《高三生物第一轮复习：生态系统的功能人教版.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三生物第一轮复习：生态系统的功能人教版.doc（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高三生物第一轮复习：生态系统的功能人教版【本讲教育信息】一. 教学内容：生态系统的功能二. 知识要点：生态系统的能量流动、物质循环、能量流动与物质循环的关系、生物固氮三. 重难点解析：（一）生态系统的能量流动 概念：生态系统中能量的输入、传递和散失的过程。特点：单向流动：沿食物链方向由低营养级流向下一营养级。逐级递减（1020%）研究目的：设法调整生态系统的能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分。第一营养级能量流动：能量转换：能量流动特点：a. 单向流动：能量只能从第一营养级流向第二营养级，再流向其他营养级，不能逆向流动，也不能循环流动b. 逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的
2、，相邻两个营养级间的能量传递效率大约10% 20%c. 能量流动过程中遵循能量守恒定律能量流动的定量分析：塞达伯格湖能量流动分析，1942年，美国，林德曼能量金字塔：单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，形成一个金字塔形在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多研究能量流动的意义：a. 合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有意的地方b. 实现能量的多级利用，从而大大提高能量的利用效率例如：根据草场的能量流动特点，合理确定载畜量，保持出产品的持续高产作物秸杆做饲料，牲畜粪便进入沼气池，沼气作燃料，沼渣作肥料，实现能量多级利用（二）物
3、质循环概念：指组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素在生态系统的无机环境与生物群落之间形成的反复的循环运动。特点：具有全球性；物质可以被生物群落反复利用。1. 碳循环：碳在生物群落与无机环境之间的循环主要形式：二氧化碳大气中二氧化碳生物体大气碳循环现状：化石燃料中的碳快速释放大气二氧化碳增加温室效应气温升高，冰川融化、海面上升，陆地生态系统改变2. 物质循环和能量流动的关系特点不同：物质循环过程中，无机环境中的物质可被生物群落反复利用能量流动在各营养级逐级递减、单向流动关系：能量流动和物质循环使生态系统的主要功能两者同时进行、彼此相互依存、不可分割物质是能量的载体，使能量沿食物链（网）流
4、动能量是动力，使物质能不断循环（三）能量流动与物质循环的关系 区别能量流动物质循环形式含碳有机物CO2范围生物群落的各营养级之间生物群落与无机环境之间特点单向流动、逐级递减全球性、循环流动联系物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力。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，相互依存，不可分割，在生物群落中都是以食物链为流动渠道。生态系统的稳定性1. 概念：（1）生态系统稳定性：生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力（2）抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状能力（3）恢复力的稳定性：生态系统在遭到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力2. 内容
5、：抵抗力稳定性：成因：生态系统内部具有一定的自动调节能力影响因素：特点：生态系统的自动调节能力总有一定的限度，超过限度，稳定性就会被破坏例如： 河流轻微污染污染消除生物种类、数量无明显影响微生物分解生态系统稳定性森林生态系统草原生态系统农田生态系统苔原生态系统恢复力稳定性：控制污染排放自身净化系统恢复原状两者的相互关系：对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着相反关系。如：森林生态系统，抵抗力稳定性高，恢复力稳定性低草原生态系统，抵抗力稳定性低，恢复力稳定性高3. 提高生态系统的稳定性根据各生态系统的稳定性特点，采取相应的对策。保持生态系统的稳定性。如：种植防护林、避免过量
6、砍伐、控制污染排放生态农业概念：运用生态学原理、在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代科学技术建立起的多层次、多功能的综合农业生产体系经营模式：优点：1. 通过延长食物链，科学地利用了农业生态系统中的各种成分2. 能量最大限度地得到利用，使能量朝着有利于人类的方向流动3. 能够减少化肥的施用，从而减少环境污染（四）生物固氮概念：固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程。氮循环图解如下：生物固氮在农业生产中的应用。【典型例题】例1 一个池塘有生产者（浮游植物）、初级消费者（植食性鱼类）、次级消费者（肉食性鱼类）、分解者（微生物）。其中生产者固定的全部能量为a，流入初级消费者、次级消费者、分解者的
7、能量依次为b、c、d，下列表述正确的是（ ） A. a=b+d B. ab+d C. ab+d D. ac+d分析：本题考核生态系统的能量流动，主要考核能量流动的过程和特点。一个生态系统中，流经该系统的总能量是生产者固定的太阳能。该生态系统中生产者固定的全部能量是a，即流经该系统的各个营养级的总能量是a，数值是最大的。这些能量一部分在生产者的呼吸作用中以热能形式散失到环境中，一部分用于自身的生长、发育、繁殖。在后一部分能量中，一部分随植物遗体和残枝败叶等被分解者分解释放出来，还有一部分沿着食物链流入初级消费者，除小部分能量随动物粪便排出体外，其余被初级消费者同化。能量依次沿食物链单向流动、逐级
8、递减传递下去。答案：B例2 下面是有关生态系统的问题。（1）图1是生态系统中碳循环示意图，图中“”表示碳的流动方向。请回答： 写出图中含有三个营养级的食物链（用字母表示） 在物质循环的过程中，同时伴随着_。若生产者有5000kg，按能量最大传递效率计算，位于第三营养级的生物可增重_kg。（2）图2表示一生态系统中生物种类间的相互关系，图中各种类均生活在退潮后暴露出的岩石上，其中海藻、藤壶、贻贝和海葵固着于岩石表面，海星、石鳖和石械则在岩石表面来回爬动找寻食物，图中的数字表示海星食物中各种类所占的比例（%）。 生态系统中处于第三营养级的种类有 。两者既有捕食关又有竞争关系的种类是_。 当除去全部
9、海星一年后，与对照地区相比，该处生物种类组成发生了很大的变化，其中_成为优势种，而石鳖和石械数量大为减少，其原因是_。分析：本题综合考核了生态系统物质循环中的碳循环的特点、能量流动逐级递减的特点、生态系统中个生物之间关系。本题要求写出图中含有三个营养级的食物链，而食物链中只能有生产者和各级消费者。由此可推断：A为生产者、B为分解者、C为大气中的CO2、D为初级消费者、E为次级消费者。所以三个营养级的食物链为ADE。在物质循环的过程中，同时伴随着能量流动。生产者为第一营养级，若生产者有5000kg，按最大能量传递效率计算，即按能量传递效率为20计算，位于第三营养级的生物可增重5000kg2020
10、=200kg。生产者在黑暗中不进行光合作用，生产者在黑暗中每小时释放出来的44mgCO2是通过呼吸作用产生的。根据有氧呼吸反应式可计算得到生产者在黑暗中每小时消耗的O2为32mg。生产者在光下和黑暗条件下的呼吸作用强度基本相同，生产者每小时实际产生的O2量为呼吸消耗量（32mg）与释放量（32mg）之和为64mg。此生态系统中处于第三营养级的种类有海星、荔枝螺、海葵（其中海星在捕食荔枝螺的食物链中为第四营养级）。两者既有捕食关系又有竞争关系的种类是海星和荔枝螺，图示表示的是它们在食物方面的竞争，藤壶、贻贝都是它们的食物。当除去全部海星后，海星的主要捕食对象藤壶（64）就大量繁殖，藤壶成为优势种
11、。藤壶的大量繁殖占据了岩石表面，使海藻减少，石鳖和石槭因失去食物而数量减少。答案：（1）A；D；E 能量流动；200 64 （2）海星、荔枝螺、海葵；海星和荔枝螺 藤壶；藤壶大量繁殖，占据了岩石表面，使海藻不能生长，石鳖和石槭因失去食物而数量减少。例3 我国北方处于平衡状态的某森林生态系统，其碳素循环如下图3，箭头和字母分别表示碳素传递方向和转移量。下列选项正确的是（ ）A. 夏季，ab+c+e B. 秋季，e+fc+f分析：本题考核生态系统中的物质循环。碳素在无机环境和生物群落之间的循环，离不开生产者（主要是绿色植物）。在题目所给出的生态系统中，a代表绿色植物通过光合作用固定的太阳能及合成的
12、有机物，这是流经该森林生态系统的总能量，数量最大；b代表植物呼吸作用散失到大气中的二氧化碳；c代表通过食物链流到动物（各级消费者）体内的总能量，d代表动物的呼吸作用散失到大气中的二氧化碳；e代表植物的残枝、落叶流到分解者的能量；f代表动物流到分解者的能量；g代表分解者的呼吸作用散失到大气中的二氧化碳。在一年中的不同的季节，植物进行光合作用的强度不同。根据生态系统能量流动的效率10-20，在夏季，处于平衡状态的森林生态系统，植物光合作用所固定的总能量植物呼吸作用所消耗的能量+流到动物体的能量+流到分解者的能量。我国北方的夏季昼长夜短，气温较高，生产者同化作用占优势，因而ab+c+e；在秋季，植物
13、遗体、残枝、败叶相对增多，动物的粪便等也相对增多，而土壤中的生物数量相对稳定，由于气温变低代谢变缓、繁殖变慢，因而gc十f。答案：A几点注意问题：1. 生态金字塔。生态金字塔指各个营养级之间的数量关系，不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、生物量、数量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。（1）能量金字塔（图4）能量金字塔的形状永远是正金字塔形。能量金字塔每一台阶的含义：代表食物链中每一营养级生物所含能量多少。能量金字塔形状的象征含义；表明能量流动沿食物链流动过程具有逐级递减的特性。（2）数量金字塔 数量金字塔每一台阶的含义：表示每一营养级生物个体的数目。数量金字塔的一般形状如图5。因为在
14、捕食链中，随着营养级的升高，能量越来越少，而动物的体形一般越来越大，因而生物个体数目越来越少。 数量金字塔的特殊形状：如一棵树与树上昆虫及鸟的数量关系可形象表示如图6。 （3）生物量金字塔 生物量金字塔每一台阶的含义：表示每一营养级现存生物的质量，即有机物的总质量。生物量金字塔的一般形状：能量是以物质形式存在的，因而每一营养级的生物量（现存生物有机物的总质量）在一定程度上代表着能量值的高低，从这个意义上讲，生物量金字塔的形状一般同能量金字塔形状相似（如图7）。生物量金字塔的特殊形状：如海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小，寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于其捕食者浮游动物的生物量，但这并不是说流过生产者这一环节的能量比流过浮游动物的要少。 综上可知，只有能量金宇塔永远是底宽上尖的正金字塔形，数量金字塔及生物量金字塔一般也是正金字塔形，但有时也会出现倒置的特殊形状的金字塔。2. 自然界中的碳循环。大气中的碳元素进入生物群落的途径，主要是光合作用，也可通过化能合成作用；碳元素由生物群落回到无机环境的途径，主要通过呼吸作用；碳元素在生物
