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1、知识点大全第 5 章生态系统及其稳定性第 1 节生态系统的结构课标三维目标课标解读常见题型真题链接1.举例说明什么是生态系统。选择题、填空题2012海南， T18，2 分；2012江苏， T26，8 分；2.讨论某一生态系统的结构。选择题、简答题2012江苏， T26，8 分；2012海南， T28，8 分；3.尝试建构生态系统的结构模型。选择题、非选择题2011全国课标， T31，12 分；2011海南， T28，8 分；三层完全解读1. 知识能力聚焦1. 生态系统的结构(l)生态系统的概念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。【注意】生态系统有大有小，大的生态系统
2、如整个海洋、陆地。其他的诸如一片森林、草原、一个池塘、甚至一块农田、一条河流都可看做是一个生态系统。小的生态系统可联合成大的生态系统，简单的生态系统可组合成复杂的生态系统。地球上最大的生态系统是生物圈。(2)生态系统的组成成分比较成分各成分的组成在生态系统中的作用地位非生物的物质和能量光、热能、空气、水、矿物质、土壤等生物群落中的物质和能量的根本来源必需成分生产者绿色植物；光合细菌、蓝藻；化能合成细菌主要通过光合作用把无机物转化为有机物，把光能转变为化学能，即将无机环境中的物质和能量引入生物群落，为消费者、分解者，提供物质和能量必需的主要成分消费者绝大多数动物；寄生生物帮助生产者传粉、 传播种
3、子等非必需成分分解者腐生细菌和真菌；腐食动物和蚯蚓、蜣螂等把动植物遗体、排遗物和残落物中的有机物分解成简单的必需成分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 13 页知识点大全无机物各成分之间的关系（3）生态系统的营养结构食物链与食物网食物链形成：生态系统中，各种生物因食物关系而形成的联系基本模式：生产者不同级别的消费者书写原则：植物（起点）植食性动物小型动物中型动物大型肉食动物分类：捕食链、寄生链、腐生链环节：一般不超过个环节食物网形成：一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物；一种植食性动物既可吃多种植物，也可被多种肉食动物所食
4、物也可被多种肉食动物所食功能：生态系统物质循环和能量流动的渠道2. 方法技巧平台2.生态系统概念的理解(1)生态系统是指由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，其关系可用下图表示：(2)在理解生态系统的概念时要注意以下几点：空间性：一定的空间范畴。因为生态系统的种群和群落都强调一定的自然区域，生态系统的范围有大有小，地球上最大的生态系统是生物圈，在生物圈这个最大的生态系统中，还可以分出很多不同的生态系统。成分：生态系统的基本组成包括各种生物和它们生活的无机环境。生物不仅有植物、动物，还有微生物等，这些生物构精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -
5、 - - -第 2 页，共 13 页知识点大全成完整的群落。群落加上无机环境才构成生态系统。功能：生物群落和无机环境是相互作用的，生态系统中的生物与生物之间、生物与无机环境之间是通过能量流动和物质循环相互联系在一起的。3.食物链、食物网、生物数量变化分析(1)第一营养级的生物减少对其他物种的影响第一营养级的生物（生产者）减少时，则将会连锁性地引发其后的各个营养级生物减少。这是因为生产者是其他各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源。(2)“天敌”一方减少，对被捕食者数量变化的影响一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者数量的变化是先增加后减少，最后趋于稳定。(3)复杂食物网中某种群
6、数量变化引起的连锁反应分析以中间环节少的作为分析依据，考虑方向和顺序为：从高营养级依次到低营养级。生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不需考虑生产者数量的增加或减少。处于最高营养级的种群且有多种食物来源时，若其中一条食物链中断，则该种群可通过多食其他食物而维持其数量基本不变。(4)同时占有两个营养级的种群数量变化的连锁反应分析食物链中某一种群的数量变化，导致另一种群的营养级连锁性发生变化，因为能量在食物链（网）中流动时只有 10%20%流到下一个营养级，且能量流动的环节越多损耗越多，所以该类连锁变化的规律是：当a 种群的数量变化导致 b 种群的营养级降低
7、时，则b 种群的数量将增加；若导致b 种群的营养级升高时，则b 种群的数量将减少。(5)食物链数、不同的营养级动物的种间关系判断任何一条食物链都是从生产者开始，止点是不被其他动物所食的动物，中间任何停顿都不能算完整的食物链。同一种生物在不同的食物链中可以占有不同的营养级，要根据此生物所在的具体食物链来确定。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，如教材中的蜘蛛与青蛙，二者之间既是捕食关系，又是竞争关系。3. 创新思维拓展4. 生态系统食物链的类型食物链是指生产者所固定的能量和物质，通过一系列捕食和被捕食关系在生态系统中传递，各种生物按其食物联系排列的链状顺序。食物链上的每
8、一环节，称为营养阶层（营养级）。自然生态系统主要有三种类型的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 13 页知识点大全食物链。(1)牧食食物链或捕食食物链：是以活的绿色植物为基础，从食草动物开始的食物链，例如，小麦蚜虫瓢虫食虫鸟。(2)碎屑食物链或分解食物链：是以死亡的动植物残体为基础，从真菌、细菌和某些土壤动物开始的食物链， 例如， 死亡的动植物残体跳虫螨类食虫昆虫蜘蛛食虫鸟小型哺乳动物。(3)寄生食物链：以活的动植物有机体为基础，从某些专门营寄生生活的动植物开始的食物链，例如，鸟类跳蚤鼠疫细菌。【说明】生态系统中的食物链不是
9、脚定不变的，它不仅在进化历史上订改变，在短时问内也有改变。动物在个体发育的不同阶段里，食物的改变（如蛙）就会引起食物链的改变。动物食性的季节性变化也会引起食物链的改变。因此，食物链往往具有暂时的性质，只有在生物群落组成中成为核心的、数量上占优势的种类，食物链才是比较稳定的。一般生态系统中的能量在沿着食物链的传递过程中，从前一环节到后一环节，能量大约要损失90%左右（能量传递效率大约是10%） 。因此，越是处于食物链顶端的动物，生物量越小，能量也就越少。处于顶端的肉食动物最少，以至于不可能再有别的动物以它们为食，因为从它们身上所获得的能量不足以弥补为搜捕它们所消耗的能量。一般说来，能量从太阳开始
10、沿着食物链传递几次以后就所剩无几厂，所以食物链一般都很短，通常只由 4、5 个环节构成，很少有超过6 个环节的。第 2 节 生态系统的能量流动课标三维目标课标解读常见题型真题链接1.分析生态系统能量流动的过程和特点。选择题、识图作答题2012 海南，T19，2 分；2010全国， T5，6 分2.概述研究能量流动的实践意义。选择题、计算题2010山东理综， T6，4分；2011海南， T21，2 分3.尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。选择题、分析说明题2012安徽理综， T30，8 分；2012四川理综，T31，8 分三层完全解读1. 知识能力聚焦1. 能量流动的含义生态系统中能量的输入
11、、 传递和散失的过程， 称为生态系统的能量流动。2. 能量流动的过程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 13 页知识点大全起点：从生产者固定太阳能开始。数量： 流经生态系统的总能量， 是生产者所固定的全部太阳能。渠道：沿食物链和食物网，逐级流动。过程：散失：能量的变化情况是： 太阳光能生物体中的化学能一部分以热能的形式散失；另一部分用于生物体的各项生命活动。【注意】能量流动是生态系统的重要功能之一。生态系统中的能量流动是从绿色植物把太阳能固定在体内以后开始的，因此生态系统中能量流动的起点是从生产者固定太阳能开始。生态系统中能
12、量的源头是太阳光。 牛产者只有通过光合作用，才能把太阳能固定在它所合成的有机物中，这样光能才能输入到生态系统的第一营养级。 因此，流经一个生态系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量， 并非照射到这个生态系统中所有植物体上的太阳能。因为有相当一部分的太阳辐射能没有被生产者所“捕捉”和固定。(2)每个营养级能量的来路去路分析输入第一营养级的能量， 一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了； 一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖， 也就是储存在构成植物体的有机物中。 在后一部分能量中， 一部分随着植物遗体和残枝败叶等被分解者分解而释放出来，还有一部分则被初级消费者植食性动物摄人体内。 被植食性动
13、物摄人体内的能量，有一小部分存在于动物排出的粪便中，其余大部分则被动物体所同化。这样，能量就从第一营养级流入第二营养级。能量流人第二营养级后 将发生右图所示的变化。 能量在第三、第四营养级的变化，与在第二营养级的情况大致相同。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 13 页知识点大全【注意】每一营养级所固定的能量有三个去向：一部分在自身呼吸作用中以热能形式散失；一部分随生物遗体、残落物、排遗物被分解者分解释放出来；一部分被下一营养级同化。被某一营养级生物摄人体内的能量，并不是该营养级生物的同化量， 因为有一小部分能量存在于动物排
14、出的粪便中，最终被分解者分解释放出来。 因此，真正流入下一营养级的能量，应该是该营养级生物的同化量。即同化量=摄入量 -粪便量。3. 能量流动的特点单向流动：是指生态系统的能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面各个营养级， 一般不能够逆向流动，也不能够循环流动。能量流动之所以是单向的， 原因是：食物链各营养级的顺序不可逆转，这是长期自然选择的结果。逐级递减：是指输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入后一个营养级， 能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。能量在流动中逐级递减，原因是：(l)各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量；(2)各营养级总有一部分能精选学习
15、资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 13 页知识点大全量未被下一营养级的生物利用。能量的传递效率为10%20% ，其含义是指“在输入到某一个营养级的能量中，大约只有10%20%的能量流入到下一个营养级”o 这里流入到下一个营养级的能量，应是指流入到下一个营养级的总能量。4. 研究能量流动的意义研究生态系统的能量流动， 可以帮助人们科学规划、 没计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。例如，在农业生态系统中，如果把作物秸秆当燃料烧掉，人类就不能充分利用秸秆中的能量；如果将秸秆做饲料喂牲畜， 让牲畜粪便进入沼气池， 将发酵产生的沼气做燃
16、料， 将沼气池中的沼渣做肥料， 就能实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。 “桑基鱼塘” （利用桑叶喂蚕，蚕沙养鱼，鱼塘泥肥桑） 也基本体现了这个原理。 研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地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。例如， 在一个草场上，如果放养的牲畜过少， 就不能充分利用牧草所能提供的能量；如果放养的牲畜过多， 就会造成草场的退化， 使畜产品的产量下降。 只有根据草场的能量流动特点， 合理确定草场的载畜量， 才能保持畜产品的持续高产。2. 方法技巧平台5. 生态系统中能量流动的计算问题生态系统中能量流动的特点是：单向流动，逐级递减
17、。这个特点很好理解， 但对生态系统中与能量有关的计算，学生学习起来往往感到有困难，现总结分析如下：(1)有关至多和至少的问题能量沿食物链流动，传递效率是10%20% ，那么什么时候用 10%，什么时候用 20%来计算呢？这就涉及能量传递的最多和最少问题。当生产者的能量一定，求最高营养级获得最多能最时用传递效率20%计算，求最高营养级获得最少能量时用 10%计算。当最高营养级的生物增重xkg，求至少要消耗生产者多少千克时用20%计算，求至多消耗生产者多少千克时用 10%计算。因为当生产者的能量一定，传递效痒越高，最高营养级获得的能量越多，传递效率越低， 最高营养级获得的能量越少。反过来，使最高营
18、养级增加一定体重，传递效率越高，消耗生产者的能量越少；传递效率越低，消耗生产者的能量越多。例如 在“植物昆虫蛙蛇”这条食物链中，若蛇增加 1g体重，至少要消耗植物 ( )。 A.1 000 g B.500 g C.250 g D.125 g 解析 蛇增加 Ig 体重，当传递效率是10%时，消耗植物 1 g10%10%10%=1 000 g 。当传递效率是20%耐，消耗植物 1g20%20%20% =125 g 。由此得出当传递效率是 20%时，消耗植物最少； 当传递效率是 10%时，消耗植物最多。故选 D。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - -
19、-第 7 页，共 13 页知识点大全(2)能量在生态系统中的传递效率问题解决这类问题，就要清楚每个营养级能量的来源和去路。对于第一营养级， 能量的来源是太阳能， 流入第营养级的能量是生产者固定的太阳能， 能量的分配为 兰部分：呼吸消耗一部分能量、传递给下一营养级、被分解者利用一部分能量。对于第二营养级， 能量来自上一营养级， 能量的分配和第一营养级相同。各个营养级之间能量传递效率等于这个营养级同化韵能量与前一营养级同化的能量之比。(3)能量在食物网中传递的计算- 在食物网中，处在比较高营养级的生物可以从多条食物链获得食物来源，因此首先要根据题意确定每条食物链传递给这种生物食物的比例，然后再进行
20、有关的计算。小结：在食物网中求最大（小）值时，既要考虑能量传递效率，又要考虑食物链的长短。在没有具体说明的情况下，能量传递效率为 10%20% ，即能量传递低效率为10%，最高效率为 20%。所以在食物链中能量传递的“最大（小）值”的计算存在着如下图所示的关系：（1） 知低营养级求高营养级获能量最多选最短食物链按计算获能量最少选最长食物链按计算（2） 知高营养级求低营养级需最多能量选最长食物链按计算需最少能量选最短食物链按计算3. 创新思维拓展6. 生态金字塔的理解生态金字塔是生态学中表示不同关系的一种形式，生态学中常以金字塔的形式表示的有能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔等。不同的金字塔能
21、形象地说明营养级与能量、生物个体数量、生物量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。项目类型能量金字塔数量金字塔生物金字塔精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 13 页知识点大全形状特点正金字塔形一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形一般为正金字塔形象征意义能量在沿食物链流动过程中具有逐渐递减的特性生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减生物量（现存生物有机物沿食物链中营养级的升高每一阶含义每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个数的数目每一营养级生物的有机物特殊形状无如一棵树与树上昆虫及鸟的数量关系：海洋生态系统中
22、，生产者个体小，寿命短，又会不动物吃掉，因而某一时间浮游植物的生物量可能要捕食浮游动物的生物量第 3 节 生态系统的物质循环课标三维目标课标解读常见题型真题链接1.以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。选择题，识图作答题2010广东理综，T26，10 分；2009山东高考，T4，4 分2.尝试探究土壤微生物的分解作用。选择题、实验题2009山东高考， T4，4 分3.说明能量流动和物质循环的关系。选择题、简答题2011全国大纲卷，T32，11 分4.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。选择题、填空题2007天津理综，T31，12 分三层完全解读精选学习资料 - - - - - - - - -
23、 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 13 页知识点大全1. 知识能力聚焦1. 物质循环（1） 物质循环的概念理解范围生物圈（全球）物质对象组成生物体的化学元素形式生物群落与无机环境间： 无机物生物群落：有机物动力能量重要生物类群生产者：物质、能量输入分解者 :物质、能量输出特点全球性、循环性“物质”在无机环境与生物体内生命物质的相互转化，是依靠生物体内的牛化反应完成的。物质循环中起决定作用的是生物群落。参与无机环境中物质与生物体内生命物质相互转化的生理过程，主要有光合作用、化能合成作用、细胞呼吸等。生态系统的物质循环离不开能量的流动。(2)碳循环与硫循环的比较比较项目碳循
24、环硫循环存在形式无机环境中CO2、碳酸盐和化石燃料SO2硫酸盐生物群落内有机物蛋白质循环形式生物群落与无机环境之间CO2SO2、生物群落内有机物有机物返回无机环境的途径化石燃料的燃烧；动植物的呼吸；微生物的分解作用化石燃料的燃烧；微生物的分解作用对环境的影响温室效应酸雨生态系统的主要功能是进行能量流动和物质循环，这两大功能之间既有明显的差别，又有必然的联系。区别与联系的比较如下表：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之精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 13 页知识点大全间反复循
25、环特点单向流动、逐级递减反复循环、维持生态系统的稳定性，具有全球性范围生态系统的各营养级生物圈联系二者相互伴随，相辅相成，是不可分割的统一整体2.方法技巧平台3.探究土壤微生物的分解作用案例 1 案例 2 实验假设微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解淀粉实验设计实验组对土壤高温处理A 烧杯中加入 30ml土壤浸出液对照组对土壤不作任何处理B 烧杯中加入 30ml蒸馏水自变量土壤中是否含微生物土壤中是否含有分解淀粉的微生物实验现象在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组A A1 不变蓝A2 产生砖红色沉淀B B1 变蓝B2 不变色结论分析微生物对落叶有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉注：A
26、1、B1中加入碘液，在 A2、B2中加入斐林试剂并加热。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 13 页知识点大全【注意】在探究活动中，一般的步骤为：提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果得出结论相互交流3.创新思维拓展4.物质循环的类型生态系统的物质循环可以分为水循环、沉积型循环和气体型循环三种类型。(1)水的主要循环路线是从地球表面通过蒸发（包括植物的蒸腾作用）进人大气圈，同时又不断地通过降水从大气圈返回到地球表面。每年地球表面水的蒸发量与全球降水量是相等的，因此，这两个相反的过程能够处于一种平衡状态。水循环对于生态系统
27、具有非常重要的意义。任何生物的生命活动都离不开水，水携带着大量的矿质元素在全球周而复始地循环，极大地影响着各类矿质元素在地球上的分布。此外，水还有调节大气温度等重要生态作用。(2)沉积型循环包括磷、 硫、钙、钾、钠、镁、铁、碘、铜等物质的循环。这些物质的分子或化合物没有气体状态，其贮存库主要是岩石、沉积物、土壤等，与大气没有密切联系。这些物质主要是通过岩石的风化和沉积物的分解，转变为可以被生物利用的营养物质，转化的速率是缓慢的，而海底沉积物转化为岩石成分更是一个缓慢的过程，时间要以数千年计。由于这些物质不是以气体形式参与循环的，因此循环的全球性不像气体型循环表现得那么明显。(3)气体型循所：包
28、括氮、碳和氧等元素的循环。在气体型循环中，物质的主要贮存库是大气和海洋，循环过程与大气和海洋密切相关，具有明显的全球性，循环性能也最为完善。属于气体型循环的物质，其分子或某些化合物常以气体形式参与循环过程。5.碳循环、氮循环、硫元素的比较比较项目碳循环氮元素硫元素进入生物群落的途径光合作用、化能合成作用生物固氮、矿质元素的吸收矿质元素的吸收（土壤或水体中） ，直接吸收（大气）进入生物群落的形式CO2 N2,NH3,，SO2,返回无机环境的形式CO2N2SO2,H2S,返回无机环境的途径动植物的细胞呼吸，分解者的分解作用，燃烧反硝化作用分解者的分解作用，火山爆发相同点在生物群落和无机环境之间都是以无机精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 13 页知识点大全物的形式循环；都经过生产者的作用进入生物群落；在生物群落内部主要以有机物的形式参与循环精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 13 页
