的特點(1)單向流動原因①食物鏈各營養級的順序是不可逆轉的，這是長期自然選擇的結果；②各營養級的能量總是趨向于以細胞呼吸產生熱能而散失掉。(2)逐漸遞減，傳遞效率為10%～20%。原因是：①各營養級的生物都會因細胞呼吸消耗相當大的一部分能量；②各營養級總有一部分生物未被下一個營養級的生物所利用。3．能量流動模型——生態金字塔類型、含義不同的生態金字塔能形象地說明營養級與能量、生物量、數量之間的關系，是定量研究生態系統的直觀體現。類型項目能量金字塔數量金字塔生物量金字塔形狀類型項目能量金字塔數量金字塔生物量金字塔特點正金字塔形一般為正金字塔形，有時會出現倒金字塔形，如樹上昆蟲與鳥的數量關系正金字塔形象征含義能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性生物個體數目在食物鏈中隨營養級升高而逐級遞減生物量(現存生物有機物的總質量)沿食物鏈流動逐級遞減每一級含義食物鏈中每一營養級生物所含能量的多少每一營養級生物個體的數目每一營養級生物的總生物量1.下圖為生態系統中能量流動圖解部分示意圖，①②③④各代表一定的能量值，下列各項中不正確的是()下列說法正確的是 ()①在入射的太陽能中，生產者只利用了其中的1%左右②分解者可利用來自各營養級轉移到A中的所有能量③消費者營養級別越高，可利用的總能量越多④當人們把生產者當作食物時，比起其他營養級，可獲得更多的能量A．①② B．①④C．②④ D．③④【解析】

在入射的太陽能中，生產者利用的能量為 ×100%≈1%，故①正確；轉移到A中的所有能量中，各營養級生物呼吸消耗的部分不能再被分解者利用，另外也可能有部分形成化石燃料等而未被分解者利用，故②錯誤；能量流動是逐級遞減的，消費者營養級別越高，可利用的總能量越少，故③也錯誤；當人們把生產者當作食物時，食物鏈縮短，能量散失減少，比其他途徑獲得更多的能量，故④正確。【答案】

B二、物質循環與能量流動的區別與聯系能量流動物質循環形式以有機物的形式流動因不同元素而異，如碳以CO2形式循環特點單向流動，逐級遞減物質被反復利用，即具有循環性和全球性范圍生態系統的各個營養級生物圈內，具有全球性聯系二者是生態系統的主要功能，同時進行，相互依存，不可分割①二者均開始于生產者，通過光合作用合成有機物固定太陽能，然后沿共同的渠道——食物鏈(網)一起運行②能量的固定、儲存、轉移和釋放，離不開物質的合成與分解等過程③物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網)流動④能量作`為動力，使物質能不斷地在生物群落和無機環境之間循環往返(1)物質循環中起決定作用的是生物群落。參與無機環境中物質與生物體內生命物質相互轉化的生理過程，主要有光合作用、化能合成作用、細胞呼吸等。(2)有些物質不能進行正常的物質循環，如一些重金屬、化學農藥(如DDT)等污染物，化學性質穩定，不易分解，通過食物鏈在生物體內大量積聚，這個過程叫做生物富集作用。營養級越高，生物體內含量越多。2．(2009年蘇、錫、常、鎮)如下圖為生態系統中碳循環的模式圖。相關敘述正確的是 ()A．①代表生產者，5可以代表化能合成作用B．碳元素在①、②、③、④間以含碳有機物的形式傳遞C．在食物鏈中占有碳元素最多的營養級可能是①D．①、②、③中含有的有機物可以作為動力來促進碳元素在群落和環境之間循環【解析】

此題為圖像綜合題，考查生態系統中碳循環的相關知識。①代表生產者，②代表消費者，③是分解者，④是環境中的二氧化碳，碳元素在①、②、③之間以含碳有機物的形式傳遞，①中生產者是其他營養級的能量來源，因此含碳元素最多，碳元素在太陽能的推動下進入生物界。【答案】

C三、生態系統的穩定性1．穩定性的表現(1)結構相對穩定：動植物種類及數量保持相對穩定。(2)功能相對穩定：物質和能量的輸入、輸出相對平衡。2．穩定性兩個方面的區別與聯系抵抗力穩定性恢復力穩定性區別實質保持自身結構功能相對穩定恢復自身結構功能相對穩定核心抵抗干擾、保持原狀遭到破壞、恢復原狀影響因素一般地說，生態系統中物種豐富度越大，營養結構越復雜，抵抗力穩定性越高一般地說，生態系統中物種豐富度越小，營養結構越簡單，恢復力穩定性越高聯系①相反關系，抵抗力穩定性強的生態系統，恢復力穩定性差，反之亦然②二者是同時存在于同一系統中的兩種截然不同的作用力，它們相互作用共同維持生態系統的穩定3.穩定性與營養結構的關系(2)自動調節能力與自身的成分和營養結構成正相關。(3)自動調節能力與抵抗力穩定性成正相關，與恢復力穩定性成負相關。(4)抵抗力穩定性高低比較：生物圈＞海洋生態系統＞熱帶雨林＞溫帶草原＞極地荒漠。恢復力穩定性正好與其相反。(5)某一生態系統在徹底破壞之前，受的外界干擾遭到一定程度的破壞而恢復的過程，應視為抵抗力方面的穩定性，如河流輕度污染的凈化；若遭到徹底破壞，則恢復過程應為恢復力穩定性，如火災后草原的恢復等

3．(2009年安徽皖南八校聯考二)下列關于生態系統自我調節能力的敘述中，錯誤的是 ()A．在森林中，當害蟲增加時食蟲鳥也會增多，這樣害蟲種群的增長就受到抑制，這屬于生物群落內的負反饋調節B．負反饋調節在生態系統中普遍存在，它是生態系統自我調節能力的基礎C．生物群落與無機環境之間不存在負反饋調節D．生態系統的自我調節能力不是無限的，當外界干擾因素的強度超過一定限度時，生態系統的自我調節能力會迅速喪失【解析】不僅生物群落內部存在負反饋調節，而且生物群落與無機環境之間也存在負反饋調節，例如，一場火過后，森林中生物種群密度降低，但由于陽光充沛，土壤中無機養料增多，許多種子萌發后，迅速長成新植株。【答案】C(2009年重慶理綜)下圖是某森林生態系統物質和能量流向示意圖，h、i、j、k表示不同用途的有機物(j是未利用部分)，方框大小表示使用量，下列敘述正確的是()A．進入該生態系統的CO2量與各h產生的CO2總量相等B．生產者中i的量大于被初級消費者同化的有機物的量C．流向分解者的k可被生產者直接吸收利用D．流經該生態系統的物質和能量可循環利用【解析】

h是該營養級通過呼吸散失的能量，i及其他中的一部分是流入到下一營養級的能量，k是流向分解者體內的能量。因每一營養級均有未被利用部分，故進入該生態系統的CO2量大于各h產生的CO2總量；流向分解者體內的能量不能被生產者吸收利用；流經該生態系統的物質是循環的，而能量是單向流動，不可循環的。【答案】

B有關能量流動計算題的解題方法歸納如下：(2009年福建理綜)下列有關生態系統穩定性的敘述，不正確的是 ()A．生態系統具有自我調節能力，這是生態系統穩定性的基礎B．生態系統內部結構與功能的協調，可以提高生態系統穩定性C．生物多樣性對維持生態系統穩定性具有重要作用，體現了其間接價值D．生態系統中的組成成分越多，食物網越復雜，生態系統恢復力穩定性就越強【解析】

生態系統生物種類越多、營養結構越復雜，抵抗力穩定性就越強，恢復力穩定性就越弱。【答案】

D小生態瓶的制作及應用(1)原理：生態系統的物種組成、營養結構和非生物因素與其穩定性密切相關。將少量植物、以該植物為食的動物和其他非生物物質放入一個密閉的廣口瓶中形成一個小生態瓶。(2)應用①利用制作小生態瓶的實驗方法，驗證或探究生態系統各成分的作用。②利用此方法，觀察驗證生態系統組成成分的不可缺少性。③利用此方法可觀察影響生態系統穩定性的因素。為觀察生態系統的穩定性，設計4個密閉、透明的生態瓶，各瓶內的組成和條件見下表。經過一段時間的培養和觀測后，發現甲瓶是最穩定的生態系統。生態系統組成光水草藻類浮游動物小魚泥沙生態瓶編號甲＋＋＋＋－＋乙－＋＋＋－＋丙＋＋＋＋－－丁＋＋＋＋＋＋注：“＋”表示有，“－”表示無。請回答以下問題：(1)乙瓶中，藻類的種群密度變化趨勢為________，原因是___________________。(2)丙瓶比甲瓶有較多的有機物，原因是______________________。(3)丁瓶與甲瓶相比，氧氣含量______，原因是__________________________________。(4)根據觀測結果，得出結論：①_____________；②___________________。【解析】

密閉生態瓶的穩定性，取決于該生態系統生物種類和數量的合理搭配。生產者進行光合作用，消耗水中的二氧化碳，釋放出氧氣，同時將無機物轉化成有機物，為消費者——浮游動物和小魚提供氧氣和食物。泥沙中含有微生物——分解者，可將水中的有機物分解成無機物，實現瓶內物質循環。乙瓶缺光，丙瓶缺分解者，兩者都不能長久地維持穩定，甲瓶無小魚較丁瓶有小魚穩定的原因可能是生態瓶較小，小魚的存在和長大會引起生物間的競爭加劇，打破原有的平衡。【答案】(1)下降缺乏光照情況下藻類不能進行光合作用，不能生長(2)缺乏泥沙，分解者數量太少(3)減少消費者較多，消耗較多的氧氣(4)①生態系統應該具有生產者、消費者和分解者以及非生物的物質和能量(太陽能)②生產者、消費者以及分解者之間應保持適宜比例，以維持生態系統的相對穩定1．(2009年江蘇)下列4種現象中，不適宜用生態系統中能量流動規律進行合理分析的是 ()A．虎等大型肉食動物容易成為瀕危物種B．藍藻易在富營養化水體中爆發C．飼養牛、羊等動物，成本低、產量高D．巨大的藍鯨以微小的浮游動物為食【解析】水體富營養化導致藍藻爆發是因為水體為藍藻提供了大量的N、P等礦質元素，并未涉及能量流動問題。能量流動的渠道是食物鏈，且能量沿食物鏈傳遞時，具有單向性和逐級遞減的特點，所以食物鏈越短，能量損失越少。A、C、D均可以利用能量流動規律分析。【答案】B2．(2009年海南)假設將水稻田里的雜草全部清除掉，稻田生態系統中 ()A．水稻害蟲密度將下降B．能量流動的營養級數減少C．水稻固定的太陽能增加D．物種多樣性上升【解析】水稻與雜草為競爭關系，二者爭奪稻田中的光照、水分、礦質元素等，除去雜草，使能量更多地流向水稻，有利于水稻對太陽能的固定。【答案】C3．(2009年廣東生物)為加強水體治理，珠江流域某城市構建了較大面積的人工濕地。(1)當污染物隨水流進入該濕地時，濕地水體中碳元素的遷移和轉化途徑如下圖。請用箭頭和文字補充虛線框中的碳轉化途徑。(2)一段時間后，濕地中出現了輪蟲等浮游動物，可控制綠藻等浮游植物的增殖；管理員還放養了一些魚和鴨，為城市增添自然氣息。請寫出可能存在的食物鏈(兩條)。(3)如果含有重金屬的工業廢水進入該系統，請根據生態學基本原理，指出可能產生哪些負面影響。

【解析】(1)碳在無機環境和生物群落之間主要以CO2的形式進行循環。CO2通過黑藻、綠藻等呼吸作用及分解者(如好氧細菌、厭氧細菌)的分解作用，由生物群落進入無機環境。(2)由“輪蟲等浮游動物，可控制綠藻等浮游植物的增殖”可知，輪蟲與綠藻之間為捕食關系，鴨捕食魚，魚捕食黑藻。(3)若含有重金屬的工業廢水進入該系統，通過黑藻、綠藻等生產者的自養過程，重金屬就會進入食物鏈，依據生物富集原理，重金屬可能對人的健康產生影響。因重金屬無法降解，故易造成二次污染。【答案】(1)(2)綠藻→輪蟲→魚，黑藻→魚→鴨(3)重金屬進入食物鏈，危害人體健康；重金屬無法降解，易發生二次污染。4．(2009年全國卷Ⅰ)某種植玉米的農場，其收獲的玉米子粒即作為雞的飼料，也可作為人的糧食，玉米的秸稈則加工成飼料喂牛，生產的牛和雞供人食用，人、牛、雞的糞便經過沼氣池發酵產生的沼氣作為能源，沼渣、沼液作為種植玉米的肥料。據此回答(不考慮空間因素)：