高中生物生态系统与生态平衡学案
学习目标定位：
了解生态系统的组成。
2.理解生态平衡的特征。
3.了解受损生态系统的表现及后果。
一、生态系统的组成
1．与生态系统有关的几个术语
(1)个体：独立存在的一个物种。
(2)种群：同一物种在一定空间内集合在一起。
(3)生物群落：指一个区域内所有不同的生物种群。
(4)生态系统：指生物群落及其环境的统一整体。
2．生态系统的组成
(1)生物成分：生产者、消费者、分解者。
(2)非生物成分：空气、水分、阳光和温度等。
思维活动
1．地球上很大的生态系统是什么？它是哪些事物的总和？
答案 生物圈是地球上很大的生态系统。它是地球上全部生物和它们的无机环境的总和。
2．生态系统和生物群落有何区别？
答案 各种生物体的组合构成了生物群落；生物群落及其环境的统一整体就是生态系统，它是由生物群体和无机环境组成的。
二、生态平衡
1．概念
在一个正常的生态系统中，它的结构和功能，包括生物的种类、各种群的数量和比例以及能量和物质的输入与输出，都处于相对稳定的状态，这种持续性的动态平衡叫作生态平衡。
2．平衡状态的生态系统的特征
(1)生物的组成和数量的比例相对稳定；
(2)能量和物质的输入与输出保持平衡；
(3)食物链结构复杂、互相交叉而形成食物网；
(4)在生产者、消费者和分解者之间有完好的营养关系。
3．与生态平衡有关的几个术语
(1)自身调节：生态系统内部的自我调节能力，以保持其⑩稳定性。
(2)食物链：指食物中的能量从植物通过一系列的动物，像一个食物的链条依次传递的途径。
(3)食物网：由许多食物链相互交叉形成。
思维活动
3．以森林生态系统为例说明生态系统为什么具有自我调节能力？什么样的生态系统调节能力很强？为什么生态系统会遭到破坏？
答案 生态系统内物质循环和能量流动中的任何变化，都是对系统发出的信号。例如，森林生态系统中食叶昆虫数量增多导致林木受害，这种信号传递给食虫鸟类，促使其大量繁殖，捕食昆虫，从而使昆虫数量得到控制，于是，森林生态系统平衡逐步得到恢复。 生态系统的成分越复杂、越多样化，生态系统的调节能力越强。 因为生态系统的自我调节作用是有限的，超过这个限度就会引起生态失衡，乃至生态系统的破坏。
三、受损生态系统
1．原因：自然和人为干扰。
2．表现：原有生态系统的动态平衡被打破。
3．后果：系统的结构、功能发生障碍，形成波动性破坏或恶性循环。
4．森林破坏后的后果：生态退化、物种消失、气候变化。
思维活动
4．森林破坏以后会引起哪些连锁反应？森林破坏以后可能产生哪些具体后果？
答案 不良连锁反应：森林减少→生态退化→部分物种消失→气候恶化→森林减少。 具体后果：水源涵养能力降低、水土流失日趋严重、农业和森林病虫害增多、恶性杂草繁生、温差发生变化、降水减少、相对湿度下降、雾日减少、环境日趋恶化。
探究点一 生态系统的组成
探究活动 阅读材料，完成下列问题。
材料一 世界上*一个*公园——黄石公园，位于美国西部怀俄明州的落基山谷。1872年3月1日，美国第十八任总统格兰特签署了《黄石公园法案》，世界上*一个*公园诞生了。黄石公园不仅有原始的森林草地景观、珍稀的野生生物，而且还有3 000多处温泉。
材料二 黄石公园堪称野生动物的宝库。很好令人遗憾的是，由于大规模捕杀，狼在此已经绝迹，而麋鹿、驼鹿等大型鹿群成倍增长，植被遭到破坏。1995年1月，美国从加拿大引进8头灰狼，放归大自然。计划放归15头灰狼，通过自然繁殖，到2002年使其增至100头，恢复生态平衡。
(1)黄石公园大规模捕杀狼以后，植被为什么会遭到破坏？
(2)引进大灰狼以后，黄石公园的生态系统由哪些部分组成？
(3)1988年，一场森林大火差不多烧掉了公园的一半。有人说：“与其让这些可贵的森林被野火吞噬，还不如伐取、利用起来。”但另一部分人坚决反对，认为森林火灾和伐木是两回事。试运用所学知识，对上述观点作一评判。
答案
(1)狼以麋鹿、驼鹿为食，麋鹿、驼鹿以植物为食。大量捕杀狼，麋鹿、驼鹿成倍增长，所以植被遭到破坏。
(2)生产者：绿色植物；消费者：狼、麋鹿、驼鹿、野牛、熊等动物；分解者：微生物；非生物环境：空气、水分、养分、太阳光热等。
(3)伐木是将物质与能量取走，要在高海拔地区恢复这些营养物质则是个极为缓慢的过程，因此，伐木造成的生态平衡破坏，恢复起来需要很长的时间。森林火灾产生的灰烬补充土壤的养分，森林火灾也吞噬了危害植物生长的害虫，间接保护了没有遭受火灾的林地。
解析 这个案例是生态系统合理保护的典型事件，对生态系统的保护是对整个生态系统的保护，而不是对某一个环节的保护。
反思归纳 生态系统的组成
(1)生态系统的概念
生物群落及其环境的统一整体就是生态系统。
组成概念关系
生物种群是同一物种在一定空间内集合在一起，是一定区域相同物种的集合它们之间的包含关系由低级到高级依次是生物个体、生物种群、生物群落、生态系统
生物群落是一定区域内所有不同的生物种群生活在一起，是一定区域内不同种群的集合
生态系统是生物群落及其环境的统一整体，是一定区域内生物群落(包括生命系统)和其生存环境(包括非生命系统)的集合
(2)生态系统的结构
生态系统的结构指生态系统的组成及食物链和食物网。
生态系统的组成生物成分生产者、消费者、分解者
非生物成分养分、空气、水、气候因素
食物链指通过食物关系把一个生态系统中的各种生物连接起来。任何食物链都是以绿色植物为基础的食物链和食物网是以食物关系为基础的，它们成为物质和能量流动的渠道
食物网一个生态系统中许多食物链彼此相互交错连接的复杂营养关系。食物网是自然界普遍存在的
迁移应用1 阅读下面一段文字，完成下列问题。
小鱼刚刚隐约可见，翠鸟就蹬开苇秆，像箭一样飞过去，刹那间，叼起一条小鱼，贴着水面往远处飞走了。
(1)文中的翠鸟在其所属生态系统成分中是________，在食物链中是________。
(2)文中描述的是一个生态系统吗？说明理由。
答案 (1)生物个体 (次级)消费者
(2)是。文中有生物成分(苇秆、鱼、翠鸟)和非生物成分(水)，加上隐含的大气、阳光、分解者、养分等成分，可以构成一个生态系统。
解析 生物个体和生物种群都是一种生物，但数量存在差别，个体指一个生物体，种群则是同一种生物体在一定空间内的集合。判断某物质结合是否属于生态系统的关键是看其是否包含生物成分和非生物成分。第(1)题，“一条小鱼”是题眼，文中描述的是一只翠鸟，翠鸟以小鱼为食。第(2)题，文中有生物成分(苇秆、鱼、翠鸟)和非生物成分(水)。
探究点二 生态平衡
探究活动 根据下面“澳大利亚食物网示意图”，完成下列问题。
(1)根据所学知识，在图中填上括号内供选择的次级消费者(狮、虎、豹、狼)，如认为均不恰当，请说明理由。
(2)根据图中食物网，牧羊业的有利条件是________，存在的问题是________。
(3)袋鼠是澳大利亚的特有动物，袋鼠皮制成品价格高，因此其遭到滥杀。你认为应该对袋鼠采取怎样的措施？
答案
(1)均不恰当。澳大利亚缺少大型哺乳动物，羊、兔也是外来带入的。
(2)缺少大型哺乳动物，羊无天敌，自然放养，草场资源丰富 野兔大量繁殖，与羊争食
(3)有计划捕杀，保持数量稳定。
反思归纳 生态系统的动态平衡
(1)表现：①生物的组成和数量的比例相对稳定；②能量和物质的输入与输出保持平衡；③食物链结构复杂、相互交叉而形成食物网；④在生产者、消费者和分解者之间有完好的营养关系。
(2)特点：暂时的、相对的、动态平衡。
(3)过程：不平衡—平衡—不平衡。
(4)能量流动和物质循环
能量流动物质循环
过程
方向单向循环流动
特点 收支平衡
迁移应用2 读“某森林中食物网示意图”，完成下列问题。
(1)如果该森林内的生态系统是平衡的，它具有哪些特征？
(2)如果该森林内蛇大量减少，但鹰的数量变化并不大，说明生态系统具有________作用。
(3)如果该地森林被大量砍伐，可能带来哪些后果？(提示：从生态、物种和气候三个方面归纳)
答案
(1)生物的组成和数量的比例相对稳定；能量和物质的输入与输出保持平衡；食物链结构复杂、相互交叉而形成食物网；在生产者、消费者和分解者之间有完好的营养关系。
(2)自身调节
(3)生态退化：涵养水源的能力下降，水土流失日趋严重，农业和森林病虫害剧增，恶性杂草大量繁殖。
物种：生存环境受到威胁，种群数量减少甚至消失。
气候变化：气温的日较差、年较差增加；降水减少；空气湿度降低等。
解析 第(1)题，生态平衡的特征应从生物的组成和数量比例，能量和物质的传输是否稳定，食物网结构的复杂程度，生产者、消费者和分解者间的关系等角度分析。第(2)题，鹰的食物是蛇、鼠和兔，蛇减少后，鼠类数量增加，说明生态系统具有自身调节作用。第(3)题，森林大量砍伐的后果可从生态、物种和气候三个方面分析归纳。
生态系统与生态平衡——生态系统的组成——物种—种群—生物群落—生态系统—生态平衡——概念—特征—受损生态系统
1．生态系统的基础与核心是( )
A．土壤 B．植被
C．水文 D．大气
答案 B
解析 植被是能量的集聚者，因此是生态系统的基础和核心。
2．人在生态系统中属于( )
A．生产者
B．消费者
C．分解者
D．既是生产者又是消费者
答案 B
解析 在生态系统中，生产者是指能够制造有机物的.绿色植物；“人既是生产者，又是消费者”是从社会经济学的角度来说的。在生态系统中，人只能是消费者。
3．生态系统总是在不断地进行物质和能量的交换，推动自身的变化和发展，其发展过程为( )
A．不平衡—平衡—不平衡
B．平衡—不平衡
C．平衡—不平衡—平衡
D．不平衡—平衡
答案 C
解析 生态平衡是相对的、暂时的，不是绝对的。一旦外界因素的干扰超过生态系统的自我调节能力时，生态平衡就会遭到破坏，直至建立新的平衡。
4．下列不属于生态平衡特征的是( )
A．动植物在种类和数量上的相对稳定
B．物质和能量的输入和输出处于相对稳定状态
C．系统中生产、消费和分解过程处于相对平衡状态
D．动植物种类比较单一
答案 D
解析 要理解生态平衡的概念，需要明确动植物种类和数量的相对稳定是生态系统处于相对平衡状态的直观而明显的标志。
5．西部大开发必须注意改善和保护生态环境，实施可持续发展战略。据此完成下列问题。
(1)无机环境包括( )
A．阳光、温度、水、动物等
B．大气、水、土壤、植物等
C．温度、水、地形、微生物等
D．阳光、温度、水、土壤等
(2)在一定的时间和空间内，生物群落与无机环境之间，通过不断地________和________而构成的有机整体称为生态系统。
(3)当生态系统达到动态平衡时，它能通过自我调节来维持正常功能。这种调节能力有大有小，生态系统的营养结构越复杂，各个营养级的________越多，自我调节能力就__________。但外来干扰超过________时，生态系统将________，其损失是难以估计的。
答案 (1)D
(2)能量流动 物质循环
(3)生物种类 越强 自我调节能力 失去平衡
[基础过关]
1．生活在一定自然区域内，相互间有直接或间接关系的各种生物的总体叫做( )
A．生物群落 B．生态系统
C．生态平衡 D．生物圈
答案 A
解析 本题是对“生物群落”概念的考查。要注意它与生态系统、生态平衡、生物圈不是同一概念。
2．对生态系统的叙述，正确的是( )
①一个完整的生态系统由生产者、消费者、分解者几部分组成 ②人用双手创造了世界，所以人在生态系统中是生产者
③消费者是那些直接或间接以植物为食物的各种动物
④分解者指细菌、真菌、放线菌等微生物
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
答案 C
解析 完整的生态系统是由生物群落(生产者、消费者、分解者)和环境组成。
3．在珠江三角洲的“桑基鱼塘”生态系统中，消费者是( )
①桑 ②基 ③蚕 ④鱼
A．①③ B．①② C．③④ D．①④
答案 C
解析 在生态系统中，桑基鱼塘的基是无机环境，桑是生产者，蚕和鱼都是消费者。
4．在一阴湿山洼草丛中，有一堆长满苔藓的腐木，其中聚集着蚂蚁、蚯蚓、蜘蛛、老鼠等动物。它们共同构成( )
A．种群 B．群落
C．食物网 D．生态系统
答案 D
解析 生态系统是在空间和时间内，各种生物之间以及生物与无机环境之间，通过能量流动和物质循环相互作用而组成的一个自然系统。它的范围可大可小。阴湿山洼的草丛中，堆放着长满苔藓的腐木并生活着多种动物，它们通过能量流动和物质循环，构成了一个生态系统。
5．下列关于生态平衡的叙述，错误的是( )
A．生态平衡是指动植物种类和数量上的平衡
B．生态平衡是相对的平衡
C．滥伐森林会破坏生态平衡
D．严重污染环境，也会破坏生态平衡
答案 A
解析 生态平衡的标志及特点要清楚。同时，要掌握一些破坏生态平衡的典型事例。
6．生态系统之所以能够保持动态平衡，主要是由于生态系统具有( )
A．物质和能量 B．食物链和食物网
C．自我调节能力 D．分解者
答案 C
解析 在长期的进化过程中，生态系统内的各成分之间建立起相互协作、相互制约和相互补偿的关系，使生态系统保持一种稳定状态。一个生态系统发展到一定阶段，它的生产者、消费者和分解者之间，能够较长时间保持着一种动态平衡，是因为生态系统具有自我调节能力。生态平衡是一种相对平衡，不是一成不变的。
7．滥伐森林可能引起的环境问题是( )
A．河流含沙量增大 B．地下水位持续上升
C．土壤肥力增加 D．河流水位下降
答案 A
解析 滥伐森林会加剧水土流失，表层土壤被冲刷掉，因此肥力下降，而表层土壤被冲入河流，导致河流含沙量大增，河床淤积，河流水位上升；森林失去涵养水源的作用，在同等降水的条件下，地下径流减少，地下水位下降。
8．下列人类活动，属于破坏生态平衡的是( )
A．滥捕青蛙 B．采集野果
C．开采矿藏 D．修筑道路
答案 A
解析 在生态系统中，青蛙是消费者。滥捕青蛙会导致其数量发生变化，影响生态平衡。
[能力提升]
读“某区域示意图”，完成9～12题。
9．该图中的各地理要素可以构成一个( )
A．生物个体 B．生物种群
C．生物群落 D．生态系统
答案 D
解析 图中既有生物成分，又有非生物成分，可以构成一个完整的生态系统。
10．图中表示生产者的是( )
A．① B．② C．③ D．④
答案 A
解析 图中的植物①利用太阳能、水、土、空气等非生物物质通过光合作用合成有机质，是生产者。
11．该区域中的各种生物可构成的食物网中，有________条食物链( )
A．2 B．3 C．4 D．5
答案 A
解析 图中显示出的食物链是植物—害虫—青蛙—蛇—鹰和植物—兔—鹰两条。
12．该系统中很长的食物链包含________类生物种群( )
A．2 B．3
C．4 D．5
答案 D
解析 该系统中很长的食物链是植物—害虫—青蛙—蛇—鹰，包含5类生物种群。
13．19世纪中期，墨尔本动物园从英国运来24只澳大利亚没有的兔子供人观赏。不料，1863年动物园失火，幸免于难的兔子逃到草原上大量繁殖，造成了澳大利亚严重的生态灾难。据此回答下列问题。
(1)兔子在澳大利亚迅速繁殖的原因是什么？
(2)兔子对澳大利亚牧羊业的影响是什么？
(3)澳大利亚不引进兔子的天敌对付兔子的原因是什么？
(4)袋鼠是澳大利亚的特有动物，袋鼠皮制成品价格高，因此被大肆捕杀。出售袋鼠皮制品和肉制品，是否合理？为什么？
答案 (1)澳大利亚没有兔子的天敌，没有严寒的冬天，食物丰富，有利于兔子的繁殖。
(2)兔子吃掉了大量作为畜牧业基础的牧草，同羊争食，对牧羊业不利。
(3)可能会引起新的生态破坏。
(4)不合理。由于地质历史原因，澳大利亚无高级野生哺乳动物，袋鼠是其特有动物，是其生态系统的组成部分，对袋鼠要保护，大肆捕杀会令其锐减，甚至灭绝；当然，过多时应有计划的捕杀，以保持草原生态系统内动植物种类、数量的相对稳定，保持生态平衡。
解析 兔子对澳大利亚大陆来讲，是外来物种。因为澳大利亚大陆同其他大陆隔开，进化较慢，动植物都比较原始，特别是动物，只有袋类动物等低等动物。兔子进入澳大利亚后，因为缺乏天敌，又有温暖的气候和大量的牧草，因而繁殖迅速。兔子吃掉了大量牧草，同羊争食，从而影响了牧羊业。如果澳大利亚再引进兔子的天敌，可能会破坏生态系统平衡，引发新的生态破坏。袋鼠是澳大利亚特有动物，对其应加以保护，以维持生态平衡。
14．阅读下列材料，完成下列问题。
1870年，在美国开巴高原467平方千米的土地范围内，生活着4 000多头鹿，同时有少量美洲狮和狼在此活动。人们为了繁殖更多的鹿，便开始捕杀狮和狼，到1924年，这两种肉食动物几乎绝迹，鹿群迅速繁殖到10万头。可是经过两个年头，鹿群减少到6万头，到1939年只剩下1万头。
(1)写出开巴高原上的食物链。
(2)1924年鹿群迅速繁殖、数量大增的原因是什么？
(3)狮和狼绝迹以后，鹿群数量又减少的主要原因是什么？
(4)说明该食物链上狮和狼的主要作用是什么？
答案 (1)草—鹿—狼—狮。
(2)狼和狮被大量捕杀，鹿群失去天敌。
(3)鹿群数量太多，破坏了草场，因饥饿而死。
(4)控制鹿群数量，维持生态平衡。
解析 食物链是以初级生产者为起点的。生态系统内部成分的改变会对生态系统产生影响，引起系统的改变。生态系统自身有一定的自我调节能力。
15．食物链、食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动是沿着此渠道进行的。假如在某温带草原上存在如下图所示的食物网，分析回答下列问题。
(1)该生态系统的成分中，草属于________(生产者或消费者)，猫头鹰属于________(生产者或消费者)。
(2)该食物网的各种生物中，含有能量很多的是________，该生态系统的能量很终于________，其能量流动的特点是____________________。
(3)在生态系统的物质循环中，碳元素以________的形式在生物群落与无机环境中进行循环，生产者通过________作用使碳元素进入到生物群落中，各种生物通过________作用使碳元素回到无机环境中。
答案 (1)生产者 消费者
(2)草 太阳辐射 单向流动，逐级递减
(3)二氧化碳(气体) 光合 呼吸