生态系统的稳态与调节.ppt

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1、第十三讲 生态系统的稳态与调节,第1课时 生态系统的结构,考纲解读1、生态系统的概念2、了解各生态系统中生物的类型、特点、功能3、生态系统的结构4、生态系统的能量流动要掌握能量流动的过程 和特点，了解能量金字塔中的能量传递规 则，及能量流动原理在生产上的应用5、生态系统的物质循环,只要求掌握碳循环的 过程及意义,了解物质循环和能量流动的关系6、了解生态系统中信息传递的种类以及在农业 生产中的应用.,生态系统是生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。其可大可小，最大的生态系统是生物圈。（生物群落+无机环境=生态系统）,生态系统就是在一定的空间和时间内，在各种生物之间以及生物与无机物之间，

2、通过能量流动和物质循环而相互作用的一个自然系统。,一、生态系统的概念：,生物个体,（同种）,种群,（不同）,生物群落,能自由交配产生可育后代,相互之间有直接或间接作用,生态系统,同无机环境相结合通过物质循环和能量流动而相互作用,生物圈,（最大的）,包含地球上的全部生物及无机环境,二、生态系统中不同层次的概念：,1、生态系统的组成成分,非生物物质和能量（基本成分）生产者（基本成分 主要成分）消费者（非基本成分）分解者（基本成分）,三、生态系统的结构,生产者:是生态系统的主要组成成分。1）.化能自养生物（如硝化细菌）；2）.光能自养生物（主要是绿色植物，还有光 合细菌和蓝藻等）。消费者：均为异养生

3、物（主要是各种营捕食、寄生生 活的动物），在生态系统中可有可无。分解者：主要是异养型的营腐生生活的细菌和真菌。腐食性的动物.是生态系统的重要的必备成 分，但不参与营养结构。非生物的物质和能量:,说明：,基本成分,保障物质循环的通畅进行,异养型,腐生生物,非基本成分,保证物质循环和能量流动的进行；有效控制生物数量；有利于生产者传粉、受精和种子传播,异养型,动物、寄生植物、寄生微生物,基本成分,一切消费者和分解者的有机物和能量的源泉,自养型,绿色植物光能自养细菌化能自养细菌,生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”；生产者与各级消费者以捕食关系建立的食物链和食物网是能量流动和物质循环的

4、渠道,基本成分,各种生物赖以生存和发展的基础,非生物,2、比较：,生 产 者,食物、氧气、栖所,消 费 者,传粉、受精、种子传播,遗体,遗体,呼吸,呼吸,无机环境,（CO2）,（CO2）,（CO2）,分解者,光合作用,3、生产者、消费者、分解者的关系：,4、生态系统的营养结构,a、食物链：指生态系统中各种生物间由于食物关系而形成的一种联系。,在这种食物关系中有多少个环节就有多少个营养级（生产者是第一营养级，初级消费者是第二营养级，依此类推。）一条食物链的起点一定是某种生产者，而终点则是该食物关系中不再被其他消费者所食的生物。,营养级,食物链,生物之间由于食物关系而形成的一种联系,食物链上的每一

5、个环节,青草,植食昆虫,青蛙,蛇,第一级营养级,第二级营养级,第三级营养级,第四级营养级,食物链中各种生物的结构模式,初级消费者,次级消费者,三级消费者,第二营养级,第三营养级,第四营养级,例:一百年前达尔文曾发现几种生物如下的食物链：,红花三叶草,土蜂,野鼠,家猫,（1）土蜂（个体较大）能采集红花三叶草的花蜜同时为之传粉，这两种生物的关系叫做，而猫与鼠和鼠与蜂之间的关系叫做。这个食物链表明：猫的数量多对牧业发展是。,共栖,捕食,有利的,（2）有一种土蜂的变种能直接在红花三叶草的花萼处咬出一个洞来吸取花蜜，同时招引来本地短口器的小 蜂来吮蜜，这种不传粉的土蜂与三叶草的关系为，与本地小蜂形成的关

6、系为。自然界中这种具有咬洞取蜜行为土蜂的产生，从遗传学观点看，它可能是由 产生的一种 行为。,捕食,种间互助,变异,本能,（3）当地农民如果一改往常不种红花三叶草 而改种一种开白花、蜜腺较浅的三叶草，这 种白花三叶草茎柔软，难以支持土蜂飞落，不久本地小蜂成为优势种，这时小蜂与土蜂 间成为 关系。出现土蜂大幅减少 的现象说明了，其原因在于。,竞争,适应的相对性,环境条件的改变,初级消费者2,b、食物网：指许多食物链彼此相互交错连接而成的复杂 营养关系。可表示为：,生产者1,次级消费者1,生产者2,初级消费者1,次级消费者2,生产者3,次级消费者3,生产者4,次级消费者4,在一个食物网的不同食物链

7、中，除生产者始终只占据一个营养级（第一营养级）外，其他消费者（根据其食性）可能占据一个或一个以上的营养级。在食物网中，两种生物之间的种间关系可 能有多种。,当某种生物因数量减少,对另一种生物的影响有多种可能时,应以中间环节少的为分析依据。,生态系统中因某种生物的减少对其他生物的影响：1、第一营养级减少，其他营养级的生物都将减少。2、“天敌”减少，被食者先增后减，最后稳定。3、“中间”营养级减少，应视情况而定，如：,蚱蜢,蜥蜴,蛇,绿色植物,食草籽的鸟,兔,鹰,例、(2006重庆卷，一、1)题l图是某生态系统的食物网示意图，甲庚代表不同的生物，箭头表示能量流动的方向和食物联系。下列叙述正确的是（

8、）,A此食物网中有六条食物链，丁占有四个不同的营养级B戊接受的太阳能是流经此生态系统的总能量C丙可利用的总能量小于乙和丁可利用的总能量之和D向此生态系统大量引入外来物种，可增强该系统的稳 定性,答案 C,例(2006北京卷，二、29)为合理利用水域资说，某调六小组对一个开放性水库生态系统进行了初步调查，部分数据如下表：,回答以下问题：,（1）浮游藻类属于该生态系统成分中的，它处于生态系统营养结构中的。（2）浮游藻类数量少.能从一个方面反映水质状况好。调查数据分析表明：该水体具有一定的 能力。（3）浮游藻类所需的矿质营养可来至细苗、直菌等生物的，生活在水库淤泥中的细菌代谢类型主要为。（4）该水库

9、对游人开放一段时间后，检侧发现水体已被氮、磷污染。为确定污染源是否来自游人，应检测 处浮游藻类的种类和数量。,生产者,第一营养级,自动调节(或自净化),分解作用,异养厌氧型,入水口,四、生态农业,食物链是生态系统能量流动和物质循环的主渠道，它既是一条能量转换链，也是一条物质传递链，从经济上看还是条价值增值链。,生态农业是指运用生态学原理，在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生态体系。它注重充分发挥生态系统各种成分的作用，通过对农业生态系统中物质的多级利用，使农业生产相互依存，相互促进，形成良性循环。其突出优点是：减少化肥用量，降低农业投入；收获多

10、种产品，增加经济效益；净化环境，降低人和家畜的发病率。,农田,饲养场,养鱼塘,农产品,肥料,底泥,水产品,饲料,沼渣沼液,沼气池,沼气,肥料,饲料,肥料,饲料,畜产品,粪便,秸秆糠皮,生态农业是通过对农业生态系统的各营养级的关系的多级利用，充分发挥生产者、消费者、分解者的作用，使农业生产相互依存，相互促进，形成良性循环。优点是：低投入；高产出；无污染。,第2课时 生态系统的能量流动与物质循环,一、生态系统的能量流动,1、概念:生态系统中能量的输入、传递和散失的过程。,2、能量流动的过程：,(1)、能量的来源：地球上的生态系统所需的能量几乎都来自太阳（极少数情况下还可来自热能或化学能），均为非生

11、物的能量。,(2)、能量的输入：是指能量进入生物群落。主要是通 过生产者绿色植物的光合作用，把太阳能转变 成化学能储存在有机物中。生产者所固定的太阳能 总量就是流经这个生态系统的总能量。流入各级消 费者的总能量是指各级消费者同化作用所同化的物 质中所含的能量的总和（不包括粪便中所含的能量）。,某营养级,呼吸作用,热能,储存于有机物中的化学能,分解者分解释放,热能,（、代表无机环境；、代表下一个营养级）,(3).能量的传递：是指进入生态系统的能量顺着生态系统的营养结构食物链中的各个营养级流动的过程。在这个过程中，能量以化学能的形式存在于有机物中，以有机物的形式传递。,(4).能量的散失：是指进入

12、生态系统的能量回到无机环境的过程。在各个营养级的生物的呼吸作用过程中，总有一部分能量要以热能的形式散失到周围的环境中去。,每个营养级的生物的能量变化：,3、能量流动的特点：,(1).单向流动（不循环）,原因是：,第一:食物链中各营养级的顺序不可逆转（自然选择的结果）,第二:各营养级的生物呼吸作用产生的热能不能被生物利用,(2).逐级递减,原因是：,第一:各营养级的生物都因呼吸作用消耗了大部分的能量,第二:各个营养级总有一部分生物（或生物体的某一部分）未被下一个营养级的生物所利用。,4、能量传递效率：,指相邻两个营养级中的一个营养级的全部生物所获得的能量占上一个营养级的全部生物所具有的能量的比例

13、。在生态系统中，一个营养级的总能量大约只有10%20%传到下一个营养级，即能量传递效率为：10%20%（最高为20%）。,若按最高效率20%计算，第n营养级从第一营养级那里获得的能量只有第一营养级的1/5n-1（若按传递效率为10%计算，则为1/10n-1）。,5、关于能量金字塔：,6、研究能量流动的意义：帮助人们合理地调整生态系统的能量流动关系，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,无机环境,生物群落,化学元素,化学元素,在研究物质循环时的生态系统是指地球上最大的生态系统生物圈，因此其物质循环具有全球性。主要的物质循环包括：碳循环、氮循环、硫循环、水循环等。,1.

14、生态系统的物质循环:是指在生态系统中，组成生物体的基本化学元素（C、H、O、N、P、S等），不断地在无机环境和生物群落之间循环的过程。,碳循环示意图,三、能量流动和物质循环的关系,以有机物形式,以无机物形式,单向递减、不循环,循环往复,生态系统各营养级,生物圈,2、联系：,a、二者都是沿着食物链和食物网进行的；,b、二者同时进行，相互依存，不可分割：物质是能 量的载体，使能量沿食物链（网）流动；能量作为动力，使物质不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。,1、区别：,例:（广东2002高考）下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，E为分解者

15、。Pg表示生物同化作用固定能量的总量，Pn表示生物体贮存的能量（PnPgR），R表示生物呼吸消耗的能量。（单位：102千焦/m2/年）,分析回答：能量流动是从A、B、C、D中的哪个营养级开 始的?为什么?,该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效 率是多少?,从能量输入和输出角度看，该生态系统的总能量是否增 加?为什么?,798.5,B。B营养级含能量最多，是生产者。,5.7%,增加该生态系统输入的总能量大于所有生物消耗能量之和或答Pg（生产者的）R（所有生物的呼吸消耗）。,例:（广东2000高考）下图是两个农业生态系统的结构模式图。图a中农作物为人类提供的信物量、为家禽和家畜提供的饲

16、料量，都与图b相同。,(1)图_所示生态系统的能量能够更多地被人类利用，原因是_。,图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用,b,(2)请根据图a、图b所示生态系统的结构，在下面的箭头完成这两个生态系统能量流动和利用的图解（各种生物的呼吸作用耗能和图中未标出的分解者耗能可不标出）。,例.请仔细分析表中各项的意义后回答：下表是某生态系统营养级能量流动分析图解（单位：千卡/公顷年）（1）本表所示能量流动是从 始的。（2）能量从第一营养级流入第二营养级，其传递效率为多少？从第二营养级流入第三营养级，其传递效率为多少？（3）根据表中所提供的材料，说

17、明能量随食物链流动中越来越少的原因是。（4）一个食物链中的营养级一般不超过五个，是因为能量随食物链流经三、四个营养级之后，传递下来的能量就少到 的程度了。,（1）生产者（第一营养级）固定太阳能。（2）16.18%,11.37%。（3）每一营养级生物因自身呼吸要消耗能量，并且 各营养级的生物不可能全部被下一营养级生物所利用。（4）不足以再维持一个营养级的生物的生命活动。,答案,第3课时 生态系统的信息传递、稳定性与调节,一、生态系统的信息传递,1、生态系统中信息的种类：,a、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。物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物。,b、

18、化学信息,生物在生命活动过程中，产生的一些可以传递信息的化学物质。昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中都存在能传递信息的化学物质信息素（pheromone）。,即通过鸣叫、颜色等物理因素来传递生物间的信息,指生物在特定阶段特定情况下通过分泌出特殊的化学物质传递信息,C、行为信息,动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能传递某种信息。留心观察身边的猫、狗等小动物的生活，就能发现很多信息传递的例子，你能否就每一种信息各举一两个例子，并说明这些信息传递的作用？,指通过营养交换形式把信息从一个种群传递给另一种群,d、营养信息,指动物通过自己的各种行为和动作向同伴们发出信息,属于物理信息的有（）,属于化学信息的

19、有（）,属于行为信息的有（）,1、2、4、6、7、9,5、8,3、10,例：请将下列信息进行分类,（1）哺乳动物的体温（2）鸟类鸣叫；（3）孔雀开屏；（4）萤火虫发光；（5）植物分泌的化学物质；,（6）电磁波；（7）昆虫发出的声音；（8）昆虫的外信息素；（9）紫外线；（10）蜜蜂跳舞；,2、信息传递在生态系统中的作用,生物个体生命活动的正常进行，离不开信息的作用；,生物种群的繁衍，也离不开信息的传递；,生态系统中，各种群之间关系的调节，生态系统稳 定性的维持，依然离不开信息的传递。,a、蝙蝠对周围环境的识别、取食与飞行，几乎 完全依赖声波。蝙蝠通过自身发出声波，对 目标进行“回声定位”。,资料

20、分析：生态系统中信息传递的重要性,资料分析：生态系统中信息传递的重要性,b、有些植物，像莴苣、茄、烟草的种子必须接受某 些波长的光信息，才能萌发生长。,c、自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时 间达到一定长度时，植物才能开花；,资料分析：生态系统中信息传递的重要性,许多动物都能在特定时期释放用于吸引异性的信息素；目前科学家已经确定了其化学结构和性质的200多种昆虫信息素中，大部分用来传递性信息。,d、当烟草植物受到蛾幼虫的攻击后，能产生和释放一种信息素，该化学物质在白天可以吸引蛾幼虫的天敌捕食者，夜间又能够驱赶雌蛾，使它们不能停留在叶片上产卵。,资料分析：生态系统中信息传递的重要性,提高

21、农产品或畜产品的产量；,对有害动物进行控制。,3、信息传递在农业生产中的应用,相关应用资料：在苹果园里放置一个电子仪器，产生与蜜蜂跳圆圈舞或摆尾舞相同的频率或声音。当蜜蜂感受到电子仪器发出的信息后，就会受到诱惑，飞到苹果园去采蜜。这就有助于苹果更好的传粉，从而提高产量。,二、生态系统的稳定性,1、概念：生态系统所具有的保持或恢复自身结 构和功能相对稳定的能力。,2、生态系统稳定性的表现：,a、抵抗力稳定性：,（1）、原因：内部具有的一定的自动调节能力；,（2）、影响自动调节能力大小的因素：A、生态系统的成分的复杂程度；B、生态系统的营养结构的复杂程度。,（3）、自动调节能力总有一定的限度。,b

22、、恢复力稳定性：,（1）、原因：生态系统具有恢复自身稳定性的能力。,（2）、两种稳定性之间的关系: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。,例(广东2004生物)当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后，会释放出挥发性的化学物质。这种化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌，夜间会驱赶乙种蛾，使其不能在烟草叶片上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片)，如图所示。试回答：,(1)甲种蛾幼虫与天敌的种间关系是：_。(2)甲种蛾幼虫与烟草的种间关系是：_。(3)甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫的种间关系是：_。(4)写出图中所示生物的食物链。,答案：捕食或寄生 捕食 竞争烟草甲种蛾（幼虫）天敌；乙种蛾（

23、幼虫）。,请据图回答:在该河流的AB段上,溶解氧大量减少的主要原因是什么?藻类大量繁殖的主要原因是什么?水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么?若酿造厂或味精厂将大量含有机物的废水排入该河流,对河流生态系统可能造成的最严重的后果是什么?请运用生态平衡原理分析造成这种后果的原因。,例（广东1999高考）下图是河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后的净化过程示意图。,参考答案：藻类数量减少；需氧型细菌大量繁殖，溶解氧随有机物被细菌分解面大量消耗。有机物分解后形成大量的NH4+等无机盐离子，有利藻类的大量繁殖。藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少。河流中的生物大量死亡，生态平衡遭到破坏；因为生态系统的自动调节能力在一定限度，当外来干扰超过这个限度时，生态平衡就会遭到破坏。,