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2011届高考生物一轮复习课件:专题十四 生态系统及其稳定性、生态环境的保护(必修3)


专题十四 生态系统及其稳定性
第1节 生态系统的结构 节 一、生态系统范围
1、概念:在一定的空间和时间内,生物群落与无机 、概念:在一定的空间和时间内, 环境之间, 环境之间,通过不断的能量流动和物质循 环而相互作用、相互依存的统一整体。 环而相互作用、相互依存的统一整体。 2、分类: 海洋生态系统 、分类: 陆地生态系统 自然生态系统 人工生态系统

3、举例: 一片草原、一个海岛、一个水塘。 、举例: 一片草原、一个海岛、一个水塘。 生物圈是地球上最大的生态系统。 生物圈是地球上最大的生态系统。

二、生态系统的成分及其相互关系
非生物 成分 1、 、 成分 生物 成分 消费者 阳光、温度、空气、土壤、水分 阳光、温度、空气、土壤、 各种有机和无机物质。 各种有机和无机物质。 生产者 绿色植物(能生产有机物) 次要呢 绿色植物(能生产有机物),次要呢 植食性动物,如鼠、 初级消费者 植食性动物,如鼠、 兔等。 兔等。 次级消费者 以植食性动物为食的 肉食性动物,如黄鼬、 肉食性动物,如黄鼬、 猫头鹰等。 猫头鹰等。 三级消费者 以小型肉食动物为食 的大型肉食动物, 的大型肉食动物,如 狼等。 虎、狼等。

分解者 细菌、真菌、腐食性动物,如霉菌、蘑 细菌、真菌、腐食性动物,如霉菌、 枯草杆菌、蚯蚓、粪金龟等。 菇、枯草杆菌、蚯蚓、粪金龟等。

有人说: 植物都是生产者, 有人说:“植物都是生产者,动物都是消费 微生物都是分解者。 者,微生物都是分解者。”这种说法有何不 试举例说明。 妥?试举例说明。 寄生植物(如菟丝子) 消费者; 寄生植物(如菟丝子)——消费者; 消费者 腐食动物(如蚯蚓) 分解者; 腐食动物(如蚯蚓)——分解者; 分解者 自养微生物(如硝化细菌) 生产者; 自养微生物(如硝化细菌)——生产者; 生产者 寄生微生物(如肺炎双球菌) 消费者。 寄生微生物(如肺炎双球菌)——消费者。 消费者

生态系统的首要成分: 生产有机物) 生态系统的首要成分: 生产者 (生产有机物 生产有机物 生态系统的主要成分: 生产者和分解者( 生态系统的主要成分: 生产者和分解者 (是连接生命世界和 无机自然环境的两个 2、食物链和食物网 、 重要环节。) 重要环节。) ① 食物链 食物链—— 各种生物之间由取食或被食关系而形成 的联系。 的联系。 例: 绿色植物 蝗虫 青蛙 蛇 老鹰 食物网—— 在一个生态系统中,许多食物链彼此 在一个生态系统中, ② 食物网 交织在一起,构成网状的营养结构, 交织在一起,构成网状的营养结构, 称为食物网。 称为食物网。 兔 绿色植物 昆虫 食虫鸟 青蛙 蛇 老鹰

3、营养级 处在食物链同一环节上的所有生物的总和 、 绿色植物 各类绿色植物,也叫生产者。 第一营养级 —— 各类绿色植物,也叫生产者。 如浮游植物、 小麦、杂草等等。 如浮游植物、 小麦、杂草等等。 蝗虫 各类植食性动物, 第二营养级 —— 各类植食性动物,也叫初 级消者。如蝗虫、 兔等。 级消者。如蝗虫、鼠、兔等。 第三营养级 —— 以植食性动物为食的肉食 青蛙 性动物, 叫次级消费者。 性动物,也 叫次级消费者。如 食虫鸟、狐狸等。 蛙、食虫鸟、狐狸等。 蛇 第四营养级 第五营养级 注意: 一条食物链中的营养级一般不会超过五个。 注意 一条食物链中的营养级一般不会超过五个。 老鹰

第2节 生态系统的能量流动 节

地球上几乎所有的生态系统所需要的能量 都来自太阳。 都来自太阳。 进入生态系统中生物体的能量是生产者光 合作用吸收的能量。 合作用吸收的能量。这些能量固定到生产者所 制造的有机物中。 制造的有机物中。 进入生态系统中的太阳能约占太阳向地球 输送能量的1%。 输送能量的 。

一.能量流动的过程 能量流动的过程 输入第一营养级的能量转移方向: 输入第一营养级的能量转移方向: (1)呼吸作用中热能散失 ) (2)生产者自身的生长、发育和繁殖消耗 )生产者自身的生长、 (3)残枝败叶带走的能量 ) 。(有 (4)储存于植物体中的有机物的能量。(有 )储存于植物体中的有机物的能量。( 可能被初级消费者吃掉) 可能被初级消费者吃掉)

一.能量流动的过程 能量流动的过程

同化” “摄入”和“同化” 摄入” 如何理解

一.能量流动的过程 能量流动的过程

上一个营养级未散失的能量是否能全部传 递到下一个营养级?为什么? 递到下一个营养级?为什么?
?捕食不彻底:当动物体在捕食猎物时,由于相 捕食不彻底:当动物体在捕食猎物时, 捕食不彻底 互之间经过长期的自然选择, 互之间经过长期的自然选择,捕食者能够捕食到 猎物,但不可能将其种群中的全部个体捕食。 猎物,但不可能将其种群中的全部个体捕食。 ?摄食不彻底:当动物捕食成功后,在取食对方 摄食不彻底: 摄食不彻底 当动物捕食成功后, 也不可能将对方的所有有机物全部吃下。 时,也不可能将对方的所有有机物全部吃下。 ?消化不彻底:当动物将食物摄取到消化道中之 消化不彻底: 消化不彻底 也不可能将其中的全部营养都能吸收。 后,也不可能将其中的全部营养都能吸收。

二.能量流动的特点 能量流动的特点

“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一 未利用” 未利用 个营养级和分解者利用的能量

二.能量流动的特点 能量流动的特点

能流传递效率计算不是以种 群更不是以个体来计算, 群更不是以个体来计算,而 是以营养级为单位!!! 是以营养级为单位!!!

? 第一、能量流动不是循环的而是单向的 第一、能量流动不是循环的而是单向的:从生产 者→初级消费者→次级消费者→三级消费者→……。 食物链各个营养级的顺序是不可逆的,而各个营 养级的能量总是以呼吸散失热能。即必须源源不 断地输入,又不断地散失。 ? 第二、能量流动是逐级递减的:传递率为10%~ 第二、能量流动是逐级递减的:传递率为10%~ 20%,一条食物链的营养级一般不会超过五个营 20% 养级,因营养级上升一级,可利用的能量相应要 减少80%~90%,能量到了第五个营养级时,可 利用的能量往往少到不能维持其生存的程度了。 由于生态系统能量流量逐级递减,其传递率为10 %~20%,即构成了能量金字塔。所以,生产者 固定的全部太阳能流经生态系统过程中逐级递减,

引申
? 为什么肉类食品的价格比小白菜价 格高? 格高? ? 为什么几平方公里才能有一只虎 而 为什么几平方公里才能有一只虎,而 几平方米却有百万昆虫? 几平方米却有百万昆虫 ? 人增加一千克,要消耗多少克的植 人增加一千克, 物? (从不同食物链考虑 从不同食物链考虑) 从不同食物链考虑 ? 生物富集作用 生物富集作用?

能量流动的起点: 能量流动的起点:从生产者固定太阳能开始 流经生态系统的总能 能量流动的数量 是生产者所固定的全部太阳能

生态系统的 能量流动

能量流动的途径:太阳能 第一营养级 第一营养级→第二营 能量流动的途径:太阳能→第一营养级 第二营 养级→‥‥‥第五营养级 养级 ‥‥‥第五营养级 ‥‥‥ 单向流动不循环 能量流动的特点 逐级递减传递率为10%~ % 逐级递减传递率为 %~20% %~ 设法调整能量流动关系 研究的目的 使能量流向对人类最有益的部分

第3节 生态系统的物质循环 节
在生态系统中,组成生物体的 、 、 、 、 、 在生态系统中,组成生物体的C、H、O、N、P、 一.概念 概念 S等化学元素,不断进行着从无机环境到生物群落, 等化学元素, 等化学元素 不断进行着从无机环境到生物群落, 又从生物群落回到无机环境的循环过程, 又从生物群落回到无机环境的循环过程,这就是生 态系统的物质循环。也叫生物地球化学循环 生物地球化学循环。 态系统的物质循环。也叫生物地球化学循环。 ? 水循环:水是组成生物体的重要成分,约占体重 水循环:水是组成生物体的重要成分, %~95%, 的60%~ %,体内进行一切生化反应都离不开 %~ %,体内进行一切生化反应都离不开 地球上水通过蒸发、降雨、植物的蒸腾、 水。地球上水通过蒸发、降雨、植物的蒸腾、吸 收等过程反复循环。 收等过程反复循环。 ? 氮循环:氮是组成蛋白质和核酸的主要成分。氮 氮循环:氮是组成蛋白质和核酸的主要成分。 占大气成分的79%,必须经过生物固氮作用、 %,必须经过生物固氮作用 占大气成分的 %,必须经过生物固氮作用、硝 化作用、 化作用、反硝化作用等才能在生物群落与无机环 境间反复循环。 境间反复循环。

二.碳循环 碳循环
大气中的CO2 大气中的
微 生 物 的 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 摄食 光 合 作 用 燃

动物

植物



动植物的遗体和排出物

泥炭、 泥炭、煤、石油

特点: 特点:
(1)碳循环的形式: CO2; 碳循环的形式: 碳在自然界中的存在形式: 和碳酸盐; (2)碳在自然界中的存在形式: 2和碳酸盐; CO (3)碳在生物体内的存在形式: 碳在生物体内的存在形式: 含碳有机物; 含碳有机物; 碳进入生物体的途径: (4)碳进入生物体的途径: 绿色植物的光合作用; 绿色植物的光合作用; (5)碳在生物体之间传递途径: 碳在生物体之间传递途径: 食物链; 食物链; ① 碳进入大气的途径: (6)碳进入大气的途径: 生物的呼吸作用 ②分解者有分解作用 ③化石燃料的燃烧

如何解决“温室效应” 如何解决“温室效应” ?
1、减少煤、石油等化石燃料的燃烧,提高能效。 、减少煤、石油等化石燃料的燃烧,提高能效。 2、开发新的洁净能源,如核能、太阳能、风能、水能等。 、开发新的洁净能源,如核能、太阳能、风能、水能等。 3、大面积植树造林,降低空气中CO2含量。 、大面积植树造林,降低空气中 含量。

比较能量流动和物质循环的相互关系
能量流动
形式 主要以有机物形式 单向流动, 特点 单向流动,逐级递减 范围 生态系统的各营养级

物质循环
以无机物的形式流动 反复出现,循环流动 反复出现, 全球生物圈

能量流动和物质循环二者相互伴随,相辅相承, 联系 能量流动和物质循环二者相互伴随,相辅相承, 物质为能量流动提供载体 能量为物质循环提供动力 载体; 动力。 物质为能量流动提供载体;能量为物质循环提供动力。

第4节 生态系统的信息传递 节 ? 一般将可以传播的消息、情报、指令、 数据与信号等称作信息
类型: 类型:物理 化学: 化学:信息素 行为 作用: 作用: 应用: 应用:

第5节 生态系统的稳定性 节
生态系统具有保持或恢复自身结构和功能 相对稳定的能力,叫生态系统的稳定性。 生态系统稳定性的维持源于生态系统的 自我调节能力

? 主要方式是负反馈
– 负反馈调节在生态系统中普遍存在,它 负反馈调节在生态系统中普遍存在, 是生态系统自我调节能力的基础。 是生态系统自我调节能力的基础。

抵抗力稳定性 :生态系统抵抗外界干扰使
自身结构功能维持原状的能力。 自身结构功能维持原状的能力。 来源: 生物的种类、数量多, 来源:1、生物的种类、数量多,一定外来 干扰造成的变化占总量的比例小。 干扰造成的变化占总量的比例小。 能量流动与物质循环的途径多, 2、能量流动与物质循环的途径多, 一条途径中断后还有其他途径来代替。 一条途径中断后还有其他途径来代替。 生物代谢旺盛, 3、生物代谢旺盛,能通过代谢消除 各种干扰造成的不利影响。 各种干扰造成的不利影响。 抵抗力稳定性高的生态系统特征: 抵抗力稳定性高的生态系统特征: 各营养级的生物数量多,占有的能量多。 1、各营养级的生物数量多,占有的能量多。 各营养级的生物种类多,食物网结构复杂。 2、各营养级的生物种类多,食物网结构复杂。

恢复力稳定性 :生态系统受到外界干扰使
自身结构功能破坏后恢复原状的能力。 自身结构功能破坏后恢复原状的能力。 来源: 生物繁殖的速度快,产生后代多, 来源:1、生物繁殖的速度快,产生后代多,能 迅速恢复原有的数量。 迅速恢复原有的数量。 物种变异能力强, 2、物种变异能力强,能迅速出现适应新 环境的新类型。 环境的新类型。 生态系统结构简单,生物受到的制约小。 3、生态系统结构简单,生物受到的制约小。 恢复力稳定性高的生态系统特征: 恢复力稳定性高的生态系统特征: 各营养级的生物个体小,数量多,繁殖快。 1、各营养级的生物个体小,数量多,繁殖快。 生物种类较少,物种扩张受到的制约小。 2、生物种类较少,物种扩张受到的制约小。 3、各营养级生物能以休眠方式渡过不利时期 或产生适应新环境的新类型。 或产生适应新环境的新类型。

对一个生态系统来说, 对一个生态系统来说,抵抗力稳定性与恢 复力稳定性存在相反关系。 复力稳定性存在相反关系。 稳 定 性 抵抗力 稳定性

恢复力 稳定性

生物量、 生物量、生态系统复杂程度等

抵抗力稳定性高的生态系统, 抵抗力稳定性高的生态系统,遭到低等程 度的破坏,恢复力稳定性高; 度的破坏,恢复力稳定性高;遭到严重程 度的破坏,恢复力稳定性差。 度的破坏,恢复力稳定性差。 抵抗力稳定性低的生态系统,遭到低等 抵抗力稳定性低的生态系统, 程度的破坏,恢复力稳定性相对低; 程度的破坏,恢复力稳定性相对低;遭 到严重程度的破坏,恢复力稳定性高。 到严重程度的破坏,恢复力稳定性高。

提高生态系统的稳定性 保持与提高生物的数量, 保持与提高生物的数量,保护生物的 多样性,提高生态系统的抵抗力稳定性。 多样性,提高生态系统的抵抗力稳定性。 保护草本、苔藓、地衣等耐性强, 保护草本、苔藓、地衣等耐性强,繁 殖快的小植物和各种小型动物, 殖快的小植物和各种小型动物,提高生态 系统的恢复力稳定性。 系统的恢复力稳定性。 保护和建设多种不同类型的局部生态 系统,形成互补生态。 系统,形成互补生态。提高生态系统的综 合稳定性。 合稳定性。

第六章 生态环境的保护
第1节 人口增长对生态环境的影响 节 我国人口的现状与前景 人口增长对生态环境的影响

第2节 保护我们共同的家园 节 全球生态环境问题 ? 生物多样性(Bioctiversity)是生物及 生物多样性(Bioctiversity) 其与环境形成的生态复合体以及与此相 关的各种生态过程的总和。 关的各种生态过程的总和。它包括数以 百万种的动物、植物、 百万种的动物、植物、微生物和它们所 拥有的基因以及它们与生存环境形成的 复杂的生态系统。 复杂的生态系统。 遗传多样性也称为基因多样性
物种多样性 生态系统多样性

生物多样性的价值 ? 直接价值(可直接转化为经济效益) 直接价值(可直接转化为经济效益)
消耗性利用价值: 消耗性利用价值: 生产性利用价值。 生产性利用价值。

? 间接价值(不直接转化为经济效益) 间接价值(不直接转化为经济效益)
非消耗性利用价值; 非消耗性利用价值;

多样性的保护措施 ? 就地保护 ? 易地保护


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