2018-2019高中生物 第4章 生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展 4.1 生態(tài)系統(tǒng)是一個相對穩(wěn)定的系統(tǒng) 4.1.2-4.14課件 北師大版必修3.ppt

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1、二生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動三生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)四生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞,1.會應(yīng)用能量流動特點解釋生物學(xué)問題,并會進(jìn)行相關(guān)計算。2.識別物質(zhì)循環(huán)圖解各組成成分。3.舉例說明生態(tài)系統(tǒng)的信息類型及作用。,一,二,三,一、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動1.能量流動的一般過程(1)能量流動:在生態(tài)系統(tǒng)中,能量的輸入、傳遞和輸出的整個過程稱為生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動。(2)輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量:等于生產(chǎn)者所固定的太陽能總量。(3)起點:生產(chǎn)者把太陽光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能,貯存于有機(jī)物中。(4)能量流動的途徑:食物鏈和食物網(wǎng)。,,,,,,,一,二,三,2.能量流動的基本特征(1)能量流動是單向的,而不是循環(huán)往復(fù)的。(2)能量在流

2、動的過程中逐級減少,能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率(林德曼效率)是10%~20%。(3)能量流動的模型:能量金字塔。3.研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的意義由于生態(tài)系統(tǒng)中幾乎所有的能量都來源于生產(chǎn)者對太陽能的固定,所以,只有加強(qiáng)對綠色植物的合理利用,才能讓生態(tài)系統(tǒng)更好地服務(wù)于我們的生產(chǎn)和生活。,,,,,,,一,二,三,二、生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)1.水的循環(huán),,,一,二,三,2.碳的循環(huán)(1)循環(huán)形式:碳在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進(jìn)行的。(2)循環(huán)途徑:食物鏈和食物網(wǎng)。(3)圖解:,A、B、C、D表示的生物類群是:A是生產(chǎn)者,B是分解者,C是次級消費者,D是初級消費者。①~⑥表示

3、的過程分別是:①表示光合作用,②表示呼吸作用,③表示呼吸作用,④表示捕食,⑤表示呼吸作用,⑥表示燃燒。,,,,,,,,,,,,,,一,二,三,3.氮循環(huán)(1)固氮:根瘤菌將處于游離狀態(tài)的氮氣轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)氮的化合物(主要是硝酸鹽和氨),供給植物直接利用,這一過程稱為固氮。(2)氮循環(huán):途徑復(fù)雜,主要是由于含氮化合物的種類較多,而且每一個環(huán)節(jié)上都有特定的微生物參加。,,,,,一,二,三,4.三種循環(huán)的比較,一,二,三,5.物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系(1)聯(lián)系:生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是進(jìn)行能量流動和物質(zhì)循環(huán),二者同時進(jìn)行,彼此相互依存,是一個不可分割的整體。(2)區(qū)別:物質(zhì)循環(huán)的特點不同于能量流動,物質(zhì)可以

4、被生物群落反復(fù)利用,而能量流動是單向的、逐級遞減的,是不循環(huán)的。,,,,一,二,三,三、生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞1.信息的基本類型(1)信息:在生態(tài)系統(tǒng)中,能夠引起生物產(chǎn)生生理、生化和行為變化的各種信號,都稱為信息。(2)類型。①物理信息:以物理過程為傳遞形式的信息,包括生態(tài)系統(tǒng)中的各種光、顏色、電、磁、聲音、熱等。②化學(xué)信息:生態(tài)系統(tǒng)中各個層次的生物所產(chǎn)生的一些代謝產(chǎn)物,影響、協(xié)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)的各種功能而形成的信息。③行為信息:生物在生長發(fā)育、生命活動的過程中某些特殊表現(xiàn)和特殊行動所傳達(dá)的信息。④營養(yǎng)信息:營養(yǎng)狀況和環(huán)境中食物的改變會引起生物在生理、生化和行為上的變化,這些變化所產(chǎn)生的信息稱為營養(yǎng)信

5、息。,,,,,,一,二,三,2.信息傳遞的基本過程(1)信息傳遞:生態(tài)系統(tǒng)中的各種信息在生態(tài)系統(tǒng)的各成員之間及各成員內(nèi)部的交換流動,稱為生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞。(2)信息傳遞的特點:雙向的。(3)基本過程:信源→發(fā)送器官→信道→接收器官→信宿。3.形形色色的信息傳遞(1)傳遞范圍:信息的傳遞不僅存在于同種個體之間,在生態(tài)系統(tǒng)中,非生物環(huán)境、生產(chǎn)者、消費者和分解者之間都存在著密切的信息聯(lián)系。(2)方式:很多。例如,植物花朵的鮮艷顏色可作為一種刺激信息,招引授粉的昆蟲;多數(shù)昆蟲在飛行時能發(fā)出低頻的聲音,這往往是異性間進(jìn)行交流、引誘交配的信號;現(xiàn)在已知的所有鳥類都能發(fā)出聲音,進(jìn)行信息傳遞。,,,,,,,

6、1,2,4,3,5,1.生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級能量的來源與去路,1,2,4,3,5,第一營養(yǎng)級的能量分析:,1,2,4,3,5,2.生物金字塔如果將單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得的能量數(shù)值,由低到高繪制成圖,可形成一個能量金字塔。根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各個營養(yǎng)級的生物數(shù)量和生物量(現(xiàn)存生物有機(jī)物的總質(zhì)量)數(shù)值,可制成數(shù)量金字塔和生物量金字塔?，F(xiàn)在把它們比較如下表:,1,2,4,3,5,1,2,4,3,5,3.生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)(1)參與循環(huán)的物質(zhì):組成生物體的C、H、O、N、P、S等化學(xué)元素。(2)循環(huán)的具體形式:組成生物體的基本元素在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間的往返運動,是伴隨著復(fù)雜的物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化而進(jìn)行的,并

7、不是單純的元素的移動。(3)物質(zhì)循環(huán)的兩個“支點”:無機(jī)環(huán)境與生物群落。(4)生物群落在物質(zhì)循環(huán)中的作用:無機(jī)環(huán)境中的基本元素轉(zhuǎn)變?yōu)樯矬w內(nèi)的生命物質(zhì)及生物體內(nèi)的生命物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)環(huán)境中的基本元素,都是依靠生物體內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng)完成的,因而物質(zhì)循環(huán)雖然是在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間進(jìn)行,但起決定作用的是生物群落。,1,2,4,3,5,(5)特點。①全球性:物質(zhì)循環(huán)的范圍是生物圈,因此生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。②循環(huán)流動:物質(zhì)循環(huán),既然稱為“循環(huán)”就不像能量的流動那樣是逐級遞減、單向性的,物質(zhì)可以在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間反復(fù)利用、循環(huán)流動。,1,2,4,3,5,4.能量流動與物質(zhì)循環(huán)的

8、關(guān)系,1,2,4,3,5,1,2,4,3,5,5.比較生態(tài)系統(tǒng)的三大功能,題型一,題型二,題型三,【例1】下圖表示某草原生態(tài)系統(tǒng)中能量流動圖解,①~④表示相關(guān)過程能量流動量。下列有關(guān)敘述正確的是()A.①是流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量B.分解者分解動植物尸體釋放出來的能量,可供綠色植物再利用C.圖中②/①的比值代表“草→兔”的能量傳遞效率D.③和④分別屬于草和兔同化量的一部分,題型一,題型二,題型三,解析流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量應(yīng)該是生產(chǎn)者(草)所固定的太陽能的總量,而①僅是其中的一部分,所以A項錯誤。分解者分解動植物尸體釋放的能量,最終是以熱能的形式散失,而熱能是不能被綠色植物再利用的,所以B項錯誤

9、。圖中①②分別是流向兔和狐的能量,二者之比不能代表“草→兔”的能量傳遞效率,所以C項錯誤。③是兔排出的糞便中所含的能量,兔是初級消費者,初級消費者的糞便所含的能量應(yīng)該屬于生產(chǎn)者(草)同化量的一部分;同理,④應(yīng)屬于兔同化量的一部分,所以D項正確。答案D,題型一,題型二,題型三,【例2】右圖為某一生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養(yǎng)級,E1、E2代表能量的形式。下列敘述正確的是()A.Ⅰ是初級消費者B.Ⅳ為分解者C.E1為太陽能,E2為熱能D.能量可在食物鏈中循環(huán)利用解析:生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔是由生產(chǎn)者和各級消費者構(gòu)成的,不包括分解者,生產(chǎn)者位于金字塔的底層,所以A、B兩項錯

10、誤。能量在食物鏈中的流動是單向的,不能循環(huán)利用,D項錯誤。E2為生產(chǎn)者和各級消費者呼吸作用釋放出的熱能,E1為太陽能,C項正確。答案:C,,,題型一,題型二,題型三,【例3】生態(tài)系統(tǒng)中C、N等元素流動的特點是()A.單向的B.循環(huán)地、反復(fù)地出現(xiàn),由一種形式轉(zhuǎn)變成另一種形式C.逐級遞減的D.快速運動的解析:在生態(tài)系統(tǒng)中,組成生物體的C、H、O、N、P、S等化學(xué)元素,不斷進(jìn)行著從無機(jī)環(huán)境到生物群落,又從生物群落回到無機(jī)環(huán)境的循環(huán)過程。循環(huán)過程中,元素的存在形式會由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。答案:B,,,1234,,,,,,1下列不屬于生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞的是()A.心猿意馬B.飛蛾撲火C.花香引蝶D.

11、老馬識途解析:生態(tài)系統(tǒng)中的信息包括物理信息、化學(xué)信息、營養(yǎng)信息和行為信息,飛蛾撲火、花香引蝶、老馬識途都屬于信息傳遞。A項表示人的一種心理狀態(tài),不是信息傳遞。答案:A,,,1234,,,,,,2在碳循環(huán)中,無機(jī)環(huán)境和生物群落相聯(lián)系的生理作用是()①光合作用②呼吸作用③蒸騰作用④化能合成作用A.①②B.①②④C.②③④D.②③解析:在碳循環(huán)中,碳進(jìn)入生物群落通過自養(yǎng)型生物的同化作用才能實現(xiàn)。自養(yǎng)型生物的同化作用有兩種基本類型:一是綠色植物和光合細(xì)菌的光合作用;二是一些細(xì)菌的化能合成作用。生物群落中的碳回到無機(jī)環(huán)境中,必須通過異化作用才能實現(xiàn),如動植物的呼吸作用、微生物的分解作用。蒸騰作用是植物水

12、分代謝的一部分,在水循環(huán)中起一定的作用。答案:B,,,1234,,,,,,3螢火蟲通過閃光來識別同伴;草原上的鳥在發(fā)現(xiàn)天敵后,雄鳥急速起飛,扇動翅膀為雌鳥發(fā)出信號;某種植物根系能分泌一種使休眠的真菌孢子發(fā)芽的化合物,如將這類物質(zhì)在作物播種前施入土中,就可以使休眠孢子提前發(fā)芽,使其找不到寄主而死亡。以上三個實例分別體現(xiàn)了哪一種信息的作用?()A.物理信息、化學(xué)信息、行為信息B.物理信息、行為信息、化學(xué)信息C.行為信息、物理信息、化學(xué)信息D.化學(xué)信息、行為信息、物理信息解析:螢火蟲閃的“光”是物理信息。鳥發(fā)現(xiàn)天敵后,急速起飛,扇動翅膀,強(qiáng)調(diào)的是特殊的行為,所以屬于行為信息。題干中植物根系分泌的是一種化學(xué)物質(zhì),屬于化學(xué)信息。答案:B,,,1234,,,,,,4大氣中的水、陸地上的水以及海洋中的水實現(xiàn)循環(huán)的途徑是()A.海洋中的水流入陸地B.蒸發(fā)、降水和地表徑流C.陸地流入海洋D.蒸發(fā)、降水解析:大氣中的水與陸地、海洋中的水都是以蒸發(fā)、降水的形式進(jìn)行循環(huán)的,陸地中的水還有一部分以地表徑流的形式進(jìn)入海洋。答案:B,,,