生物人教版(2019）选择性必修2 第3章生态系统及其稳定性复习（共51张ppt）
文档属性
| 名称 | 生物人教版(2019）选择性必修2 第3章生态系统及其稳定性复习（共51张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-06-17 00:10:37 | ||
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文档简介
(共51张PPT)
第3章 生态系统及其稳定性
网络构建
基础速查拾遗
规范答题训练
(1)在生态系统中消费者的作用有 。 (2)通常,生态系统的食物链不会很长,原因是 。
(3)研究生态系统能量流动的意义是 。 (4)生态学专家不会以某一单独的生态系统为单位进行物质循环的研究,试从物质循环特点的角度进行解释,其原因是 。
(5)信息传递在农业生产中的应用有两个方面: 。 (6)食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力就越强,原因是 。 (7)生态系统的稳定性是指 。 (8)提高生态系统的稳定性,一方面要 ;另一方面 。 (9)人工造林时,要考虑尽可能使绿化树种多样化,这样做的目的是 。
考点一 生态系统的结构及能量流动
基础梳理
重点难点
基础梳理
一、生态系统的范围
1.生态系统：在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体，叫作生态系统。
2.范围：生态系统的范围有大有小。一片森林、一个湖泊、一片草原、一条河流、一块农田等，都可以各自成为一个生态系统。生物圈是地球上最大的生态系统。
二、生态系统的组成成分
成分 归类 各成分组成 作用 地位
生产者 自养生物 绿色植物；光合细菌；化能合成细菌 通过光合作用等，将太阳能固定在有机物中，被其他生物利用 基石
消费者 异养生物 绝大多数动物；寄生生物 加快物质循环；帮助植物传粉、传播种子等 最活跃成分
分解者 异养生物 腐生细菌和真菌；腐食动物，如蚯蚓、蜣螂等 将动、植物遗体和动物的排遗物分解成无机物 关键成分
非生物的物质和能量 光、热、水、空气、无机盐等 为生态系统内的生物提供物质和能量 必需成分
注意：植物不一定都是生产者，如菟丝子属于消费者；动物不一定都是消费者，如蚯蚓、秃鹫为分解者；细菌不一定都是分解者，如光合细菌、硝化细菌为生产者。
各组成成分之间的关系
三、食物链和食物网
1.食物链
(1)形成：食物链是生态系统中，各生物之间由于食物关系形成的一种联系。食物链以生产者为起点，最高营养级为终点。
(2)营养级：指生态系统中每条食物链同一环节上所有生物的总和。生产者为第一营养级，消费者所处的营养级级别＝消费者级别+1。
(3)特点
①食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，通常不会逆转。
②能量沿食物链逐级递减，所以食物链一般不会超过5个营养级。
③各种动物所处的营养级并不是一成不变的。
2.食物网
(1)形成：食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系，就是食物网。
(2)特点
①各种动物所处的营养级并不是一成不变的。不同食物链中，可以占据不同的营养级。
②食物网中，两种生物之间的种间关系可以出现多种。
③食物网复杂程度：主要取决于有食物联系的生物种类，而不是生物数量。一般，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力越强。
3.食物链和食物网中生物数量变化的分析
(1)若处于食物链中第一营养级的生物(生产者)数量减少，整个食物链中的其他生物都会减少。
(2)“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但从长时间来看，会先增加后减少最后趋于稳定。
(3)若处于中间营养级的生物数量减少，则这种生物数量的变化视具体食物链而定。
四、能量流动的概念及过程重要
1.概念：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。
2.能量流动的过程
(1)输入
①主要源头(光能)。
②流经生态系统的总能量（生产者固定的总能量）。
（2）传递
①途径：食物链和食物网。②形式：有机物中的化学能。
（3）转化：光能→有机物中的化学能→热能
（4）散失
①途径：呼吸作用。
②形式：最终以热能形式散失。
3.能量流经第二营养级的来源和去路分析
(1)能量的来源：输入某一营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的全部能量，不是指摄入的能量。消费者同化能量=消费者摄入能量-粪便中的能量，即动物粪便中的能量应为上一个营养级固定或同化的能量，不属于该营养级同化的能量。
(2)能量的去路：一部分用于生物的生长、发育和繁殖等生命活动，另一部分通过呼吸作用以热能形式散失。
①消费者同化能量=呼吸消耗的能量+用于生长、发育和繁殖的能量。
②生长、发育和繁殖的能量=分解者利用的能量+下一营养级摄入的能量。
3.研究能量流动的实践意义
1.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。
2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
3.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。
一、能量流动的特点及相关计算
1.生态系统中能量流动是单向的
在生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不能循环流动。
2.能量在流动过程中逐级递减
(1)一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有10%~20％的能量能够流到下一个营养级，也就是说，能量在相邻两个营养级间的传递效率是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就越多。因此，生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。
方法技巧
(3)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。
3.能量流动的最值计算
(1)相邻两个营养级的能量传递效率(10%~20%)=该营养级的同化量：上一营养级的同化量×100%。
(2)在食物网中，确定能量变化的“最值”时遵循以下原则：
知低营养级求高营养级
获能量最多：选最短食物链，按×20%计算。
获能量最少：选最长食物链，按×10%计算。
方法技巧
知高营养级求低营养级
需能量最多：选最长食物链，按÷10%计算。
需能量最少：选最短食物链，按÷20%计算。
二、生态金字塔
方法技巧
方法技巧
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
象征含义 能量流动过程中逐级递减 一般生物个体数量随营养级升高而减少 一般生物量随营养级升高而减少
每级含义 每个营养级生物所固定的能量多少 每个营养级生物个体数量 每个营养级所容纳的有机物总干重
特例 无 昆虫与树的数量关昆虫系 海洋生态系统中，浮游植物个体小、寿命短，又不断被浮游动物吃掉，故某一时间浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量
方法技巧
三、生态系统各成分的判断(1)根据双向箭头A~D确定两者肯定是非生物的物质和能量、生产者。(2)根据箭头指向判断各成分①A有三个指出，应为生产者。②D有三个指入，为非生物的物质和能量。③B和C一个为消费者，另一个为分解者，A(生产者)和B均指向C，则C为分解者。
方法技巧
四、食物网中生物数量变化的分析与判断
(1)食物链中第一营养级的生物减少对其他物种数量变动的影响
食物链中，若处于第一营养级的生物减少，直接以其为食物的第二营养级生物因食物缺乏而数量减少，又会引起连锁反应，致使第三、第四营养级生物依次减少。
(2)“天敌”一方减少对被捕食者数量变动的影响
若一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者数量因此而迅速增加，但这种增加并不是无限的，随着数量的增加，种群密度加大，种内斗争势必加剧，再加上没有了天敌的“压力”，被捕食者自身素质（如奔跑速度、警惕灵敏性、抗病性等）必会下降，导致流行病蔓延、老弱病残者增多，最终造成密度减小，直至相对稳定，即天敌减少，造成被捕食方先增加后减少，最后趋于稳定。
方法技巧
四、食物网中生物数量变化的分析与判断
(3)复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析
①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。
②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。
③处于最高营养级的种群有多种食物来源时，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。
考点二 生态系统的物质循环和信息传递
基础梳理
重点难点
基础梳理
一、碳循环
1.碳循环的过程
(1)碳存在的形式
无机环境中：和碳酸盐。
生物群落中：含碳有机物。
2.物质循环
(1)概念：组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程。
(2)特点
①全球性：物质循环的范围是地球上最大的生态系统－生物圈，因此生态系统的物质循环又叫生物地球化学循环。
②循环往复运动：物质循环在无机环境与生物群落之间反复利用、循环流动。
二、生物富集
1.概念：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。
2.特点：有毒物质沿食物链不断富集，在最高级营养级处富集浓度最高。
3.镉、汞等重金属，DDT、六六六等有机化合物以及一些放射性物质，存在生物富集现象，而且这种现象是全球性的。
三、生态系统中信息的种类及信息传递的特点
1.生态系统中信息的种类
类别 物理信息 化学信息 行为信息
概念 自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息 在生命活动中，生物产生的一些可以传递信息的化学物质 动物的行为特征向同种或异种生物传递的信息
传递形式 物理过程 化学物质 动物的特殊行为，主要指各种动作
举例 蜘蛛网的振动频率；狼的呼叫声 植物的生物碱、有机酸等代谢产物；动物的性外激素 蜜蜂跳舞；鸟类的求偶行为
2.信息传递的特点
(1)生物可以通过一种或多种信息类型进行交流。
(2)生态系统中的信息传递既存在于同种生物之内，也发生在不同生物之间。
(3)信息传递过程中，不仅有信息产生的部位——信息源；也有信息传播的媒介——信道，空气、水以及其他介质均可以传播信息；还需要信息接收的生物或其部位——信息受体。
四、信息传递在生态系统中的作用
1.个体
①作用：生命活动的正常进行，离不开信息的作用。
②实例：蝙蝠靠“回声定位”取食或御敌；莴苣或烟草种子萌发需要特定光波。
2.种群
①作用：种群的繁衍，离不开信息的传递。
②实例：植物“开花”需光信息，雌雄昆虫交尾涉及“性外激素”。
3.生态系统
①作用：信息可调节生物的种间关系，以维持生态系统的平衡与稳定。
②实例：狼既能用眼睛辨别猎物，也可根据耳朵听到的声音作出反应，以追捕猎物；兔依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。
五、信息传递在农业生产中的应用
1.提高农畜产品的产量
(1)养鸡时，在增加营养的基础上，延长光照时间，刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌，可大大提高产蛋率。
(2)利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，可提高果树的传粉效率和结实率。
2.对有害动物进行控制
(1)生物防治中，利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物，使其远离农田。
(2)利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度。
(3)利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物的繁殖力下降，从而减缓有害动物对农作物的破坏。
1.能量流动和物质循环的区别
方法技巧
项目 能量流动 物质循环
形式 以有机物形式流动 以无机物和有机物的形式流动
过程 沿食物链（网）单向流动 在无机环境和生物群落间往复循环
范围 生态系统各营养级 生物群落与无机环境间
特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环往复运动
2.能量流动和物质循环的联系
(1)能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，它们同时进行，彼此相互依存，不可分割。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。
(2)物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。
方法技巧
考点三 生态系统的稳定性
基础梳理
重点难点
一、生态平衡与生态系统的稳定性
1.生态平衡
(1)概念：生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态，就是生态平衡。
(2)特点：生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态的平衡。
①结构平衡：生态系统的各组分保持相对稳定。
②功能平衡：生产一消费一分解的生态过程正常进行，保证了物质总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。
③收支平衡：如在某生态系统中，植物在一定时间内制造的可供其他生物利用的有机物的量，处于比较稳定的状态。
2.生态系统的稳定性
(1)概念：人们把生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力，叫作生态系统的稳定性，它强调的是生态系统维持生态平衡的能力。
(2)原因：生态系统具有自我调节能力。
(3)调节机制：负反馈调节。负反馈是指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。负反馈调节在生态系统中普遍存在，是生态系统具备自我调节能力的基础。
(4)特点：生态系统的自我调节能力是有限的。
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
概念 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力 生态系统在受到外界干扰因素破坏后恢复到原状的能力
核心 抵抗干扰，保持原状 受到破坏后，恢复原状
影响因素 生态系统中的组分越多，食物网越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高 生态系统中物种丰富度越小，营养结构越简单，则越容易恢复，恢复力稳定性越高
联系 ①两者呈负相关。一般地，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性差；②两者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定。 三、提高生态系统的稳定性
1.控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。
2.对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
四、实验：设计制作生态缸，观察其稳定性
1.设计生态缸的要求及分析
2.结果分析
(1)生态缸中的生物只能存活一段时间。虽然生态缸中生态系统成分齐全，但其结构比较简单，自我调节能力差。
(2)不同的生态缸中生态系统维持其稳定性的时间长短不一样。
设计要求 相关分析
生态缸必须是封闭的 防止外界生物或非生物因素的干扰
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全（具有生产者、消费者和分解者） 生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
生态缸必须透明 为光合作用提供光能，保持生态缸内温度；便于观察
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应占其容积的4/5，要留出一定的空间 便于操作；缸内储备一定量的空气
生态缸的采光要用较强的散射光 防止水温过高导致水生植物死亡
深化完善，典例导练
1.生态系统的结构
例1．如图a、b、c表示某生态系统中的三种类型生物二氧化碳消耗量（相对量）的曲线图，下列错误的是（ ）A．b曲线代表的生物是可以进行光合作用的生物B．a、b、c都有可能是细菌
C．a曲线代表的生物可能是消费者或者分解者
D．由a、b、c三种生物组成一个生态系统
例2．如图表示某生态系统的食物网，关于此食物网的叙述，错误的是（ ）A．该食物网共有6条食物链B．野兔、鹿及昆虫均为初级消费者C．狼和云豹在不同食物链上均属于同一营养级D．严禁过度捕杀鹰，是因为其对该食物网影响最大
D
D
2.能量流动的概念和过程
例3．下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析（图中所示数值的单位是J/（cm2·a）），G为植物，H为植食性动物，C为肉食性动物。以下相关叙述不正确的是（ ）
A．G流入下一个营养级H的能量为62．8
B．从生态学的观点来看，G、H和C所包含的
所有生物构成生物群落
C．不是所有营养级的能量流动都有4条去路
D．H包括多种动物，它们之间的需求相似构
成竞争关系
B
例4.下图是“桑基鱼塘”简化模式图,请据图回答下列问题:
(1)图中属于生态系统基石的生物有 ,它们所需的能量最终都来自于 。 (2)蚕粪中碳元素可以以 的形式被鱼食用,这是第 营养级的部分同化量流向鱼,而鱼产生的粪便可以作为肥料经过 作用后被桑树利用。 (3)从能量流动的角度分析,蚕粪、猪粪等再度被利用,体现了桑基鱼塘能实现能量的多级利用,提高了能量的 。
桑树、甘蔗
太阳能
含碳有机物
一
微生物的分解
利用率
2.能量流动的概念和过程
3.能量流动的相关计算
例5.（2021·江西南城县第二中学高二月考）在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有1/5来自兔，2/5来自鼠，2/5来自蛇，那么猫头鹰若增加10g体重，最少需要消耗植物（ ）
A.600g B.4600g C.650g D.5600g
例6．由于气候变化，雨水减少，某河流干涸后，群落历经草本、灌木、乔木的演替过程，该群落演替到顶级阶段时生活着很多动物种群，其中有蛇、蛙、鼠、食草昆虫等，其中蛇的食物来源有蛙和鼠，蛙捕食食草昆虫，食草昆虫和鼠吃草。演替过程中部分动物的能量流动示意图如图所示（a~d表示能量值的多少）。
（1）演替过程中输入该生态系统的总能量________（填“增加”、“减少”或“不变”）。（2）若将蛇的食物比例由2/3的鼠、1/3的蛙调整为1/3的鼠、2/3的蛙，按10%的能量传递效率计算，其他条件不变的情况下，调整食物比例后该地的蛇的承载力是原来的________倍。
C
增加
0.57
（3）上图中M2表示________________，P表示________________。若草同化的能量为e，则从草到食草动物的能量传递效率为________×100%。
例6．由于气候变化，雨水减少，某河流干涸后，群落历经草本、灌木、乔木的演替过程，该群落演替到顶级阶段时生活着很多动物种群，其中有蛇、蛙、鼠、食草昆虫等，其中蛇的食物来源有蛙和鼠，蛙捕食食草昆虫，食草昆虫和鼠吃草。演替过程中部分动物的能量流动示意图如图所示（a~d表示能量值的多少）。
用于食草动物生长、发育和繁殖等生命活动的能量
食草动物呼吸作用散失的能量
（a+b）/e
4. 生态系统的物质循环
例7．如图表示某人工鱼塘生态系统物质循环和能量流动图解，在养殖过程中每天添加人工饲料进行有机物输入，以满足鱼的食物需要。下列叙述错误的是（ ）
A．生态系统的物质循环和能量流动同时进行，相互依存B．生产者、消费者遗体中的能量流向了分解者，因此分解者含有的能量比生产者多
C．输入人工鱼塘的总能量除了生产者固定的太阳能，还包括饲料中有机物的化学能
D．若图示为碳循环的途径还不够完整，需补充箭头“大气CO2库→生产者”
B
4. 生态系统的物质循环
例8．某相对稳定的草原生态系统中食物链（网）主要有甲、乙、丙、丁、戊五个种群，且消费者只能以其前一营养级的所有生物为食，各种群生物体内某种重金属含量如图所示：
种群 甲 乙 丙 丁 戊
重金属含量微克/公斤·鲜重 0.0027 0.0025 0.026 0.025 0.5
下列说法正确的是（ ）
A．图中五个种群构成的食物链（网）最可能为甲→乙→丙→丁→戊
B．甲、乙、丙、丁、戊五个种群的所有生物个体统称为一个生物群落
C．在甲、乙、丙、丁、戊生物种群之间碳的流动形式是CO2
D．据图可知，该生态系统中的甲与乙、丙与丁分别处于同一营养级
D
5. 生态系统的信息传递
例9．研究人员在研究某生态系统中植物与植食性昆虫之间的关系时发现，当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后，会释放出挥发性的化学物质。这些化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌，夜间会驱赶夜间活动的乙种蛾，使其不能在烟草叶片上产卵（乙种蛾幼虫也采食烟草叶片）。
（1）材料中甲种蛾幼虫与烟草的种间关系是 _________ ，甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫的种间关系是 _________ 。
（2）生态系统的信息传递需要三个要素，材料中释放化学物质的烟草叶片是 ___________ ；其信道是 ___________ ；而其信息受体则包括 _________________________________ 。（3）烟草叶，片释放的挥发性化学物质属于 _________ 信息，该实例说明信息传递具有___________________________ 的功能。
捕食
竞争
信息源
空气
甲种蛾幼虫的天敌、乙种蛾
化学
调节种间关系，外出生态系统的平衡和稳定
6. 生态系统的稳定性
例10．如图表示某生态系统受到一定程度的干扰后，生态系统稳定性的变化。下列相关叙述错误的是（ ）
A．S3面积越小说明该生态系统的稳定性越高
B．若某生态系统S1面积小，则S2面积一定小
C．S2面积越大说明该生态系统的恢复力稳定性越弱
D．受到干扰后能恢复生态平衡，说明该生态系统具有一定的自我调节能力
例11．如图所示为某同学制作的小生态瓶，据图分析正确的是( )
A．生态瓶中生物种类稀少，不能实现物质循环再生
B．生态瓶要适时打开瓶盖，适量补充氧气
C．为保证生态瓶的正常运转，瓶内各种成分应比例适中D．在强烈光照条件下，才能维持生态瓶的稳定性
B
C
第3章 生态系统及其稳定性
网络构建
基础速查拾遗
规范答题训练
(1)在生态系统中消费者的作用有 。 (2)通常,生态系统的食物链不会很长,原因是 。
(3)研究生态系统能量流动的意义是 。 (4)生态学专家不会以某一单独的生态系统为单位进行物质循环的研究,试从物质循环特点的角度进行解释,其原因是 。
(5)信息传递在农业生产中的应用有两个方面: 。 (6)食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力就越强,原因是 。 (7)生态系统的稳定性是指 。 (8)提高生态系统的稳定性,一方面要 ;另一方面 。 (9)人工造林时,要考虑尽可能使绿化树种多样化,这样做的目的是 。
考点一 生态系统的结构及能量流动
基础梳理
重点难点
基础梳理
一、生态系统的范围
1.生态系统：在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体，叫作生态系统。
2.范围：生态系统的范围有大有小。一片森林、一个湖泊、一片草原、一条河流、一块农田等，都可以各自成为一个生态系统。生物圈是地球上最大的生态系统。
二、生态系统的组成成分
成分 归类 各成分组成 作用 地位
生产者 自养生物 绿色植物；光合细菌；化能合成细菌 通过光合作用等，将太阳能固定在有机物中，被其他生物利用 基石
消费者 异养生物 绝大多数动物；寄生生物 加快物质循环；帮助植物传粉、传播种子等 最活跃成分
分解者 异养生物 腐生细菌和真菌；腐食动物，如蚯蚓、蜣螂等 将动、植物遗体和动物的排遗物分解成无机物 关键成分
非生物的物质和能量 光、热、水、空气、无机盐等 为生态系统内的生物提供物质和能量 必需成分
注意：植物不一定都是生产者，如菟丝子属于消费者；动物不一定都是消费者，如蚯蚓、秃鹫为分解者；细菌不一定都是分解者，如光合细菌、硝化细菌为生产者。
各组成成分之间的关系
三、食物链和食物网
1.食物链
(1)形成：食物链是生态系统中，各生物之间由于食物关系形成的一种联系。食物链以生产者为起点，最高营养级为终点。
(2)营养级：指生态系统中每条食物链同一环节上所有生物的总和。生产者为第一营养级，消费者所处的营养级级别＝消费者级别+1。
(3)特点
①食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，通常不会逆转。
②能量沿食物链逐级递减，所以食物链一般不会超过5个营养级。
③各种动物所处的营养级并不是一成不变的。
2.食物网
(1)形成：食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系，就是食物网。
(2)特点
①各种动物所处的营养级并不是一成不变的。不同食物链中，可以占据不同的营养级。
②食物网中，两种生物之间的种间关系可以出现多种。
③食物网复杂程度：主要取决于有食物联系的生物种类，而不是生物数量。一般，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力越强。
3.食物链和食物网中生物数量变化的分析
(1)若处于食物链中第一营养级的生物(生产者)数量减少，整个食物链中的其他生物都会减少。
(2)“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但从长时间来看，会先增加后减少最后趋于稳定。
(3)若处于中间营养级的生物数量减少，则这种生物数量的变化视具体食物链而定。
四、能量流动的概念及过程重要
1.概念：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。
2.能量流动的过程
(1)输入
①主要源头(光能)。
②流经生态系统的总能量（生产者固定的总能量）。
（2）传递
①途径：食物链和食物网。②形式：有机物中的化学能。
（3）转化：光能→有机物中的化学能→热能
（4）散失
①途径：呼吸作用。
②形式：最终以热能形式散失。
3.能量流经第二营养级的来源和去路分析
(1)能量的来源：输入某一营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的全部能量，不是指摄入的能量。消费者同化能量=消费者摄入能量-粪便中的能量，即动物粪便中的能量应为上一个营养级固定或同化的能量，不属于该营养级同化的能量。
(2)能量的去路：一部分用于生物的生长、发育和繁殖等生命活动，另一部分通过呼吸作用以热能形式散失。
①消费者同化能量=呼吸消耗的能量+用于生长、发育和繁殖的能量。
②生长、发育和繁殖的能量=分解者利用的能量+下一营养级摄入的能量。
3.研究能量流动的实践意义
1.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。
2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
3.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。
一、能量流动的特点及相关计算
1.生态系统中能量流动是单向的
在生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不能循环流动。
2.能量在流动过程中逐级递减
(1)一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有10%~20％的能量能够流到下一个营养级，也就是说，能量在相邻两个营养级间的传递效率是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就越多。因此，生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。
方法技巧
(3)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。
3.能量流动的最值计算
(1)相邻两个营养级的能量传递效率(10%~20%)=该营养级的同化量：上一营养级的同化量×100%。
(2)在食物网中，确定能量变化的“最值”时遵循以下原则：
知低营养级求高营养级
获能量最多：选最短食物链，按×20%计算。
获能量最少：选最长食物链，按×10%计算。
方法技巧
知高营养级求低营养级
需能量最多：选最长食物链，按÷10%计算。
需能量最少：选最短食物链，按÷20%计算。
二、生态金字塔
方法技巧
方法技巧
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
象征含义 能量流动过程中逐级递减 一般生物个体数量随营养级升高而减少 一般生物量随营养级升高而减少
每级含义 每个营养级生物所固定的能量多少 每个营养级生物个体数量 每个营养级所容纳的有机物总干重
特例 无 昆虫与树的数量关昆虫系 海洋生态系统中，浮游植物个体小、寿命短，又不断被浮游动物吃掉，故某一时间浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量
方法技巧
三、生态系统各成分的判断(1)根据双向箭头A~D确定两者肯定是非生物的物质和能量、生产者。(2)根据箭头指向判断各成分①A有三个指出，应为生产者。②D有三个指入，为非生物的物质和能量。③B和C一个为消费者，另一个为分解者，A(生产者)和B均指向C，则C为分解者。
方法技巧
四、食物网中生物数量变化的分析与判断
(1)食物链中第一营养级的生物减少对其他物种数量变动的影响
食物链中，若处于第一营养级的生物减少，直接以其为食物的第二营养级生物因食物缺乏而数量减少，又会引起连锁反应，致使第三、第四营养级生物依次减少。
(2)“天敌”一方减少对被捕食者数量变动的影响
若一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者数量因此而迅速增加，但这种增加并不是无限的，随着数量的增加，种群密度加大，种内斗争势必加剧，再加上没有了天敌的“压力”，被捕食者自身素质（如奔跑速度、警惕灵敏性、抗病性等）必会下降，导致流行病蔓延、老弱病残者增多，最终造成密度减小，直至相对稳定，即天敌减少，造成被捕食方先增加后减少，最后趋于稳定。
方法技巧
四、食物网中生物数量变化的分析与判断
(3)复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析
①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。
②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。
③处于最高营养级的种群有多种食物来源时，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。
考点二 生态系统的物质循环和信息传递
基础梳理
重点难点
基础梳理
一、碳循环
1.碳循环的过程
(1)碳存在的形式
无机环境中：和碳酸盐。
生物群落中：含碳有机物。
2.物质循环
(1)概念：组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程。
(2)特点
①全球性：物质循环的范围是地球上最大的生态系统－生物圈，因此生态系统的物质循环又叫生物地球化学循环。
②循环往复运动：物质循环在无机环境与生物群落之间反复利用、循环流动。
二、生物富集
1.概念：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。
2.特点：有毒物质沿食物链不断富集，在最高级营养级处富集浓度最高。
3.镉、汞等重金属，DDT、六六六等有机化合物以及一些放射性物质，存在生物富集现象，而且这种现象是全球性的。
三、生态系统中信息的种类及信息传递的特点
1.生态系统中信息的种类
类别 物理信息 化学信息 行为信息
概念 自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息 在生命活动中，生物产生的一些可以传递信息的化学物质 动物的行为特征向同种或异种生物传递的信息
传递形式 物理过程 化学物质 动物的特殊行为，主要指各种动作
举例 蜘蛛网的振动频率；狼的呼叫声 植物的生物碱、有机酸等代谢产物；动物的性外激素 蜜蜂跳舞；鸟类的求偶行为
2.信息传递的特点
(1)生物可以通过一种或多种信息类型进行交流。
(2)生态系统中的信息传递既存在于同种生物之内，也发生在不同生物之间。
(3)信息传递过程中，不仅有信息产生的部位——信息源；也有信息传播的媒介——信道，空气、水以及其他介质均可以传播信息；还需要信息接收的生物或其部位——信息受体。
四、信息传递在生态系统中的作用
1.个体
①作用：生命活动的正常进行，离不开信息的作用。
②实例：蝙蝠靠“回声定位”取食或御敌；莴苣或烟草种子萌发需要特定光波。
2.种群
①作用：种群的繁衍，离不开信息的传递。
②实例：植物“开花”需光信息，雌雄昆虫交尾涉及“性外激素”。
3.生态系统
①作用：信息可调节生物的种间关系，以维持生态系统的平衡与稳定。
②实例：狼既能用眼睛辨别猎物，也可根据耳朵听到的声音作出反应，以追捕猎物；兔依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。
五、信息传递在农业生产中的应用
1.提高农畜产品的产量
(1)养鸡时，在增加营养的基础上，延长光照时间，刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌，可大大提高产蛋率。
(2)利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，可提高果树的传粉效率和结实率。
2.对有害动物进行控制
(1)生物防治中，利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物，使其远离农田。
(2)利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度。
(3)利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物的繁殖力下降，从而减缓有害动物对农作物的破坏。
1.能量流动和物质循环的区别
方法技巧
项目 能量流动 物质循环
形式 以有机物形式流动 以无机物和有机物的形式流动
过程 沿食物链（网）单向流动 在无机环境和生物群落间往复循环
范围 生态系统各营养级 生物群落与无机环境间
特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环往复运动
2.能量流动和物质循环的联系
(1)能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，它们同时进行，彼此相互依存，不可分割。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。
(2)物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。
方法技巧
考点三 生态系统的稳定性
基础梳理
重点难点
一、生态平衡与生态系统的稳定性
1.生态平衡
(1)概念：生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态，就是生态平衡。
(2)特点：生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态的平衡。
①结构平衡：生态系统的各组分保持相对稳定。
②功能平衡：生产一消费一分解的生态过程正常进行，保证了物质总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。
③收支平衡：如在某生态系统中，植物在一定时间内制造的可供其他生物利用的有机物的量，处于比较稳定的状态。
2.生态系统的稳定性
(1)概念：人们把生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力，叫作生态系统的稳定性，它强调的是生态系统维持生态平衡的能力。
(2)原因：生态系统具有自我调节能力。
(3)调节机制：负反馈调节。负反馈是指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。负反馈调节在生态系统中普遍存在，是生态系统具备自我调节能力的基础。
(4)特点：生态系统的自我调节能力是有限的。
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
概念 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力 生态系统在受到外界干扰因素破坏后恢复到原状的能力
核心 抵抗干扰，保持原状 受到破坏后，恢复原状
影响因素 生态系统中的组分越多，食物网越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高 生态系统中物种丰富度越小，营养结构越简单，则越容易恢复，恢复力稳定性越高
联系 ①两者呈负相关。一般地，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性差；②两者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定。 三、提高生态系统的稳定性
1.控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。
2.对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
四、实验：设计制作生态缸，观察其稳定性
1.设计生态缸的要求及分析
2.结果分析
(1)生态缸中的生物只能存活一段时间。虽然生态缸中生态系统成分齐全，但其结构比较简单，自我调节能力差。
(2)不同的生态缸中生态系统维持其稳定性的时间长短不一样。
设计要求 相关分析
生态缸必须是封闭的 防止外界生物或非生物因素的干扰
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全（具有生产者、消费者和分解者） 生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
生态缸必须透明 为光合作用提供光能，保持生态缸内温度；便于观察
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应占其容积的4/5，要留出一定的空间 便于操作；缸内储备一定量的空气
生态缸的采光要用较强的散射光 防止水温过高导致水生植物死亡
深化完善，典例导练
1.生态系统的结构
例1．如图a、b、c表示某生态系统中的三种类型生物二氧化碳消耗量（相对量）的曲线图，下列错误的是（ ）A．b曲线代表的生物是可以进行光合作用的生物B．a、b、c都有可能是细菌
C．a曲线代表的生物可能是消费者或者分解者
D．由a、b、c三种生物组成一个生态系统
例2．如图表示某生态系统的食物网，关于此食物网的叙述，错误的是（ ）A．该食物网共有6条食物链B．野兔、鹿及昆虫均为初级消费者C．狼和云豹在不同食物链上均属于同一营养级D．严禁过度捕杀鹰，是因为其对该食物网影响最大
D
D
2.能量流动的概念和过程
例3．下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析（图中所示数值的单位是J/（cm2·a）），G为植物，H为植食性动物，C为肉食性动物。以下相关叙述不正确的是（ ）
A．G流入下一个营养级H的能量为62．8
B．从生态学的观点来看，G、H和C所包含的
所有生物构成生物群落
C．不是所有营养级的能量流动都有4条去路
D．H包括多种动物，它们之间的需求相似构
成竞争关系
B
例4.下图是“桑基鱼塘”简化模式图,请据图回答下列问题:
(1)图中属于生态系统基石的生物有 ,它们所需的能量最终都来自于 。 (2)蚕粪中碳元素可以以 的形式被鱼食用,这是第 营养级的部分同化量流向鱼,而鱼产生的粪便可以作为肥料经过 作用后被桑树利用。 (3)从能量流动的角度分析,蚕粪、猪粪等再度被利用,体现了桑基鱼塘能实现能量的多级利用,提高了能量的 。
桑树、甘蔗
太阳能
含碳有机物
一
微生物的分解
利用率
2.能量流动的概念和过程
3.能量流动的相关计算
例5.（2021·江西南城县第二中学高二月考）在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有1/5来自兔，2/5来自鼠，2/5来自蛇，那么猫头鹰若增加10g体重，最少需要消耗植物（ ）
A.600g B.4600g C.650g D.5600g
例6．由于气候变化，雨水减少，某河流干涸后，群落历经草本、灌木、乔木的演替过程，该群落演替到顶级阶段时生活着很多动物种群，其中有蛇、蛙、鼠、食草昆虫等，其中蛇的食物来源有蛙和鼠，蛙捕食食草昆虫，食草昆虫和鼠吃草。演替过程中部分动物的能量流动示意图如图所示（a~d表示能量值的多少）。
（1）演替过程中输入该生态系统的总能量________（填“增加”、“减少”或“不变”）。（2）若将蛇的食物比例由2/3的鼠、1/3的蛙调整为1/3的鼠、2/3的蛙，按10%的能量传递效率计算，其他条件不变的情况下，调整食物比例后该地的蛇的承载力是原来的________倍。
C
增加
0.57
（3）上图中M2表示________________，P表示________________。若草同化的能量为e，则从草到食草动物的能量传递效率为________×100%。
例6．由于气候变化，雨水减少，某河流干涸后，群落历经草本、灌木、乔木的演替过程，该群落演替到顶级阶段时生活着很多动物种群，其中有蛇、蛙、鼠、食草昆虫等，其中蛇的食物来源有蛙和鼠，蛙捕食食草昆虫，食草昆虫和鼠吃草。演替过程中部分动物的能量流动示意图如图所示（a~d表示能量值的多少）。
用于食草动物生长、发育和繁殖等生命活动的能量
食草动物呼吸作用散失的能量
（a+b）/e
4. 生态系统的物质循环
例7．如图表示某人工鱼塘生态系统物质循环和能量流动图解，在养殖过程中每天添加人工饲料进行有机物输入，以满足鱼的食物需要。下列叙述错误的是（ ）
A．生态系统的物质循环和能量流动同时进行，相互依存B．生产者、消费者遗体中的能量流向了分解者，因此分解者含有的能量比生产者多
C．输入人工鱼塘的总能量除了生产者固定的太阳能，还包括饲料中有机物的化学能
D．若图示为碳循环的途径还不够完整，需补充箭头“大气CO2库→生产者”
B
4. 生态系统的物质循环
例8．某相对稳定的草原生态系统中食物链（网）主要有甲、乙、丙、丁、戊五个种群，且消费者只能以其前一营养级的所有生物为食，各种群生物体内某种重金属含量如图所示：
种群 甲 乙 丙 丁 戊
重金属含量微克/公斤·鲜重 0.0027 0.0025 0.026 0.025 0.5
下列说法正确的是（ ）
A．图中五个种群构成的食物链（网）最可能为甲→乙→丙→丁→戊
B．甲、乙、丙、丁、戊五个种群的所有生物个体统称为一个生物群落
C．在甲、乙、丙、丁、戊生物种群之间碳的流动形式是CO2
D．据图可知，该生态系统中的甲与乙、丙与丁分别处于同一营养级
D
5. 生态系统的信息传递
例9．研究人员在研究某生态系统中植物与植食性昆虫之间的关系时发现，当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后，会释放出挥发性的化学物质。这些化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌，夜间会驱赶夜间活动的乙种蛾，使其不能在烟草叶片上产卵（乙种蛾幼虫也采食烟草叶片）。
（1）材料中甲种蛾幼虫与烟草的种间关系是 _________ ，甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫的种间关系是 _________ 。
（2）生态系统的信息传递需要三个要素，材料中释放化学物质的烟草叶片是 ___________ ；其信道是 ___________ ；而其信息受体则包括 _________________________________ 。（3）烟草叶，片释放的挥发性化学物质属于 _________ 信息，该实例说明信息传递具有___________________________ 的功能。
捕食
竞争
信息源
空气
甲种蛾幼虫的天敌、乙种蛾
化学
调节种间关系，外出生态系统的平衡和稳定
6. 生态系统的稳定性
例10．如图表示某生态系统受到一定程度的干扰后，生态系统稳定性的变化。下列相关叙述错误的是（ ）
A．S3面积越小说明该生态系统的稳定性越高
B．若某生态系统S1面积小，则S2面积一定小
C．S2面积越大说明该生态系统的恢复力稳定性越弱
D．受到干扰后能恢复生态平衡，说明该生态系统具有一定的自我调节能力
例11．如图所示为某同学制作的小生态瓶，据图分析正确的是( )
A．生态瓶中生物种类稀少，不能实现物质循环再生
B．生态瓶要适时打开瓶盖，适量补充氧气
C．为保证生态瓶的正常运转，瓶内各种成分应比例适中D．在强烈光照条件下，才能维持生态瓶的稳定性
B
C