1、必修 稳态与环境 第五章 生态系统和生态环境保护,第一讲 生态系统的结构和能量流动,课前自主学习,课堂互动探究,一、生态系统的概念理解 1生态系统的概念与内涵 (1)定义：生态系统是由生物群落与其无机环境相互作用而形成的统一整体。,生态系统的概念及内涵,2生态系统的功能 生态系统各种组成成分之间通过能量流动、物质循环和信息传递而联系在一起，是一个具有自我调节能力的统一整体。 3生态系统的范围 (1)生态系统有一定的时间和空间范围。 (2)生态系统的空间范围有大有小，类型多种多样，它们具有多方面的差异。,二、生态系统的成分 1生态系统的成分,2.生态系统中各种组成成分的关系,3各种成分的地位 (
2、1)生产者生态系统的主要成分，是生态系统存在和发展的基础。 是形成食物链和食物网的基础生态成员间相互作用的渠道。 绿色植物的多样性和空间分布，决定一个生态系统的形态和结构的复杂程度，进而决定生态系统稳定性的大小。 是沟通无机环境到生物群落的桥梁：将光能化学能，将无机物有机物。,(2)消费者生态系统最活跃的生物成分 对维持生态系统的稳定性有重要作用。加快了物质循环，减轻了分解者负担，为某些植物传粉和种子的传播起重要作用。单从物质循环的角度看，消费者不是生态系统的必要成分，但自然生态系统中，生产者、消费者和分解者是紧密联系、缺一不可的。,(3)分解者物质循环中的关键成分 将动植物遗体分解成无机物，
3、归还给无机环境，即是沟通生物群落到无机环境的桥梁。假想没有分解者，地球现在是什么样。 从理论上讲，无机环境、生产者和分解者是任何一个自我调节的生态系统必要的基础成分，消费者的功能活动不会影响生态系统的根本性质，所以消费者不是生态系统必要的基础成分。,4生态系统成分的误区类型与特例,1下图为生态系统结构的关系图，a代表的成分是( ),A生产者 B消费者 C分解者 D不能确定 解析：生态系统包括生物群落和无机环境，生物群落包括生产者、消费者和分解者。从箭头的方向上分析，a的能量和物质来自b，并可传递给c，所以a是消费者。 答案：B,2下列有关“生产者是生态系统的主要成分”的理解，正确的是( ) 生
4、产者能将无机物合成有机物，属于自养型生物 生产者的细胞呼吸将有机物分解成无机物，实现了物质的循环 绿色植物的蒸腾作用降低了环境温度 生态系统内流动的能量全部是生产者固定的能量 A B C D,解析：生产者是生态系统的主要成分，主要是因为生产者能将无机物合成有机物，这些有机物(能量)一部分用于满足生物自身生长和代谢的需要，另一部分用于维持生态系统中生产者以外的全部生物的生命活动。 答案：D,1食物链的分析 (1)每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级，中间为多种动物，有任何间断都不算完整的食物链。 (2)在食物链中，当某种生物大量增加时，一般会导致作为其食物的上一
5、营养级数量减少，作为其天敌的下一营养级数量增多。,营养结构食物链和食物网,(3)食物链中各营养级生物之间是相互制约的，使它们的数量始终处于一种动态变化中。这种制约可能来自于种间，也可能来自于种内。 (4)食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，不会倒转，因此箭头一定是由上一营养级指向下一营养级。 (5)某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是某种群。,2食物网的分析 (1)同一种消费者在不同的食物链中，可以占有不同的营养级，如猫头鹰可能在不同的食物链中分别占有第三、第四、第五营养级。这就是说猫头鹰在该食物网中占有三个不同的营养级。 (2)在食物网中，两种生物之
6、间的种间关系有可能出现不同概念上的重合，如蜘蛛与青蛙，二者之间既是捕食关系，又是竞争关系。,(3)在食物网中，当某种生物因外来因素而大量增加时，一般除导致上一营养级减少，下一营养级增加外，还会导致与其有竞争关系的生物数量下降。 (4)在食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少对另一种生物的影响沿不同的线路分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。 (5)食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而并非取决于生物数量。,3生态系统的营养结构 (1)模型图示：(2)相关说明： 由于第一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级消费者级别1，如兔是初级消费者，第二营养级。,某一营
7、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。 同一种消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级，如狼分别是第三、第四营养级。 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。,3如图是某池塘生态系统中的两条食物链，大量捕捞花鲢后，种群将有所变化，下列能正确反映短期内种群总重量增长率变化趋势的是( ),A绿藻上升 B白鲢下降 C水蚤下降 D乌鱼上升 解析：花鲢被捕捞，短时间内水蚤天敌减少，水蚤增多；水蚤以绿藻为食，导致绿藻减少；白鲢以绿藻为食，绿藻减少，导致白鲢减少；乌鱼以花鲢和白鲢为食，因花鲢与白鲢均减少，导致乌鱼减少。 答
8、案：B,4(2012海南)某生态系统的食物网示意图如图所示，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：计数食物链时首先要辨别生产者，没有一个箭头指向的就是生产者，如图中的甲。每条食物链都必须起始于生产者，终于本食物链的最高营养级。(1)由图示可看出，该食物网中共有甲乙丙戊、甲乙丁丙戊、甲丙戊、甲乙丁戊4条食物链，在最长的食物链(甲乙丁丙戊)中，最高营
9、养级是第五营养级。,(2)由图示可看出，乙和丙都以甲为食，同时丙还会捕食乙，因此乙和丙间既有竞争关系，也有捕食关系。(3)假设乙种群有x个个体，则得100x10100，则x1 000(只)。 答案：(1)4 五 (2)竞争和捕食 (3)1 000,1能量流动的过程图解 生态系统的能量流动过程，可以概括为下图：,生态系统的能量流动,(1)能量的来源：太阳能。 (2)起点：从生产者固定太阳能开始。 (3)数量：流经生态系统的总能量，是生产者通过光合作用所固定的全部太阳能。 (4)渠道：食物链和食物网。,(5)能量转化：太阳能有机物中的化学能热能(最终散失)。 (6)流动形式：有机物中的化学能。 (
10、7)散失途径：呼吸作用，包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。 (8)能量散失的形式：以热能形式散失。,定量定时：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：a.自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。,3动物同化的能量不等于摄入的能量 动物同化的能量摄入量粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利用大象的粪便获得能量，就不能说蜣螂获得了大象的能量。 4粪便量不是该营养级同化量的一部分 消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能
11、量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于上一营养级的未被利用的部分。,5能量流动的特点 (1)单向流动：能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级。 (2)逐级递减：相邻两个营养级能量传递效率约为10%20%，其原因如下： 各营养级生物的呼吸消耗。 生产者的遗体、残枝败叶，消费者的尸体、粪便中的能量被分解者利用，经微生物的呼吸作用消耗。 各营养级生物中都有一部分能量未被下一营养级生物所利用。,7三种生态金字塔的比较,8.能量传递效率的相关“最值”计算 能量在流经各个营养级时，上一营养级的能量大约有10%20%传到下一营养级，营养级越高，流入的能量越少。因此食物链越长，能量损失越多。为了充分
12、利用能量，应尽量缩短食物链。有关能量的“最值”计算方法总结如下：,5如图为某一生态系统的能量金字塔，其中、分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是( ),A和是实现物质循环的关键生态成分 B该图所示的食物网只有1条食物链： CE1表示主要通过光合作用所摄入的能量 D能量可在食物链中循环利用,解析：图中代表生产者，、和都代表消费者，实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者，A错误；每一营养级的生物种类很多，各种生物之间会形成错综复杂的食物网，B错误；生态系统中能量流动是单向的，进入生物群落的是太阳能，释放出来的是热能，能量不能循环利用，D错误。 答案：C,6下图表示某生
13、态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析。其中分析不正确的是( )注：图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量。,Abcde为本年度流入该生态系统的总能量 Bc1表示初级消费者中被次级消费者所同化的量 Cb和d之一可代表生产者传递给分解者的能量 D初级消费者产生的粪便中所含的能量是包含在c中的 解析：c是生产者流入初级消费者的能量，初级消费者产生的粪便中所含的能量属于生产者同化的能量，应在b或d中。 答案：D,实验技能提升,补充完善类实验步骤的设计思路(1)解答方法：解答该种题型，应认真读题，明确
14、题目中给定的设计思路，在此基础上进行完善。特别是在补充预测结果及结论时，务必先确定该实验是验证性实验，还是探究性实验。因为验证性实验的结果只有一种，结论明确唯一，而探究性实验结果预测及结论有多种，要对假设分类讨论，一般按“如果那么”方式进行。,下面所列举的实验示例属于典型的补充完善型实验设计题目，分析如下： (2)首先明确实验的目的：验证生态系统中的4种成分对生态系统的稳定都是必不可少的。 理清设计的基本思路：应设置多组实验装置，建立人工生态系统，分别缺少不同的成分，观察记录各组生态系统稳定存在的时间长短。,确定实验变量：自变量是生态系统的4种成分，设计时不同的实验组中分别缺少不同的成分；因变
15、量是生态系统的稳定性，即各组人工生态系统稳定存在的时间长短。 对照实验：应是4种成分齐全的人工生态系统。 最后按照要求完善实验步骤，进行实验分析。,7为验证生态系统成分的重要性和不可缺少性，某生物课外活动小组在老师的指导下进行如下实验设计。 (一)实验过程如下图所示：,(1)1、2、3号瓶相比较，相同的非生物因素有哪些？ _。 (2)2号与3号瓶相比较，2号瓶中金鱼存活的时间短，说明了_。 (3)能说明生产者是生态系统成分不可缺少的实验是_。 (4)3号瓶的金鱼最后也死亡，其原因是什么？ _。,(二)请继续设计实验，探究阳光对生态系统的影响。 (1)方法步骤： 第一步：取同样形状、同样体积的4
16、号锥形瓶，4号锥形瓶的设计处理应该与_号锥形瓶作对照。 第二步：_。,第三步：观察并记录瓶中 _。 (2)推测最可能的实验结果是什么？ _。,解析：生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，各成分在生态系统中均具有重要作用。实验设计和分析时要注意对照原则和单一变量原则，分清自变量和因变量之间的关系。,答案：(一)(1)阳光、水分、空气、温度 (2)分解者是生态系统成分中不可缺少的 (3)1号和2号 (4)金鱼藻固定的太阳能不足以满足金鱼生存所需能量 (二)(1)3 对4号瓶作遮光处理 金鱼生存的时间 (2)4号锥形瓶中金鱼生存时间比3号锥形瓶中金鱼生存时间短,1(2013抚
17、顺模拟)下列关于生态系统成分的叙述中，错误的是( ) A消费者的存在能加快生态系统的物质循环 B生产者和分解者是生态系统中不可或缺的两个重要成分 C硝化细菌与蓝藻合成葡萄糖过程中所利用的ATP来源不同 D分解者一定是靠分解动植物遗体为生的微生物,解析：硝化细菌利用化学能合成ATP，蓝藻利用光能合成ATP。分解者不一定是微生物，如蚯蚓属于动物。 答案：D,2下列四项中的圆分别表示，a生产者、b分解者、c原核生物、d蓝藻、e腐生细菌。能正确表示它们之间相互关系的是( ),解析：蓝藻是原核生物，属于生产者，腐生细菌属于原核生物，是分解者，生产者和分解者中除了原核生物以外，还有真核生物。因此只有A选项
18、正确。 答案：A,3. (2013广东理综)右图所示某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是( )A鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量 B土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势 C浮游动物总量锐减后再急升 D浮游植物总量急升后再锐减,解析：首先分析出鲈鱼以鱼a、鱼b两种小型土著鱼为食，且鲈鱼与土著鱼属于不同种生物；再依据食物链的营养环节由后向前分析土著鱼、浮游动物和浮游植物的总量变化。鲈鱼以土著鱼为食，处在土著鱼的下一个营养级，由于能量每流经一个营养级都要消耗一部分，因此鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量，A项正确；,土著鱼和鲈鱼为捕食关系，B项错误
19、；依据食物链的营养环节由后向前分析土著鱼、浮游动物和浮游植物的总量变化：鲈鱼引入会导致土著鱼总量先减少后增加，间接导致浮游动物总量先增加后减少，而浮游植物总量的变化则为先减少后增加，C、D两项错误。 答案：A,4某岛屿栖息着狐和野兔，生态系统相对稳定。后来有人登岛牧羊、捕食野兔和狐，狐也捕食羊羔。第5年，岛上狐濒临灭绝，但野兔数量大大超过人登岛前的数量。第6年，野兔种群暴发了由兔瘟热病毒引起的瘟疫，其数量骤减；回答问题：,(1)人与狐的种间关系是_，兔瘟热病毒与野兔的种间关系是_。 (2)画出由人、羊、狐、野兔和牧草组成的食物网。 (3)人登岛后的第5年，与登岛前相比，野兔种内斗争强度_(增加
20、、减小、不变)。 (4)一般情况下，被捕食者传染病的流行程度将随捕食者种群密度的增加而_(增强、减弱、不变)。,解析：(1)因人捕食狐，故两者之间是捕食关系，又因人牧羊，从而获得羊肉或羊奶，狐捕食羊羔，故人和狐之间又存在着竞争关系。所有的病毒都是营寄生生活的。(2)绘制食物网时，注意只包含生产者和消费者，生产者为牧草，羊和野兔以牧草为食，狐捕食羊和野兔，而人可从羊、野兔和狐三者获得食物。(3)因第5年野兔数量大大增加，故在岛上资源有限的条件下，野兔种群内为争夺资源和空间而使种内斗争强度增加。,(4)被捕食者数量很多时，种群内体质较弱的个体容易被病毒感染而患传染病，因而容易被捕食，但随着捕食者的种群密度增加，则被捕食者中体质较弱的个体容易被捕食而被淘汰，剩下的被捕食者大多为体质较强的个体，不容易被病毒感染，故被捕食者传染病的流行程度将随捕食者种群密度的增加而减弱。 答案：(1)竞争和捕食 寄生 (2) (3)增加 (4)减弱,课后巩固提升,谢谢观看！,
