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(共43张PPT)
1.物质循环的概念、特点
(1)概念:组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素,都在不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环过程,这就是生态系统的物质循环,又叫生物地球化学循环。
(2)特点:全球性、循环性。
特别提醒　理解物质循环的几个要点:
(1)物质循环中的“物质”指组成生物体的元素,而不是由这些元素组成的化合物。
物质循环及实例
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点1
特别提醒　理解物质循环的几个要点:
(2)物质循环中的“循环”指在生物群落和非生物环境间的循环,生物群落内部不能实现循环。
(3)生态系统的物质循环中的“生态系统”指生物圈。
(4)物质循环离不开能量流动。
2.物质循环的实例——碳循环
物质循环及实例
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点1
2.物质循环的实例——碳循环
(1)碳的流动形式
①碳在生物群落与非生物环境之间的循环形式:主要是CO2。
②碳在生物群落内部的传递形式:含碳有机物。
(2)碳进出生物群落的途径
①碳进入生物群落的途径:绿色植物的光合作用。
②碳返回非生物环境的途径:绿色植物和动物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃烧等。
物质循环及实例
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点1
2.物质循环的实例——碳循环
(3)碳在生物群落中的传递途径:食物链和食物网。
(4)碳的传递方向
①碳在生产者与非生物环境之间的传递方向:双向。
②碳在生物群落内部的传递方向:单向。
(5)海洋对大气中碳含量的调节:当大气中CO2含量增加,水圈中的CO2含量也随之增加;如果大气中的CO2发生局部短缺,水圈中的CO2也能及时进入大气。
物质循环及实例
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点1
生物富集
1.概念:生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。
2.实例:铅、镉、汞等重金属,DDT、六六六等有机化合物以及一些放射性物质
3.特点:有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地,因此生物富集具有全球性;有害物质在生物体内的浓度沿食物链不断升高,最终积累在食物链的顶端。
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点2
1.二者同时进行,相互依存,不可分割
(1)能量的固定、储存、转移和释放,都离不开物质的合成和分解等过程。
(2)物质是能量沿食物链(网)流动的载体。
(3)能量是物质在生物群落和非生物环境之间循环往返的动力。
2.二者具有不同的特点
(1)在物质循环过程中,非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用。
(2)能量在流经生态系统各营养级时,逐级递减,能量流动是单向不循环的
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点3
能量流动和物质循环的关系
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点4
1.实验原理
(1)土壤中生活着细菌、真菌和放线菌,它们数量众多,在生态系统中主要作为分解者。
(2)分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物,其分解速度与环境的温度、湿度等有关。
探究土壤微生物的分解作用
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点4
2.案例
设计
探究土壤微生物的分解作用
案例名称
实验 设计 分析 自变量
因变量
观测指标
实验结论
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗
土壤中是否含有微生物
落叶的腐烂程度
落叶的剩余量等
土壤微生物对落叶有分解作用
探究土壤微生物对淀粉
的分解作用
是否加入土壤浸出液
淀粉的分解程度
①加入碘液后溶液的变蓝程度;
②加入斐林试剂水浴加热后是否有砖红色沉淀产生
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点5
1.信息流的概念:生态系统中的生物种群之间,以及它们内部都有信息的产生与交换,能够形成信息传递。
2.信息传递的特点
(1)生物可以通过一种或多种信息类型进行交流。
(2)生态系统中的信息传递可以发生在同种生物之内、不同生物之间、生物与非生物环境之间。
(3)多数情况下,信息传递是双向的。
生态系统中的信息
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点5
3.生态系统中
信息的种类
生态系统中的信息
类型 来源 传递形式 实例
物理信息
行为信息
化学信息
非生物环境、生物个体或群体
物理过程
光、声、温度、湿
度、磁场等
生物体
以化学物质为信息载体
植物生物碱、有机酸等代谢产物,动物的性外激素等
主要是动物
动物的特殊行为等
蜜蜂跳舞、
孔雀开屏等
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点5
4.信息传递过程的三要素
(1)信息源:信息产生的部位。
(2)信道:信息传播的媒介,如空气、水以及其他介质。
(3)信息受体:信息接收的生物或其部位,如动物的眼、鼻、耳、皮肤,植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质等。
生态系统中的信息
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
信息传递在生态系统中的作用
知识点6
实例 信息传递的功能 层次
海豚的“回声定位”;莴苣种子接收某种波长的光信息后萌发生长
生命活动的正常进行,离不开信息的作用
个体
植物接收光信息后开花
生物种群的繁衍,离不开信
息的传递
种群
食物链中相邻物种间存在“食”与“被食”的关系
信息调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定
群落和生态系统
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点7
1.提高农畜产品的产量
(1)利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物,提高果树的传粉效率和结实率。
(2)养鸡时,在增加营养的基础上,延长光照时间,刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌,提高产蛋率。
2.对有害动物进行控制
(1)方法:化学防治、生物防治、机械防治。
信息传递在农业生产中的应用
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点7
2.对有害动物进行控制
(2)防治有害生物举例
①利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物,使其远离农田。
②利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物,降低害虫的种群密度。
③利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配,降低有害动物的繁殖力,减缓有害动物对农作物的破坏。
信息传递在农业生产中的应用
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点8
1.生态平衡的概念与特征
(1)概念:生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
(2)处于生态平衡的生态系统具有的特征：
①结构平衡:生态系统的各组分保持相对稳定。
②功能平衡:生产—消费—分解的生态过程正常进行,保证了物质总在循环,能量不断流动,生物个体持续发展和更新。
③收支平衡:如在某生态系统中,植物在一定时间内制造的可供其他生物利用的有机物的量,处于比较稳定的状态。
生态平衡与生态系统的稳定性
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点8
特别提醒 生态平衡并不是指生态系统一成不变,而是一种动态的平衡。
(3)调节机制——负反馈机制
①概念:在一个系统中,系统工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,并且使系统工作的效果减弱或受到限制,它可使系统保持稳定。
②意义:负反馈调节在生态系统中普遍存在,是生态系统具备自我调节能力的基础。
生态平衡与生态系统的稳定性
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点8
特别提醒 生态平衡并不是指生态系统一成不变,而是一种动态的平衡。
(3)调节机制——负反馈机制
③示意图
生态平衡与生态系统的稳定性
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点8
2.生态系统的稳定性
(1)概念:生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。
(2)原因:生态系统具有自我调节能力。
①生态系统自我调节能力的大小:一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,自我调节能力就越强。
②生态系统的自我调节能力是有限的。当外界干扰因素的强度超过一定限度时,生态系统的稳定性急剧下降,生态平衡会遭到严重破坏。
生态平衡与生态系统的稳定性
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点9
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
抵抗力稳定性 恢复力稳定性
概念
核心
影响因素 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力
抵抗干扰,保持原状
生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力
遭到破坏,恢复原状
一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,抵抗力稳定性越高,恢复力稳定性越低
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点9
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
关系
①一般情况下,一个生态系统中两种稳定性的大小呈负相关:
②气候条件恶劣的生态系统,如苔原、荒漠等,营养结构简单,一旦遭到破坏难以恢复原状,抵抗力稳定性和恢复力稳定性都低
特别提醒 生态系统在受到不同的干扰(破坏)后,其恢复速度与恢复时间是不一样的。
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点10
提高生态系统的稳定性
1.生态系统稳定的意义:处于生态平衡的生态系统可以持续不断地满足人类生活所需,能够使人类生产和生活的环境保持稳定。
2.提高生态系统稳定性的措施
(1)控制对生态系统的干扰强度,在不超过生态系统自我调节能力的范围内,合理适度地利
用生态系统,如对过度利用的森林与草原,首先应封育,待恢复到较好状态时再适度利用。
(2)对人类利用强度较大的生态系统,给予相应的物质、能量的投入,保证生态系统内部结
构与功能的协调。如为使单一作物的农田生态系统保持稳定,需要不断施肥、灌溉、控制病虫害;还可以人工建造“生态屏障”。
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点11
设计制作生态缸,观察其稳定性
设计要求 相关分析
生态缸必须是封闭的
防止外界生物或非生物因素的干扰
生态缸中投放的几种生物必须有很强的生命力,生物成分齐全(具有生产者、消费者、分解者)
生态缸中能够进行物质循环和能量流动,在一定时期内保持稳定
生态缸的材料必须透明
为光合作用提供光能,保持生态缸内温度,便于观察
生态缸的采光用较强的散射光
防止水温过高导致水生生物死亡
第3章 生态系统及其稳定性
二、知识辨析
1.碳元素在生物群落与非生物环境之间、在生物群落内部都可以进行循环,这种说法正确吗
不正确。碳循环发生在生物群落与非生物环境之间,不能发生在生物群落内部
2.各种有害重金属元素沿食物链不断积累的过程就是生物富集吗
不是。生物富集是指生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。
3.物质循环和能量流动是两个独立的过程吗
不是。物质循环和能量流动同时进行,彼此相互依存,不可分割。
第3章 生态系统及其稳定性
二、知识辨析
3.草原返青时,“绿色”为植食性动物提供的信息是化学信息吗
不是。草原返青时,“绿色”为植食性动物提供的信息是物理信息。
4.某种鸟类在受到惊吓后,会突然飞起并发出尖叫,给同伴传递行为信息和物理信息,这种说法正确吗
正确。“突然飞起”是行为信息,发出的“尖叫”是物理信息。
5.信息只能沿着食物链从低营养级向高营养级传递吗
不是。信息传递往往具有双向性的特点,信息既可以从低营养级向高营养级传递,也可从高营养级向低营养级传递。
第3章 生态系统及其稳定性
二、知识辨析
6.利用性外激素诱杀害虫属于化学防治吗
不属于。利用性外激素诱杀害虫属于生物防治,化学防治是利用化学药剂来防治害虫
7.某森林生态系统尽管经常遭受洪涝、火烧、虫害,也遭受人类的砍伐等活动的干扰,但现在依然基本保持着森林景观,这是因为该生态系统具有一定的自我调节能力吗
是的。生态系统具有稳定性的原因是其具有一定的自我调节能力
第3章 生态系统及其稳定性
二、知识辨析
8.我国天津蓟州盘山有一片原始森林,那里树林郁郁葱葱,百鸟争鸣,风景秀丽迷人,当地人称之为“八仙桌子”。科学家去“八仙桌子”调查过,发现那里害虫种类非常多,却从未出现害虫的大爆发,这是由于该生态系统的抵抗力稳定性很强吗
是的。该地生物种类繁多,营养结构复杂,生态系统的抵抗力稳定性强,各种生物能够保持相对稳定,因此从未出现害虫的大爆发。
第3章 生态系统及其稳定性
二、知识辨析
9.在一块牧场上通过人工管理提高某种牧草的产量后,会使该牧场的抵抗力稳定性提高吗
不会。某种牧草产量提高→其他杂草减少→牧场生态系统结构变得简单→抵抗力稳定性下降。
10.就生态系统结构而言,生态缸的稳定性取决于物种数目,这种说法正确吗
不正确。生态缸的稳定性主要取决于生产者、消费者和分解者的合理配置,并非物种数目越多生态系统越稳定。
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
1.确定大气中的CO2库、生产者:双向箭头指向生产者、大气中的CO2库,其中其他所有成分都指向的为大气中的CO2库,另一个是生产者。图中C为大气中的CO2库,A是生产者。
2.确定分解者:除了大气中的CO2库之外,有最多箭头指进的为分解者。图中B为分解者。
1、碳循环示意图中生态系统组成成分的判断
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
3.确定消费者:除了大气中的CO2库、生产者、分解者外,其余成分均为消费者。图甲中消费者只有D,图乙中消费者有D、E,图丙中消费者有D、E、F。
4.理清食物链:图甲中食物链为A→D,图乙中食物链为A→D→E,图丙中食物链为A→D→E →F。
1、碳循环示意图中生态系统组成成分的判断
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
典例 某红树林生态系统的碳循环如图所示。下列相关叙述正确的是(　 )
A.在该生态系统中,A属于分解者
B.图中有5个营养级,B属于第三营养级
C.图中D在生态系统中可加快物质循环
D.图中E→C所示过程中,碳以CO2形式进行流动
C
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
1.根据种群数量变化曲线来构建
(1)分析依据
①营养级越低,生物数量往往越多:若几种生物的最大数量有明显差异,一般数量多的为较低营养级(即被捕食者),如曲线图中的“丁”为被捕食者,处于最低营养级。
②营养级较低者,先出现波峰:若几种生物数量相当,则从变化趋势看,先达到波峰的为较低营养级(即被捕食者),后达到波峰的为较高营养级(即捕食者)。
2、食物链(食物网)的构建
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
1.根据种群数量变化曲线来构建
(2)食物链:丁→乙→丙→甲。
2.根据不同营养级所含能量来构建
(1)分析依据 ①能量逐级递减。
②相邻两个营养级间能量传递效率为10%~20%,若两种
生物能量差距过小(小于10%),则很可能位于同一营养级
(2)食物网
2、食物链(食物网)的构建
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
3.根据重金属、农药等在生物体内的含量沿食物链(网)不断升高来构建某相对稳定的水域生态系统中,食物网由甲、乙、丙、丁、戊5个种群构成,消费者只能以其上一个营养级的所有物种为食,各种群生物体内某重金属的含量如表所示。
种群 甲 乙 丙 丁 戊
重金属含量 (μg/kg鲜重) 0.003 7 0.003 6 0.035 0.036 0.34
2、食物链(食物网)的构建
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
(1)分析依据
①重金属(或农药、一些难于降解的物质)随着食物链聚集,营养级越高,含量越高,其含量往往是上一个营养级的5~10倍。
②甲、乙中重金属含量差别不大,所以处于同一营养级;同理,丙、丁处于同一营养级。
种群 甲 乙 丙 丁 戊
重金属含量 (μg/kg鲜重) 0.003 7 0.003 6 0.035 0.036 0.34
2、食物链(食物网)的构建
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
典例1 若某湖泊生态系统存在一条仅由甲、乙、丙三种生物组成的食物链,这条食物链上三种生物的能量相对值随水深的变化情况如图。下列叙述中正确的是 (　 )
A.由图可得,该生态系统的食物链应为丙→乙→甲
B.甲在深度大于2.5 m的水层基本不能生存的主要原因
是食物不足
C.甲、乙之间的能量传递方向只能是甲→乙,不能是乙→甲
D.组成生物体的元素在甲、乙、丙三者之间循环往复
2、食物链(食物网)的构建
C
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
3、能量流动、物质循环、信息传递的区别与联系
能量流动 物质循环 信息传递
区 别 来源
途径
特点
范围
模式图
联系 几乎都来自太阳能
食物链、食物网
单向流动、逐级递减
生物群落
生态系统
全球性、循环性
群落和非生物环境间
生物或非生物环境
有多种
往往是双向的
生物与生物之间、生物与非生物环境之间
信息传递存在于生态系统的各种成分之间,把生态系统各组分联系成一个统一的整体,并调节生态系统的稳定性
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
3、能量流动、物质循环、信息传递的区别与联系
典例 物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能,相关叙述错误的是 (　 )
A.物质循环、能量流动、信息传递都能够通过食物链和食物网得以实现
B.物质循环与能量流动相伴随,且两者离不开信息传递
C.信息传递发生在生物与生物之间及生物与非生物环境之间
D.生态系统达到稳态时,系统内部不再有信息传递
D
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
4、生态系统总稳定性的数学模型
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
4、生态系统总稳定性的数学模型
典例 如图表示受到一定程度的干扰后,某生态系统功能的变化图,两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围,下列分析中不合理的一项是(　 )
A.x、y的大小可分别作为恢复力稳定性和抵抗力稳定性强弱的指标
B.受到相同因素干扰后热带雨林生态系统与草原
生态系统相比,y值要小
C.TS面积越大,生态系统的整体稳定性越高
D.x、y在同一系统内一般表现为相反关系,共同维持着生态系统的稳定
C
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
5、生态系统的负反馈调节和正反馈调节的比较
负反馈调节 正反馈调节
作用
结果
实例
使生态系统保持相对平衡状态
抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化
森林中的食虫鸟和害虫的数量变化

使生态系统远离平衡状态
促进或增强最初发生变化的那种成分所发生的变化
已被污染的湖泊污染加剧
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
5、碎屑食物链
概念：碎屑食物链是指以死亡的动植物残体为基础,从真菌、细菌或某
些土壤动物开始的食物链。下图是某生态系统部分生物关系示意图。
问题1 图中由乔木、草本植物、蝗虫、蜘蛛、杂食性鸟构成的食物网中共有几条食物链
4条食物链,分别是乔木→杂食性鸟,草本植物→杂食性鸟,草本植物→蝗虫→杂食性
鸟,草本植物→蝗虫→蜘蛛→杂食性鸟。
问题2 跳虫所属的食物链是捕食食物链吗
跳虫所属的食物链的起点不是生产者,而是有机碎屑,故跳虫所属的食物链是碎屑食物链。
问题3 从生态系统的组成成分分析,捕食食物链和碎屑食物链的不同之处是什么
捕食食物链包含生产者和消费者,碎屑食物链以死亡的动植物残体为基础,包含消费者和分解者。
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
5、碎屑食物链
概念 实例
捕食 食物链 以活的绿色植物为基础,从食草动物开始的食物链 小麦→蚜虫→瓢虫→食虫鸟
碎屑 食物链 以死亡的动植物残体为基础,从真菌、细菌或某些土壤动物开始的食物链 死亡的动植物残体→跳虫→蜘
蛛→食虫鸟
寄生 食物链 生物间以寄生物与宿主的关系构成的食物链,一般由体形较大的生物开始至体形微小的生物,后者寄生在前者的体表或体内 鸟类→跳蚤→鼠疫细菌
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
5、碎屑食物链
典例 碎屑食物链是食物链的一种,碎屑食物链从分解动植物遗体或动物粪便中的有机物等开始,如图所示。下列有关叙述正确的是(　 )

A.该碎屑食物链中鹰获得的能量最少
B.该碎屑食物链不参与构成食物网
C.该碎屑食物链中的信息单向传递
D.该碎屑食物链的能量不来自太阳能
A

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