第3章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性 章末復習教學課件高二上學期生物人教版（2019）選擇性必修2

第3章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第1節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的結構第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)第4節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞第5節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性第1節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的結構【問題探討】大豆根系會給土壤帶來哪些變化？一、生態(tài)系統(tǒng)的定義在一定空間內，由生物群落與它的非生物環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一整體。二、生態(tài)系統(tǒng)具有一定的結構1、組分——生態(tài)系統(tǒng)的組成成分2、相互作用——生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構：食物鏈和食物網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的組成成分光能自養(yǎng)，如綠色植物化能自養(yǎng)，如硝化細菌捕食者和營寄生生活的生物營腐生生活的生物和食腐動物通過光合作用，將太陽能固定在它們所制造的有機物中。太陽能轉化成化學能，從而可以被生物所利用。①加快生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)：自身新陳代謝將有機物轉化為無機物，排出體外的無機物又可以被生產者重新利用。②對于植物的傳粉和種子的傳播具有重要作用。將動植物遺體和動物的排遺物分解成無機物。第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、定義——生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。二、分析第一營養(yǎng)級的能量流動1、食物鏈的第一營養(yǎng)級是生產者，典型食物鏈中只有生產者和消費者，沒有非生物的物質和能量和消費者。2、食物鏈上一般不超過5個營養(yǎng)級，因為各個營養(yǎng)級都會因呼吸消耗掉大部分能量，其余有一部分能量流入分解者，只有一小部分能量能夠被下一營養(yǎng)級利用。流到第五營養(yǎng)級時，余下的能量很少，甚至不足以養(yǎng)活一個種群。3、食物網(wǎng)越復雜，生態(tài)系統(tǒng)抵抗干擾的能力就越強4、生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動就是沿著食物鏈和食物網(wǎng)進行的。第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、定義——生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。二、分析第一營養(yǎng)級的能量流動輸入：生產者通過光合作用，將太陽能轉化成化學能，固定在制造的有機物中三、總結各個營養(yǎng)級的能量流動過程學案P46B學案P47B四、分析賽達伯格湖的能量流動，總結能量流動特點1、特點：單向流動——不可逆轉（營養(yǎng)結構是長期自然選擇形成的），不能循環(huán)流動（呼吸作用散失的熱能不能重復利用）逐級遞減——同化量-呼吸散失-流向分解者-未利用=流向下一營養(yǎng)級2、能量傳遞效率：輸入到某一營養(yǎng)級的能量中，流到下一個營養(yǎng)級的能量所占的比例1、輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量_________，輸出該生態(tài)系統(tǒng)的總能量_______。調查期間該生態(tài)系統(tǒng)的總能量______（增加/減少）？2、計算相鄰兩個營養(yǎng)級間的能量傳遞效率。3、植食性動物能量的來源和去路的關系？4、植食性動物糞便中的能量屬于哪個數(shù)值？五、生態(tài)金字塔1、能量金字塔——將單位時間內各營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值轉換為相應面積或體積的圖形，并將圖形按照營養(yǎng)級的次序排列形成的金字塔圖形。2、生物量金字塔——將單位時間內各營養(yǎng)級的生物量（每個營養(yǎng)級所容納的有機物的總干重）數(shù)值轉換為相應面積或體積的圖形，并將圖形按照營養(yǎng)級的次序排列形成的金字塔圖形。3、數(shù)量金字塔——將單位時間內各營養(yǎng)級的生物個體數(shù)目轉換為相應面積或體積的圖形，并將圖形按照營養(yǎng)級的次序排列形成的金字塔圖形。六、研究能量流動的實踐意義1、幫助人們將生物在時間、空間上合理配置，增大流入某個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。例：間作套種、立體農業(yè)等（充分利用空間和資源、提高光能利用效率）2、幫助人們科學地規(guī)劃和設計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效地利用。實現(xiàn)對能量的多級利用，從而大大提高能量的利用率。例：沼氣工程、桑基魚塘等。（充分利用廢棄物中的能量）3、幫助人們合理地調整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關系，使能量持續(xù)高效地流向對人流有益的部分。例：除草、滅蟲、合理確定載畜量等（食物網(wǎng)、環(huán)境容納量）教材60二1學案P49教材P54問題探討四翼（八）16、（2021山東卷）海水立體養(yǎng)殖中，表層養(yǎng)殖海帶等大型藻類，海帶下面掛籠養(yǎng)殖濾食小型浮游植物的牡蠣，底層養(yǎng)殖以底棲微藻、生物遺體殘骸等為食的海參。某海水立體養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的能量流動示意圖如下，M、N表示營養(yǎng)級。（1）估算海參種群密度時常用樣方法，原因是____________。（2）圖中M用于生長、發(fā)育和繁殖的能量為________kJ/（m2?a）。由M到N的能量傳遞效率為________%（保留一位小數(shù)），該生態(tài)系統(tǒng)中的能量________（填：“能”或“不能”）在M和遺體殘骸間循環(huán)流動。（3）養(yǎng)殖的海帶數(shù)量過多，造成牡蠣減產，從生物群落的角度分析，原因是________。海參活動能力弱，活動范圍小24886.3不能

由于海帶的競爭，浮游植物數(shù)量下降，牡蠣的食物減少，產量降低5．如圖表示某草原生態(tài)系統(tǒng)中能量流動圖解，①～④表示相關過程能量流動量。下列有關敘述正確的是()A．①是流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量B．圖中②/①的比值代表草到兔的能量傳遞效率C．分解者獲得的能量最少D．③和④分別屬于草和兔同化量的一部分D6.現(xiàn)有草原上的一條食物鏈：草→兔→狼，已知右圖中的a代表狼攝入的能量，則下列相關敘述中，錯誤的是()A．a中的能量代表光合作用制造的有機物中含有的總能量B．b代表狼糞便中的能量，c代表狼同化的能量C．e中的能量可用于狼的生長、發(fā)育、繁殖D．若狼被人為大量捕殺，則兔的數(shù)量先增加后減少最后趨于穩(wěn)定A9．[多選]下圖所示“?；~塘”生態(tài)系統(tǒng)局部的能量流動，圖中字母代表相應的能量。下列有關敘述正確的是()A．圖中的B可表示桑樹呼吸作用散失的能量B．圖中的C可表示桑樹用于生長、發(fā)育、繁殖的能量C．圖中的D1/D可表示第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率D．圖中的C1若表示蠶傳遞給分解者的能量，則B1表示未被利用的能量ABD11、某生態(tài)系統(tǒng)由甲、乙、丙、丁、戊5個種群(不包括分解者)形成一定的營養(yǎng)結構，下表列出了各種群相關的能量值。下圖中的B表示種群甲同化的能量，其中①～⑦表示能量值的多少。請回答下列問題：②的能量值______？③的能量值______？④的能量值____？12、大閘蟹是主要以植物為食的雜食性甲殼類動物，因其味道鮮美、營養(yǎng)豐富而備受人們喜愛，如圖為某水域生態(tài)系統(tǒng)能量流動的部分圖解，其中字母a～k表示能量值(單位：kJ)。圖中第一營養(yǎng)級和第二營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率為c/ax100%？14．[多選]如圖表示一個人工魚塘的部分生物關系示意圖。以下?lián)D作出的判斷，正確的是()A．流經該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是浮游植物固定太陽能的總量B．圖中的生物可以構成一個完整的生物群落C．提高光能利用率和適度增加飼料投喂量，都可以提高魚塘的產量D．該魚塘中消費者所含能量的總量可能多于生產者CD15、[多選]如圖所示為某食物鏈中各個營養(yǎng)級共有的能量流動情況，其中a～d代表能量值。下列敘述正確的是()A．d代表流向消費者的能量B．若圖示為第一營養(yǎng)級的能量流動情況，則圖中缺少的能量流向是流向下一(第二)營養(yǎng)級的能量C．若圖示為第二營養(yǎng)級的能量流動情況且為恒溫動物，在氣溫逐漸降低時，假設b保持不變，則b/a的值將增大D．若圖示為第三營養(yǎng)級的能量流動情況，假設該動物的攝入量為e，為了提高該動物的食物利用率，應提高b/e的值BD學案P5042第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)知識清單：1、碳循環(huán)的過程2、物質循環(huán)的定義及特點3、生物富集作用4、能量流動和物質循環(huán)的關系一、碳循環(huán)——以CO2的形式進行大氣中的CO2庫水圈中的CO2庫生產者消費者分解者化石燃料遺體和排遺物1、碳在非生物環(huán)境以____形式存在，碳在生物群落以_________形式存在。碳在生物群落與非生物環(huán)境之間的循環(huán)主要是以_______的形式進行的。2、CO2能夠隨著大氣環(huán)流在全球范圍內進行，因此碳循環(huán)具有_______性。3、水圈中的CO2對于______大氣中的碳含量起著非常重要的作用。4、化石燃料的開采和使用大大增加了__________，加劇了溫室效應。緩解溫室效應的措施包括：__________和__________。能量流動和物質循環(huán)的關系1、聯(lián)系①能量的固定、儲存、轉移和釋放，離不開物質的合成和分解等過程②物質作為能量的載體，使能量沿食物鏈（網(wǎng)）流動③能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)往返。④生態(tài)系統(tǒng)的各種組成成分，正是通過能量流動和物質循環(huán)，才能緊密聯(lián)系在一起，形成一個統(tǒng)一整體。2、區(qū)別①物質循環(huán)——非生物環(huán)境中的物質可以被生物群落反復利用②能量流動——流經各營養(yǎng)級時，逐級遞減，單方向不循環(huán)補充閱讀：3.5億年前地球上最早的生物誕生于植物登陸之后的泥盆紀。最初的陸生植物沒有什么支撐結構，部分植物會合成有一定強度的纖維素，但大多數(shù)植物仍然低矮并貼近水邊。數(shù)千萬年后，植物細胞中產生了一種地球上從未出現(xiàn)的物質——木質素，有支撐和形成輸導組織運輸水分營養(yǎng)的作用，植物也因此長得高大，充分利用陽光，能生活在更干旱的環(huán)境，迅速取代了低矮的生命。森林的光合作用讓地球O2含量一度超過了30%，也讓同時期的昆蟲體型遠比今天要大。在高大森林產生的最初時間，地球上作為分解者的真菌很可能還沒產生能夠分解它們的酶，越來越多的碳被禁錮在植物死亡的軀體中。到了3.05億年前的石炭紀卡西莫夫期，地球上的CO2降到了臨界點之下，溫室效應減弱，導致幾百萬年的降溫，冰雪覆蓋了全球大部分地區(qū)，大片森林消失了。當真菌終于獲得降解木質素的能力，碳元素以CO2的形式回歸大氣，地球恢復溫暖。真菌能分解木質素之前的樹干軀殼變成了煤。二、生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)：1、定義——組成生物體的元素（C、H、O、N、P、S等），都在不斷進行著從非生物環(huán)境到生物群落，又從生物群落到非生物環(huán)境的循環(huán)過程。2、范圍——生物圈，物質循環(huán)具有全球性，又叫生物地球化學循環(huán)。3、特點——物質在生態(tài)系統(tǒng)中具有循環(huán)往復運動的特點。4、應用——種養(yǎng)結合、無廢棄物農業(yè)，能量的多級利用和物質的循環(huán)使用大氣中的N2土壤、水體中的NH3NO3-植物體中的蛋白質等動物體中的蛋白質等動植物遺體、排遺物分解者N循環(huán)教材P67拓展應用1、2生物富集1、舉例：人類活動向環(huán)境中排放的有害物質，如重金屬、人工合成的有機化合物的物質循環(huán)2、定義：生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內濃度超過環(huán)境濃度的現(xiàn)象。3、結果：沿食物鏈逐漸在生物體內聚集，最終積累在食物鏈的頂端。4、全球性教材P67拓展應用3、教材P80探究土壤微生物的分解作用一、補充閱讀：微生物的分解作用生態(tài)系統(tǒng)的分解是指死有機物質的逐步降解過程。二、案例一——探究落葉腐爛是否是由于土壤微生物的作用自變量、因變量、可能的無關變量實驗組、對照組案例二——探究土壤微生物對淀粉的分解作用自變量、因變量、可能的無關變量實驗組、對照組遺體排遺物碎屑，含大分子（聚合體）單體無機物第4節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞知識清單：一、相關概念信息信息流信息源信道信息受體二、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類物理信息、化學信息、行為信息三、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用①生命活動的正常進行，離不開信息的作用②生物種群的繁衍，離不開信息的傳遞③信息還能夠調節(jié)生物的種間關系，進而維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。四、信息傳遞在農業(yè)生產中的應用一、相關概念信息——可以傳播的情報、指令、數(shù)據(jù)與信號信息流——信息的產生與交換

信息源——信息產生的部位

信道——信息傳播的媒介

信息受體——信息接收的生物或其部位（舉例？）二、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類1、物理信息：光、聲、溫度、濕度、磁場等通過物理過程傳遞的信息，例如蛛網(wǎng)的振動頻率、狼的呼叫聲、草的綠色。信息源——非生物環(huán)境或生物個體、群體2、化學信息：在生命活動中，生物產生可以傳遞信息的化學物質，例如植物的生物堿、有機酸，動物的性外激素、信息素等（氣味）信息源——生物的某些部位3、行為信息：動物的特殊行為（動作）能夠向同種或異種生物傳遞某種信息，例如蜜蜂跳舞、孔雀開屏教材P72一三、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用①生命活動的正常進行，離不開信息的作用②生物種群的繁衍，離不開信息的傳遞③信息還能夠調節(jié)生物的種間關系，進而維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。教材P72一四、信息傳遞在農業(yè)生產中的應用①提高農畜產品的產量例如：吸引傳粉動物，提高果樹傳粉效率和結實率；延長光照時間提高產蛋率②對有害動物進行控制化學防治——造成環(huán)境污染，傷及害蟲天敵生物防治——無污染、有效，有些利用信息，還可有效保護或引入天敵生物將害蟲數(shù)量控制在較低的水平。機械防治教材P72二物理信息——①③④⑤⑥⑦化學信息——②行為信息——⑧第五節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性知識清單：1、生態(tài)平衡的概念2、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的概念3、比較抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性4、提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施一、生態(tài)平衡1、定義：生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。結構——功能——相對穩(wěn)定——受到________________后，可通過__________得以恢復（動態(tài)平衡）2、特征：①結構平衡——各______保持相對穩(wěn)定②功能平衡——_____________________的生態(tài)過程正常進行，保證了____________________________________________________③收支平衡——________________________________________處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)組成成分和營養(yǎng)結構能量流動、物質循環(huán)、信息傳遞自我調節(jié)一定范圍內的干擾組分生產—消費—分解物質總在循環(huán)、能量不斷流動、生物個體持續(xù)發(fā)展和更新植物在一定時間內制造的可供其他生物利用的有機物的量3、生態(tài)系統(tǒng)具有自我調節(jié)能力的基礎是負反饋調節(jié)減弱或受到限制生態(tài)系統(tǒng)維持或恢復自身結構與功能處于相對平衡狀態(tài)的能力，叫做生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。1988年，美國黃石國家公園發(fā)生罕見大火，公園近三分之一的土地成為灰燼，但公園管理方決定無為而治，任由野火自生自滅。四五年后新生的森林一片蔥綠、生機勃勃。二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性恢復力穩(wěn)定性定義抵抗干擾，保持原狀受到干擾破壞，恢復原狀舉例①植物受到采食后增強再生能力，減緩種群下降②持續(xù)干旱氣候，擴展根系分布空間，保證獲得足夠水分①局部火災發(fā)生后，森林面貌逐漸恢復②河流、土壤輕微污染，通過自身凈化作用，很快恢復影響因素一般與營養(yǎng)結構的復雜程度成正相關（比較熱帶雨林和北極凍原）①一般來說，與營養(yǎng)結構的復雜程度成負相關（例：熱帶雨林）②與氣候、土壤條件有關（例：北極凍原）③與干擾（破壞）程度有關三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性1、控制對生態(tài)系統(tǒng)的干擾強度，在不超過生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)能力的范圍內，合理適度地利用生態(tài)系統(tǒng)。2、對人類利用強度較大的生態(tài)系統(tǒng)，給予相應的物質能量投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內部結構與功能的協(xié)調。[思考討論]在農業(yè)和林業(yè)生產中，常采用多樣化種植的方式。與單一化種植相比，多樣化種植的農田生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾能力更強(圖3-5)。例如，一片農田中單一化的農作物緊密相鄰，害蟲進入后很容易從一棵植株侵入另一棵同種植株:而多樣化種植方式中，由于農田中物種種類較多，同一物種的各個個體不是緊密相鄰。而有其他物種植株穿插其中，因而害蟲的傳播就比較困難，一般很少暴發(fā)病蟲害。1，當?shù)匕傩赵诤恿髦刑悦紫床?，洗澡洗衣，為什么河水仍能保持清?2.大量生活污水和工業(yè)廢水排入河道以后為什么會引起水質急劇下降?20世紀90年代采取的措施沒有明顯效果，可能的原因是什么?3.可以采取什么措施來改善該地河流水質?第4章人與環(huán)境第1節(jié)人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響人口增長與生態(tài)足跡——“……的面積”關注全球性生態(tài)問題第2節(jié)生物多樣性及其保護生物多樣性的價值——直接價值和間接價值生物多樣性喪失的原因——①破壞生存環(huán)境②掠奪式利用保護生物多樣性的措施——就地保護、易地保護第3節(jié)生態(tài)工程生態(tài)工程的基本原理——自生、循環(huán)、協(xié)調、整體生態(tài)工程的實例和發(fā)展前景生態(tài)足跡——在現(xiàn)有技術條件下，維持某一人口單位（一個人、一個城市、一個國家、全人類）生存所需的___________和____________的土地及水域的面積。生產資源吸納廢物建設用地碳足跡林地漁業(yè)用地耕地草地人口增長與生態(tài)足跡碳足跡——扣除海洋對碳的吸收量之后，吸收化石燃料燃燒釋放的CO2等所需的森林面積。全球性生態(tài)環(huán)境問題全球氣候變化水資源短缺臭氧層破壞土地荒漠化生物多樣性喪失環(huán)境污染教材P88二、4生物多樣性及其保護1、生物多樣性——生物圈內所有的植物、動物和微生物等，它們所擁有的全部基因，以及各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)，共同構成了生物多樣性。2、生物多樣性的價值直接價值：實用意義

非實用意義（旅游觀賞、科學研究、文藝創(chuàng)作等）間接價值：調節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的功能促進生態(tài)系統(tǒng)中基因的流動和協(xié)同進化潛在價值：尚不清楚的價值物種多樣性基因多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性教材P96一、33、生物多樣性喪失的原因威脅野生物種生存的人類活動對野生物種_________的破壞對野生物種______式利用生存環(huán)境掠奪表現(xiàn)為：________破壞和_______化棲息地碎片過度采伐、濫捕亂獵環(huán)境污染農業(yè)和林業(yè)品種的單一化外來物種的盲目引入_______多樣性喪失，以及與之相應的經長期________的_____消失遺傳協(xié)同進化物種導致_______，使生物多樣性喪失物種的滅絕4、保護生物多樣性的措施就地保護（最有效）——建立自然保護區(qū)以及國家公園易地保護（行將滅絕的物種）——把保護對象從原地遷出，在異地進行專門保護。建立植物園、動物園、瀕危動植物繁育中心。反對盲目的、掠奪式開發(fā)利用，不意味著禁止開發(fā)和利用。教材P96二、1任務一：閱讀教材“關注生態(tài)工程建設”部分，回答以下問題：1、生態(tài)工程這一學科是在什么背景下出現(xiàn)的？2、生態(tài)工程建設需依據(jù)哪些學科的基本原理？3、生態(tài)工程建設的主要任務是什么？4、生態(tài)工程建設要實現(xiàn)什么目標？5、與傳統(tǒng)工程相比，生態(tài)工程的特點有哪些？20世紀60年代以來的工農業(yè)生產方式嚴重影響了人類的可持續(xù)發(fā)展，為了解決環(huán)境與經濟發(fā)展的協(xié)調問題，產生了生態(tài)工程這一學科。生態(tài)學、系統(tǒng)學①對人工生態(tài)系統(tǒng)進行分析、設計和調控②對已被破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復、重建提高生態(tài)系統(tǒng)的生產力改善生態(tài)環(huán)境促進人類社會和自然環(huán)境和諧發(fā)展少消耗、多效益、可持續(xù)充分發(fā)揮資源的生產潛力防止環(huán)境污染經