2021-2022学年高二上学期生物人教版选择性必修2-3.1生态系统的结构课件(共49张PPT)

(共49张PPT)
人教版高中生物选修性必修2
第三章 第1节
生态系统的结构
本节聚集：
1.生态系统有哪些主要组成成分？它们是如何构成生态系统的？
2.生态系统具有怎样的营养结构？
3.食物网的复杂性对于解决生态学问题有什么启示？
大兴安岭森林
呼伦贝尔——草原
群落演替最终都会达到一个
与群落所处环境相适应的相对稳定的状态
生物
群落
非生物
环境
生态系统
【问题探讨】
大豆是发源于我国的重要粮食作物。大豆田里生长着稗(bài)草、苘(qǐnɡ)麻、鸭趾草等多种杂草，分布着七星瓢虫、大豆蚜等动物，土壤里还有蚯蚓、线虫，以及多种微生物。每公顷大豆与共生根瘤菌每年固氮可以超过100kg。
讨论1.大豆根系会给土壤带来哪些变化？
大豆的根会吸收土壤中的水和无机盐，使土壤的水和无机盐减少；
大豆根的呼吸作用会增加土壤中CO2的含量；
大豆与根瘤菌互利共生固氮，会增加土壤中氮的含量；
死亡和脱落的大豆根，会增加土壤中有机物的含量。
大豆田间剖面图
讨论2.大豆与其他生物之间存在什么关系？
讨论3.用一句话概括生物与环境的关系。
大豆与稗草、苘麻、鸭趾草
大豆与大豆蚜
大豆与根瘤菌
环境决定了哪些生物可以在这里生存，生物反过来会影响和改变环境；
生物与环境相互依赖、相互影响；生物与环境之间有复杂的相互作用；
生物与环境是统一的整体。
生物群落和非生物环境有着密不可分的关系！
种间竞争
捕食
互利共生
一、生态系统的范围
个体
种群
群落
非生物环境
相互作用
统一整体
生态系统
生物圈
1.生态系统的定义：
在一个阴湿的山洼草丛中，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，这些生物与它们的非生物环境共同构成了一个生态系统
在一定的空间内，由 与它的 相互作用而形成的 ，叫做生态系统。
生物群落
非生物环境
统一整体
一、生态系统的范围
2、生态系统的范围:
可大可小
一个池塘、一片草地、一块农田、一片森林、一条河流等。
生物圈
生态瓶
生态系统的范围有大有小。 是地球上最大的生态系统，它包括地球上的全部生物及其非生物环境的总和。
生物圈
判断以下例子是否为生态系统
①一片树林____　
②一片草原上的所有生物____　
③一个动物园中的全部动物和植物____　
④一个果园中的全部果树及其非生物环境____　
⑤一个果园中的全部生物及其非生物环境____
⑥生物圈____
⑦一块朽木____
是
否
否
否
是
是
是
一、生态系统的范围
3、生态系统的类型：
水域生态系统
草原生态系统
海洋生态系统
农田生态系统
森林生态系统
城市生态系统
生态系统的类型
陆地生态系统
自然生态系统
人工生态系统
淡水生态系统
荒漠生态系统
冻原生态系统
人工林生态系统
果园生态系统
一、生态系统的范围
二、生态系统具有一定的结构
1、生态系统的组成成分
能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌。
动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生性动物等。
自养生物，主要是绿色植物。
光、热、水、空气、无机盐等。
非生物的物质和能量
生产者
(producer)
消费者
(consumer)
分解者
(decomposer)
生态系统
下图为一个池塘生态系统的示意图,按照不同种类生物的营养方式，以及它们在生态系统中的作用，将池塘生态系统中的生物进行归类。
栅藻、团藻、水草
水蚤、草履虫、田螺、虾、草鱼、黑鱼、青鱼
细菌、真菌
生产者
消费者
分解者
二、生态系统具有一定的结构
自养型
异养型
光能自养型
化能自养型
如：硝化细菌
如：绿色植物
能直接把无机物制造成有机物
自己不能制造有机物，只能以现成的有机物来维持生活
如：各种动物
同化作用
异化作用
兼性厌氧型
需氧型
厌氧型
如：酵母菌
绝大多数植物、动物、微生物
如：乳酸菌、破伤风杆菌、蛔虫……
新陈代谢
储存能量
释放能量
【补充】★新陈代谢（细胞代谢）及其类型
★非生物的物质和能量
——必备成分
①主要成分： 、热、 、空气、无机盐等。
②作用：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。
光
水
★生产者
——生态系统的基石
①生物类群： ，主要是 ，还包括光合细菌和化能合成细菌。
②作用：把太阳能转变成可被生物利用的化学能，是生态系统的 。
自养生物
绿色植物
蓝细菌
硝化细菌,铁细菌,硫细菌
主要成分
1、生态系统的组成成分
二、生态系统具有一定的结构
★硝化细菌的化能合成作用
2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量
硝化细菌
6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O
能量
酶
2HNO2+O2 2HNO3+能量
硝化细菌
★消费者
——最活跃的成分
①生物类群：主要是动物，包括 动物、肉食性动物、
动物和 动物等。（如菟丝子、胞内寄生菌）
杂食性
寄生
植食性
消费者属于异养生物。
②组成
一级（初级）消费者（植食性动物）：直接取食植物的消费者
二级（次级）消费者（小型肉食性动物）：取食植食性动物的消费者
三级消费者（大型肉食性动物）：取食小型肉食性动物的消费者
a.将有机物转化为无机物，加快生态系统的物质循环。
b.帮助植物传粉和传播种子。
③作用
消费者不是生态系统的必备成分。
1、生态系统的组成成分
★分解者
——物质循环的关键成分
①生物类群：主要是营腐生生活的 、真菌，其次是营腐生生活的少数动物等（如蚯蚓、蜣螂、秃鹫等）。
②作用：把动植物 、动物的排遗物和残落物中复杂的 分解成简单的无机物，归还到无机环境中。
遗体
有机物
细菌
1、生态系统的组成成分
CO2等
生
产
者
遗体、粪便等
植食性动物
肉食性动物1
肉食性动物2
分解者
①
②
③
④
分解者
③
③
③
光合作用
分解作用
呼吸作用
捕食
①
②
③
④
生态系统中各组成成分之间紧密联系、缺一不可，使生态系统成为一个统一的整体，具有一定的结构和功能。
生态系统各组成成分的相互关系
生产者
CO2等
消费者
植食性消费者
肉食性消费者1
①
②
②
②
②
③
①光合作用
②呼吸作用
③分解作用（呼吸作用）
作用与地位
无机盐等
③
①
肉食性消费者2
生态系统
的基石
遗体、粪便等
分解者
生态系统
最活跃的成分
生态系统的关键成分
生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁。
根据生态系统中各成分获取物质和能量的方式，将下列四者用箭头和文字连接起来：
呼吸作用
延伸——生态系统的结构模型
生产者
分解者
非生物的
物质和能量
粪便、尸体
枯枝落叶、遗体
摄食
呼吸作用
分解
作用
消费者
光合作用
生产者
非生物的
物质和能量
分解者
消费者
B
D
A
C
先找双向箭头，
指出箭头多的为“生产者”，
指入箭头多的为“非生物的物质和能量”。
由上述探究分析生态系统中生物各成分的地位
①________是________和________唯一的能量来源，因此，________是生态系统的基石，是生态系统的主要成分。②________的存在，能够加快生态系统的物质循环，对于植物的传粉和种子的传播也具有重要的作用。
③________是生态系统的关键成分，没有它们动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山，生态系统就会崩溃。
生产者
消费者
分解者
生产者
消费者
分解者
生态系统的组分之间存在着密切的内在联系和相互影响，是一个有机的整体！
1、生态系统的组成成分
A．甲和乙包含的所有种群可以构成群落B．丙代表的一定是原核生物C．①代表光合作用，②代表呼吸作用D．丁可以表示大气中的CO2
生产者
非生物的物质和能量
分解者
消费者
1．如图表示某生态系统中4种成分之间的关系。以下相关叙述正确的是(　　)
丙
丙是分解者，分解者不一定是原核生物，许多真菌、还有部分动物(如蚯蚓)都是分解者，但它们是真核生物
捕食
现学现练
1.所有的植物都是生产者( )
2.生产者一定是植物( )
3.所有动物都是消费者( )
Х
Х
Х
不一定。腐生性动物如蚯蚓、屎壳郎等属于分解者。
4. 所有微生物都是分解者( )
Х
a.自养型微生物(如硝化细菌)属于生产者，
b.寄生型微生物(如人皮肤上的真菌)一些共生 型微生物(如根瘤菌)属于消费者
c.腐生型微生物(如细菌和真菌)属于分解者，
注意: 细菌可为生产者(硝化细菌)，可为消费者(寄生的大肠杆菌)， 可为分解者(腐生的细菌)。
现学现练
①“自养型生物”＝“生产者”
③“捕食异养或寄生异养型生物”＝“消费者”
⑤“腐生异养型生物” ＝“分解者”
② 植物≠生产者
菟丝子（植物）营寄生生活，属于消费者；
蓝细菌是原核生物，能进行光合作用，属于生产者。
④ 动物≠消费者
秃鹫、蚯蚓等营腐生生活的动物属于分解者。
⑥ 细菌≠分解者
硝化细菌等是化能自养生物，属于生产者；
寄生细菌属于消费者；
大部分营腐生生活的细菌属于分解者。
tips——根据生物代谢类型判断生态系统的组成成分
【易错点辨析】
1.植物都是生产者吗？
2.生产者都是植物吗？
3.动物都是消费者吗？
4.消费者都是动物吗？
5.细菌都是分解者吗？
6.分解者都是细菌吗？
7.自养型生物一定是生产者吗？
8.营腐生生活的生物一定是分解者吗？
菟丝子（寄生植物）——消费者
蓝细菌、化能合成作用的细菌（硝化细菌）
腐生动物：蚯蚓、蜣螂——分解者
寄生生物：病毒、菟丝子
化能合成作用的细菌（硝化细菌）—生产者
蚯蚓、蜣螂（动物）；蘑菇（真菌）
是
是
菟丝子
猪笼草（双重身份）
蚯蚓
蜣螂
羊肚菌
秃鹫
【典例分析1】判断以下生物属于生态系统的什么成分？
①菟丝子　②硝化细菌　③玉米　 ④噬菌体　 ⑤秃鹫
⑥蜣螂　 ⑦蓝细菌 　⑧结核杆菌　 ⑨蘑菇
生产者：
消费者：
分解者：
②
③
⑦
①
④
⑧
⑤
⑥
⑨
“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现的是一种很常见的捕食关系，这是一条食物链吗？
不是
那怎样才是一条完整的食物链？
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
第五营养级
生产者
消费者
消费者
消费者
消费者
初级
次级
三级
四级
（二）、生态系统的营养结构
食物链和食物网
1、食物链: 在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。
营养级: 指处于食物链同一环节上所有生物的总和。
起点
终点：不被其他动物所食的动物
营养级＝消费者级别＋1
【有关食物链的说明】
玉米
蝗虫
蛙
蛇
鹰
①食物链的组成：
只由生产者+消费者组成，
不包括分解者和非生物的物质和能量。
②每条食物链的起点总是生产者，生产者总是为第一营养级，终点是不被其他动物所食的动物。
③箭头方向为物质和能量流动的方向，同时还表示捕食关系，方向具有不可逆性，是长期自然选择的结果。
⑤食物链一般不超过五个营养级。
④各种生物所处的营养级并不是一成不变的。
【思考】食物链上一般不超过五个营养级，想一想，这是为什么？
各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余能量有一部分流入分解者，只有一小部分能够被下一营养级的生物利用，流到第五营养级时，余下的能量很少（即能量沿食物链的流动是逐级递减的，营养级越高获得的能量越少），甚至不足以养活一个种群，因此食物链一般不超过五个营养级。
★根据不同信息推导食物链
（1）根据能量或者有机物含量
可以确定食物链为____________
（2）根据重金属、DDT等物质的富集现象
可以确定食物链为____________
营养级 A B C D
能量（有机物） 15.9 870.7 1.9 141.5
生物体 A B C D
有机汞浓度（mg.L-1） 0.05 7 0.51 68
B→D→A→C
A→C→B→D
（3）根据各种变式模型
可以确定食物链为____________
可以确定食物链为____________
可以确定食物链为____________
★根据不同信息推导食物链
丙→甲→乙→丁
丙→丁→甲→乙
D→A
D:生产者
A:消费者
B:分解者
C:非生物的物质和能量
【补充】自然生态系统主要有三种类型的食物链
①捕食链：指生物之间因捕食关系而形成的食物链，绿色植物为起点。如小麦→蝗虫→食虫鸟→鹰。
②寄生链：各种生物由于寄生关系而形成的食物链，一般以大型动物为起点，后者与前者是寄生关系。如鸟类→跳蚤→鼠疫杆菌。
③腐生链：是以动植物遗体、排遗物、残落物为起点的。如动植物遗体→蚯蚓→线虫→节肢动物。
【强调】高中阶段所涉及的食物链只是捕食链，基本不涉及腐生链和寄生链。
【例1】下列各项中，属于食物链的是 （ ）
A．蝗虫→吃虫的鸟→黄鼬 B．植物→老鼠→山鹰
C．蛇→山鹰→细菌 D．阳光→草→狐
B
【例2】“螳螂捕蝉，黄雀在后”。此成语所隐含的食物链具有的营养级数至少为 （ ）
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
C
植物→蝉→螳螂→黄雀
（3）功能：生态系统 、 的渠道
（4）意义：
食物链
营养结构关系
物质循环
能量流动
保持生态系统 结构，食物网越复杂，生态系统 能力越强。
相对稳定
抵抗外界干扰
2、食物网
（1）概念：在一个生态系统中，许多 彼此
相互交错连接成的复杂 。
(2)形成原因：
①一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物；
②而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。
2．食物网
（1）概念：
在生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系。
（2）形成原因：
①一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物；
②而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。
水草
草鱼
青鱼
虾
草履虫
水蚤
团藻
栅藻
黑鱼
(1)该图共有食物链________条，最短的食物链有营养级________个，最长的食物链有营养级________个。写出图中含营养级最多的食物链：________________________________________。
8
3
4
团藻→草履虫→水蚤→青鱼
2．食物网
水草
草鱼
青鱼
虾
草履虫
水蚤
团藻
栅藻
黑鱼
(2)图中青鱼同时占有第 ______________共2个营养级。
(3)写出图示食物网中未包含的生态系统的成分：_______________。
(4)从图中可以看出，青鱼与虾之间的关系是__________。
三、四
分解者
非生物的物质和能量
捕食
2．食物网
水草
草鱼
青鱼
虾
草履虫
水蚤
团藻
栅藻
黑鱼
根据食物网得出结论
(1)由图示可看出，食物网的复杂程度主要取决于_______________，而并非取决于________。
(2)生产者被破坏后对生态系统的影响最大。
有食物联系的
生物种类
生物数量
2．食物网
★【问题探究】食物网的分析
图中有 条食物链
（1）营养级位置：
（2）种间关系：
（3）生物种类与食物网的复杂程度：
同一种消费者在不同的食物链中，可以占有不同的营养级，如猫头鹰在食物网中分别占有 、 、 营养级，即猫头鹰在该食物网中占有三个不同的营养级。
在食物网中，两种生物之间的种间关系可能既有捕食又有种间竞争
如蛇与猫头鹰
食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而并非取决于生物数量。
6
第三
第四
第五
①第一营养级的生物（生产者）减少时，流入这一生态系统的总能量 减少 ，会连锁性地引发其后各个营养级的生物减少。
②“天敌”减少，被捕食者先增加后减少，最后趋于稳定。
③复杂食物网“中间”营养级的生物减少，数量波动变化一般以就近原则，以中间环节少的为分析依据,且以捕食关系进行判断。
（4）食物网中生物数量的变化分析
若青蛙突然 ，则被它捕食的食草昆虫将 ，以青蛙为食的蛇将
，鹰就要过多捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟 ，因为鹰不只捕食蛇一种生物，它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。
减少
增加
减少
减少
（4）食物网中生物数量的变化分析
①食物链中的第一营养级的生物（生产者）减少，流入这一生态系统的总能量 ，相关生物都 。
②“天敌”减少，被捕食者数量 ，但随着数量增加，被捕食者种内竞争加剧，种群密度还要下降，直到趋于稳定。
③“中间”营养级生物减少的情况，如图所示食物网中：
若青蛙突然 ，则被它捕食的食草昆虫将 ，以青蛙为食的蛇将
，鹰就要过多捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟 ，因为鹰不只捕食蛇一种生物，它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。
减少
减少
增加
减少
增加
减少
减少
先增加，后减少，最后趋于稳定
被捕食者的数量变化为：
食物链和食物网的意义
食物链和食物网是生态系统的 。
食物链和食物网是生态系统 和 的渠道
错综复杂的食物网是使生态系统保持 的重要条件。一般认为， 越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力 。
营养结构
物质循环
能量流动
相对稳定
食物网
越强
一个食物网中各种动物所处的营养级不是一成不变的。
如果一个生态系统中有4种生物，他们可能形成下列几种营养结构，其中最稳定的是:
A .甲
乙
丙
丁
B.
丙
乙
丁
甲
甲
丁
C.
乙
丙
D.
甲
乙
丙
丁
B
（1）食物链中只有生产者和消费者，无分解者 （　　）
（2）食物网中两种生物之间只有捕食关系 （　　）
（3）同一生物在不同食物链中所占的营养级可能不同（　　）
（4）“螳螂捕蝉，黄雀在后”这条食物链中，螳螂是第二营养级 （　　）
判断常考语句，澄清易混易错
非生物物质和能量
生产者
消费者
分解者
捕食关系
生态系统
的组成成分
营养结构
食物链（网）
生态系统的结构
总结
（1）食物链中只有生产者和消费者，无分解者 （　　）
（2）食物网中两种生物之间只有捕食关系 （　　）
（3）同一生物在不同食物链中所占的营养级可能不同（　　）
（4）“螳螂捕蝉，黄雀在后”这条食物链中，螳螂是第二营养级 （　　）
【例】判断常考语句，澄清易混易错
05即学即练
【例】“螳螂捕蝉，黄雀在后”。此成语所隐含的食物链具有的营养级数至少为 （ ）
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
C
植物→蝉→螳螂→黄雀
05即学即练
【例】(2013·广东高考)如图所示某湖泊的食物网,其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼,若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼,将出现的情况是(　　)
A.鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的
减少量
B.土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于
劣势
C.浮游动物总量锐减后再急升
D.浮游植物总量急升后再锐减
A
食物链越长,消耗的能量越多。
捕食关系
鲈鱼引入会导致土著鱼被大量捕食
间接导致浮游动物先增加后减少
浮游植物的变化为先减少后上升
05即学即练
【例】有关下图的各项叙述中，正确的是（　　 ）
A．图中有两条食物链
B．食物网中，狐与鸟之间既存在捕食关系，又存在种间竞争关系
C．细菌占有第二、三、四、五营养级
D．该图中的所有成分构成生物群落，狐为第三、四营养级
A
05即学即练
【例】如图为温带草原生态系统食物网的一部分图解，请据图分析回答下面的问题。
(1)该食物网含________条食物链。
(2)兔与鼠的关系是_______，蟾蜍
与蜘蛛的关系是______________。
(3)由于某种原因鼠突然死亡，蛇和
蟾蜍的数量变化情况依次是________和________，对猫头鹰的影响________(填“大”或“不大”)。
7
竞争　
竞争和捕食
上升
下降
不大