29-生态系统的结构和功能.ppt

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1、郑集高级中学 高三生物组,生态系统的结构和功能,考纲要求,.概念：生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统 。 .特点：在一定的空间和时间范围内，在各种生物之间以及生物群落和无机环境之间，通过能量流动、物质循环和信息传递而相互作用形成一个统一整体 .功能：物质循环、能量流动和信息传递 .地球上最大的生态系统是生物圈。,1、生态系统的概念、类型,研讨一、生态系统的结构,2.生态系统的成分：,生产者、消费者和分解者是紧密联系，缺一不可的。,3.生态系统的营养结构：,食物链和食物网,食物链 (通常指捕食链),.捕食链：只包括生产者和消费者。每条食物链的起点总是生产者。 .当某种生

2、物大量增加时，一般会导致作为其食物的上一营养级数量减少，作为其捕食者的下一营养级数量增多。 .食物链中各营养级生物之间是相互制约的，使它们的数量始终处于一种动态变化中。 .食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，因此箭头一定是由上一营养级指向下一营养级。 .某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是某种群。 .食物链上一般不超过五个营养级,食物网,.同一种消费者在不同的食物链中，可以占有不同的营养级。 .在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合，如蜘蛛与青蛙，二者之间既是捕食关系，又是竞争关系。 .在食物网中，当某种生物因外来因素而大量增加时

3、，一般除导致上一营养级减少，下一营养级增加外，还会导致与其有竞争关系的生物数量下降。 . 错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定的重要条件。食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。,食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。,1.能量的输入 (1).能量流动的起点：生产者(主要是植物)固定太阳能。 (2).流经生态系统的总能量：生产者固定的所有太阳能 (3).几乎所有的生态系统，其能量来自太阳能。即 光能 有机物中的化学能 特殊的生态系统深海热泉生态系统 无机物中的化学能 有机物中的化学能,研讨二、能量流动的过程,能量的输入、传递、转化和散

4、失,2.能量的传递 (1)传递形式：有机物中的化学能。 (2)传递途径：食物链和食物网。 (3)传递过程(以能量流经第二营养级为例) 能量流经第二营养级时的分流情况总结如下：,能量的传递过程(如下图所示),初级消费者摄入能量 初级消费者同化能量+排出粪便中的能量 初级消费者同化能量 自身呼吸消耗+流向分解者+流向下一营养级 一个自然生态系统输出的总能量是指系统内 生产者、消费者和分解者呼吸消耗的能量之和,3能量流动中的转化： 太阳光能-生物体有机物中的化学能-热能 4能量散失 主要途径：细胞呼吸、分解者的分解作用 主要形式：热能。 5能量在流经每一营养级时的分流 (1)能量来源 生产者的能量：

5、太阳能 消费者(同化)的能量：一般来自上一个营养级 (同化量摄入量粪便中所含能量)。 (2)能量去路 一部分在呼吸作用中以热能散失 一部分能量流到下一个营养级中 一部分随着生物的遗体、粪便、残枝败叶中的能量被分解者分解而释放出来。 未被利用能量（最终流向）,二、能量传递效率及相关计算,(一).能量传递效率是指相邻营养级之间的同化量之比：,下一营养级同化的能量,上一营养级同化的能量,X100,(二)能量流动的极值计算 1在能量流动的相关计算中，若未作具体说明，则一般认为能量传递效率为10%20%。 2在已知较高营养级生物的能量求较低营养级生物的能量时， 若求“最多”值，则说明较低营养级的能量按“

6、10”效率传递； 若求“最(至)少”值，则说明较低营养级生物的能量按“20”效率传递。 3已知较低营养级生物的能量求较高营养级生物的能量时， 若求“最多”值，则说明较低营养级的能量按“20”效率传递； 若求“最(至)少”值，则说明较低营养级生物的能量按“10”效率传递。具体规律如下：,三、生态金字塔,1.在一条食物链中，由低营养级到高营养级推算，前一营养级比后一营养级含量一定多的指标是“能量”，而“数量”和“生物量”均可能出现反例。 2.在人工生态系统中因能量可人为补充，可能会使能量金字塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生产者的能量未必比消费者(鱼)多。天然生态系统则必须当能量状况表现为金字塔形状时

7、，方可维持生态系统的正常运转，从而维持生态系统的稳定性。 3.某营养级的“粪便”中的能量不同于“尿液”中的能量。前者应归于上一营养级(含在上一营养级同化能量的80%90%中)；后者则归于该营养级，是该营养级所同化的能量中的一部分(含在上一营养级传递来的10%20%的能量中)。,能量金字塔、 数量金字塔、 生物量金字塔,1.概念理解 （1）循环的对象：组成生物体的C、H、O、N、P、S等 ，而不是具体 。 （2）循环的过程： 、 。 （3）循环的范围： 。 2.特点： ；反复出现， 。 3.实例碳循环 在无机环境和生物群落之间以 _形式循环 群落内部通过 关系以_ _形式流动 碳进生物群落的生理

8、过程：生产者的光合作用和_ 碳出生物群落的生理过程： 消费者、 的_ 产生CO2的非生物途径：_ _ 4.环境问题：碳循环平衡打破会造成 。,化学元素,化合物,生物群落,无机环境,生物圈,全球性,循环流动,CO2,捕食,含碳有机物,化能合成作用,生产者,分解者,呼吸作用,化石燃料燃烧,温室效应,研讨三、物质循环,大量化石燃料的燃烧，大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。,碳循环实例,（1）碳循环的形式： （2）碳在自然界中的存在形式： （3）碳在生物体内的存在形式： （4）碳进入生物体的途径： （5）碳在生物体之间传递途径： （6）碳进入大气的途径：,CO2,CO2和碳酸盐,

9、含碳有机物,光合作用、化能合成作用,食物链（网）,生物的呼吸作用 分解者有分解作用 化石燃料的燃烧,碳循环,温室效应 成因 工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大量使用，向大气中释放大量的CO2。 森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了对大气中CO2的调节能力。 危害 加快极地冰川融化，导致海平面上升，对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。 缓解温室效应主要从两个方面加以考虑： 一是减少CO2的释放，主要措施是减少化石燃料的燃烧，开发新能源(如太阳能、风能、核能等)替代化石能源； 二是增加CO2的吸收量，主要措施是保护好森林和草原，大力提倡植树造林。,据图判断A、B、C、D各代表哪种成分？,双

10、向箭头的两侧一定为生产者和大气中二氧化碳库 生产者、消费者和分解者均要有箭头指向大气中二氧化碳库 各营养级生物均要有箭头指向分解者,A：生产者 B：非生物的物质和能量 C：消费者 D：分解者,是生产者 初级消费者 非生物的物质和能量 次级消费者 分解者,能量流动和物质循环的相互关系,1.信息的种类 物理信息：生态系统中的光、声、热、电、波长、频率、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息 例如：萤火虫的闪光、植物五颜六色的花、蜘蛛网的振动频率 物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物。 化学信息： 植物的生物碱，有机酸等代谢产物 动物的化学物质：信息素(性外激素等) 行为信息：鸟类等的报警

11、行为、昆虫的舞蹈、鸟类的求偶行为,研讨四、信息传递,2.来源：可来自于无机环境，也可来自于生物。 3.方向：信息传递是双向的。 4.信息传递在生态系统中的作用 个体：生命活动的正常进行，离不开信息的传递。 种群：生物种群的繁衍离不开信息的传递。 群落和生态系统:能调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。 5.信息传递的应用 提高农产品或畜产品的产量。 利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，可以提高果树的传粉效率和结实率。 对有害动物进行控制。 目前控制危害动物的技术大致有化学防治、生物防治、机械防治等。,研讨、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

12、。 2.生态系统稳定性的原因：生态系统具有自我调节能力 3.调节方式：负反馈调节(生态系统自我调节能力的基础) (范围：生物群落内部，生物群落与无机环境之间的负反馈调节) 4.生态系统稳态被破坏的原因： 当外界干扰的强度超过生态系统的自我调节能力时，生态系统的自我调节能力就会迅速丧失。 5.提高生态系统的稳定性： 一方面：对生态系统的的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力。 另一方面：对人类利用强度大的生态系统，应实施相应的物质和能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。,6.种类：可分为抵抗力稳定性和恢复力稳定性,人口增长对生态环境的影响 （1）耕地减少，粮食需求量增加。 （2）

13、自然资源被大量消耗。 （3）环境污染加剧。 我国协调人口与环境关系的措施 （1）继续控制人口增长。 （2）加大保护资源和环境的力度。 （3）监控、治理江河湖泊及海域的污染。 （4）加强生物多样性保护和自然保护区建设。 （5）推进生态农业。,研讨、生态环境的保护,全球性生态环境问题 1.问题：主要包括全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、土地荒漠化、海洋污染和生物多样性锐减等。 2.保护生物多样性 概念：生物圈内所有的植物、动物和微生物，他们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。 成因：共同进化的结果 类型：遗传(基因)多样性、物种多样性、生态系统多样性 价值体现： 直接价值：实用意义， 非实用意义 间接价值(生态功能)：水土保持、蓄洪防旱、调节气候等。 潜在价值：尚不清楚 保护措施： 就地保护(建立自然保护区和风景名胜区最有效措施) 异地保护(建立动物园、植物园以及濒危动植物研究中心),