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课程要求
生态系统的结构和功能
一、生态系统
1. 概念:
在_________内，由_________与_______________________而形成的统一整体, 叫作生态系统。
一定空间
生物群落
它的非生物环境相互作用
一个池塘、一片草地、一块农田、一片森林、一条河流等
生态系统的范围可大可小
三江源湿地生态系统
池塘生态系统
2. 范围:
生物圈是地球上最大的生态系统，它包括地球上的全部生物及其无机环境的总和。
大气圈的下部
岩石圈的上部
水圈的全部
个体
种群
群落
非生物环境
生态系统
生物圈
相互作用
统一整体
判断以下例子是否为生态系统
①一片树林____　
②一片草原上的所有生物____　
③一个动物园中的全部动物和植物____　
④一个果园中的全部果树及其非生物环境____　
⑤一个果园中的全部生物及其非生物环境____
⑥生物圈____
是
否
否
否
是
是
[2021·广东] “葛(葛藤)之覃兮，施于中谷(山谷)，维叶萋萋。黄鸟于飞，集于灌木，其鸣喈喈”(节选自《诗经·葛覃》)。诗句中描写的美丽景象构成了一个（ ）
A.黄鸟种群
B.生物群落
C.自然生态系统
D.农业生态系统
C
自然生态系统
人工生态系统
水域生态系统
陆地生态系统
生态系统的类型
生态系统的结构
成分(组分)
营养结构
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
食物链
食物网
二、 生态系统的结构
能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌
动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生性动物等
自养生物，主要是绿色植物
光、热、水、空气、无机盐等
非生物的
物质和能量
生产者
消费者
分解者
生态系统
生态系统的组成成分
②有机物： 腐殖质(蛋白质、糖类、脂质等)
③气候条件：光照、温度、气压等
①无机物： H2O、CO2、O2、无机盐等
（2）作用：
（3）地位：
为生物提供物质和能量，是生物群落赖以生存和发展的基础
是生态系统的必需成分——生态系统的基础
1.非生物的物质和能量：
（1）种类：
2.生产者：
（1）类型：
②化能自养型：
①光能自养型：
光合作用
CO2 + H2O (CH2O) + O2
光能
绿色植物（主要）、蓝细菌、光合细菌
化能合成作用
硝化细菌、铁细菌、硫细菌等
CO2 + H2O (CH2O)
化学能
（2）作用：
（3）地位：
通过光合作用，将太阳能固定在它们所制造的有机物中，将太阳能转化成化学能，从而可以被生物所利用。
是生态系统的 。
基石
思考：生产者一定是植物吗？植物一定是生产者吗？
食虫性植物
寄生生物
植食性、肉食性、杂食性动物
菟丝子、病毒、寄生菌
①将有机物转化为无机物，加快生态系统的物质循环。
②帮助植物传粉和种子的传播。
(1) 作用：
(2) 地位: 是生态系统 。
最活跃的成分
消费者并不都是动物，动物也并不都是消费者
直接或间接地以生产者为食，而获取物质和能量的异养型生物。
营寄生生活的微生物
秃鹫、蚯蚓、蜣螂
消费者
绝大部分动物
捕蝇草、猪笼草
3.消费者
营腐生生活的动物
营腐生生活的细菌和真菌
分解者
乳酸菌、酵母菌、
霉菌、蘑菇等
蚯蚓、蜣螂、秃鹫等
将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，
实现生态系统内的物质循环。
(1) 作用:
(2) 地位: 是生态系统 。
必需的关键成分
②分解者都是异养型，异养型生物并不都是分解者。
蚯蚓
①分解者并不都是微生物，微生物并不都是分解者；
硝化细菌、蓝细菌、寄生细菌
4.分解者
[辨析]
动物都是消费者
消费者都是动物
植物都是生产者
生产者都是植物
细菌就是分解者
分解者都是细菌
腐生动物如蜣螂、秃鹫属于分解者
消费者也可以是寄生生物如菟丝子
寄生植物如菟丝子是消费者
生产者也可以是硝化细菌、光合细菌等
硝化细菌属生产者，肺炎双球菌属消费者
分解者也可以是腐生动物如秃鹫等
[2021·辽宁] 辽宁省盘锦市的蛤蜊岗是由河流入海冲积而成的具有潮间带特征的水下浅滩，也是我国北方地区滩涂贝类的重要产地之一，其中的底栖动物在物质循环和能量流动中具有重要作用。科研人员利用样方法对底栖动物的物种丰富度进行了调查，结果表明该地底栖动物主要包括滤食性的双壳类、碎屑食性的多毛类和肉食性的虾蟹类等。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 本次调查的采样地点应选择底栖动物集中分布的区域
B. 底栖动物中既有消费者，又有分解者
C. 蛤蜊岗所有的底栖动物构成了一个生物群落
D. 蛤蜊岗生物多样性的直接价值大于间接价值
B
生产者
分解者
消费者
非生物的
物质和能量
捕食
遗体、枯叶落叶
遗体、排遗物
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
光合作用
生态系统中成分间的关系
　　　和　　　是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁”。
生产者
分解者
[析图] 甲、乙、丙、丁各代表生态系统的什么成分？
① 双向箭头对应的是“生”和“非”。
② 在此基础，所有生物都可以呼吸作用释放CO2到大气，
所有箭头都指向的是“非”(C、丁），双箭头另一端为“生”（D、甲）。
③ 生产者和消费者都可以被分解者分解，除了“非”都指向的是“分”。
基础题：
一个完整生态系统的结构应包括生物群落及其无机环境（ ）
以植食性动物为食的动物称为_________________，处于第____营养级。
×
次级消费者
三
低营养级所含的能量多；
富集的有毒物质少。
[高考真题演练]
[2018·全国卷Ⅲ] 生态系统中分解者的作用是将有机物分解成无机物（　　）
[2014·海南卷] 土壤中的硝化细菌是异养生物，因而不是生产者（　　）
[2018·全国卷Ⅲ] 趋光性昆虫是农田生态系统中的消费者（　　）
√
×
√
[典例] 如图表示个体、种群、群落和生态系统间的关系，有关表述正确的是( )
A. a表示生态系统，b表示群落，c表示种群，d表示个体
B. 一片鱼塘中所有的动植物可用c表示
C. b的未来发展趋势可通过年龄组成来预测
D. d的主要成分是生产者、消费者和分解者
C
1. 食物链
在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系，叫做食物链。
成分
营养级别
生物类型
绿色植物
植食动物
小型肉食动物
大型肉食动物
生产者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
草 → 昆虫 → 青蛙 → 老鹰
生态系统的营养结构 —— 食物链和食物网
1. 食物链
在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系，叫做食物链。
生态系统的营养结构 —— 食物链和食物网
① 起点是生产者，为第一营养级。
② 终点是最高营养级，一般不会超过5个营养级。
③ 只包含生产者和消费者——没有非生物的物质和能量、分解者
④ 种间关系：只有捕食关系！
草 → 昆虫 → 青蛙 → 老鹰
2.食物网概念：
在食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系。
3.食物网形成原因：
各种动物所处的营养级并不是一成不变的。
（1）一种绿色植物可被多种植食性动物所食。
（2）一种植食性动物既可吃多种植物，也可能成为多种肉食性动物的食物。
4.食物网的特点：
①同一种生物在不同的食物链中可以占有不同的营养级。
②食物网中两种生物之间可能出现不同的关系，如种间竞争和捕食。
③食物网的复杂程度取决于物种数而非生物数量。
生态系统的营养结构 —— 食物链和食物网
食物链和食物网,都是生态系统的___________。
生态系统的__________和__________就是沿着这种渠道进行的。
营养结构
物质循环
能量流动
错综复杂的食物网使生态系统保持相对稳定。一般认为，食物网越 ，生态系统抵抗外界干扰的能力就 。
如果一条食物链的某种动物减少或消失，它在食物链上的位置可能会由其他生物来代替。
复杂
越强
[2021·北京高考模拟] 下图为甲、乙两生态系统中的食物网。请回答问题:
多条食物链
群落
捕食
藻类、食肉昆虫
1) 食物网由 　　　　交织而成,它反映了　　　　中　　　 　关系。
2) 在食物网甲中,A鱼体内的能量直接来自_________　　　　。
构建食物链的方法
可以确定食物链为____________
可以确定食物链为____________
1.根据能量或者有机物含量逐级递减特点
营养级 A B C D
能量（有机物） 15.9 870.7 1.9 141.5
B→D→A→C
生物体 A B C D
有机汞浓度（mg.L-1） 0.05 7 0.51 68
A→C→B→D
2.根据重金属、DDT等物质的富集现象
构建食物链的方法
3.根据各种变式模型确定食物链
丙→甲→乙→丁
丙→丁→甲→乙
D→A
有机物总量比例
非生物的物质和能量
分解者
生产者
消费者
构建食物链的方法
4.依据捕食曲线构建食物链
①信息：分析曲线走势,先增加先减小者为 。
②食物链： 。
乙→丙→甲
被捕食者
食物网中生物的数量变化
① 绿色植物减少，其他生物情况？
生产者减少，所有生物都减少，甚至灭绝
② 蛇数量减少，蜥蜴数量的变化：
“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但从长时间来看，会先增加后减少，最后趋于稳定，—— 先增后减再稳定。
食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析
③ 若处于中间营养级的生物数量减少，则这种生物数量的变化视具体食物链而定。大体遵循如下思路：
a. 生产者数量相对稳定原则，即消费者某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。
b. 最高营养级的生物种群数量相对稳定原则，即当处于最高营养级的生物种群的食物有多种来源时，若其中一条食物链中某种生物减少，该种群的数量不会发生较大变化。
食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析
小考点4 引狼入园
1. 引狼入园的启示：
生态系统本身有维持稳定的机制，人类不尊重生态规律的荒唐行为，得到的一定是教训。
2. 相关习题：
美国黄石国家森林公园为了对人们开放时的安全，杀死了森林里所有的狼，结果造成草场退化，梅花鹿野兔等动物身体臃肿，还患上了高血压等疾病，科学家为了解决这一问题空投了28只狼．
1）写出资料中的一条食物链 ___________________
2）在生态系统的生物成分中梅花鹿属于________ ，上述资料中未涉及的是______________________________，从资料可以看出，动物在维持_____________中起重要作用．
草→梅花鹿→狼、草→兔→狼
消费者
分解者和非生物部分
生态平衡
小考点4 引狼入园
[2018 II 卷节选] 大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用。这一建立在”威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题
3）若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐俱生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有：（答出两点即可）
①大型食肉性动物捕食野猪，减少了野猪对农作物破坏程度；
②野猪因恐惧该大型肉食性动物减少了采食。
1. 定义
生态系统中能量的输入，传递，转化和散失的过程
太阳能
生产者固定的太阳能等
食物链和食物网
有机物中稳定的化学能
→有机物中稳定的化学能
→热能
最终以热能的形式散失
源头：
流经生态系统的总能量：
途径：
形式：
太阳能
输入
传递
转化
散失
形式：
过程：
三、 生态系统的能量流动
生态系统所有生物的呼吸作用
思考：
月宫一号各种生物分别以什么形式，从哪里获得能量？所有生物能量的最终来源是什么？
能量输入
某营养级
能量储存
能量散失
→ 用于生长发育繁殖
→ 用于呼吸以热能形式丧失
2. 研究思路：
以一个营养级作为整体
三、 生态系统的能量流动
① 输入该营养级的总能量是指图中的 。
②粪便中的能量 　　　(填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量，应为　 　　营养级同化的能量中流向　 　　的部分。
②
不属于
上一个
分解者
模型一：一来二去图
能量流动的模型
③初级消费者同化的能量＝　　　　　　　　　　　　　　　　__________________________________＋____________________________。
④生长、发育和繁殖的能量＝____________________________＋______________________。
④呼吸作用以热能的形式散失的能量
⑤用于生长、发育和繁殖的能量
⑥该营养级的遗体的能量
⑦下一营养级的摄入量
生产者所同化
的全部太阳能
呼吸 作用
散失（热能）
用于生长发育和繁殖
分解者利用
残枝 败叶
分解作用
散失
初级消费者
（植食性动物）
【思考】生产者同化(固定)的能量去向有哪些？
①呼吸作用中以热能的形式散失
②随残枝败叶等被分解者分解而释放出来
③流入初级消费者
②③属于用于自身生长、发育和繁殖，储存在有机物中的能量
若为人工生态系统，流经生态系统的总能量还有人工补充的能量
（例如饲料中有机物中的化学能）
遗体残骸
呼吸作用
散失
初级消费者摄入
初级消费者同化
……
用于生长、发育和繁殖
次级消费者摄入
分解者利用
粪便
呼吸作用
热能散失
摄入量=同化量+粪便量
【思考】第二营养级同化的能量去向有哪些？
①呼吸作用中以热能的形式散失
②以遗体残骸的形式被分解者利用
③流入次级消费者
②③属于用于自身生长、发育和繁殖的能量
能量流动的过程
初级消费者
摄入（a）
初级消费者
同化(b)
粪便(c)
分解者利用
用于生长发育和繁殖（e）
次级消费者
摄入（i）
遗体
残骸
(f)
呼吸
作用
(d)
散失
呼吸作用
散失
…
未利用
(j）
（1）输入该营养级的总能量是指
______（填字母）。
（2）粪便中的能量（c）______
（填“属于”或“不属于”）该营养级同化的能量，应为
。
（3）初级消费者同化的能量（b）=______+______。
（4）生长、发育和繁殖的能量（e）=______+______+______。
b
不属于
上一营养级同化的
d
e
i
f
j
能量中流向分解者的部分
① 该营养级呼吸作用以热能的形式散失
② 流向下一营养级的能量被同化
③ 流向分解者的能量（遗体残骸的能量+ 下一营养级的粪便）
模型二：一来三去图
太阳能
未固定
生产者
464.6
植食性动物
肉食性动物
62.8
12.6
分解者
14.6
呼吸作用
122.6
未利用
327.3
62.8
12.6
96.3
293
12.5
18.8
2.1
29.3
5.0
7.5
微量
99%
模型三：生态系统的定时定量分析图—— 一来四去图
赛达伯格湖能量流动图解（J/cm2·a）
模型三：生态系统的定时定量分析图之一 来四去图：
① 呼吸作用以热能的形式散失
② 下一营养级的同化量 (最高营养级无此去向！)
③ 流向分解者的能量
④ 未利用
[模型四：二来四去图] 事实上，任何一个生态系统都需要不断来自系统外的能量补充（太阳能或现成有机物），以便维持生态系统的正常功能（P57）
求植食性动物到肉食性动物的传递效率？
7. 5
2. 5
16
能量流动的特点
1. 能量流动的两个特点
① 单向流动，原因是什么？
散失的热能不能再被生物所利用 、捕食关系不可逆转
② 逐级递减，原因是什么？
呼吸作用热能散失、流向分解者利用、部分未利用
[思考] 传递效率的定义和数值？
传递效率=
上一营养级的同化量
下一营养级的同化量
×100%
生态金字塔
1.能量金字塔
将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）的图形。
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
将图形按照营养级顺序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。
（1）特点：通常都是上窄下宽的正金字塔形。
（2）原因：能量在流动中总是逐级递减的。
从能量流动金字塔可以看出：
营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就 。
越多
2.生物量金字塔
如果用同样的方法表示各个营养级生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重）之间的关系，就形成生物量金字塔。
（1）特点：一般为正金字塔形，有可能倒置。
营养级
第四营养级
第三营养级
第二营养级
第一营养级
干重g/m2
1.5
11
37
809
（2）原因：一般来说植物的总干重通常大于植食性 动物的总干重，而植食性动物的总干重也大于肉食性动物的总干重。
2.生物量金字塔
生物量金字塔在什么情况下，可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？
例如，海洋生态系统中，由于生产者（浮游植物）个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉。所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。
总的来看，浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。
3.数量金字塔
如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量金字塔
（1）特点：一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形
（2）原因：如果消费者的个体小而生产者的个体大，则会呈现倒置金字塔
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
昆虫
树
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
鼠
草
鼬
第三营养级
能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
形状
每一层含义
特点
象征意义
单位时间内，食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少
自然生态系统一定为正金字塔
能量在流动过程中总是逐级递减
单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般生物量(现存生物有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而减少
每一营养级生物个体的数目
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而减少
研究能量流动的实践意义
1. 帮助人们将生物在______、______上进行合理配置，增大流入
某个生态系统的________。
时间
空间
总能量
例如：农田生态系统中的间种套作、蔬菜大棚中的多层育苗、
稻-萍-蛙等立体农业。
新型生态农业
实现了对能量的多级利用
新型生态农业
饲料
食物
食物
秸杆
沼渣
沼液
燃料
粪便
粪便
提高了能量的利用率
研究能量流动的实践意义
2. 帮助人们科学规划、设计_____________，使能量得到_______
的利用。
人工生态系统
最有效
研究能量流动的实践意义
3. 帮助人们合理地调整生态系统中的_____ ________，使能量
_________地流向对人类_______的部分。
能量流动关系
持续高效
最有益
合理确定载畜量，
保持畜产品持续高产。
稻田除草、除虫等。
[思考] 下列做法的意义：
①桑基鱼塘——桑叶养蚕，蚕蛹喂鱼，塘泥肥桑。
②秸秆还田
③玉米田除虫
④草原合理确定载畜量：放的牲畜太少不能充分利用牧草提供的能量，放牧过多会造成草场退化，使得畜产品产量下降。
①②实现能量的多级利用，提高能量的利用率
③④合理调整能量流动关系，使得能量持续高效流向对人类最有益的部分。
[2021山东高考] 海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下，M、N 表示营养级。
1）估算海参种群密度时常用样方法，原因是____________。
2）图中 M 用于生长、发育和繁殖的能量为________kJ/（m2
a）。由 M 到 N 的能量传递效率为______%（保留一位小数），该生态系统中的能量________（填：“能”或 “不能”）在 M 和遗体残骸间循环流动。
海参活动能力弱，活动范围小
2488
6.3
不能
3）养殖的海带数量过多，造成牡蛎减产，从生物群落的角度分析，原因是_________________________________________________________________________。
4）海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是_________________________________ 。在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从
而确定每种生物之间的合适比例，这样做的目的是 _______________ 。
由于海带的竞争，浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，产量降低
能充分利用空间和资源
维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的持续高产（实现生态效益和经济效益的可持续发展）
四、 生态系统的物质循环
1. 定义：
组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，在无机环境到生物群落中往复循环的过程，这就是生态系统的物质循环。
2. 特点
① 反复循环
② 全球性(所以生态系统物质循环= 生物地球化学循环）
(实例：北极企鹅体内发现DDT，所以治理污染要地区合作)
1、碳的存在形式：
主要以CO2的形式存在，还有碳酸盐
主要以含碳有机物的形式存在
非生物环境中：
在生物体内：
2、碳的循环形式
CO2
①在生物群落和非生物环境之间：
碳主要以 形式循环
②在生物群落内部：
碳以 形式沿食物链、食物网传递。
含碳有机物
碳循环
3、碳进入生物群落的途径:
生产者的 和 作用
5、碳返回非生物环境的途径：
①生产者、消费者的 。
②分解者的 (实质是呼吸作用)。
③化石燃料的 。
呼吸作用
分解作用
燃烧
6、实现碳循环的关键因素：
生产者和分解者
光合作用
化能合成
4、碳在生物群落中传递的主要途径：
食物链、食物网
7.与自然界碳循环关系最为密切的两种细胞器：
线粒体和叶绿体
8.碳循环特点：
全球性
9.海洋对调节大气中的碳含量起着非常重要的作用
碳循环
温室效应
① 成因：世界范围内，_________________________　　　　　　　　　　
大大增加了二氧化碳的排放。
② 我国措施：一方面采取措施减少______　　　　，
另一方面大力植树种草，提高　　　　　。
③ 影响：导致 ，加快极地冰川的融化，
导海平面上升，对人类和其他生物的生存构成威胁。
化石燃料的开采和使用
二氧化碳排放
森林覆盖率
气温升高
应用 —— 改进农业生产方式
——种养结合模式
鱼稻共生
稻田养鸭
①动物的取食、消化能促进物质循环；
③动物呼出的CO2也可为水稻的光合作用补充原料
②动物粪便被分解者分解后可供植物吸收利用，
[典例] 如图是生态系统中碳循环示意图，其中“→”表示碳的流动方向，下列叙述不正确的是
A. 在碳循环过程中，同时伴随着能量流动
B. 由于某种原因E生物数量大量减少，
推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是D增加，F减少
C. 该生态系统的消费者包括图中的D、E、F、B
D. A→C过程中碳流动形式主要以CO2形式进行，F→B以含碳有机物形式进行
C
碳循环图解中各成分的判定方法
(1)先看双箭头：双箭头代表生产者、大气中的CO2库。其他所有成
分都指向C的为大气中的CO2库。
(2)除了C之外，有最多被指向箭头的为分解者，即B为分解者。
[思考]
1. 物质循环是在生产者、消费者、分解者之间进行的
2. 能量流动的过程总是伴随着物质循环，两者同时进行
3. 生态系统中细菌产生的能量可流向生产者[2016·全国卷Ⅲ]
4. 碳可在森林群落和无机环境之间进行循环[2015·海南卷]
5. 秸秆还田，增施农家肥主要是为农作物提供有机物
×
√
×
√
×
主要要利用微生物分解有机物产生CO2和无机盐
源于选择性必修2 P67“练习与应用·拓展应用1”：
生物圈___　(填“是”或“不是”)一个在“物质”上自给自足的系统，
______(填“是”或“不是”)一个在“能量”上自给自足的系统，因为
________________________________________________________________________________________________________。
是
不是
物质可以在生物圈内循环利用，而能量不能循环利用，
它必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入，方可维持正常运转
[类似问题] 物质循环和能量流动的起点和终点是否相同？
不同。能量流动起点和终点分别是生产者固定太阳能和以热能的形式散失；而物质循环过程中物质是循环利用的，所以是没有起点和终点的。
[辩证] P67“练习与应用·拓展应用2”：
氮元素在生物群落与非生物环境间　(填“能”或“不能”)循环利用。请解释需不断向农田中施加氮肥的原因：___________________________
__________________________________________________________________________________。
农产品源源不断地从农田生态系统输出，
其中的氮元素并不能全部归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾
能
[2022·洛阳孟津区第一高级中学高三] 中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”，这是我国对世界作出的承诺。“碳达峰”指在某一个时间点，二氧化碳的排放不再增长而达到峰值，之后逐步回落；“碳中和”是指在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳(温室气体)排放总量和通过一定途径吸收的二氧化碳总量相等，实现二氧化碳“零排放”。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 实现碳达峰后生态系统的碳循环不会明显减慢
B. 实现碳中和有助于解决全球温室效应的问题
C. 实现碳达峰后空气中二氧化碳的浓度将保持不变
D. 植树造林和减少化石燃料燃烧有助于实现碳中和
C
实验1
实验假设
实验设计 实验组A
对照组B
结果
结论
土壤中的微生物能分解落叶使之腐烂
一个月后取出，
实验组落叶腐烂程度
小于对照组
微生物对落叶有分解作用
对土壤不做任何处理
对土壤高温处理
小考点 探究土壤微生物的分解作用
提出问题 土壤微生物能分解淀粉吗？
实验假设
实验设计 自变量
实验组
对照组
因变量
无关变量
预测结果
结论
土壤微生物能分解淀粉
蒸馏水 (空白对照)
土壤浸出液(含土壤微生物)
土壤中是否含微生物
淀粉是否被水解(用碘液或斐林试剂检测)
蒸馏水和土壤浸出液的量，两组所处的温度等(适宜且相等)
案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
淀粉糊
加入土壤浸出液
加入碘液
A
B
加入蒸馏水
A1
A2
B1
B2
加入碘液
加入斐林试剂
加入斐林试剂
实验结果：
不变蓝
出现砖红色沉淀
变蓝
不出现砖红色沉淀
室温（20℃）环境放置7d后
结论：土壤微生物对淀粉有分解作用
实验组和对照组的处理
案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
[P32立体农业] 传统果园常进行单一化种植，经常爆发虫害，某生态果园采用“果→草→禽（牧）的生态种植模式。
1) 传统果园容易爆发病虫害的原因是？
害虫无天敌，组成成分少，营养结构简单
小考点3 立体农业
2) 图中果树，饲草可以为鸡，鹅，兔等动物
提供____和____ 物质和能量
3) 与传统果园相比，该生态园三方面的优势是？
实现物质循环再生、实现了能量的多级利用、
调整能量流动关系使能量更多流向对人类更有益部分、
减少污染节约成本
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.物质种类
(1)重金属：如铅、镉、汞等。
(2)人工合成的有机化合物如DDT、六六六等。
又称作：生态浓缩
生物富集
3、发生生物富集的物质的特点
①在环境和生物体中存在形式是比较______的；
②必须是生物体能够______的且__________的；
③在生物代谢过程中是_____________的；
稳定
吸收
不易排出
不易被分解
4、生物富集的主要途径
食物链、食物网
5.生物富集现象的特点
①具有全球性
导致生物富集的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
生物富集实例——铅的富集
②有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高
鱼鹰（2.5×10-5）
大鱼（2×10-6）
小鱼（5×10-7）
植物（4×10-8）
水（3×10-12）
有害物质在生物体内的浓度
下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述,正确的是(　　)
A. 富营养化水体出现蓝藻水华的现象,可以说明能量流动的特点
B. 生态系统中能量的初始来源只有太阳能
C. 食物链各营养级中10%～20%的能量会被分解者利用
D. 无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用
D
1. 信息的概念和信息流
信息是指日常生活中，可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。
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，即信息流。
五、 生态系统的信息传递
信息源
信道
信息受体
空气、水以及
其他介质
信息传播的媒介
动物：眼、鼻、耳、皮肤
植物：叶、芽以及细胞中的特殊物质(如光敏色素)等
信息接收的生物或其部位
非生物环境
生物个体或群体
信息产生的部位
生态系统中信息传递的基本过程
注意：
生态系统的信息传递，不包括细胞内及细胞之间的信息传递。
生态系统中信息的种类——物理信息
自然界中的 等,通过 传递的信息,称为物理信息。
光、声、温度、湿度、磁场
物理过程
（1）概念
（2）来源：
可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体。
萤火虫（光）
蛛网的振动
鸟的迁徙（磁场）
生态系统中信息的种类——化学信息
在生命活动中，生物产生一些可以 。
生物体的 或 。
传递信息的化学物质
代谢产物
分泌物
（1）概念：
（2）来源：
（3）举例：
①植物的生物碱、有机酸等代谢产物
②动物的性外激素
③昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等。
蛾（信息素）
驱蚊草
小狗撒尿（代谢废物）
黄鼠狼
生态系统中信息的种类——行为信息
（1）概念：
（2）来源：
动物的 ，主要指各种动作，这些动作也能够向同种或异种生物传递某种信息，即生物的 可以体现为行为信息。
特殊行为
行为特征
动物的特殊行为。
蜜蜂跳舞
尖尾松鸡魔性求偶舞
豪猪遭遇敌害时, 将其体刺竖直
生态系统中信息的种类
下列各项分别属于物理信息的有___________________，
属于化学信息的有________，属于行为信息的有_____________:
1.蛛网振动 2.狼的叫声
3.生物释放红外线 4.蝙蝠回声定位
5.植物分泌的毒素 6.老马识途 7.电鳗放电
8.狗肛门腺分泌物使粪便尿液等具有特殊气味，作为领地记号
9.适宜光照下植物开花 10.蓟的刺；
11.金龟子遇敌装死 12.遇敌豪猪竖刺
13.飞蛾扑火 14.牛椋鸟跳跃提醒犀牛危险
1.2.3.4.7.9.10.13
5.6.8
11.12.14
生态系统中信息传递的特点
1.生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流。
例如：
2.生态系统中的信息传递既存在于同种生物之内，也发生在不同生物之间。
例如：犀牛与牛椋鸟，鸟的鸣叫与跳跃提醒犀牛附件有危险情况
3.多数情况下，信息传递为双向的。
食草动物
远处通过识别植物的绿色（物理信息）：
近处通过植物的气味（化学信息）：
搜寻食物
辨别和摄取食物
生态系统的三大功能比较
项目 能量流动 物质循环 信息传递
特点
范围
途径
模式图
联系
单向流动，逐级递减
全球性，循环性
往往是双向的
生态系统中各营养级之间（生物群落中）
生物圈
生物之间，生物与非生物环境之间
食物链和食物网
多种
①任何一个生态系统这三个基本功能，三者同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体。
②能量流动是生态系统运转的动力，物质循环是生态系统的基础，信息传递决定能量流动和物质循环的方向。
信息传递的作用
莴苣种子萌发率与光的波长的关系
海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为几乎都依赖于超声波。
生命活动的正常进行，离不开信息的作用
（个体水平）
信息传递的作用
生物种群的繁衍，离不开信息的传递
日照长短与植物的开花期
动物特定时期释放吸引异性的信息素
（种群水平）
信息传递的作用
调节生物种间关系，维持生态系统的平衡与稳定
烟草受蛾幼虫攻击后能够产生和释放信息素吸引幼虫的天敌，驱除夜间活动的雌蛾不产卵。
狼能用眼睛辨别猎物，也可以根据耳朵听到的声音作出反应，以追捕猎物。
草原的“绿色”为草原动物提供可以开始采食的信息。
（群落和生态系统水平）
[快速解题] 请思考以下的现象分别体现了信息传递的什么作用？
1) 狗通过尿液找到来路、青蛙的冬眠
信息传递能够调节个体生命活动的正常进行
2) 萤火虫发出的萤光是一种求偶信号，以此与异性取得联系。但这种信号往往被第三者狼蛛非法利用，结果双双被捕，成了爱情的牺牲品。
信息传递能够保证种群的繁衍，还能调节种间关系维持生态系统平衡稳定
3) 你从北方引进了一些苹果树，种植之后，由于气候不宜，果树长势矮小，且不能开花结果。
信息传递能影响生命活动的正常进行，还会进一步影响种群的繁衍
信息传递在农业生产中的应用
1. 提高农畜产品的产量
电子仪器模拟蜜蜂跳圆圈舞或摆尾舞相同的频率或声音。
延长光照时间，刺激鸡卵巢发育和雌激素的分泌，大大提高产蛋率
利用温度和湿度延长蔬菜的种植期
信息传递在农业生产中的应用
2.对有害动物进行控制
①利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物
②利用信息素诱捕有害动物，
降低害虫种群密度
③还可以利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物的繁殖力下降。
生态平衡
1.概念：
生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态，就是生态平衡。
2.特征：
①结构平衡：
②功能平衡：
③收支平衡：
生态系统各组分保持相对稳定
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。
生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的量，处于比较稳定的状态
动态平衡
六、 生态平衡和稳定性
3.生态平衡的调节机制——负反馈调节
3.生态平衡的调节机制
实例1
兔增加
狼增加
草减少，兔的生存空间和资源减少
兔减少
草增加，兔的生存空间和资源增加
狼减少
说明在生态系统中，生物群落内部能够进行自我调节，以维持生态平衡。
3.生态平衡的调节机制
实例2
说明在生态系统中，生物群落与无机环境之间也能够自我调节，以维持生态平衡。
种群密度降低
种群密度升高(郁闭)
种子萌发,长成新植株
阳光、养料充足
火灾
森林
森林火灾
灾后恢复
总：负反馈不仅存在于生物群落内部,也存在于生物群落与无机环境之间。
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。强调的是生态系统维持生态平衡的能力。
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
2.类型：
原因
基础
生态系统稳定性
自我调节能力
负反馈调节
生态系统成分越多
营养结构越复杂
自我调节能力越大
3.机理：
六、 生态平衡和稳定性
1.抵抗力稳定性
概念：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，维持原状）
蝗虫采食下，草原植物再生能力增强
干旱时树木扩展根系的分布空间
影响因素：
生态系统生物组分越多(种类、丰富度越大)、食物网结构(营养结构)越复杂，抵抗力稳定性越高，自我调节能力也越高！
2.恢复力稳定性
（1）概念：
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。
例如：火灾后森林恢复
森林火灾
灾后恢复
(2)与抵抗力稳定性的关系：
往往相反
（遭到破坏，恢复原状）
(3)特点：
生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，恢复速度与回恢复时间是不一样的。
抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系
抵抗力稳定性高的生态系统，一般其恢复力稳定性低
例外：沙漠、苔原啥都弱
[常见实例] 下面例子体现了生态系统哪个方面的稳定性
① 河流遭受轻微污染时，能通过物理沉降，化学分解和微生物分解，很快消除污染。
② 森林遭受持续干旱时，树木往往会扩展根系分布空间，以保证获得持续的水分，维持生态系统正常功能
③ 森林遭受火灾后，仍然能逐步恢复原状。
抵抗力稳定性
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
2021·湖南高考 某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动态模型如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．食草动物进入早期，其种群数量增长大致呈“J”型曲线
B．图中点a的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量
C．该生态系统的相对稳定与植物和
食草动物之间的负反馈调节有关
D．过度放牧会降低草原生态系统
的抵抗力稳定性
B
生态系统稳定性的数学模型
在受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有自我调节能力。
① 两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。
② y 表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小。
y 值大，说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强；
③ x 表示恢复到原状态所需的时间。
x 值大，说明恢复力稳定性弱，反之，恢复力稳定性强；
④ 曲线与正常范围之间所夹的面积作为总稳定性的定量指数（TS），TS越大，说明这个生态系统的总稳定性越弱。
（1）可以持续不断地满足人类生活所需。
提高生态系统的稳定性的意义
（2）能够使人类生活与生产的环境保持稳定。
粮油
蔬果
肉蛋奶
木材
生态小区
生态公园
生态农业
生态湿地
提高生态系统的稳定性的措施
①控制对生态系统干扰的程度，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。
封山育林
禁牧
休渔
②对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
农田生态系统单一，需要不断
农田生态系统
施肥
灌溉
控制病虫害
三北防护林
人工建造“生态屏障”
已经建造了“三北” 防护林
防风
固沙
护田
护草
[2015年全国卷II] 下列有关生态系统的叙述，错误的是（ ）
A. 生态系统的组成成分中含有非生物成分
B. 生态系统相对稳定时无能量输入和散失
C. 生态系统维持相对稳定离不开信息传递
D. 负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定
B
[2018·海南卷] 对于一个结构和功能处于恢复过程中的生态系统，下列推论错误的是（　　）
A.适当的物质和能量投入可加快生态系统的恢复
B.随着生物多样性的提高，系统的自我调节能力增强
C.恢复后的生态系统，其结构和功能可接近受损前的状态
D.生物多样性提高后，某营养级能量可全部流入下一营养级
D
① 要考虑的组分有哪些？
非生物的物质和能量、生产者，消费者，分解者，
生物成分三者之间应保持适宜比例，以维持生态系统的相对稳定。
② 对光线是否有要求？
散射光 ！
既得到良好光照，又可避免因阳光直接照射
而导致生态缸内温度过高。
制作生态缸并观察其稳定性
③ 其他注意事项：
设计要求 相关分析
生态缸要求是 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具有很强的 ，成分齐全 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 为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察
生态缸宜 不宜 ，缸中的水量应 ，要留出一定的______ 便于操作；缸内储备一定量的空气
生态缸的采光用较强的散射光 防止水温过高导致水生植物死亡
封闭
生活力
透明
小
大
适宜
空间
④ 生态缸稳定性观察
可通过观察____________________________________判断生态系统的稳定性。
动植物的生活情况、水质变化等
⑤ 封闭的生态缸能够长时间保存稳定吗？
由于生态缸中的生态系统极为简单，自我调节能力极差，所以抵抗力稳定性极低，生态系统的稳定性极易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。
—— 即便是生物圈二号也是如此
[典例] 下图是人们设想的宇宙飞船生态系统模式图，以下不正确的是( )
A. 图中b、c、d可表示宇航员所需食物、氧气和水等生活资源
B.精心设计的密封飞船作为一个独立的生态系统，不需要外界物质和能量供应
C.分解罐的分解产物e可以向藻类植物提供多种无机盐和二氧化碳
D.该生态系统营养结构简单、自我调节能力差，需宇航员进行调控
B

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