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2019-2020年高考生物二輪專題復(fù)習(xí) 專題十二 生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境保護(hù) 一、生態(tài)系統(tǒng) （一）概念：由生物群落與它的無(wú)機(jī)環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一的整體。 （二）空間范圍：有大有小，其中生物圈是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)，它是地球上的全部生物及其無(wú)機(jī)環(huán)境的總和。 （三）組成關(guān)系 （四）功能：生態(tài)系統(tǒng)各種組成成分之間通過能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞而聯(lián)系在一起，是一個(gè)具有自我調(diào)節(jié)能力的統(tǒng)一整體。 二、生態(tài)系統(tǒng)的成分 （一）非生物的物質(zhì)（水分、空氣、無(wú)機(jī)鹽等）和能量（陽(yáng)光、熱能等），為生物提供物質(zhì)和能量，是生物群落賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，是生態(tài)系統(tǒng)的必備成分。 （二）生產(chǎn)者：是自養(yǎng)型生物，包括進(jìn)行光合作用的綠色植物及進(jìn)行化能合成作用的微生物。是生態(tài)系統(tǒng)的主要成分（基石），為消費(fèi)者提供食物和棲息場(chǎng)所。 （三）消費(fèi)者：包括植食性動(dòng)物、肉食性動(dòng)物、雜食性動(dòng)物和寄生動(dòng)物。消費(fèi)者能夠加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。此外消費(fèi)者對(duì)于植物的傳粉和種子的傳播等具有重要作用。是生態(tài)系統(tǒng)中最活躍的成分。 （四）分解者：為異養(yǎng)型生物，主要是營(yíng)腐生生活的微生物及腐食性的動(dòng)物（如蚯蚓、蜣螂）。分解者能將動(dòng)植物遺體和動(dòng)物的排遺物分解成無(wú)機(jī)物，供生產(chǎn)者重新利用。是物質(zhì)循環(huán)中的關(guān)鍵成分。 （五）各成分相互關(guān)系（如圖） 三、生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu) （一）食物鏈 1、概念：生態(tài)系統(tǒng)中各生物之間由于食物關(guān)系而形成的一種聯(lián)系。 2、特點(diǎn)：生產(chǎn)者是食物鏈的開始，消費(fèi)者所處營(yíng)養(yǎng)級(jí)不固定；一條食物鏈一般不會(huì)超過五個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。 3、對(duì)食物鏈的分析 （1）每條食物鏈的起點(diǎn)總是生產(chǎn)者，最末是不被其他動(dòng)物所食的動(dòng)物，即最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，中間為多種動(dòng)物，有任何間斷都不算完整的食物鏈。 （2）在食物鏈中，當(dāng)某種生物大量增加時(shí)，一般會(huì)導(dǎo)致作為其食物的上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)量減少，作為其天敵的下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)量增多。 （3）食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物之間是相互制約的，使它們的數(shù)量始終處于一種動(dòng)態(tài)變化中。這種制約可能來(lái)自于種間，也可能來(lái)自于種內(nèi)。 同一種生物在不同食物鏈中，可以占有不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)。 l 植物（生產(chǎn)者）總是第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)； l 植食性動(dòng)物（即一級(jí)/初級(jí)消費(fèi)者）為第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)； l 肉食性動(dòng)物和雜食性動(dòng)物所處的營(yíng)養(yǎng)級(jí)不是一成不變的，如貓頭鷹捕食鼠時(shí)，則處于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)；當(dāng)貓頭鷹捕食吃蟲的小鳥時(shí)，則處于第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)。 （二）食物網(wǎng) 1、概念：在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，許多食物鏈彼此相互交錯(cuò)連接形成的復(fù)雜的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。 2、功能：生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)的渠道。 3、對(duì)食物網(wǎng)的分析 （1）同一種消費(fèi)者在不同的食物鏈中，可以占有不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)。 （2）在食物網(wǎng)中，兩種生物之間的種間關(guān)系有可能出現(xiàn)不同概念上的重合，如蜘蛛與青蛙，二者之間可以既是捕食關(guān)系，又是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。 （3）在食物網(wǎng)中，當(dāng)某種生物因外來(lái)因素而大量增加時(shí)，一般除導(dǎo)致上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)減少，下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)增加外，還會(huì)導(dǎo)致與其有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的生物數(shù)量下降。 （4）在食物網(wǎng)中，當(dāng)某種生物因某種原因而大量減少對(duì)另一種生物的影響，沿不同的線路分析結(jié)果不同時(shí)，應(yīng)以中間環(huán)節(jié)少的為分析依據(jù)。 （5）食物網(wǎng)的復(fù)雜程度主要取決于有食物聯(lián)系的生物種類而并非取決于生物的數(shù)量。 （6）生物數(shù)量往往還表現(xiàn)出與生物的生殖周期等有關(guān)的復(fù)雜關(guān)系。即分析問題時(shí)，既要注意遵循一定的規(guī)律，還要注意事物的復(fù)雜性，如環(huán)境不同，生物可能表現(xiàn)出其特殊性。 第二節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài) 一、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng) 1、過程 a、定義：生物系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程， 輸入生態(tài)系統(tǒng)總能量是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能， 傳遞沿食物鏈、食物網(wǎng)， 散失通過呼吸作用以熱能形式散失的。 b、過程：一個(gè)來(lái)源，三個(gè)去向。 2、特點(diǎn)： l 單向流動(dòng)：生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的能量只能從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，再依次流向下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，不能逆向流動(dòng)，也不能循環(huán)流動(dòng) l 逐級(jí)遞減：能量在沿食物鏈流動(dòng)的過程中，逐級(jí)減少，能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率是10%-20%；可用能量金字塔表示。 在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，能量流動(dòng)過程中消耗的能量越多。 ▲能量金字塔（如圖） ▲能量流動(dòng)的極值計(jì)算 1、在能量流動(dòng)的相關(guān)問題中，若題干中未作具體說(shuō)明，則一般認(rèn)為能量傳遞的最低效率為10%，最高效率是20%。 2、在已知較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量求較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量時(shí)，若求“最多”值，則說(shuō)明較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量按“最低”效率傳遞；若求“最（至）少”值，則說(shuō)明較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量按“最高”效率傳遞。 3、已知較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量求較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量時(shí)，若求“最多”值，則說(shuō)明較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量按“最高”效率傳遞；若求“最（至）少”值，則說(shuō)明較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量按“最低”效率傳遞。 3、研究能量流動(dòng)的意義： （1）可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。 （2）可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。如農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，必須清除雜草、防治農(nóng)作物的病蟲害。 2、 生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán) 1、 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)： （一）概念 1、物質(zhì)：組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素。 2、循環(huán)：無(wú)機(jī)環(huán)境 生物群落。 3、范圍：生物圈。 （2） 特點(diǎn)：1、具有全球性，因此又稱生物地球化學(xué)循環(huán)。 ——碳循環(huán) 1、碳在無(wú)機(jī)環(huán)境中主要以CO2和碳酸鹽形式存在；碳在生物群落的各類生物體中以含碳有機(jī)物的形式存在，并通過生物鏈在生物群落中傳遞；碳的循環(huán)形式是CO2 2、碳從無(wú)機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落的主要途徑是光合作用；碳從生物群落進(jìn)入無(wú)機(jī)環(huán)境的主要途徑有生產(chǎn)者和消費(fèi)者的呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃燒產(chǎn)生CO2 3、過程： 物質(zhì)循環(huán) 特點(diǎn)：具有全球性、循環(huán)性 舉例：碳循環(huán)的形式:CO2 7、物質(zhì)循環(huán)和能量循環(huán)兩者關(guān)系： 項(xiàng)目 能量流動(dòng) 物質(zhì)循環(huán) 形式 以有機(jī)物為載體 無(wú)機(jī)物 特點(diǎn) 單向傳遞、逐級(jí)遞減 往復(fù)循環(huán) 范圍 生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí) 生物圈（全球性） 聯(lián)系 同時(shí)進(jìn)行、相互依存，不可分割： ①能量的固定、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的合成和分解； ②物質(zhì)是能量沿食物鏈（網(wǎng)）流動(dòng)的載體； ③能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的動(dòng)力 圖示 8、實(shí)踐中應(yīng)用：a.任何生態(tài)系統(tǒng)都需要來(lái)自系統(tǒng)外的能量補(bǔ)充 b.幫助人們科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)使能量得到最有效的利用 c.能量多極利用從而提高能量的利用率 d.幫助人們合理調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愑幸娴姆较颉? 6、大氣中CO2過高會(huì)引起溫室效應(yīng) 減少溫室效應(yīng)的措施: a、減少化石燃料的燃燒,使用新能源. B、植樹造林,保護(hù)環(huán)境. 四、物質(zhì)循環(huán)過程中的生物富集作用 （一）概念：是指環(huán)境中的一些污染物（如重金屬、化學(xué)農(nóng)藥）通過食物鏈在生物體內(nèi)大量積累的過程。 （二）富集物特點(diǎn)：化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定不易被分解；在生物體內(nèi)積累而不易排出。 （三）富集過程：隨著食物鏈的延長(zhǎng)而不斷加強(qiáng)，即營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，富集物的濃度越高。 （四）危害：有害物質(zhì)的濃度通過生物富集作用增高，會(huì)對(duì)人體或動(dòng)物造成危害。 一、生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞 （一）信息一般是指日常生活中，可以傳播的消息、情報(bào)、指令、數(shù)據(jù)與信號(hào)等。 （二）種類 1、物理信息：生態(tài)系統(tǒng)中的光、聲、溫度、濕度、磁力等，通過物理過程傳遞的信息，如蜘蛛網(wǎng)的振動(dòng)頻率。 2、化學(xué)信息：生物在生命活動(dòng)中，產(chǎn)生了一些可以傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)，如植物的生物堿、有機(jī)酸，動(dòng)物的性外激素等。 3、行為信息：動(dòng)物的特殊行為，對(duì)于同種或異種生物也能夠傳遞某種信息，如孔雀開屏。 （三）在生態(tài)系統(tǒng)中的作用 1、個(gè)體：生命活動(dòng)的正常進(jìn)行，離不開信息的作用。 2、種群：生物種群的繁衍，離不開信息傳遞。 3、群落和生態(tài)系統(tǒng)：能調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，經(jīng)維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。 四、信息傳遞的過程、相關(guān)比較及應(yīng)用 （一）信息傳遞的一般過程：信源（信息產(chǎn)生）→信息道（信息傳輸）→信宿（信息接收）。 （二）信息傳遞與能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)的比較 項(xiàng)目 區(qū)別 聯(lián)系 來(lái)源 途徑 特點(diǎn) 范圍 能量 流動(dòng) 太陽(yáng)能 食物鏈或 食物網(wǎng) 單向流動(dòng)、逐級(jí)遞 減 食物鏈各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生 物間 共同把生態(tài)系 統(tǒng)各組分聯(lián)系 成一個(gè)統(tǒng)一整 體，并調(diào)節(jié)生 態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定 性 物質(zhì) 循環(huán) 生態(tài)系統(tǒng) 反復(fù)出現(xiàn)，循環(huán)流 動(dòng) 群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之 間 信息 傳遞 生物或 無(wú)機(jī)環(huán)境 多種 發(fā)生生理或行為的 變化（單向或雙向） 生物與生物之間或 生物與環(huán)境之間 物理信息 通過物理過程傳遞的信息，如光、聲、溫度、濕度、磁力等可來(lái)源于無(wú)機(jī)環(huán)境，也可來(lái)自于生物。 ①信息種類 化學(xué)信息 通過信息素傳遞信息的，如，植物生物堿、有機(jī)酸動(dòng)物的性外激素 行為信息 通過動(dòng)物的特殊行為傳遞信息的，對(duì)于同種或異種 生物都可以傳遞 ②范圍：在種內(nèi)、種間及生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間 ③信息傳遞作用：生命活動(dòng)的正常進(jìn)行離不開信息作用，生物種群的繁衍也 離不開 信息傳遞。信息還能調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。 ④應(yīng)用：a .提高農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量。如：模仿動(dòng)物信息吸收昆蟲傳粉， 光照使雞多下蛋 b.對(duì)有害動(dòng)物進(jìn)行控制，生物防治害蟲，用不同聲音誘捕和驅(qū)趕動(dòng)物 一、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 （一）概念：生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力。 （二）生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)：是一種自我調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)基礎(chǔ)是負(fù)反饋調(diào)節(jié)。 （三）種類 1、抵抗力穩(wěn)定性：生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結(jié)構(gòu)與功能保持原狀的能力。 2、恢復(fù)力穩(wěn)定性：生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后恢復(fù)到原狀的能力。 （四）特點(diǎn) 1、不同的生態(tài)系統(tǒng)在兩種穩(wěn)定性的表現(xiàn)上有差異：生態(tài)系統(tǒng)的組分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，其自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)，抵抗力穩(wěn)定性就越高。 2、生態(tài)系統(tǒng)在受到不同的干擾（破壞）后，其恢復(fù)速度與恢復(fù)時(shí)間不同。 抵抗力穩(wěn)定性 抵抗干擾保持原狀 種類 兩者往往是相反關(guān)系 恢復(fù)力穩(wěn)定性 遭到破壞恢復(fù)原狀 備注：營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜 抵抗力穩(wěn)定性越高 恢復(fù)力穩(wěn)定性越低 營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單 抵抗力穩(wěn)定性越低 恢復(fù)力穩(wěn)定性越高 但能力是有限度的，超過限度的干擾會(huì)使生態(tài)系統(tǒng)崩潰 （五）提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 1、控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的干擾程度。 2、實(shí)施相應(yīng)的物質(zhì)、能量投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)關(guān)系。 二、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的理解和調(diào)節(jié) （一）生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的理解：生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定階段，它的結(jié)構(gòu)和功能能夠保持相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，表現(xiàn)出來(lái)的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力?？梢詮囊韵聨讉€(gè)方面理解： 1、結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定：生態(tài)系統(tǒng)中動(dòng)、植物種類及數(shù)量不是不變的，而是在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，但不會(huì)變化太大。 2、功能的相對(duì)穩(wěn)定：生物群落能量的輸入量與輸出量保持相對(duì)平衡，物質(zhì)的輸入與輸出保持相對(duì)平衡。 3、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)系：一般可表示如右： 4、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定是系統(tǒng)內(nèi)部自我調(diào)節(jié)的結(jié)果，這種自我調(diào)節(jié)主要是依靠群落內(nèi)部種間關(guān)系及種內(nèi)斗爭(zhēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 （二）生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力 1、負(fù)反饋調(diào)節(jié) （1）作用：是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)，能使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到相對(duì)平衡。 （2）實(shí)例：草原上食草動(dòng)物和植物的數(shù)量變化 （3）結(jié)果：抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分變化，從而達(dá)到和保持穩(wěn)態(tài)平衡。 生態(tài)系統(tǒng)成分 食物網(wǎng) 自我調(diào)節(jié)能力 越多 越復(fù)雜 大 越少 越簡(jiǎn)單 小 2、自我調(diào)節(jié)能力的大小 二、生態(tài)環(huán)境的保護(hù)： 1、我國(guó)由于人口基數(shù)大而且出生率大于死亡率，所以近百年來(lái)呈“J”型； 2、人口增長(zhǎng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響： a、人均耕地減少 b、燃料需求增加 c、多種物質(zhì)、精神需求 d、社會(huì)發(fā)展 地球的人口環(huán)境容納量是有限的，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了沉重壓力。 3、我國(guó)應(yīng)對(duì)的措施：a、控制人口增長(zhǎng) b、加大環(huán)境保護(hù)的力度 c、加強(qiáng)生物多樣性保護(hù)和生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展 4、全球環(huán)境問題：a.全球氣候變化 b.水資源短缺 c.臭氧層破壞 d.酸雨 e.土地荒漠化 f.海洋污染 g.生物多樣性銳減 5、生物多樣性 ①概念：生物圈內(nèi)所有的植物、動(dòng)物、微生物，它們所擁有的全部基因及各種 各樣的生態(tài)系統(tǒng)共同構(gòu)成了生物的多樣性。 潛在價(jià)值 目前不清楚 ②價(jià)值 間接價(jià)值 生態(tài)系統(tǒng)區(qū)別調(diào)節(jié)功能 直接價(jià)值 食用藥用 工業(yè)用 旅游觀賞 科研 文學(xué)藝術(shù) ③保護(hù)措施 就地保護(hù) 建立自然保護(hù)區(qū)和風(fēng)景名勝區(qū) 是生物多樣性最 有效 的保護(hù)。 易地保護(hù) 將滅絕的物種提供 最后的生存機(jī)會(huì) 利用生物技術(shù)對(duì)瀕危物種基因進(jìn)行保護(hù) 協(xié)調(diào)好人與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系（關(guān)鍵） 反對(duì)盲目的掠奪式地開發(fā)利用（合理利用是最好的保護(hù)） 6、可持續(xù)發(fā)展 ①定義：在不犧牲未來(lái)幾代人需要的情況下，滿足我們這代人的需要，它是追求自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的持久而協(xié)調(diào)發(fā)展。 ②措施：a.保護(hù)生物多樣性 b.保護(hù)環(huán)境和資源 c.建立人口、環(huán)境、科技和資源消費(fèi)之間的協(xié)調(diào)和平衡。