高考生物二轮专题复习 专题十二 生态系统和环境保护

专题十五生态系统和环境保护
一、生态系统
（一）概念：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一的整体。

（二）空间范围：有大有小，其中生物圈是地球上最大的生态系统，它是地球上的全部生物及其无机环境
的总和。

（三）组成关系
（四）功能：生态系统各种组成成分之间通过能
量流动、物质循环和信息传递而联系在一起，是
一个具有自我调节能力的统一整体。

二、生态系统的成分
（一）非生物的物质（水分、空气、无机盐等）和能量（阳光、热能等），为生物提供物质和能量，是生物群落赖以生存和发展的基础，是生态系统的必备成分。

（二）生产者：是自养型生物，包括进行光合作用的绿色植物及进行化能合成作用的微生物。

是生态系统的主要成分（基石），为消费者提供食物和栖息场所。

（三）消费者：包括植食性动物、肉食性动物、杂食
性动物和寄生动物。

消费者能够加快生态系统的物质
循环。

此外消费者对于植物的传粉和种子的传播等具
有重要作用。

是生态系统中最活跃的成分。

（四）分解者：为异养型生物，主要是营腐生生活的
微生物及腐食性的动物（如蚯蚓、蜣螂）。

分解者能
将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，供生产
者重新利用。

是物质循环中的关键成分。

（五）各成分相互关系（如图）
三、生态系统的营养结构
（一）食物链
1、概念：生态系统中各生物之间由于食物关系而形成的一种联系。

2、特点：生产者是食物链的开始，消费者所处营养级不固定；一条食物链一般不会超过五个营养级。

3、对食物链的分析
（1）每条食物链的起点总是生产者，最末是不被其他动物所食的动物，即最高营养级，中间为多种动物，有任何间断都不算完整的食物链。

（2）在食物链中，当某种生物大量增加时，一般会导致作为其食物的上一营养级数量减少，作为其天敌的下一营养级数量增多。

（3）食物链中各营养级生物之间是相互制约的，使它们的数量始终处于一种动态变化中。

这种制约可能来自于种间，也可能来自于种内。

同一种生物在不同食物链中，可以占有不同的营养级。

●植物（生产者）总是第一营养级；
●植食性动物（即一级/初级消费者）为第二营养级；
●肉食性动物和杂食性动物所处的营养级不是一成不变的，如猫头鹰捕食鼠时，则处于第三营养级；当
猫头鹰捕食吃虫的小鸟时，则处于第四营养级。

（二）食物网
1、概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接形成的复杂的营养结构。

2、功能：生态系统物质循环、能量流动的渠道。

3、对食物网的分析
（1）同一种消费者在不同的食物链中，可以占有不同的营养级。

（2）在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合，如蜘蛛与青蛙，二者之间可以既是捕食关系，又是竞争关系。

（3）在食物网中，当某种生物因外来因素而大量增加时，一般除导致上一营养级减少，下一营养级增加外，还会导致与其有竞争关系的生物数量下降。

（4）在食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少对另一种生物的影响，沿不同的线路分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。

（5）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的数量。

（6）生物数量往往还表现出与生物的生殖周期等有关的复杂关系。

即分析问题时，既要注意遵循一定的规律，还要注意事物的复杂性，如环境不同，生物可能表现出其特殊性。

第二节生态系统的稳态
一、生态系统中的能量流动 1、过程
a 、定义：生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程， 输入生态系统总能量是生产者固定的太阳能， 传递沿食物链、食物网，
散失通过呼吸作用以热能形式散失的。

b 、过程：一个来源，三个去向。

2、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越多。

▲能量金字塔（如图）
▲能量流动的极值计算
1、在能量流动的相关问题中，若题干中未作具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率是20%。

2、在已知较高营养级生物的能量求较低营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级的能量按“最低”效率传递；若求“最（至）少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递。

3、已知较低营养级生物的能量求较高营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级的能量按“最高”效率传递；若求“最（至）少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递。

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。

二、生态系统中的物质循环 一、生态系统的物质循环： （一）概念
1、物质：组成生物体的C 、H 、O 、N 、P 、S 等元素。

2、循环：无机环境
生物群落。

3、范围：生物圈。

（二）特点：1、具有全球性，因此又称生物地球化学循环。

——碳循环
1、碳在无机环境中主要以CO 2和碳酸盐形式存在；碳在生物群落的各类生物体中以含碳有机物的形式存在，并通过生物链在生物群落中传递；
大气中的CO 2
燃
烧
光合作用
呼吸作用
植物动物捕食
微生物的呼呼吸作用
碳的循环形式是CO 2
2、碳从无机环境进入生物群落的主要途径是光合作用；碳从生物群落进入无机环境的主要途径有生产者和消费者的呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧产生CO 2
3、过程：
物质循环 特点：具有全球性、循环性 举例：碳循环的形式:CO 2 7、物质循环和能量循环两者关系：
项目 能量流动 物质循环 形式 以有机物为载体 无机物 特点 单向传递、逐级递减 往复循环 范围
生态系统各营养级
生物圈（全球性）
联系
同时进行、相互依存，不可分割：
①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解； ②物质是能量沿食物链（网）流动的载体； ③能量是物质在生态系统中往复循环的动力
图示
8、实践中应用：a.任何生态系统都需要来自系统外的能量补充
b.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
c.能量多极利用从而提高能量的利用率
d.帮助人们合理调整生态系统中能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类有益的方
向。

6、大气中CO 2过高会引起温室效应 减少温室效应的措施:
a 、减少化石燃料的燃烧,使用新能源. B 、植树造林,保护环境.
四、物质循环过程中的生物富集作用
（一）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积累的过程。

（二）富集物特点：化学性质稳定不易被分解；在生物体内积累而不易排出。

（三）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。

（四）危害：有害物质的浓度通过生物富集作用增高，会对人体或动物造成危害。

一、生态系统的信息传递
（一）信息一般是指日常生活中，可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。

（二）种类
1、物理信息：生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，如蜘蛛网的振动频率。

2、化学信息：生物在生命活动中，产生了一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸，动物的性外激素等。

3、行为信息：动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，如孔雀开屏。

（三）在生态系统中的作用
1、个体：生命活动的正常进行，离不开信息的作用。

2、种群：生物种群的繁衍，离不开信息传递。

3、群落和生态系统：能调节生物的种间关系，经维持生态系统的稳定。

四、信息传递的过程、相关比较及应用
（一）信息传递的一般过程：信源（信息产生）→信息道（信息传输）→信宿（信息接收）。

（二）信息传递与能量流动、物质循环的比较
项目
区别
联系来源途径特点范围
能量流动太阳能
食物链或
食物网
单向流动、逐级递
减
食物链各营养级生
物间
共同把生态系
统各组分联系
成一个统一整
体，并调节生
态系统的稳定
性
物质循环生态系统
反复出现，循环流
动
群落与无机环境之
间
信息传递
生物或
无机环境
多种
发生生理或行为的
变化（单向或双向）
生物与生物之间或
生物与环境之间
物理信息通过物理过程传递的信息，如光、声、温度、湿度、磁力等可来
源于无机环境，也可来自于生物。

①信息种类化学信息通过信息素传递信息的，如，植物生物碱、有机酸动物的性外激
素
行为信息通过动物的特殊行为传递信息的，对于同种或异种
生物都可以传递
②范围：在种内、种间及生物与无机环境之间
③信息传递作用：生命活动的正常进行离不开信息作用，生物种群的繁衍也
离不开
信息传递。

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：a .提高农产品或畜产品的产量。

如：模仿动物信息吸收昆虫传粉， 光照使鸡多下蛋
b.对有害动物进行控制，生物防治害虫，用不同声音诱捕和驱赶动物 一、生态系统的稳定性
（一）概念：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。

（二）生态系统稳定性的调节：是一种自我调节，其调节基础是负反馈调节。

（三）种类
1、抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。

2、恢复力稳定性：生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。

（四）特点
1、不同的生态系统在两种稳定性的表现上有差异：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。

2、生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其恢复速度与恢复时间不同。

抵抗力稳定性 抵抗干扰保持原状 种类 两者往往是相反关系 恢复力稳定性 遭到破坏恢复原状
备注：营养结构越复杂 抵抗力稳定性越高 恢复力稳定性越低 营养结构越简单 抵抗力稳定性越低 恢复力稳定性越高 但能力是有限度的，超过限度的干扰会使生态系统崩溃
（五）提高生态系统稳定性的措施 1、控制对生态系统的干扰程度。

2、实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调关系。

二、生态系统稳定性的理解和调节
（一）生态系统的稳定性的理解：生态系统的稳定性是生态系统发展到一定阶段，它的结构和功能能够保持相对稳定时，表现出来的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。

可以从以下几个方面理解： 1、结构的相对稳定：生态系统中动、植物种类及数量不是不变的，而是在一定范围内波动，但不会变化太大。

2、功能的相对稳定：生物群落能量的输入量与输出量保持相对平衡，物质的输入与输出保持相对平衡。

3、生态系统稳定性的关系：一般可表示如右：
4、生态系统的稳定是系统内部自我调节的结果，这种自我调节主要是依靠群落内部种间关系及种内斗争来实现的。

（二）生态系统的自我调节能力 1、负反馈调节
（1）作用：是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到相对平衡。

（2）实例：草原上食草动物和植物的数量变化
（3）结果：抑制和减弱最初发生变化的那种成分变化，从而达到和保持稳态平衡。

2、自我调节能力的大小 生态系统成分 食物网 自我调节能力 越多 越复杂 大 越少 越简单 小
二、生态环境的保护：
1、我国由于人口基数大而且出生率大于死亡率，所以近百年来呈“J”型；
2、人口增长对生态环境的影响： a、人均耕地减少
b、燃料需求增加
c、多种物质、精神需求
d、社会发展
地球的人口环境容纳量是有限的，对生态系统产生了沉重压力。

3、我国应对的措施：a、控制人口增长
b、加大环境保护的力度
c、加强生物多样性保护和生态农业发展
4、全球环境问题：a.全球气候变化 b.水资源短缺 c.臭氧层破坏 d.酸雨
e.土地荒漠化
f.海洋污染
g.生物多样性锐减
5、生物多样性①概念：生物圈内所有的植物、动物、微生物，它们所拥有的全部基因及各种
各样的生态系统共同构成了生物的多样性。

潜在价值目前不清楚
②价值间接价值生态系统区别调节功能
直接价值食用药用工业用旅游观赏科研文学艺术
③保护措施就地保护建立自然保护区和风景名胜区是生物多样性最
有效
的保护。

易地保护将灭绝的物种提供最后的生存机会
利用生物技术对濒危物种基因进行保护
协调好人与生态环境的关系（关键）
反对盲目的掠夺式地开发利用（合理利用是最好的保护）
6、可持续发展
①定义：在不牺牲未来几代人需要的情况下，满足我们这代人的需要，它是追求自然、经济、社会的持久而协调发展。

②措施：a.保护生物多样性
b.保护环境和资源
c.建立人口、环境、科技和资源消费之间的协调和平衡。