植物的矿质营养:
1、高等绿色植物为了维持生长和代谢的需要而所吸收或利用的无机营养元素(通常不包括C,H,O)。
2、成分: 现在公认的植物必需元素有16种,即氢、碳、氧、氮、钾、钙、镁、磷、硫、氯、硼、铁、锰、锌、铜及钼。其中氢、碳、氧一般不看作矿质营养元素。
(1)氮、钾、钙、镁、磷、硫等6种元素,植物所需的量比较大,称为常量元素。
(2)氯、硼、铁、锰、锌、铜、钼,植物需要的量很微,称为微量元素。
知识拓展:
1、植物对水分的吸收和对矿质元素的吸收是相对独立的过程。
2、矿质元素的利用形式:N、P、Mg、Ca、Fe;蒸腾作用是矿质元素的运输动力;矿质元素以离子形式被根尖吸收。
3、这些元素的作用:
(1)必需元素参与生命物质的构成,调节酶的活性和细胞的渗透势和水势。
(2)植物对微量元素的需要量虽然很小,但微量元素有着重要的生理功能。
(3)必需营养元素缺乏时出现的症状称为缺素症,是营养元素不足引起的代谢紊乱现象。任何必需元素的缺乏都影响植物的生理活动,并明显地影响生长。患缺素症的植物虚弱、矮小,叶片小而变形,而且往往缺绿。根据缺素症的症状和在植株上发生的部位,可以鉴定所缺营养元素的种类。
4、元素主要功能缺乏症
N是蛋白质的组成成分,使植物枝繁叶茂,缺N时植株矮小,叶色发黄
Mg是合成叶绿素的必需元素,缺Mg叶色发黄
P元素构成DNA、RNA、ATP等,与果实成熟有关,缺P时植株特别矮小,叶色暗绿
K元素促进植物茎秆健壮,缺K时植株细弱,容易倒伏
无氧呼吸:
1.概念:无氧呼吸是指生物在无氧条件下,把有机物分解成不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。
2.场所:细胞质基质。
3.过程
(1)第一阶段:C
6H
12O
6丙酮酸+[H]。
(2)第二阶段:
①生成酒精:对于高等植物和酵母菌等生物,进行无氧呼吸一般产生酒精。
丙酮酸+[H]
2C
2H
5OH(酒精)+2CO
2+少量能量
②生成乳酸:对于高等动物、高等植物的某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等)细胞、乳酸菌进行无氧呼吸一般产生乳酸。
丙酮酸+[H]
2C
3H
6O
3(乳酸)+少量能量
③总反应式:
C
6H
12O
62C
3H
6O
3(乳酸)+少量能量;
C
6H
12O
62C
2H
5OH(酒精)+2CO
2+少量能量。
4.能量的产生:每摩尔葡萄糖生成酒精释放的能量为225.94kJ,生成乳酸释放的能量为196.65kJ,其中都有61.08kJ的能量转移到ATP中(生成2mol ATP),其余部分以热能的形式散失。 5.发酵:对于微生物(如酵母菌、乳酸菌)的无氧呼吸,习惯上称为发酵。
易错点拨:
1、无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同。
2、无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量,生成少量ATP。
3、由于酶的不同决定了丙酮酸被还原的产物也不同:大多数植物、酵母菌、水果果实进行无氧呼吸的产物为酒精和CO2;有些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时产生乳酸,如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等;而高等动物、人及乳酸菌的无氧呼吸只产生乳酸。
化能合成作用与生物代谢类型:1.化能合成作用概念:自然界中少数种类的细菌能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来合成有机物,这种合成作用叫做化能合成作用。
注意:理解此概念的关键是:①少数细菌;②能源是化学能,而不是光能。
2、化能合成作用的类型
例:硝化细菌进行化能合成作用的过程:
3、自养生物与异养生物
类型 |
代谢特征 |
举例 |
自养生物 |
光能自养型 |
以光为能源,以CO2和水为原料合成有机物,并把光能转化为储存在有机物中的化学能(光合作用) |
绿色植物、蓝藻及少数细菌 |
化能自养型 |
利用某些无机物氧化释放的化学能将CO2和H2O合成有机物,并储存能量(化能合成作用) |
硝化细菌、硫细菌、铁细菌等 |
异养生物 |
只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动 |
人、动物、真菌以及大多数细菌 |
化能合成作用与光合作用的区别:
1、光合作用是利用光能将CO
2和水合成有机物,而化能合成作用利用的是化学能。
2、光合作用的原料是CO
2和H
2O,化能合成作用的原料中不一定有水,有些是H
2S等。
例如,绿硫细菌光合作用的原料是CO
2和H
2S,是用H
2S做还原剂,而不是H
2O。
过程如下:
CO
2+2H
2S
(CH
2O)+2S+H
2O
所以,自然界中光合作用的总反应式又可以用下列反应式概括:
CO
2+2H
2A
(CH
2O)+2A+H
2O
种间关系:1、种间关系:捕食、竞争、寄生、互利共生。
2、表解四种生物种间关系
种内斗争与竞争:
比较项目 |
范围 |
实例 |
种内斗争 |
同种生物的个体之间 |
大鲈鱼以小鲈鱼为食 |
竞争 |
不同种生物个体之间 |
大草履虫与双核小草履虫混合放养后,大草履虫因在食物中竞争失败而死亡 |
知识拓展:
1、竞争关系可使劣势物种灭绝,有利于优势物种得到更多的资源与空间。
2、捕食关系是捕食者与被捕食者之间相互决定数量的种间关系,相互制约着双方的数量,被捕食者一般不会因捕食的数量的增多而灭绝。
生态系统的类型:
生态系统的类型:自然生态系统和人工生态系统
(1)自然生态系统分为水域生态系统和陆地生态系统。
水域生态系统主要包括海洋生态系统和淡水生态系统,陆地生态系统有冻原生态系统、荒漠生态系统、草原生态系统、森林生态系统等
(2)人工生态系统:农田生态系统、城市生态系统等。
(3)自然生态系统的调节能力大于人工生态系统。
(4)各类生态系统的特点
①湿地生态系统:湿地生态系统是指介于水、陆生态系统之间的一类生态单元。其生物群落由水生和陆生种类组成,物质循环、能量流动和物种迁移与演变活跃,具有较高的生态多样性、物种多样性和生物生产力。例:红树林
特征:系统的生物多样性;系统的生态脆弱性;生产力高效性;效益的综合性;生态系统的易变性。
作用:湿地是蓄水调洪的巨大贮库;湿地是重要的水源地;湿地是生态环境的优化器;湿地是重要的物种资源库;湿地是重要的物产和能源基地。
②农田生态系统:一定农田范围内,作物和其他生物及其环境通过复杂的相互作用和相互依存而形成的统一整体,即一定范围内农田构成的生态系统。
农田生态系统是人工建立的生态系统,其主要特点是人的作用非常关键,人们种植的各种农作物是这一生态系统的主要成员。农田中的动植物种类较少,群落的结构单一。人们必须不断地从事播种、施肥、灌溉、除草和治虫等活动,才能够使农田生态系统朝着对人有益的方向发展。因此,可以说农田生态系统是在一定程度上受人工控制的生态系统。一旦人的作用消失,农田生态系统就会很快退化;占优势地位的作物就会被杂草和其他植物所取代。
③城市生态系统:是人为改变了结构、改造了物质循环和部分改变了能量转化过程、以人类活动为主导的一类开放型人工生态系统。
按人类的意愿创建的一种典型的人工生态系统。其主要的特征是:以人为核心,对外部的强烈依赖性和密集的人流、物流、能流、信息流、资金流等。科学的城市生态规划与设计能使城市生态系统保持良性循环,呈现城市建设、经济建设和环境建设协调发展的格局。 城市生态系统是城市居民与其环境相互作用而形成的统一整体,也是人类对自然环境的适应、加工、改造而建设起来的特殊的人工生态系统。
生态系统的物质循环:1、定义:组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程。
2、循环过程
3、循环范围:生物圈。
4、特点:
(1)全球性:物质循环的范围是生物圈,而不是局域性的生态系统。
(2)反复利用、循环流动:物质循环,既然称为“循环”就不像能量流动那样逐级递减、单向流动,而是可以在无机环境与生物群落之间反复利用、循环流动。
5、实践中应用:
①任何生态系统都需要来自系统外的能量补充;
②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;
③能量多极利用从而提高能量的利用率;
④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。
易错点拨:
1、参与循环的物质:不是指由C、 H、O、N、P、S等这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物内所特有的物质,也不是单质,而是元素。
2、物质循环是指组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境之间的往返运动,其中伴随着复杂的物质变化和能量转化,并不是单纯物质的移动。
3、碳循环平衡的破坏——温室效应
(1)温室效应产生的原因
①化石燃料的大量燥烧,产生大量CO2。
②植被破坏,降低了对大气中CO2的调节能力。
(2)影响:会加快极地和高山冰川的融化,导致海平面上升,进而对人类和其他生物的生存构成威胁。
(3)解决措施
①减少化石燃料的燃烧。
②开发新的能源,如利用风能、水能、核能。
③大力植树造林。
知识拓展:
1、举例碳循环:
(1)碳元素的存在形式
①无机环境:碳酸盐和C02。
②生物群落:含碳有机物。
(2)
(3)
(4)
(5)碳循环的过程
2、N循环:
生态系统的稳定性:1.生态系统稳定性的概念
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称为生态系统的稳定性。 2.生态系统稳定性的种类
(1)抵抗力稳定性
①概念:生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。
②原因:生态系统内部具有一定的自我调节能力。
③规律:生态系统的成分越单纯,营养结构越简单,自我调节能力就越弱,抵抗力稳定性就越低,反之则越高。
(2)恢复力稳定性
①概念: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。
②规律:一般环境条件越好,恢复力稳定性越高;反之,越低。
3.提高生态系统稳定性的措施
(1)控制对生态系统干扰的程度。
(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。
生态系统自我调节能力辨析: 1.实例
(1)河流:
(2)森林:
2.基础:负反馈调节,在生态系统中普遍存在,
3.特点:生态系统的自我调节能力是有限的,当外界干扰因素的强度超过一定限度时,生态系统的自我调节能力迅速丧失,生态系统难以恢复。
抵抗力稳定性和恢复力稳定性的区别和联系:
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抵抗力稳定性 |
恢复力稳定性 |
区别 |
实质 |
保持自身结构功能相对稳定 |
恢复自身结构功能相对稳定 |
核心 |
抵抗干扰,保持原状 |
遭到破坏,恢复原状 |
影响因素 |
生态系统中物种丰富度越大,营养结构越复杂,抵抗力稳定性越强 |
生态系统中物种丰富度越小,营养结构越简单,恢复力稳定性越强 |
二者联系 |
①相反关系:抵抗力稳定性强的生恋系统,恢复力稳定性弱,反之亦然;②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力,它们相互作用共同维持生态系统的稳定。如图所示:
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2.生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系
易错点拨:
1、对于极地苔原(冻原),由于物种组分单一、结构简单,它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。
2、生态系统抵抗力稳定性与自我调节能力的大小的关系
知识拓展:1、不同的生态系统在两种稳定性的表现上有差别,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节的能力就越强,抵抗力稳定性就越高。
2、不同的生态系统在受到不同干扰(破坏)后,其恢复速度与恢复时间不同。
3、生态系统自我调节能力的大小
生态系统成分 |
食物网 |
自我调节能力 |
越少 |
越简单 |
弱 |
越多 |
越复杂 |
强 |
4、反馈调节的种类
比较项目 |
正反馈 |
负反馈 |
调节方式 |
加速最初发生变化的那种成分所发生的变化 |
抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化 |
结果 |
常使生态系统远离稳态 |
有利于生态系统保持相对稳定 |
实例分析 |
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