【备考2024】高考生物总复习知识讲解课件：专题23　生态系统及其稳定性(共48张PPT)

(共48张PPT)
专题二十三　生态系统及其稳定性
高考生物总复习知识讲解
基础篇
考点一　生态系统的结构
一、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。地球上最大的生态系统是 　生物圈 。
类型 主要类群 地位和作用
生产者 (自养) 绿色植物;蓝细菌、化能合成细
菌(如硝化细菌)等 生态系统的基石;合成有机物,储
存能量;为消费者提供食物和栖
息场所
消费者 (异养) 绝大多数动物;寄生植物、寄生
微生物 加快物质循环;帮助植物传粉和
传播种子等
分解者 (异养) 腐生细菌和真菌;腐食动物 将动植物遗体和动物的排遗物
分解为无机物
二、生态系统的组成成分
1.非生物的物质和能量:光、热、水、空气、无机盐等。
2.生物群落
易混易错
(1)细菌不都是分解者:硝化细菌是自养生物,属于生产者;寄生细菌属于特
殊的消费者。(2)动物不都是消费者:秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动、植物残
体为食的腐食性动物属于分解者。(3)生产者不都是绿色植物:蓝细菌、
硝化细菌等自养原核生物也是生产者,应该说生产者包含绿色植物。(4)
植物不都是生产者:菟丝子营寄生生活,属于消费者。
三、生态系统的营养结构:食物链和食物网
1.食物链
1)概念:生态系统中生物之间由于 　食物 关系形成的一种联系。
2)特点:
①只包含生产者和 　消费者 。生产者为第一营养级,消费者所处营
养级不固定。
②营养级越多,在能量流动过程中消耗的能量就越多,因此食物链中一般
不会超过 　5 个营养级。
2.食物网
1)概念:在一个生态系统中,食物链彼此相互交错连接成的复杂 　营养
关系。
2)功能:生态系统物质循环和 　能量流动 的渠道。
3)特点:同一消费者在不同食物链中,可以占据不同的营养级。
4)实例分析

①图示未包含的生态系统成分有非生物的物质和能量、分解者。
②图中鳜鱼可属于次级消费者和三级消费者,属于第 　三、四 营养
级。
③水蚤和鲢鱼的关系是捕食和 　种间竞争 。
考点训练(请判断下列说法是否正确)
1.细菌在生态系统成分中属于分解者。(　 )
2.消费者都是动物,其中食草动物属于第二营养级。 (　 )
3.营养级是食物链某一环节上的所有生物的总和,并非单一个体和物
种。 (　 )
4.一般认为,食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。 ( )
答案
1. 　细菌可作为分解者(如腐生细菌)、消费者(如寄生细菌)、生产者
(如硝化细菌)。
2. 　消费者不一定都是动物,也包括营寄生生活的微生物等。
3.√
4.√
考点二　生态系统的功能
一、生态系统的能量流动
1.概念理解(一般情况下)
2.某一营养级同化量的来源和去向(以第二营养级为例)
知识归纳
(1)同化量=摄入量-粪便量。
(2)某营养级粪便中的能量不属于该营养级的同化量,而属于上一营养级
流向分解者的能量。
(3)同化量=呼吸作用以热能形式散失量+用于生长、发育和繁殖的能
量。
(4)用于生长、发育和繁殖的能量=流入下一营养级的能量+分解者利用
的能量+未利用的能量(定时定量研究时,最高营养级除外)。
(5)第二营养级流向分解者的能量=该营养级遗体残骸中的能量+第三营
养级粪便中的能量。
3.生态系统能量流动的特点
易混易错
能量传递效率与能量利用率
(1)能量传递效率=(某一营养级的同化量÷上一营养级的同化量)×100%,
一般为10%~20%。
(2)能量利用率一般是指流入最高营养级的能量占生产者固定总能量的
比值,其与能量传递效率不同。
(3)10%~20%是相邻两个营养级之间的能量传递效率,不是两个个体之间
的能量传递效率。
4.生态金字塔:营养级间的某种数量关系。
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量
金字塔
每一级 含义 单位时间内每一营养
级生物所含能量的多
少 每一营养级生物个体
的数目 每一营养级所容纳的
有机物的总干重
象征 含义 能量沿食物链流动过
程中逐级递减 一般生物个体数目在
食物链中随营养级升
高而逐级递减 生物量沿食物链流动
过程中逐级递减
特点 通常为正金字塔形 一般为正金字塔形 大多数为 　正 金
字塔形
知识归纳
某些特殊的生态金字塔
(1)成千上万只昆虫生活在一棵大树上时,该数量金字塔就会呈现上宽下
窄的倒金字塔形(如图1)。
(2)浮游植物的个体小,寿命短,又会不断地被浮游动物吃掉,所以某一时间
内调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量(如图2);但总
的来看,一年中浮游植物的总生物量还是比浮游动物的多。
图1 图2
5.研究能量流动的实践意义
1)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。如间种套作、蔬菜大棚中的多层育苗等立体农业都充分利用了空
间和资源,获得了更大的收益。
2)科学规划和设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。如用秸秆
饲养牲畜、牲畜粪便用于生产沼气、沼渣作肥料还田等实现了对能量
的多级利用,提高了能量利用率。
3)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。如合理确定草场的载畜量可保持畜产品的持续高产。
知识归纳
　　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
阳能或化学能)输入,这个生态系统就会崩溃。
二、生态系统的物质循环
1.
2.碳循环
1)过程图解
注意:碳元素在非生物环境中主要以CO2、碳酸盐形式存在。
2)过程分析
3.碳循环的失衡——温室效应
4.生物富集
1)可富集的物质:铅、镉、汞等重金属;DDT、六六六等人工合成的有机
物;一些放射性的物质。
2)富集原因:稳定不易降解,积累不易排出。
3)富集结果:沿食物链逐渐在生物体内积累,使其在机体内浓度超过环境
浓度。
4)富集危害:可对食物链顶端的物种造成灾难性影响。
5)富集特点:全球性。
5.能量流动与物质循环的关系
1)物质作为能量的 　载体 ,使能量沿食物链(网)流动。
2)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间循环往
返。
三、生态系统的信息传递
1.信息种类
类别 传递形式 实例
物理信息 物理过程 光、声、温度、湿度等,如蜘蛛
网的振动频率
化学信息 信息素 动物的性外激素,植物的生物
碱、有机酸等
　行为信息 动物的特殊行为 蜜蜂跳舞、孔雀开屏等
2.传递方向:往往是 　双向 的。
3.在生态系统中的作用
4.在农业生产中的应用:提高农畜产品的产量,如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,提高产蛋率;对有害动物
进行控制,如利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物。
知识归纳
控制有害动物的三种方法
(1)化学防治法:通过喷施农药等化学药剂短期内迅速杀死害虫,优点是作
用迅速、短期效果明显,不过也有很多缺点,如杀灭害虫的同时也杀灭了
害虫的天敌,从而破坏生态平衡,另外也会引起害虫抗药性增强、污染环
境等。
(2)机械防治法:通过人工捕捉等直接消灭害虫,这种方法没有污染、见效
快、效果好,但费时费力。
(3)生物防治法:通过引入害虫的天敌或寄生生物等杀灭害虫,这种方法效
果持久,没有污染,能长期将有害动物控制在较低水平。
易混易错
生态系统三大功能的区别与联系
项目 能量流动 物质循环 信息传递
特点 单向流动、逐级递减 循环往复运动、全球
性 往往是双向的
范围 生态系统各营养级 生物圈 生物之间,生物与非生
物环境之间
途径 食物链、食物网 多种
地位 生态系统的动力 生态系统的基础 决定能量流动和物质
循环的方向和状态
联系 同时进行,相互依存,不可分割,形成统一的整体 考点训练(请判断下列说法是否正确)
1.同化量除去呼吸作用消耗量和分解者利用的能量后,剩余的部分为用
于生长、发育和繁殖的能量。 (　 )
2.科学规划和设计人工生态系统,能实现能量的循环利用。 (　 )
3.利用茶树废枝栽培灵芝,可提高能量的传递效率。 (　 )
4.碳以有机物的形式在生物群落中循环。 (　 )
5.生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流,例如孔雀可以通过开
屏等行为信息进行求偶,也可通过鸣叫等物理信息与同类交流。 (　 )
答案
1. 　同化量除去呼吸作用消耗量后,剩余的部分为用于生长、发育和
繁殖的能量。
2. 　科学规划和设计人工生态系统,能实现能量的多级利用,能量不能循环利用。
3. 　利用茶树废枝栽培灵芝,可提高能量的利用率。
4. 　碳以有机物的形式在生物群落中通过食物链单向传递,碳循环发生在生物群落和非生物环境之间。
5.√
考点三　生态系统的稳定性
一、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。
2.特征
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—消费—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。
3.原因:具有一定的 　自我调节 能力。
4.调节基础: 　负反馈 调节。
知识归纳
反馈调节的类型
项目 正反馈 负反馈
调节 方式 加速最初发生变化的那种成分
所发生的变化 抑制和减弱最初发生变化的那
种成分所发生的变化
结果 常使生态系统远离稳态 有利于生态系统保持相对稳定
实例 分析 已污染的湖泊污染加剧
草原上食草动物兔与植物的平
衡
二、生态系统的稳定性
1.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较
抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区别 实质 保持自身结构与功能
相对稳定 恢复自身结构与功能
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 联系 二者一般呈负相关。但对于极地苔原(冻原)而
言,由于其物种组分单一、结构简单,它的抵抗力
稳定性和恢复力稳定性都较低 2.某一生态系统的稳定性大小分析
3.提高生态系统的稳定性的措施
1)控制对生态系统的干扰强度,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。
考点训练(请判断下列说法是否正确)
1.正反馈机制是生态系统恢复平衡的调节机制。(　 )
2.不同的生态系统,抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强度不同。 (　 )
3.一个生态系统的抵抗力稳定性很低,则恢复力稳定性就一定很高。
(　 )
答案
1. 　负反馈调节是生态系统恢复平衡的调节机制,正反馈调节会使生
态系统远离稳态。
2.√
3. 　冻原和沙漠等生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较低。
综合篇
提升一　生态系统的营养结构分析与构建
1.食物网中生物数量的变化分析
1)利用捕食关系分析短时间内的变化:若青蛙大量减少→食草昆虫增
加、蛇减少→鹰过多捕食兔和食草鸟→兔和食草鸟减少。
2)利用营养级变化分析数量变化趋势:若青蛙大量减少→鹰从兔和食草
鸟获得的能量增多→在短食物链中鹰的营养级较低,能量损耗减少→鹰
获得的能量增加,数量增多。
2.食物链(网)的构建方法
1)依据种群数量变化构建(一般情况下)
2)依据所含能量构建
3)根据生物体内有害物质的含量构建
种群 甲 乙 丙 丁 戊
重金属含量 (μg/kg) 0.003 7 0.003 7 0.035 0.035 0.34
假设在这5个种群构成的食物网中,消费者只能以其前一个营养级的所有
物种为食。食物网构建方法如下:
提升二　图析能量流动与物质循环过程
1.“拼图法”分析能量流动过程

W1、D1指相应营养级的同化量,该部分能量在相应营养级被分为两部分:
一部分在呼吸作用中以热能的形式散失(A1或A2),一部分则用于其生长、
发育和繁殖(B1+C1+D1或B2+C2+D2)。后一部分能量中包括未利用的能量
(B1或B2)、流向分解者的能量(C1或C2)、流向下一营养级的能量(D1或D2)
(最高营养级除外)。
2.碳循环模式图分析
1)“三步法”判断碳循环模式图中的组成成分
四种模型中,A为非生物环境中的CO2,B为生产者,C为分解者,D、E、F为
消费者。
2)碳循环的常见变式分析
提升三　能量流动的相关计算
1.能量流动的“最值”计算
食物链越短,最高营养级获得的能量越多。生物间的取食关系越简单,能
量流动过程中消耗的能量越少。
已知低营养级,计算高营养级 获能最多 选最短食物链,按×20%计算
获能最少 选最长食物链,按×10%计算
已知高营养级,计算低营养级 需能最多 选最长食物链,按÷10%计算
需能最少 选最短食物链,按÷20%计算
例 若某食物网如图所示,请分析以下问题。

(1)鹰每增重1 kg,至少需要消耗草　 kg。
(2)若鹰的食物1/4来自兔,3/4来自食虫鸟,鹰增重1 kg,则至少需要消耗草
　　　 kg。
(3)若草能量的1/3直接提供给兔,2/3直接提供给食草昆虫,则鹰增重1 kg,
最多需要消耗草　　　 kg。
解题导引
(1)该题为已知高营养级,计算低营养级;由“至少需要消耗”可判断能量
传递效率按20%计算,应选择最短的食物链“草→兔→鹰”进行分析;因
此至少需要消耗草的量为1÷(20%)2=25(kg)。
(2)该题为已知高营养级,计算低营养级;由“至少需要消耗”可判断能量
传递效率按20%计算,需将两条食物链分别消耗的草量相加,因此至少需
消耗草的量为1×1/4÷(20%)2+1×3/4÷(20%)3=100(kg)。
(3)该题可从低营养级到高营养级计算;由“最多需要消耗”可判断能量
传递效率按10%计算,设最多需要消耗草的量为m kg,将两条食物链传给
鹰的量相加可列方程:m×1/3×(10%)2+m×2/3×(10%)3=1,解得m=250(kg)。
答案 (1)25 (2)100 (3)250
2.能量流动的“定值”计算
1)已知营养级间的能量传递效率,不能按“最值”计算,而需按具体数值
计算。如食物链“A→B→C→D”中,各营养级间从低到高的能量传递
效率分别为a、b、c,若A的能量为M,则D获得的能量为M×a×b×c。
2)若给出的是各营养级的同化能量值,可直接按同化能量比例计算,如表
是某生态系统中除分解者外仅有的4个种群在一段时间内的同化能量
值。
营养级 A B C D
同化能量(kJ) 15.9 870.7 0.9 141.0
表中食物链为B→D→A→C,依据表格,B→D的能量传递效率为141.0/870.
7×100%,D→A的能量传递效率为15.9/141.0×100%,A→C的能量传递效率
为0.9/15.9×100%。若最高营养级C同化的能量为1 kJ,对应需要A同化的
能量设为x kJ,则1/x=0.9/15.9,x为(15.9×1÷0.9)kJ;需要D同化的能量设为y
kJ,则x/y=15.9/141.0,y为(141.0×1÷0.9)kJ;需要B同化的能量设为z kJ,则y/z=
141.0/870.7,z为(870.7×1÷0.9)kJ。(注:为了保留计算痕迹,最终结果非最简
结果)