第五章生态系统及其稳定性学案.docx

第五章生态系统及其稳定性学案.docx

《第五章生态系统及其稳定性学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章生态系统及其稳定性学案.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第五章生态系统及其稳定性学案

一、种群概念：

指在一定的自然区域内的全部个体。

种群是生物的基本单位，种群是生物的基本单位。

二、种群数量特征

（1）种群密度

①概念：

种群在单位面积或单位体积中的个体数，是种群最基本的特征。

不同生物的种群密度不同；同一种生物在不同季节种群密度不同。

②估算种群密度的方法：

适用范围:

双子叶植物及活动范围小的动物，如昆虫卵、蚜虫和跳蝻

a.样方法：

取样方法：

法和法

取样的关键是，另外，样方大小适中、样方数量不易太少

适用范围:

活动能力强，活动范围大的动物

b.标志重捕法：

计算方法：

种群密度=标记个体数×重捕个体数／重捕中的标记个体数。

注意事项：

调查时没有迁入和迁出、出生和死亡，标志物不能过于醒目，不能影响标志对象正常的生命活动

【练一练】某同学拟调查一个面积为100hm2草地上某种双子叶草本植物种群密度，设计了四个调查方案，其中最可行的是（）

A．计数该草地上该种植物的全部个体数目

B．设置1个1m2样方，计数样方中该种植物的个体数目

C．随机设置1m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目

D．在该种植物密集处设置1m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目

【练一练】某科技小组在调查一块面积为2hm2的草场中灰苍鼠的数量时，放置了100个捕鼠笼，一夜间捕获了50只，将捕获的灰苍鼠做好标记后在原地放生。

5天后，在同一地点再放置同样数量的捕鼠笼，捕获了39只，其中有上次标记的个体13只。

则该草场中灰苍鼠的种群数量最接近（）

A．50只B．42只C．92只D．160只

种群的基本特征有哪些

三、种群空间特征：

组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或布局包括三种方式，即、、。

四、种群数量的变化

“J型曲线：

（1）产生原因：

食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害（理想环境或实验条件）。

（2）公式：

，N0为该种群的起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群的数量是一年前种群数量的倍数。

（3）特点：

种群数量持续增长，呈“J型增长

3、“S型曲线：

（1）产生原因：

资源和空间有限，当种群密度增大时，加剧，出生率降低，死亡率增高。

当，种群的增长停止，有时会稳定在一定的水平。

（2）特点：

种群经过一定时间的增长后，数量趋于。

（3）环境容纳量：

在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量，又称值。

思考：

同一种群的K值是固定不变的吗？

4、种群数量波动和下降

（1）原因：

气候、食物、天敌、传染病等。

（2）形式：

大多数种群的数量总是在中，在不利的条件下，种群数量还会急剧下降，甚至

六、群落的结构和演替

1．生物群落概念：

同一时间内聚集在一定区域中各种生物的集合。

2．生物群落物种组成：

（1）丰富度：

群落中数目的多少；

（2）特点：

不同群落不同；

（3）探究实验：

土壤中小动物类群丰富度的研究，常用进行采集调查。

3．种间关系

（1）捕食：

一种生物以另一种生物作为食物；

（2）竞争：

两种或两种以上生物相互争夺和等；

（3）寄生：

一种生物（寄生者）寄居于另一种生物（寄主）的体内或，摄取寄主的养分以维持生活。

（4）互利共生：

两种生物共同生活在一起，相互依存。

4．群落的空间结构

（1）垂直结构：

在垂直方向上，大多数群落具有明显的现象；

（2）水平结构：

受各种因素的影响，不同地段分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，常呈分布。

5．群落演替

（1）概念：

随着时间的推移，一个群落被代替的过程；

（2）类型①：

在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但被彻底消灭了的地方发生的演替。

例如：

发生在裸岩上的演替。

②：

在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他的地方发生的演替。

例如：

火灾过后的草原。

第五章生态系统及其稳定性

第1节生态系统的结构

一．生态系统的概念和类型

1.概念：

由__________与_____________相互作用而形成的统一的整体，叫做生态系统。

二．生态系统的结构：

组成成分和营养结构（食物链和食物网）

1.组成成分

（1）非生物的物质和能量物质:

______、_____和无机盐

能量：

热能、阳光（温度不是）

（2）生产者主要代表：

__________

作用:

____________________________________

（3）消费者主要代表：

动物

作用：

___________________________________

（4）分解者主要代表：

__________

作用:

____________________________________

拓展延伸：

所有植物都是生产者吗？

所有动物都是消费者吗？

所有微生物都是分解者吗？

生产者是绿色植物？

①生产者的生物范畴

生产者属于自养生物。

包括：

（1）进行______的绿色植物，如农田中的大豆；

（2）进行______作用的细菌，如等；（3）光合细菌、蓝藻。

②分解者与消费者的区别

a.分解者主要是营腐生生活的_____，但是并不是所有的都是分解者，如硝化细菌属于，寄生细菌属于，腐生细菌和霉菌属于。

b.消费者一般指____，但是并不是所有动物都是消费者，如腐生性蚯蚓、蜣螂等属于分解者。

消费者还有：

根瘤菌、炭疽杆菌、结核杆菌、蛔虫、线虫、猪肉绦虫等，还有非绿色植物（菟丝子等）、食虫植物——猪笼草、捕蝇草等。

③生态系统中各成分的关系

试分析生态系统四种成分之间的关系（思考填空）。

其中，和是联系生物群落和无机

环境的两大“桥梁”；

2．食物链和食物网

（1）食物链：

在生态系统中，各种生物由于关系而形成的一种联系；

（2）食物网：

许多。

（3）功能：

和是生态系统的营养结构，生态系统的

和是沿这条渠道进行的。

拓展延伸：

①每条食物链的起点是__，止点是___。

每条食物链最多有___个营养级。

②食物链中不包括的成分：

和。

③消费者级别=营养级级别-1，在食物网中，生产者永远是第一营养级，肉食动物营养级的级别也不是一成不变的。

④在食物网中，两种生物之间种间关系有可能出现两种情况，如课本图5－5中的蜘蛛和青蛙，二者之间的关系既可能是捕食，又是竞争。

⑤分解者不能与动植物形成捕食关系，不占营养级。

★常考的题目类型：

①数食物链的条数；②确定某些生物所处的营养级；

③判断生物间的关系；④分析当某种生物数量变化时，对其它生物的影响。

第2节生态系统的能量流动

一．能量流动概念：

包括生态系统能量的__________、_________、__和___________的过程。

二．能量流动的过程

（1）能量的源头：

_______________

（2）能量输入生态系统的主要途径：

____________________________

（3）输入生态系统的总能量：

_________________________

（4）能量传递渠道：

______________________________________

（5）能量的散失途径（或输出途径）：

_________________________________

（6）某一级别的消费者同化的能量=本级别的消费者_______的能量—_______量

（7）能量的转化和散失：

三．能量流动的特点

1.：

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_______，也不可。

2.：

能量在沿食物链流动的过程中传递效率大约为。

能量传递效率：

特别提醒：

（一）关于能量传递

a．能量的传递效率为10%～20%的含义是指一个营养级的总能量大约只有10%～20%传到下一营养级。

生态系统中的能量传递一般不超过______个营养级。

b．确定食物链中的营养关系。

据能量传递效率20%计算，相邻两个营养级的能量差值也在5倍左右，若能量差值远比五倍小，则应位于同一营养级。

c．提高能量利用率的措施不能提高能量传递效率。

d．极值计算：

（1）设食物链A→B→C→D，分情况讨论

现实

问题

思路求解

D营养级

净增重M

至少需要A营养级多少

N×（20%）3＝M

最多需要A营养级多少

N×（10%）3＝M

A营养级

净增重N

D营养级最多增重多少

N×（20%）3＝M

D营养级至少增重多少

N×（10%）3＝M

（2）在某一食物网中，一个消费者往往同时占有多条食物链，当该消费者增加了某一值时，若要计算最少消耗生产者多少时，应选最短的食物链和最大传递效率20%进行计算，这样消费者获得的能量最多；若要计算最多消耗生产者多少时，应选最长的食物链和最小传递效率10%进行计算，这样消费者获得的能量最少。

（二）每一营养级能量来源与去路的分析

（1）动物同化的能量＝，即。

例如蜣螂利用大象的粪便获得能量，就不能说蜣螂获得了大象的能量。

（2）流入一个营养级的能量是指。

能量的来源与去路：

即一个营养级所同化的能量＝。

提醒：

、摄入量不等于同化量。

、同化量即是该营养级的总能量。

、同化量等于呼吸消耗量加储存量，后者中的能量将来才有可能流入下一营养级或被分解者利用。

、粪便中的能量属于上一营养级。

、在一定的时间内，还有一部分能量属于“未利用的能量”。

四.研究能量流动的实践意义

（1）帮助人们科学规划、设计，使能量得到最有效的利用。

（2）帮助人们合理地调整生态系统中的________关系，使能量持续高效地流向对人类______________的部分。

练习：

1．生产者是生态系统的重要组成部分，下列关于生产者的叙述，不正确的是

A．都位于能量金字塔同一营养级B．一定能固定CO2

C．都是生态系统能量转换的载体D．一定是植物

2．对生态系统能量流动的解释，正确的是

　①起始于生产者固定太阳能；②以食物链（网）为传递渠道；③单向流动和逐级递减；

④能量流动是随着物质循环而循环的；⑤最终以热能形式散失

A．①②④⑤　B．①②③⑤　C．②③④　D．③④⑤

3.大象是植食性动物，有一种蜣螂则专以大象的粪便为食。

设一大象在某段时间内所同

化的能量为107Kj，则这部分能量中流入蜣螂体内的约为

A.106KjB.大于0C.0D.大于0小于106Kj

4.右图是能量流动的图解，对此图解的理解不正确的是

A．图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少

B．该图中C所具有的能量为B的10%～20%

C．该图中的A表示流经该生态系统的总能量

D．图中A具有的能量是B、C、D的能量之和

5．下列关于生态系统能量流动的叙述中，正确的是

A．

通过消费者的粪便流入到分解者体内的能量属于消费者同化作用所获得的能量的一部分

B．能量伴随着物质而循环流动

C．生产者可通过光合作用合成有机物，使能量从无机环境流入生物群落

D．当捕食者吃掉被捕食者时，捕食者便获得了被捕食者的全部能量

6.下图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程能量流动量。

下列有关叙述正确的是

A．①是流入该生态系统的总能量

B．分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色

植物再利用

C.图中②/①的比值代表“草→兔”的能量传递效率

D．③和④分别属于草和兔同化量的一部分

7.右图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是

A．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量

B．多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率

C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用

D．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者

8.甲、乙两个水池中各有由5个物种构成的食物网，如图所示，且这两个水池的生态系统在没有人为干扰的情况下均达到相对稳定平衡状态。

请据图回答：

（1）每个水池生态系统中有条食物链，流经该生态系统的总能量来自所固定的太阳能。

（2）假如鲫鱼的1/4食物来自绿藻，1/2来自轮虫，且该系统能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。

如果鲫鱼种群增加的能量是200KJ,那么其中来自绿藻和轮虫的能量分别是KJ和KJ。

（3）为增加甲水池生态系统的多样性，向池中引种了大量浮萍，一段时期后，水面长满了浮萍，水草、绿藻和轮虫相继死亡。

水草死亡的最主要原因是缺少，轮虫死亡的主要原因是缺少。

此时该水池中食物链只剩下2条，请画出这2条食物链构成的食物网。

第三节生态系统的物质循环

一、物质循环的概念：

生态系统物质循环的概念，重在把握如下三点：

1、这里的“生态系统”指的是整个，这也是物质循环的最大特点，即具有，因此生态系统的物质循环，又叫。

2、这里的“物质”指的不是各种化合物，而是。

3、这里的“循环”指的是在间的循环。

二、碳循环：

（结合图5—11掌握）

1、碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以的形式进行的，在生物群落中则是以的形式进行的。

2、碳进入生物群落的途径主要是，碳返回无机环境的途径有

等三条。

由此可见，与碳循环密切相关的两种细胞器是和。

三、能量流动和物质循环的关系：

能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。

能量的、、和，都离不开物质的合成和分解等过程。

物质作为能量的，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。

第四节生态系统的信息传递

一、生态系统中信息的种类：

1、：

关键词——光、声、温度、湿度、磁力、颜色等。

2、：

关键词——化学物质（信息素）。

3、：

关键词——行为、动作。

三、信息传递的作用

1、

2、

四、信息传递在农业生产中的应用：

☆应用：

一是提高农产品和畜产品的产量；二是。

☆目前控制动物危害的技术大致有三种，分别是、和，其中，人们越来越倾向于利用，原因是。

练习.

下列各项，属于物理信息的是________________；属于化学信息的是________；属于行为信息的是________。

（1）哺乳动物的体温　

（2）鸟类鸣叫　（3）红外线　（4）萤火虫发光　（5）植物分泌的化学物质　（6）电磁波　（7）昆虫发出的声音　（8）昆虫的性信息素　　（10）蓟的刺　（11）紫外线　（12）蜜蜂跳舞

第五节生态系统的稳定性

一、生态系统的稳定性的概念：

2、生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有能力。

3、生态系统自我调节能力的基础是。

4、生态系统的自我调节能力是有限的。

二、生态系统稳定性的类型及其关系：

生态系统的稳定性包括和两个方面。

一般来说，这两种稳定性呈负相关。

一般来说，生态系统的组分越多，食物网越复杂其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。

三、如何提高生态系统的稳定性：

第六章生态环境的保护

1、生物多样性包括、和多样性三个方面。

因此，保护生物多样性要在相应、和三个层次上采取措施。

2、生物多样性的价值包括等三个方面。

3、保护生物多样性的措施：

①就地保护（最有效），就是建立以及等；②（为行将灭绝的物种提供最后的生存机会），如：

建立植物园、动物园以及濒危动植物繁育中心；③利用现代生物技术。

1、在草→食草的昆虫→蜘蛛→蟾蜍→蛇→猫头鹰这条食物链，设流经这条食物链的总能量为100％，按最高传递率计算，蟾蜍和猫头鹰所得能量最多分别为

　A、20％和2％     B、8％和0.032％C、4％和0.8％          D、0.4％和0.016％

2、在一个生态系统中，已知初级消费者与次级消费者的个体数分别为N1、N2，个体平均重量分别为M1、M2，则下列4项中正确的是

A、N1·M1＞N2·M2        B、N1·M1＝N2·M2C、N1·M1＜N2·M2       D、N1·M1≥N2·M2

3.某人的食物有1/2来自植物，1/4来自鸡、鸭、猪，1/4来自小型肉食动物。

若能量在流动中的传递效率为10%，那么此人要增重1kg体重，最多消耗绿色植物

A.150kgB.280kgC.500kgD.1000kg

4、如下图是生态系统能量流动的图解，对此图解的理解有误的是

A．B营养级的生物个体数量不一定比A少

B．若M表示各营养级所含的能量，当MA＜5MB时，

生态系统将会崩溃

C．B摄入的能量即为B的同化量

D．A的能量大于B、C、D之和

5．在一个生态系统中，A种群有N个个体，B种群有100N个个体，C种群有1000N个个体，D种群有10000N个个体，则它们的食物链关系是

A、A→B→C→DB、D→C→B→AC、C→D→B→AD、不能确定

6.如图表示某湖泊生态系统的营养结构,a~e代表各营养级的生物，下列不正确的是

A.共有三条食物链

B.各营养级中，能量最多的是c，生物个体数量最多的是a

C.若水体受有机磷农药轻微污染，则受害最严重的是a

D.若c所含能量为5.8×109kJ，d含1.3×108kJ，则a

至少约含4.5×107kJ

7.如图为某生态系统能量流动示意图［单位：

J/（cm2·a）］，以下分析不正

确的是

A.甲的数值是1250J/（cm2·a）

B.乙到丙的能量传递效率为15%

C.每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用

D.乙的个体数目一定比甲少

8.有如图所示的一个食物网（能量传递效率按10%计算），则下列叙述中正确的是（）

A.该食物网中初级消费者是昆虫，次级消费者是鸟

B.昆虫属于第一营养级，鸟属于第二营养级

C.若绿色植物固定的太阳能总量为M,昆虫获得的总能量为m1，

鸟获得的总能量为m2,则M＞m1+m2

D.在鸟类的食物构成中，若动物性食物占1/3，植物性食物占2/3，则鸟类增加能量A时，生产者需提供能量为55A

9.下图表示某农田生态系统一年中CO2的释放和消耗状况,其中各数字序号表达的含义分别为:

①生产者呼吸释放量;②分解者呼吸释放量;③消费者呼吸释放量;④生产者光合作用消耗总量。

有关叙述正确的是。

A.流经该农田生态系统的总能量可用④表示

B.②的量越小,说明该农田生态系统施用的有机肥料越多

C.消费者同化作用的大小可用③表示

D.该农田生态系统一年中CO2的释放量与消耗量相等

10.某同学通过分析蛇的食性绘制了如图所示的食物关系。

假如一条1kg

的蛇，4/5的食物来自鼠，1/5的食物来自蛙。

按能量流动的最高效率计

算，此蛇间接消耗的植物为

A.45kgB.22.5kgC.90kgD.20kg

12.调查某生态系统两个营养级的能量流动关系如下图所示。

字母代表能量数值，若能量传递效率是15%，下列关系正确的是

A．C＝0.15BB．C＝0.15D

C．C＝0.15（A＋B＋D＋E）D．B＝A＋D＋E

14.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（ ） 

A.24kJ     B.192kJ   C.96kJ  D.960kJ 

15.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为

A.25kg       B.125kg   C.625kg   D.3125kg

16.由于“赤潮”的影响，一条4kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率20%计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物

A.120kgB.160kgC.60kgD.100kg

17.右图食物网中，在能量传递效率为10%～20%时，假设每个营养级的生物从前一营养级的不

同生物处获得的能量相等。

则人的体重每增加1kg，至少需要消耗水藻      kg。

18.如右图食物网中，若人的体重增加1kg，最少消

耗水藻kg，最多消耗水藻kg

19、某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W1和W2，当下列哪种情况发生时，最有可能使生态平衡遭到破坏

A.

B.

C.

D.

20、有5个营养级的一条食物链，若第五营养级的生物体重增加1kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物

A.25kgB.125kgC.625kgD.3125kg

21、有一食物网如图1所示。

假如猫头鹰的食物2/5来自兔子，2/5来自老鼠，其余来自蛇，那么猫头鹰要增加20g体重，最多消耗植物多少克？

22、在如下图2所示的食物网中，已知各营养级之间的能量转化效率为10%，若一种生物摄食两种上一营养级的生物时，两种被摄食的生物量相等，则丁每增加10千克生物量，需消耗生产者多少千克？

23、已知在如下图3所示的食物网中，C生物同化的总能量为a，其中A生物直接供给C生物的比例为x，则按最低的能量传递效率计算，需要A生物的总能量（y）与x的函数关系式为____________。

24．在某生态系统中，已知1只2kg的鹰要吃10kg的小鸟，0.25kg的小鸟要吃2kg的昆虫，而100kg的昆虫要吃1000kg的绿色植物。

若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，这只鹰转化绿色植物的百分比应为

A.0.05%B.0.5%C.0.25%D.0.025%

25.图2为生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为7.1×109KJ，B生物种群总能量为2.3×108KJ，从理论上计算，A储藏的总能量最少是

A.7.1×108KJB.4.8×107KJC.5.97×107KJD.2.3×107KJ

26.已知某一营养级生物同化量为1000KJ，其中95%以热呼吸散失，则下一营养级生物获得的能量最多为A.200KJB.40KJC.50KJD.10KJ

27.如果一个人的食物中有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，假如传递效率为10%，那么该人每增加1Kg体重，约消耗植物

A.10KgB.28KgC.100KgD.280Kg

28.在一片草原上，假如一年中至少有70000只昆虫生活才可以养活一只食虫鸟，而食虫鸟若按10%的能量传递效率将能量传给鹰，则理论上每年大约需要3000只食虫鸟才能维持一只鹰的生存，那么如果鹰只靠捕食食虫鸟来生存，则每年至少需要（）只昆虫才能保证一只鹰的生存？

A.2.1×108B.2.8×108C.1.05×108D.无法统计

30.在棉花→棉蚜→食蚜蝇→瓢虫→麻雀→鹰这条食物链中，如果食蚜蝇要有5m2的生活面积才能满足自身的能量需求，则一只鹰的生活空间至少是（）

A.5×103m2B.5×104m2C.53m2D.54m2

31.具有3个营养级的能量金字塔，最上层的体积是最下层的（）

A.10%-20%B.1%-4%C.0.1%-1%D.1%-10%

32.某生态