高三生物生态系统和生态工程.docx

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高三生物生态系统和生态工程

高考要求

具体要求

Ⅰ

Ⅱ

√

生态系统的成分

√

生态系统的营养结构

√

生态系统的功能

√

生态系统的稳定性

√

生态工程

生态系统：

由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。

地球上最大的生态系统生物圈。

1.生态系统的组成成分

成分

项目

非生物的物质和能量

生产者

消费者

分解者

组成

内容

阳光、热能、水、空气、无机盐等

自养生物：

主要是绿色植物；自养型微生物，如蓝藻、硝化细菌

异养生物：

营捕食生活和寄生生活的各种生物

异养生物：

营腐生生活的微生物及腐食性动物，如蚯蚓、蜣螂

作用

为生物提供物质和能量，是生物群落赖以生存的和发展的基础

为生物群落制造有机物和固定能量，是生态系统的基石

通过自身代谢，将有机物转化为无机物，加快生态系统的物质循环；利于植物传粉和种子传播

将动植物遗体和动物排遗物分解成无机物，供生产中重新利用

地位

必备成分

主要成分

最活跃成分

完成物质循环的关键成分

各成分之间的联系

A．生产者

B．消费者

C．分解者

2.营养结构：

食物链和食物网

食物链生物

绿色植物

植食动物

肉食动物

大型肉食动物

结构模式

生产者

初级消费者

次级消费者

三级消费者

营养环节

第一营养级

第二营养级

第三营养级

第四营养级

（1）每条食物链的起点总是生产者，止点是不被其他动物所食的动物。

（2）同一种生物在不同的食物链中，可处于不同营养级。

（3）在食物网中，两种生物之间的关系可能不止一种。

（4）食物网中，当某种生物数量因某种原因而大量改变时，对另一种生物的影响沿不同的食物链结果不同，应以中间环节少的为分析依据。

（5）食物链是能量流动、物质循环实现的途径。

3.生态系统的功能：

能量流动、物质循环、信息传递

（1）生态系统的能量流动

项目

内容

定义

生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。

过程

能量

的

输入

①来源：

生态系统所需的能量最终来源于太阳能。

②起点：

绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在有机物中，使太阳能输入到生态系统中。

③总量：

生产者所固定的太阳能的总量，就是流经这个生态系统的总能量。

能量

的

传递

①途径：

食物链和食物网

②形式：

有机物中的化学能

③过程（如图）某一个营养级所固定（同化）的能量：

一部分通过该营养级生物自身的呼吸作用以热能形式散失到无机环境；

一部分用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在生物体的有机物中：

这其中一部分能量下一营养级，

一部分则被分解者利用，以热能形式释放到无机环境。

特点

单向流动、逐级递减：

①能量在相邻的两个营养级间的传递效率大约是10%~20%

②在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量越多。

因此，生态系统中食物链一般不超过4~5个营养级。

③能量金字塔为正金字塔形，数量金字塔、生物量金字塔有时会出现倒金字塔形。

研究意义

①帮助人们科学规划设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。

②帮助人们合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。

任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。

如果一个生态系统在一段较长时间内没有能量（太阳能或现成有机物）输入，这个生态系统就会崩溃。

（2）生态系统的物质循环

项目

内容

定义

组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着在无机环境和生物群落之间的循环，称为生态系统的物质循环。

这里所指的生态系统是生物圈，其中的物质循环具有全球性性，又叫生物地球化学循环。

过程（以碳循环为例）

无机环境中：

CO2、碳酸盐

碳的存在形式生物群落中：

有机物

生态系统中，碳元素主要以CO2形式循环

碳元素进入生物群落的过程：

光合作用和化能合成作用

碳元素进入大气的过程：

生物的呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧

碳在生物群落内的传递渠道和过程：

食物链和食物网，动物捕食

特点

反复利用，循环流动

温室效应

形成原因

自然生态系统中，植物通过光合作用从大气中摄取碳的速率，与通过生物的呼吸作用而把碳元素

释放到大气中的速率大致相同；但现在煤、石油等化石燃料的燃烧使地层中千百万年积存的碳元

素在很短时间内释放出来，打破了生物圈碳循环的平衡，使大气中二氧化碳含量迅速增加。

带来的影响

全球气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他生物的生存构

成威胁。

缓解措施

减少化石燃料的燃烧；开发清洁能源；植树造林

物质循环和能量流动的关系：

项目

能量流动

物质循环

形式

以有机物为载体

以无机物形式循环

范围

生态系统各营养级

全球性

特点

单向流动、逐级递减

反复利用，循环流动

联系

①能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者同时进行。

彼此相互依存，不可分割。

②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。

物质是能量的载体；能量是物质在生态系统中往复循环的动力。

③生态系统各组成成分，通过能量流动和物质循环，紧密联系在一起，形成一个统一的整体。

（3）生态系统的信息传递

项目

内容

生态系统中信息的种类

物理信息

光、声、温度、磁力等

化学信息

植物的生物碱、有机酸等，动物的性外激素等

行为信息

蜜蜂跳舞、孔雀开屏等

信息传递在生态系统中的作用

生命活动的正常进行，种群的繁衍；

种间关系的调节，维持生态系统稳定。

信息传递的来源

及作用范围

个体←---→个体

种群←---→种群

生物部分←---→环境

生态系统

在农业生产上的应用

提高农产品或畜产品产量；

对有害动物的控制：

目前控制动物危害的技术大致有生物防治、化学防治、机

械防治三种。

4.生态系统的稳定性及其调节

（1）生态系统的稳定性：

生态系统所具有的保持或恢复自身结构及功能相对稳定的能力。

（2）生态系统抵抗力稳定性与恢复力稳定性比较

抵抗力稳定性

恢复力稳定性

区别

实质

保持自身结构和功能的相对稳定

恢复自身结构和功能相对稳定

核心

抵抗干扰，保持原状

遭到破坏，恢复原状

影响因素

生态系统中物种丰富度越大，

营养结构越复杂，

抵抗力稳定性越强

生态系统中物种丰富度越小，

营养结构越简单，

恢复力稳定性越强

联系

相反的关系：

抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性越弱。

二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的能力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定。

（3）调节：

生态系统具有一定的自我调节能力，自我调节能力的大小取决于营养结构的复杂程

度，营养结构越复杂，自我调节能力越强。

负反馈：

抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。

负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础。

正反馈：

生态系统中某一成分的变化所引起的一系列变化，加速最初发生的变化。

因此

正反馈的作用常常使生态系统远离稳态。

（4）提高生态系统稳定性的措施

①控制对生态系统的干扰程度，对生态系统的利用应适度，不应超过生态系统的自我调节能力。

②对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质和能量的投入，保证生态系统内部和功能的协调。

【例1】

下列关于生态系统的叙述正确的是（）

①生态系统的一个重要特点就是它常常趋向于稳态

②生态系统稳态是依靠生态系统的自我调节实现的

③在自然条件下，生态系统总是朝着物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展

④当生态系统达到最稳定状态时，它能够在很大程度上克服和消除外来干扰，保持自身的稳定

⑤保持生物圈结构和功能的相对稳定是人类可持续生存和发展的基础

A．只有两项B．只有三项C．只有四项D．全部正确

【答案】D

【例2】

某种甲虫以土壤中的落叶为主要食物，假如没有这些甲虫，落叶层将严重堆积，最终导致落叶林生长不良。

以下对于此种甲虫的分析正确的是（）

A．与落叶树的关系属于捕食关系B．属于次级消费者

C．对落叶林的物质循环有促进作用D．在能量金字塔中位于底部

【答案】C

【例3】

下列有关对“生产者是生态系统的主要成分”的理解，正确的是（）

①生产者能将无机物合成有机物，属于自养型生物

②生产者的呼吸作用将有机物分解成无机物，实现了物质的循环

③绿色植物的蒸腾作用降低了环境温度

④生态系统内流动的能量全部是生产者固定的能量

A．①②B．②③C．③④D．①④

【答案】D

【例4】

下图表示一个池塘生态系统中各种生物之间的关系。

下列叙述不正确的是（）

A．图中所有的生物构成了此池塘生态系统的生物群落

B．从外部引入消费者4可能会使生产者2的数量暂时增加

C．流经该生态系统的总能量是图中所有生产者固定的能量之和

D．组成消费者的各种元素返回无机环境都需经分解者的分解作用

【答案】D

【例5】

下图A为碳循环示意图，图B为食物网示意图，图C为某地区人口年龄组成曲线图。

请回答：

（1）碳从无机环境进入生物群落的途径和生物群落中碳进入无机环境的途径依次是、

（填序号）。

（2）图B中有食物链，写出该食物网中能量损失最多的一条食物链，

能量流动的特点是。

（3）若②中的种群及相互关系如图B，其中鹰和蛇的关系为和。

若兔体内有机物增加10克，至少需要消耗植物克。

（4）图B所示生态系统的成分还应该有。

（5）如果不考虑其他因素，图C所示的人口年龄组成属于型。

（6）若调查此生态系统中某种动物的种群密度，常采用的方法是。

【答案】

（1）①③④⑤

（2）3植物→鼠→蛇→鹰单向流动，逐级递减

（3）竞争捕食50（4）非生物的物质和能量、分解者

（5）增长（6）标志重捕法

【例6】

下图1表示某一经济鱼类的种群特征，图2对应其所在的生态系统，请据图回答问题。

（1）可能影响该种群密度的因素有。

A．空间B．营养C．年龄组成D．季节变化

（2）在图1的点，种群达到K值。

为提高经济效益，在生物捕捞中最好把种群密度控制在点附近。

（3）图2可表示生态系统中元素的循环；其中甲代表的生物成分是，B代

表的生理过程是，丙在物质循环中的作用是。

（4）若该经济鱼类的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，一条长到的鱼至少需消耗海洋植物，这体现了能量流动的

特点。

（5）每年均有大量含重金属的工业废水进入海洋，请根据生态学原理，指出可能产生什么负面影响？

。

【答案】

（1）ABCD

（2）DB（3）碳生产者呼吸作用把有机物分解成无机物

（4）160kg逐级递减（5）重金属进入食物链，通过生物富集危害人体健康

【例7】

在1957年，美国的生态学家H.T.Odum对佛罗里达州的银泉进行了生态系统营养级和能量流动的调查，下表是调查结果。

表中的①②③④分别表示不同的营养级，⑤为分解者。

表中NP=GP-R。

下列叙述中不正确的是（）

生物同化作用所固定的能量（GP）

生物体贮存着的能量（NP）

生物呼吸消耗的能量（R）

①

15.