生態系統的結構與功能

穩定性及能量流動構思維導圖1.概念：生態系統是在一定空間內，由

與它的

相互作用而形成的統一整體。2.范圍：有大有小，地球上最大的生態系統是

。3.結構：由組成成分和

(食物鏈和食物網)構成。4.功能：進行

、

、

。

生物群落非生物環境生物圈營養結構信息傳遞物質循環能量流動1．自然生態系統：

、陸地生態系統（森林、草原、荒漠、凍原）。2.

生態系統：農田生態系統、人工林生態系統、果園生態系統、

城市生態系統等。

水域生態系統人工考點一生態系統的結構一、生態系統的概述二

生態系統的類型個體種群群落非生物環境

生態系統生物圈相互作用統一整體新陳代謝（細胞代謝）及其類型同化作用（合成代謝）：異化作用（分解代謝）：將外界物質合成自身的組成物質，儲存能量。比如，光合作用。將自身的大分子物質加以氧化分解小分子，釋放能量。比如細胞呼吸。自養型異養型兼性厭氧型需氧型厭氧型人：水稻：蛔蟲：異養需氧型異養厭氧型光能自養需氧型項目非生物的物質和能量生產者消費者分解者同化類型－_____異養型異養型實例光、熱、水、空氣、無機鹽等光合自養生物：綠色植物和藍細菌等；化能合成生物：硝化細菌等大多數

;寄生的植物(如菟絲子)、某些微生物（如寄生細菌）營

生活的細菌和真菌、腐生動物（屎殼郎）等作用為生物提供物質和能量，是生物群落賴以生存和發展的基礎①把無機物制造成

,把光能轉化為有機物中的

;②為消費者提供食物①

;②幫助植物傳粉和傳播種子將動植物遺體和動物的排遺物分解成

.地位生態系統的基礎生態系統的

、主要成分生態系統最活躍的成分、非必要成分生態系統的關鍵成分、必要成分自養型腐生基石寄生:從活的生物體上獲得營養物質；腐生:從死的生物體或從腐殖質中獲得營養物質。三、生態系統的組成成分有機物化學能動物加快物質循環無機物三類“不一定”①生產者不一定是植物(如藍細菌、硝化細菌),

植物不一定是生產者(如菟絲子營寄生生活,屬于消費者)。②消費者不一定是動物(如根瘤菌),

動物不一定是消費者(如禿鷲、蚯蚓、蜣螂等以動植物遺體或排泄物為食的腐生動物屬于分解者)。③分解者不一定是微生物(如蚯蚓等動物),微生物不一定是分解者(如硝化細菌、藍細菌屬于生產者,寄生細菌（大腸桿菌）屬于消費者)。兩類“一定”①生產者一定是自養型生物，自養型生物一定是生產者。②營腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是營腐生生活的生物。★積累：有些生物具有雙重“身份”豬籠草捕蠅草生產者：進行光合作用大腸桿菌消費者：捕食昆蟲消費者：生活在腸道中分解者：生活在腐爛的有機體中ABCD生產者消費者分解者非生物的物質和能量呼吸作用呼吸作用呼吸作用光合作用（主）殘枝敗葉、遺體遺體殘骸、糞便動物攝食（捕食關系）________和_______是聯系生物群落與非生物的物質和能量的兩大“橋梁”。生產者分解者2、各組成成分的相互關系（根據箭頭判斷依據？）基石加快物質循環關鍵成分判斷方法食物鏈和食物網是生態系統的營養結構，是物質循環和能量流動的渠道

生產者所固定的物質與能量，通過一系列取食和被食關系，在生態系統中傳遞，各種生物按其食物關系排列的鏈狀順序稱為食物鏈。考點二

食物鏈、食物網藻類海膽小蝦海獺鮭魚虎鯨海豹第一營養級營養級:第二營養級第三營養級第四營養級第五營養級消費級:(生產者)初級消費者次級消費者三級消費者四級消費者第四營養級三級消費者一、食物鏈1.概念：生態系統中生物之間由于捕食關系形成的一種聯系2.特點：①起點一定是生產者，終點是不被其他動物所食的動物(最高營養級動物)②只包含生產者和消費者，不含分解者和非生物的物質和能量③食物鏈中的營養級一般不超過5個④箭頭方向為物質循環和能量流動的方向，同時還表示捕食關系，這是經長期自然選擇形成的，通常不會逆轉，具有單向性⑤某一營養級的生物所代表的是該營養級的所有生物，不代表單個生物個體，也不一定是一個種群考點二

食物鏈、食物網

在生態系統中，一種綠色植物可能是多種植食性動物的食物，而一種植食性動物既可能吃多種植物，也可能被多種肉食性動物所食

在一個生態系統中，許多食物鏈彼此相互交錯連接成的復雜營養關系二、食物網1.概念：2.形成原因：3.特點：①同一種消費者在不同的食物鏈中可以占有不同的營養級②食物網中兩種生物之間的關系除了捕食，可能還有種間競爭③食物網的復雜程度取決于有食物聯系的生物種類而非生物數量一般認為，食物網越復雜，生態系統抵抗外界干擾的能力就越強考點二

食物鏈、食物網構建食物鏈(網)的方法生態系統的結構1.根據種群數量變化曲線圖構建①分析依據：先上升、先下降者為

。②食物鏈：被捕食者2.根據所含能量(生物量)構建①分析依據：①能量在流動過程中逐級遞減，所含能量最多的為生產者②相鄰兩營養級之間的能量傳遞效率為10%~20%，若所含能量相差不大，很可能為同一營養級。③分析結果：圖2生物可形成一條食物鏈：圖3生物可形成食物網：乙→丙→甲(圖1)。丙→甲→乙→丁構建食物鏈(網)的方法生態系統的結構3.根據生物體內有害物質的濃度“由少到多”構建食物鏈(網)。生物體ABCDE有機汞濃度/ppm0.0670.51680.39①分析依據：生物的富集作用。重金屬、農藥等有害物質被生物體吸收后難以排出體外，所以此類物質會隨著食物鏈逐級積累，即營養級越高的個體中含有有害物質的量越多，其含量往往是上一營養級個體含量的5～10倍。②分析結果：青蛙減少，短時間內蛇數量將

。兔和食草鳥的數量

。鷹的數量

。四、食物網中生物數量變化的分析與判斷1.食物鏈的第一營養級生物數量減少，相關生物數量都減少，即出現連鎖反應，因為第一營養級的生物是其他生物直接或間接的食物來源“一級生物若減少，其他生物跟著跑”2.“天敵”減少，被捕食者數量增加，但隨著數量增加，種內斗爭加劇，種群密度會下降，直到趨于穩定3.“中間”營養級生物減少的情況舉例如下:“如果天敵患了病，先增后減再穩定”“最高營養級和生產者生物數量相對穩定原則”減少減少基本不變蛇減少，鷹過多捕食兔和食草鳥，導致兔、食草鳥減少。鷹不只捕食蛇一種生物，它可以依靠其他食物來維持數量基本不變。生態平衡生態系統的相對穩定負反饋調節生態系統的穩定性自我調節能力抵抗力穩定性恢復力穩定性狀態能力原因表現基礎與營養結構復雜程度的關系提高生態系統穩定性控制干擾程度適當物質能量的投入措施一、生態平衡→生態系統的結構和功能處于相對穩定的一種狀態。⑴結構平衡：生態系統各組分保持相對穩定。⑵功能平衡：生產—消費—分解的生態過程正常進行，保證了物質總在循環，能量不斷流動，生物個體持續發展和更新⑶收支平衡：生產者在一定時間內制造的可供其他生物利用的量，處于比較穩定的狀態動態平衡生態系統的穩定性生態平衡的調節機制—負反饋調節二.生態系統的穩定性1.概念：生態系統維持或恢復自身結構與功能處于相對平衡狀態的能力。強調的是生態系統維持生態平衡的能力。組成成分、食物鏈和食物網能量流動、物質循環、信息傳遞生態平衡生態的穩定性狀態能力維持原因：生態系統具有一定的自我調節能力二.生態系統的穩定性2.類型：抵抗力穩定性恢復力穩定性外來影響不超限度，稱“干擾”（抵抗干擾，維持原狀）外來影響超過限度，稱“破壞”（遭到破壞，恢復原狀）3.原因分析：弱低強高強調：回答問題時一定要三句話：組分，營養結構，自我調節能力！！！蝗蟲采食后，植物再生能力增強干旱時樹木擴展根系的分布空間有毒物質重度污染，自身凈化作用不足恢復力穩定性被破壞抵抗力穩定性與恢復力穩定性的比較多強高低不同的干擾（破壞）提醒1：荒漠、凍原這兩種能力都弱。提醒2：在回答“生態系統穩定性高低”時，必須明確是抵抗力穩定性還是恢復力穩定性，因為二者一般呈負相關。抵抗力穩定性和恢復力穩定性的關系并不一定都是相反的，如苔原生態系統，由于物種組成成分單一、結構簡單，它的抵抗力穩定性和恢復力穩定性都較低。生態系統穩定性的數學模型圖中兩條虛線之間的部分表示____________________________；生態系統功能的正常作用范圍y：表示

穩定性（y越大抵抗力穩定性越

；反之越

）

x：表示

穩定性（x越大恢復力穩定性越

；反之越

）

TS：表示曲線與正常范圍之間所夾的面積作為

穩定性的定量指數。抵抗力弱恢復力弱總如受到相同干擾時，草原生態系統的y值大于熱帶雨林生態系統。（TS面積越大，生態系統的總穩定性越

；反之越

）

弱強強強拓展：辨析生態系統穩定性易誤點(1)生態系統的穩定性主要與生物種類有關，還要考慮生物的個體數量。食物鏈數量越多越穩定，若食物鏈數量相同，再看生產者，生產者多的穩定程度高。(2)生態系統的穩定性不是恒定不變的，因為生態系統的自我調節能力具有一定的限度。(3)某一生態系統在受到外界干擾，遭到一定程度的破壞而恢復的過程，應視為抵抗力穩定性，如河流輕度污染的凈化；若遭到徹底破壞，則其恢復過程應視為恢復力穩定性，如火災后草原的恢復等。三、維持生態平衡，提高生態系統穩定性（措施）1、控制對生態系統的干擾強度，在不超過__________________________的

范圍內，合理適度地利用生態系統。合理放牧封山育林生態系統自我調節能力2.對人類利用強度較大的生態系統，應給予相應的____________投入，

保證生態系統內部結構與功能的協調。物質、能量施肥、灌溉，增加投入，控制病蟲害，才能保證高產出。2.下圖是河流生態系統受到生活污水(含大量有機物)輕度污染后的

凈化作用示意圖。請據圖回答下列問題。(1)在該河流的AB段上,溶解氧大量減少的主要原因是什么?藻類數量減少;需氧型細菌大量繁殖,溶解氧隨有機物被細菌分解而大量消耗。教材深挖：P80，非選擇題第2題(2)在該河流的BC段上,藻類大量繁殖的主要原因是什么?有機物分解后形成的大量的NH4+,等無機鹽離子,有利于藻類的大量繁殖。(3)水中溶解氧含量逐漸恢復的主要原因是什么?藻類通過光合作用釋放氧氣;有機物減少,需氧型細菌數量下降,因而對溶解氧的消耗量減少。(4)若釀造廠或味精廠將大量含有有機物的廢水排入該河流,

對河流生態系統可能造成的最嚴重的后果是什么?河流中生物大量死亡,該生態系統的穩定性遭到破壞。思考：桑基魚塘生態系統中有生產者桑樹等,但是在管理該魚塘過程中還要定期往水體中投入飼料,從生態系統的功能分析,其原因是什么?生產者固定的太陽能不足以滿足魚類的需要,且不斷地輸出經濟魚類,而其中的元素無法及時返回該生態系統,故需定期補充物質與能量。【深度思考】【深度思考】1．(選必2P74正文拓展)某地農業部門在防治棉鈴蟲問題上，提出了兩種方案：Ⅰ.噴灑高效農藥；Ⅱ.放養赤眼蜂(其為棉鈴蟲天敵)。請評價哪種方案更有利于提高農田生態系統的穩定性？說明理由。提示：放養赤眼蜂。2．(選必2P75正文拓展)一塊管理良好的棉田與內蒙古草原上的草場相比，

哪個抵抗力穩定性高？試說明判斷理由。

因為噴灑高效農藥，在消滅棉鈴蟲的同時，也會殺死大量的棉鈴蟲的天敵。棉鈴蟲失去了天敵的控制，就容易再度大爆發。在棉田中放養赤眼蜂，由于棉鈴蟲和赤眼蜂在數量上存在相互制約的關系，因此，能夠將棉鈴蟲的數量長期控制在較低水平。從長遠角度看，方案Ⅱ有利于提高農田生態系統的穩定性。提示：內蒙古草原上的草場的抵抗力穩定性高于棉田。

因為棉田的成分單一、營養結構簡單。設計要求目的生態缸必須是＿＿＿＿的防止外界生物或非生物因素的干擾投放的生物須具有很強的生活力，且種類齊全(具有生產者、消費者和分解者)使生態缸中的生態系統能夠進行＿＿＿＿和＿＿＿＿，在一定時期內保持穩定生態缸的材料必須＿＿＿＿為光合作用提供光能，保持生態缸內溫度，便于觀察生態缸宜小不宜大，缸中的水量應適宜，要留出一定的＿＿＿＿便于操作，且使缸內儲備一定量的空氣生態缸的采光應使用較強的＿＿光防止水溫過高導致水生植物死亡選擇動物不宜過多防止＿＿＿的產生量小于消耗量封閉物質循環能量流動透明空間散射氧氣3.設計和制作生態缸的要求一、能量流動概念的理解概念：生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程輸入?傳遞?轉化?散失源頭:流經一般生態系統的總能量:生理過程：生產者固定的太陽能總量太陽能光合作用/化能合成作用若為人工生態系統，則還包括人工輸入的有機物中的化學能途徑:形式:有機物中的_______食物鏈和食物網化學能太陽能(光能)→有機物中的化學能→熱能形式:最終以

形式散失過程:熱能自身呼吸作用考點三

生態系統的能量流動1.第一營養級能量流動光合呼吸能生長、分解者發育和繁殖熱生態系統的能量流動一

能量流經生態系統的過程“同化”而非“照射”注：生產者固定的太陽能即第一營養級的

量，一部分能量用于呼吸消耗，余下的用于自身的

，即積累有機物中的能量。同化生長、發育和繁殖(生產者的同化量)(呼吸消耗量)(凈同化量)由右圖分析可知：①輸入該營養級的總能量是指圖中的

(填字母)。②糞便中的能量(c)

(填“屬于”或“不屬于”)該營養級同化的能量，應為

營養級同化的能量中流向____________的部分。b③初級消費者同化的能量(b)＝

＋

_

________________

。不屬于上一個分解者④生長、發育和繁殖的能量(e)＝

＋__________________________

＋未被利用的能量(j)。分解者利用的能量(f－c)下一營養級同化的能量(i)攝入量＝同化量＋

。糞便量呼吸作用以熱能的形式散失的能量

(d)用于生長、發育和繁殖的能量(e)2.第二營養級及其后營養級能量流動一

能量流經生態系統的過程【總結】一個營養級所同化的能量的“2個”“3個”“4個”去路“2個”去路：同化量＝呼吸消耗的能量＋用于生長、發育和繁殖的能量“3個”去路(無時間單位)：同化量＝呼吸消耗的能量＋分解者利用的能量＋流入下一營養級的能量“4個”去路(以年為單位)：同化量＝呼吸消耗的能量＋分解者利用的能量＋流入下一營養級的能量＋未被利用的能量

注意：最高營養級的生物沒有流入下一營養級的能量這一去路消費者的同化量

=攝入量—糞便量（糞便屬于上一營養級同化量中的一部分）理解常考的幾種能量流動模型3①：②：③：④：⑤：攝入量流向下一營養級的能量糞便量被分解者利用的能量呼吸作用以熱能形式散失的能量若沒有箭頭③則①代表的是同化量A.流經該生態系統的總能量為90×105J/(m2?a)B.該生態系統的生產者有15%的能量流入下一營養級C.初級消費者用于生長、發育和繁殖的能量為10.5×105J/(m2?a)D.初級消費者糞便中的能量為70.5×105J/(m2?a)，該能量由初級消費者流向分解者1.(2023·山東卷·13，2分)某淺水泉微型生態系統中能量情況如表所示，該生態系統中的初級消費者以生產者和來自陸地的植物殘體為食。下列說法正確的是()C能量流向生產者固定來自陸地的植物殘體初級消費者攝入初級消費者同化初級消費者呼吸消耗能量/[105J/(m2?a)]90428413.53三、能量流動的特點單向流動逐級遞減表現：原因：規律：原因：任何生態系統都需要不斷得到來自系統外的能量補充，以便維持生態系統的正常功能能量只能沿著食物鏈由低營養級流向高營養級生物之間的捕食關系不可逆轉；各營養級通過呼吸作用產生的熱能不能被再度利用兩個營養級之間的能量傳遞效率為10%~20%流入某一營養級的能量會被自身呼吸消耗、被分解者利用，不會百分百流入下一營養級該營養級同化量上一營養級同化量×100%(1)相鄰營養級的能量傳遞效率：10%～20%，計算方法如下：能量傳遞效率＝在食物網中，能量傳遞效率是以營養級為單位的。第一營養級到第二營養級的能量傳遞效率：(B＋C)/A為10%～20%。歸納總結：能量傳遞效率的計算和輸入生態系統的總能量(2)人工生態系統:除系統自身生產者固定的太陽能外,還有人類投放的餌料等有機物中的化學能等。(1)能量利用率≠能量傳遞效率;(2)食物鏈越短，能量利用率越高;(3)能量傳遞效率在10-20%之間，一般不能提高。1.生態系統的能量單向流動的原因？食物鏈中的捕食關系是長期自然選擇的結果，不能逆轉；生產者不能再利用散失的熱能歸納總結：能量流動的特點2.生態系統的能量流動逐級遞減的原因？一部分通過該營養級的呼吸作用散失了；部分以排出物、遺體或殘枝敗葉的形式被分解者利用；還有一部分未能進入（未被捕食）下營養級。一般生物有機物的總質量沿食物鏈升高逐級遞減能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性象征含義每一營養級生物的有機物總量每一營養級生物個體的數目每一營養級生物所含能量的多少每一階含義形狀生物量金字塔數量金字塔能量金字塔項目歸納總結：三種類型的生態金字塔特點正金字塔形一般為正金字塔形一般為正金字塔形一般生物個體數目在食物鏈中隨營養級升高而逐步遞減分析能量流動的過程中總是有能量的耗散，故能量流動逐級遞減成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上時，該數量金字塔的塔形也會發生變化浮游植物的個體小，壽命短，又不斷被浮游動物吃掉，所以某一時間浮游植物的生物量(用質量來表示)可能低于浮游動物的生物量人類位于食物鏈的頂端，從能量金字塔來看，人口數量日益增長，這會對地球上現有的生態系統造成什么影響？為了滿足日益增長的人類的生活需求，要求低營養級(塔基)要有更多的能量輸入。塔基情境

洞庭湖，原名“云夢”，古稱“八百里洞庭”，為我國第二大淡水湖。湖中含有多種水生植物，浮游動植物及植食性，肉食性魚類等。八十年代以來,湖南省的澧縣、漢壽、安鄉、華容、常德等濱湖地區,將低洼湖田,改建了一批桑基魚塘洞庭湖區。發展桑基魚塘的優勢湖區現有洲土240多萬畝,垸內有170多萬畝回答下列問題：（9）從能量流動角度分析，桑基魚塘增加經濟效益的原因是？五、研究能量流動的意義實現能量多級利用，提高能量的利用率合理調整生態系統能量流動關系，使能量持續高效的流向對人類最有益的部分（10)

桑樹常見的蟲害有桑象蟲、桑芽癭蚊、桑尺蠖、桑螟、桑蟥等，影響桑樹種植的產量和質量，需及時防治。從能量流動角度分析除害蟲的意義是？1）幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入某個生態系統的總能量。例如間作套作，多層育苗。2）幫助人們科學規劃、設計人工生態系統，使能量得到最有效的利用，實現了對能量的多級利用，從而大大提高能量的利用率。例如，沼氣工程，桑基魚塘。3）幫助人們合理的調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類有益的部分。例如，根據草場的能量流動特點，確定載畜量；治蟲；除草。間作沼氣工程畜牧養殖歸納總結：研究能量流動的實踐意義(1)能量傳遞效率①含義：能量在沿食物鏈流動的過程中逐級減少，若以“營養級”為單位，能量在相鄰兩個營養級之間的傳遞效率為10%~20%②計算公式能量傳遞效率=【注意辨析】能量傳遞效率與能量利用率的區別(2)能量利用率①一般指流入最高營養級(或