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生态系统 1．概念：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。 2．范围：有大有小。地球上最大的生态系统是生物圈。 3．结构：组成成分和营养结构(食物链和食物网)。 4．类型：自然生态系统和人工生态系统两大类。 生态系统的结构 一．生态系统的组成成分 (1)非生物的物质和能量：阳光、热能、水、空气、无机盐等。 (2)生产者：自养生物，主要指绿色植物。 (3)消费者：主要指动物。 (4)分解者：腐生生活的细菌、真菌等。 二．生态系统的营养结构——食物链和食物网 1．食物链类型 食物链包括三种类型：捕食链、寄生链和腐生链。高中生物所涉及的食物链，实际上是捕食链，是由消费者和生产者之间通过食物关系形成的。 2．食物链图示及构成条件 (1)模式图：A→B→C→D→E。 3．食物链与食物网作用 (1))食物链和食物网是生态系统的营养结构。 (2)食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的渠道。 观察下面图示，回答相关问题。 1．图示食物网中包含8条食物链。 2．写出图中含营养级最多的食物链：草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰。 3．图中猫头鹰同时占有第三、四、五、六营养级。 4．图中哪些生物属于次级消费者？狐、猫头鹰、吃虫的鸟、蜘蛛、青蛙、蛇。 5．写出图示食物网中未包含的生态系统的成分：非生物的物质和能量、分解者。 6．从图中可以看出，青蛙和蜘蛛之间的关系是：捕食和竞争。 7．由图示可看出，食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而并非取决于生物数量。 三．生态系统中某种生物减少对其他生物数量变化的影响 (1)食物链中，若处于第一营养级的生物数量减少，后面的各营养级生物数量依次减少。 (2)一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者数量变化是先增加后减少，最后趋于稳定。 (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，一般不需要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，若其中一条食物链被中断，则该种群可通过多食其他食物来维持其数量基本不变。 (4)同时占有两个营养级的种群数量变化的连锁反应分析 ①a种群的数量变化导致b种群的营养级降低时，则b种群的数量将增加。 ②a种群的数量变化导致b种群的营养级升高时，则b种群的数量将减少。 ③实例：如图所示的食物网中，蚱蜢突然减少，则以它为食的蜥蜴减少，蛇也减少，蛇减少则鹰就更多地吃兔和食草籽的鸟，从而导致兔及食草籽的鸟减少。在这里必须明确蛇并非鹰的唯一食物，所以蛇减少并不会造成鹰的减少，它可依靠其他食物来源而维持数量基本不变。 生态系统的能量流动 1、能量流动的概念：生态系统中能量的输入、传递和散失的过程。 1）能量流动源头：太阳能 2）流经一个生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能； 3）生态系统中的能量流动从生产者固定太阳能开始； 输入相关生理过程：（光合作用、化能合成作用） 4)生态系统中的能量通过食物链和食物网流动的。 能量传递形式：有机物 能量的散失相关生理过程：细胞呼吸 能量的散失形式：热能 2、能量流动的过程 (2)能量去向：流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可从以下两个角度分析： ②定量定时：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：a.自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。 3、能量流动的特点： 单向流动：生态系统内的能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向下一个营养级，不能逆向流动，也不能循环流动 逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%；可用能量金字塔表示。 在一个生态系统中，营养级越多，能量流动过程中消耗的能量就越多。 能量传递效率的计算公式 相邻两个营养级的传递效率＝ 能量金字塔永远正立 数量金字塔有倒立情况 3、研究能量流动的意义： （1）可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。 （2）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。 如农田生态系统中，必须清除杂草、防治农作物的病虫害。 3．能量流动特点及原因分析 在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物在营养级上的差别，能量传递效率为10%～20%，解题时注意题目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊的字眼，从而确定使用10%或20%来解题。 (1)设食物链为A→B→C→D，分情况讨论如下： ①已知D营养级的能量为M，则至少需要A营养级的能量＝M÷(20%)3；最多需要A营养级的能量＝M÷(10%)3。 ②已知A营养级的能量为N，则D营养级获得的最多能量＝N×(20%)3；最少能量＝N×(10%)3。
(2)在食物网中分析： 如在 ①食物链越短，最高营养级获得的能量越多。 ②生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量越少，如已知D营养级的能量为M，计算至少需要A营养级的能量，应取最短食物链A→D，并以20%的效率进行传递，即等于M÷20%；计算最多需要A营养级的能量时，应取最长的食物链A→B→C→D，并以10%的效率进行传递，即等于M÷(10%)3。 (3)在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。 能量传递效率≠能量利用率 ①能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%～20%。 ②能量利用率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。 生态系统的物质循环一．物质循环的概念：在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、Ca等化学元素，不断进行着从无机环境到生物群落，再回到无机环境的循环。其中的生态系统是指生物圈，所以又称生物地球化学循环。 二. 碳循环过程 1．碳循环过程 在无机环境中：主要以CO2和碳酸盐形式存在。
(1)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用或化能合成作用。
（3）在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。 （4）在生物群落和无机环境间：以CO2形式循环。 (3)温室效应的产生原因： ①化学燃料的大量燃烧，产生大量CO2。(主要原因) ②植被破坏，降低了对大气中CO2的调节能力。 温室效应缓解对策：①保护和增加植被；②开发新能源，减少化石燃料的使用。 2．物质循环的特点 (1)全球性：物质循环的范围是生物圈。 (2)往复循环，重复利用：物质可以在无机环境和生物群落之间反复利用。 三.物质循环与能量流动的关系
补充：什么是生物富集作用？ 概念：是指环境中的一些污染物（如重金属、化学农药）通过食物链在生物体内大量累积的过程。 富集物的特点：化学性质稳定不易被分解；在生物体内积累而不易排出。 富集过程：随着食物链的延长而不断加强，即营养级越高，富集物的浓度越高。
模型法判断碳循环中的各种成分 先据双向箭头“⇌”确定“非生物的物质和能量”和“生产者”，再判断两者中有“3”个指出箭头的D为“生产者”，有“3”个指入箭头的C为“非生物的物质和能量”，最后根据D→A→B，确定A为消费者、B为分解者
生态系统的信息传递和稳定性 一、 生态系统的信息传递 1．概念：是指日常生活中，可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。 2．种类：包括物理信息、化学信息、行为信息。 3．作用 (1)生命活动的正常进行，离不开信息的作用。 (2)生物种群的繁衍，也离不开信息的传递。 (3)信息还能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。 4．应用：提高农产品或畜产品的产量、对有害动物进行控制。 1．根据下表中的实例确定信息类别、来源及传递形式
3．能量流动、物质循环与信息传递的区别与联系
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