高中生物必修三第5章.docx
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高中生物必修三第5章
第5章生态系统及其稳固性图
第1节生态系统的结构
〖问题探讨〗
〖提示〗生物与非生物之间关系的图示
一、生态系统的范围
生态系统:
由生物群落与它的无机环境彼此作用而形成的统一整体。
生物圈:
地球上的全数生物及其无机环境的总和,组成地球上最大的生态系统——生物圈。
〖举例说明〗不同类型的生态系统举例
类型
森林生态系统
草原生态系统
农田生态系统
划分依据
植物分布情况
分布区域
湿润或较湿润地区
干旱地区
农耕区
主要植物
乔木
草本
农作物
主要动物
树栖动物为主
能挖洞和善奔跑的动物
动物种类较少
特点
动植物种类多,群落结构复杂,种群密度和群落结构能较长时间保持稳定
动植物种类相对较少,群落结构相对简单,种群密度和群落结构常发生剧烈变化
动植物种类少,群落结构单一,人的作用非常关键,是在一定程度上受人工控制的生态系统
〖旁栏试探题〗
动物园中的全数动物不能说是一个系统,因为不同种动物是分开饲养的,彼此之间没有内在联系和彼此影响,不是一个有机的整体。
同理,动物园中的全数动物和植物也不是一个系统。
二、生态系统具有必然的结构
〖试探与讨论〗1.2.6略
3.还有非生物的物质和能量。
物质和能量是生命活动存在的最大体条件,生命活动本质上也是物质与能量的转变。
非生物物质仍是生物赖以生存的环境。
4.绿色植物通过光合作用把无机物转变成有机物,将太阳能转化为化学能。
动物通过摄取其他生物取得物质和能量。
各类生物获取物质和能量的途径是不一样的。
5.提示:
可分为生产者、消费者、分解者。
7.生态系统的结构模型能够有多种形式。
在不考虑物质的输入和输出的情形下,能够表示为下图如此的简化模型。
生态系统的结构模型
(一)生态系统的组成成份
生态系统:
1.非生物的物质和能量:
阳光、热能、水、无机盐等。
2.生产者:
自养生物,主如果绿色植物。
3.消费者:
动物,包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等。
4.分解者:
能将动植物的尸体残骸中的有机物分解成无机物,主如果细菌和真菌。
(二)食物链和食物网
食物链:
在生态系统中,各类生物之间由于食物关系而形成的一种联系。
食物网:
许多食物链彼此彼此交织联结成的复杂营养结构。
〖作业〗练习
基础题
1.
(1)阳光;
(2)10~15m;(3)消费者、分解者。
。
。
拓展题
提示:
能够。
农田和果园等人工生态系统食物链单一,自身稳固性差,易受病虫害破坏。
通过研究生物之间的彼此关系,增加或延长食物链,使之成为立体农田和立体果园,能够提高生态系统的稳固性,同时取得更多的产品。
例如,水田养鱼、果园养鸡等。
第2节生态系统的能量流动
〖问题探讨〗
应该先吃鸡,再吃玉米(即选择1)。
若选择2,则增加了食物链的长度,能量逐级递减,最后人取得的能量较少。
生态系统的能量流动:
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的进程
一、能量流动的进程
〖讲述〗
(1)几乎所有生态系统的能量源头是太阳能。
植物通过光合作用,把太阳光能固定下来,这是生态系统繁荣的基础。
注意:
植物光合作用固定的能量减去呼吸作用消耗的能量,才是能够为下一营养级消费的能量。
所以,从能量的角度来看,植物的多少决定了生物种类和数量。
在气候温暖、降雨充沛的地方,植物分外繁茂,各类生物就会超级繁荣,热带雨林就是如此的情形;在气候酷寒、降雨很少的地方,植物很难生长,各类生物的数量都很少,显得荒凉而冷寂;
(2)能量沿着食物链流动时,每一营养级都有输入、传递、转化和散失的进程;(3)生物的尸体残骸是分解者能量的来源。
〖试探与讨论1〗
1.生态系统中的能量流动和转化是不是遵循能量守恒定律?
为何?
遵循能量守恒定律。
能量在生态系统中流动、转化后,一部份贮存在生态系统(生物体有机物)中,而另一部份被利用、散发至无机环境中,二者之和与流入生态系统的能量相等。
2.流经某生态系统的能量是不是能再回到那个生态系统中来?
不能,能量流动是单向的。
二、能量流动的特点
〖资料分析〗
1和2
营养级
流入能量
流出能量
(输入后一个营养级)
出入比
生产者
%
植食性动物
%
肉食性动物
分解者
3.流入某一营养级的能量主要有以下去向:
一部份通过该营养级的呼吸作用散失了;一部份作为排出物、尸体或残枝败叶不能进入下一营养级,而为分解者所利用;还有一部份未能进入(未被捕食)下一营养级。
所以,流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。
4.生态系统中能量流动是单向的;能量在流动进程中逐级递减。
〖讲述〗生命活动离不开能量,生物需要不断从外界获取能量才能维持生存;在生物取得的能量中只有一部份贮存于生物体内;由于能量沿食物链流动进程中逐级递减,因此能量相同的食物,动物性食物比例越高,意味着消耗的总能量越多。
能量流动的特点:
1.生态系统中能量流动是单向的;
2.能量在流动进程中逐级递减。
〖旁栏试探题〗若是把各个营养级的生物数量关系,用绘制能量金字塔的方式表达出来,是不是也是金字塔形?
若是是,有无例外?
一般情形下,也是金字塔形。
可是有时候会出现倒置的塔形。
例如,在海洋生态系统中,由于生产者(浮游植物)的个体小,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量可能低于浮游动物的量。
固然,总的来看,一年中流过浮游植物的总能量仍是比流过浮游动物的要多。
与此同理,成千上万只昆虫生活在一株大树上,该数量金字塔的塔形也会发生倒置。
三、研究能量流动的实践意义
〖试探与讨论2〗
“桑基鱼塘”的设计理念是从人类所需动身,通过能量多级利用,充分利用流经各营养级的能量,提高生产效益。
〖调查〗参考调查点:
稻田生态系统
组成成份:
(1)非生物的物质和能量;
(2)生产者:
水稻、杂草、浮游植物等;(3)消费者:
田螺、泥鳅、黄鳝、鱼、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等;(4)分解者:
多种微生物。
〖问题提示〗
1.生产者主体是水稻,其他生产者有杂草、浮游植物等。
农人主要通过喷洒除草剂,或人工除草的方式抑制杂草的生长。
2.低级消费者有:
田螺、浮游动物、植食性昆虫、植食性鱼、鸟类等。
一般而言,植食性昆虫和鸟类等往往对水稻生长组成危害,田螺、植食性鱼数量较多时也会对水稻生长组成危害。
农人采取喷洒农药、竖稻草人等办法避免或减少这些动物的危害。
3.次级消费者有:
泥鳅、黄鳝、肉食性鱼、青蛙等。
一般而言,这些消费者对水稻生长利大于害。
农人通过禁捕,或适量放养等办法,实现生态农业的目标。
5.农人对秸秆的传统处置方式有焚烧或填埋等;现代农业提出了综合利用思想,例如,秸秆可作为多种工业原材料,还能够用来生产沼气,以充分利用其中的能量。
6.主要通过合理密植的方式提高作物的光能利用效率。
7.通过稻田养鱼等办法,实现立体化生态农业;通过建造沼气池,实现能量的多级利用。
〖技术训练〗分析和处置数据
这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6687.5kg,计算公式是(12+18)/12×2675,这些葡萄糖贮存的能量是×1011kJ(计算公式是EG=MG××107);
这些玉米呼吸作用消耗的能量是×1010kJ(计算公式为ΔE呼=ΔMG××107);
这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是2×1011kJ(计算公式为E固=EG+ΔE呼),呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是%;
这块玉米田的太阳能利用效率是%(计算公式为η=2×1011/×1012)。
〖作业〗练习
基础题。
。
。
拓展题
⑴略
(2)图b所示生态系统中流向分解者的能量,还有一部份能够以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用,因此,该生态系统实现了能量的多级、充分利用,提高了能量的利用率。
2.不能。
在一个封锁的系统中,物质老是由有序朝着无序的方向(熵增加)进展。
硅藻能利用获取的营养通过自身的新陈代谢作用释放能量,依托能量完成物质由无序向有序的转化,维持其生命活动。
第3节生态系统的物质循环
〖问题探讨〗:
循环利用。
一、碳循环阅读P100第二段到P101完
〖试探与讨论〗
1.单质与化合物;有机物与无机物。
2.略。
生态系统的物质循环:
组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环进程,这就是生态系统的物质循环。
(生物地球化学循环)
〖旁栏试探题〗
大力植树造林后,这些植物能大量吸收已有的二氧化碳,因此能起必然的减缓作用。
但更应该控制源头──温室气体的排放。
二、能连流动和物质循环的关系
能量流动
物质循环
形式
主要以有机物形式流动
组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境间反复循环
特点
单向流动,逐级递减
反复循环维持生态平衡,据全球性生物圈
范围
生态系统的各营养级
联系
能量流动和物质循环二者相互伴随,相辅相成,是不可分割的统一整体
〖作业〗练习
基础题
1.
(1)√;
(2)╳。
。
。
4.是。
因为生物圈是指地球上所有生物与其无机环境的总和,通过物质循环组成一个物质上自给自足的系统。
拓展题
农田是人工生态系统,是以提高农作物的产量和效益,使能量更多地流向人类,知足人类的需要为目的的。
农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产,加上农产品源源不断地自农田生态系统输出,其中的氮元素并非能都归还土壤,所以需要施加氮肥。
这与物质循环并非矛盾。
第4节生态系统的信息传递
〖问题探讨〗
1.通过跳圆圈舞来传递这一信息。
信息:
一般将能够传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。
〖讲述〗
信息传递的一般进程(一般信息传递有三个大体环节):
信源(信息产生);信道(信息传输);信宿(信息接收)。
多个信息进程相连就使系统形成信息网,当信息在信息网中不断被转换和传递时,就形成了信息流。
信息只有通过传递才能表现其价值,发挥其作用。
一、生态系统中信息的种类
〖试探与讨论〗
(1)物理信息:
如①声信息:
在生态系统中,声信息的作用更大一些,尤其是对动物而言。
动物更多是靠声信息来肯定食物的位置或发觉敌害的存在的。
咱们最为熟悉的以声信息进行通信的当属鸟类,鸟类的叫声婉转多变,除能够发出报警鸣叫外,还有许多其他叫声。
植物一样能够接收声信息,例如当害羞草在强烈的声音刺激下,就会有小叶合拢、叶柄下垂等反映。
声信息的特点有:
多方位性,同意者不必然要面向信源,声音能够绕过障碍物;同步性,发作声音信号时,动物的四肢躯干亦可发出信息;瞬时性,声信息可在一刹时发出,也可在一刹时停止;多变量,声音有许多变量,包括强度、频率、音质等,每一个变量都能够提供一些信息,因此声音信息的容量专门大。
②电信息:
在自然界中存在许多生物发电现象,因此许多生物能够利用电信息在生态系统中活动。
大约有300多种鱼类能产生~2V的微弱电压,能够放出少量的电能,而且鱼类的皮肤有很强的导电力,在组织内部的电感器灵敏度也很高。
鱼群在洄游进程中的定位,就是利用鱼群本身的生物电场与地球磁场间的彼此作用而完成的。
由于植物中的组织与细胞间存在着放电现象,因此植物一样能够感受电信息。
③磁信息:
地球是一个大磁场,生物生活在其中,必然要受到磁力的影响。
候鸟的远程迁移、信鸽的千里传书,这些行为都是依赖于自己身上的电磁场与地球磁场的作用,从而肯定方向和方位。
植物对磁信息也有必然的反映,若在磁场异样的地方播种,产量就会降低。
不同生物对磁的感受力是不同的。
(2)化学信息
化学信息主如果生命活动的代谢产物和性外激素等,有种内信息素(外激素)和种间信息素(异种外激素)之分。
种间信息素主如果次生代谢物(如生物碱、萜类、黄酮类)和各类苷类、芳香族化合物等。
在生态系统中,化学信息有着
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