2018-2019高中生物 第4章 生物与环境的协调发展 4.1 生态系统是一个相对稳定的系统 4.1.2-4.14课件 北师大版必修3

二 生态系统中的能量流动 三 生态系统中的物质循环 四 生态系统中的信息传递,1.会应用能量流动特点解释生物学问题,并会进行相关计算。 2.识别物质循环图解各组成成分。 3.举例说明生态系统的信息类型及作用。,一,二,三,一、生态系统中的能量流动 1.能量流动的一般过程 (1)能量流动:在生态系统中,能量的输入、传递和输出的整个过程称为生态系统中的能量流动。 (2)输入生态系统的总能量:等于生产者所固定的太阳能总量。 (3)起点:生产者把太阳光能转化成化学能,贮存于有机物中。 (4)能量流动的途径:食物链和食物网。,一,二,三,2.能量流动的基本特征 (1)能量流动是单向的,而不是循环往复的。 (2)能量在流动的过程中逐级减少,能量在相邻两个营养级间的传递效率(林德曼效率)是10%20%。 (3)能量流动的模型:能量金字塔。 3.研究生态系统中能量流动的意义 由于生态系统中几乎所有的能量都来源于生产者对太阳能的固定,所以,只有加强对绿色植物的合理利用,才能让生态系统更好地服务于我们的生产和生活。,一,二,三,二、生态系统中的物质循环 1.水的循环,一,二,三,2.碳的循环 (1)循环形式:碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的。 (2)循环途径:食物链和食物网。 (3)图解:,A、B、C、D表示的生物类群是:A是生产者,B是分解者,C是次级消费者,D是初级消费者。表示的过程分别是:表示 光合作用,表示呼吸作用,表示呼吸作用,表示捕食,表示呼吸作用,表示燃烧。,一,二,三,3.氮循环 (1)固氮:根瘤菌将处于游离状态的氮气转变为无机氮的化合物(主要是硝酸盐和氨),供给植物直接利用,这一过程称为固氮。 (2)氮循环:途径复杂,主要是由于含氮化合物的种类较多,而且每一个环节上都有特定的微生物参加。,一,二,三,4.三种循环的比较,一,二,三,5.物质循环和能量流动的关系 (1)联系:生态系统的主要功能是进行能量流动和物质循环,二者同时进行,彼此相互依存,是一个不可分割的整体。 (2)区别:物质循环的特点不同于能量流动,物质可以被生物群落反复利用,而能量流动是单向的、逐级递减的,是不循环的。,一,二,三,三、生态系统中的信息传递 1.信息的基本类型 (1)信息:在生态系统中,能够引起生物产生生理、生化和行为变化的各种信号,都称为信息。 (2)类型。 物理信息:以物理过程为传递形式的信息,包括生态系统中的各种光、颜色、电、磁、声音、热等。 化学信息:生态系统中各个层次的生物所产生的一些代谢产物,影响、协调生态系统的各种功能而形成的信息。 行为信息:生物在生长发育、生命活动的过程中某些特殊表现和特殊行动所传达的信息。 营养信息:营养状况和环境中食物的改变会引起生物在生理、生化和行为上的变化,这些变化所产生的信息称为营养信息。,一,二,三,2.信息传递的基本过程 (1)信息传递:生态系统中的各种信息在生态系统的各成员之间及各成员内部的交换流动,称为生态系统的信息传递。 (2)信息传递的特点:双向的。 (3)基本过程:信源发送器官信道接收器官信宿。 3.形形色色的信息传递 (1)传递范围:信息的传递不仅存在于同种个体之间,在生态系统中,非生物环境、生产者、消费者和分解者之间都存在着密切的信息联系。 (2)方式:很多。例如,植物花朵的鲜艳颜色可作为一种刺激信息,招引授粉的昆虫;多数昆虫在飞行时能发出低频的声音,这往往是异性间进行交流、引诱交配的信号;现在已知的所有鸟类都能发出声音,进行信息传递。,1,2,4,3,5,1.生态系统各营养级能量的来源与去路,1,2,4,3,5,第一营养级的能量分析:,1,2,4,3,5,2.生物金字塔 如果将单位时间内各个营养级所得的能量数值,由低到高绘制成图,可形成一个能量金字塔。根据生态系统内各个营养级的生物数量和生物量(现存生物有机物的总质量)数值,可制成数量金字塔和生物量金字塔。现在把它们比较如下表:,1,2,4,3,5,1,2,4,3,5,3.生态系统的物质循环 (1)参与循环的物质:组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素。 (2)循环的具体形式:组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境之间的往返运动,是伴随着复杂的物质变化和能量转化而进行的,并不是单纯的元素的移动。 (3)物质循环的两个“支点”:无机环境与生物群落。 (4)生物群落在物质循环中的作用:无机环境中的基本元素转变为生物体内的生命物质及生物体内的生命物质转变为无机环境中的基本元素,都是依靠生物体内的生物化学反应完成的,因而物质循环虽然是在无机环境与生物群落之间进行,但起决定作用的是生物群落。,1,2,4,3,5,(5)特点。 全球性:物质循环的范围是生物圈,因此生态系统的物质循环又叫生物地球化学循环。 循环流动:物质循环,既然称为“循环”就不像能量的流动那样是逐级递减、单向性的,物质可以在无机环境与生物群落之间反复利用、循环流动。,1,2,4,3,5,4.能量流动与物质循环的关系,1,2,4,3,5,1,2,4,3,5,5.比较生态系统的三大功能,题型一,题型二,题型三,【例1】 下图表示某草原生态系统中能量流动图解,表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是( ) A.是流入该生态系统的总能量 B.分解者分解动植物尸体释放出来的能量,可供绿色植物再利用 C.图中/的比值代表“草兔”的能量传递效率 D.和分别属于草和兔同化量的一部分,题型一,题型二,题型三,解析流入该生态系统的总能量应该是生产者(草)所固定的太阳能的总量,而仅是其中的一部分,所以A项错误。分解者分解动植物尸体释放的能量,最终是以热能的形式散失,而热能是不能被绿色植物再利用的,所以B项错误。图中分别是流向兔和狐的能量,二者之比不能代表“草兔”的能量传递效率,所以C项错误。是兔排出的粪便中所含的能量,兔是初级消费者,初级消费者的粪便所含的能量应该属于生产者(草)同化量的一部分;同理,应属于兔同化量的一部分,所以D项正确。 答案D,题型一,题型二,题型三,【例2】 右图为某一生态系统的能量金字塔,其中、分别代表不同的营养级,E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是( ) A.是初级消费者 B.为分解者 C.E1为太阳能,E2为热能 D.能量可在食物链中循环利用 解析:生态系统的能量金字塔是由生产者和各级消费者构成的,不包括分解者,生产者位于金字塔的底层,所以A、B两项错误。能量在食物链中的流动是单向的,不能循环利用,D项错误。E2为生产者和各级消费者呼吸作用释放出的热能,E1为太阳能,C项正确。 答案:C,题型一,题型二,题型三,【例3】 生态系统中C、N等元素流动的特点是( ) A.单向的 B.循环地、反复地出现,由一种形式转变成另一种形式 C.逐级递减的 D.快速运动的 解析:在生态系统中,组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素,不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落回到无机环境的循环过程。循环过程中,元素的存在形式会由一种形式转变为另一种形式。 答案:B,1 2 3 4,1下列不属于生态系统信息传递的是( ) A.心猿意马 B.飞蛾扑火 C.花香引蝶 D.老马识途 解析:生态系统中的信息包括物理信息、化学信息、营养信息和行为信息,飞蛾扑火、花香引蝶、老马识途都属于信息传递。A项表示人的一种心理状态,不是信息传递。 答案:A,1 2 3 4,2在碳循环中,无机环境和生物群落相联系的生理作用是 ( ) 光合作用 呼吸作用 蒸腾作用 化能合成作用 A. B. C. D. 解析:在碳循环中,碳进入生物群落通过自养型生物的同化作用才能实现。自养型生物的同化作用有两种基本类型:一是绿色植物和光合细菌的光合作用;二是一些细菌的化能合成作用。生物群落中的碳回到无机环境中,必须通过异化作用才能实现,如动植物的呼吸作用、微生物的分解作用。蒸腾作用是植物水分代谢的一部分,在水循环中起一定的作用。 答案:B,1 2 3 4,3萤火虫通过闪光来识别同伴;草原上的鸟在发现天敌后,雄鸟急速起飞,扇动翅膀为雌鸟发出信号;某种植物根系能分泌一种使休眠的真菌孢子发芽的化合物,如将这类物质在作物播种前施入土中,就可以使休眠孢子提前发芽,使其找不到寄主而死亡。以上三个实例分别体现了哪一种信息的作用?( ) A.物理信息、化学信息、行为信息 B.物理信息、行为信息、化学信息 C.行为信息、物理信息、化学信息 D.化学信息、行为信息、物理信息 解析:萤火虫闪的“光”是物理信息。鸟发现天敌后,急速起飞,扇动翅膀,强调的是特殊的行为,所以属于行为信息。题干中植物根系分泌的是一种化学物质,属于化学信息。 答案:B,1 2 3 4,4大气中的水、陆地上的水以及海洋中的水实现循环的途径是( ) A.海洋中的水流入陆地 B.蒸发、降水和地表径流 C.陆地流入海洋 D.蒸发、降水 解析:大气中的水与陆地、海洋中的水都是以蒸发、降水的形式进行循环的,陆地中的水还有一部分以地表径流的形式进入海洋。 答案:B,