生物人教版（2019）选择性必修2 3.1生态系统的结构 课件 （共45张ppt）

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第三章 生态系统及其稳定性
第1节 生态系统的结构
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、鸭跖（zhí）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。
大豆田间剖面图
问题探讨
讨论1：大豆根系会给土壤带来哪些变化？
讨论2：大豆与其他生物之间存在什么关系？
讨论3：根据以上讨论结果，请用一句话概括生物与环境的关系。
讨论1：大豆根系会给土壤带来哪些变化？
②大豆根的呼吸作用会增加土壤中CO2的含量；
①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；
④死亡和脱落的大豆根，会增加土壤中有机物
的含量。
③大豆与根瘤菌互利共生固氮，会增加土壤中氮
的含量；
讨论2：大豆与其他生物之间存在什么关系？
种间竞争：大豆与稗草、苘麻、鸭跖草。
捕食：大豆蚜与大豆。
互利共生：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。
讨论3：根据以上讨论结果，请用一句话概括生物与环境的关系。
说明
生物群落和非生物环境有着密不可分的关系
1.生态系统的定义
在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。
2.生态系统的范围有大有小
一个池塘、一块农田、一个村庄、一片草原、一片森林 … … 生物圈
最大的生态系统
生物圈包括_____________________________________。
地球上的全部生物及其非生物环境的总和
个体
种群
群落
生态系统
一、生态系统的范围
3.生态系统的类型
水域生态系统
自然生态系统
人工生态系统
海洋生态系统
陆地生态系统
淡水生态系统
森林生态系统
草原生态系统
荒漠生态系统
冻原生态系统
农田生态系统
人工林生态系统
果园生态系统
城市生态系统
生态系统
现学现用：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____
⑧ 三千湖水库____
是
否
否
否
是
是
是
是
二、生态系统具有一定的结构
要分析生态系统的结构，首先要分析生态系统有哪些组成成分，以及各组分之间的关系。
思考.讨论 分析生态系统的结构
生态系统1 某荒漠生态系统---在我国西北半干旱地区，豆科植物柠条常被用来进行人工固沙。柠条扎根于沙粒间，顽强生长形成灌丛。在某沙化地区合理种植柠条之后，群落内物种丰富度逐渐增加并趋于稳定。群落中有地锦、胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿等植物。还分布着多种动物，其中，植食性的有蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂等；肉食性昆虫或其他小动物有姬蜂、步甲、圆蛛、蜈蚣等在柠条根系周围的土壤中，生活着难以计数的真菌、细菌、放线菌。群落处于稳定状态时，群落所栖居的土壤表层含水量增加，土壤养分也在改善。
生态系统2 某池塘生态系统---下图为一个池塘生态系统的示意图。
植物 植食性动物 肉食性动物 微生物
荒漠 生态 系统
池塘 生态 系统
讨论:1.这两个生态系统中有哪些生物？请列出名称和分类。
柠条、地锦、胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿
蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂
姬蜂、步甲、园蛛、蜈蚣
真菌、细菌、放线菌
栅藻、团藻、水草
草履虫、水蚤、田螺、草鱼
青鱼、黑鱼
细菌、真菌
植物 植食性动物 肉食性动物 微生物
荒漠 生态 系统 柠条、地锦、 胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿 蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂 姬蜂、步甲、园蛛、蜈蚣 真菌、细菌、放线菌
池塘 生态 系统 栅藻、团藻、水草 草履虫、水蚤、田螺、草鱼 青鱼、黑鱼 细菌、真菌
讨论:2.在上述生态系统中，生物之外还存在哪些成分？它们对生态系统来说是不可缺少的吗？
非生物成分
阳光、热、空气、水…
阳光、热、空气、水…
生物成分
非生物成分
物质和能量是生命活动存在的最基本条件，生命活动的本质也是物质和能量的变化。非生物物质还是生物赖以生存的环境成分。
。
植物
通过光合作用将无机物转化为有机物，将太阳能转化为化学能。
动物
通过摄取其他生物获得物质和能量。
微生物
通过分解动植物遗体和动物的排遗物获得物质和能量。
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：各种动物和大部分微生物
同化作用类型
讨论3:每个生物体的生存都离不开物质和能量。这些生物是怎样获得物质和能量的？不同种类的生物获取物质和能量的途径一样吗？
植物 植食性动物 肉食性动物 微生物
荒漠 生态系统 柠条、地锦、 胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿 蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂 姬蜂、步甲、园蛛、蜈蚣 真菌、细菌、放线菌
池塘 生态系统 栅藻、团藻、 水草 草履虫、水蚤、田螺、草鱼 青鱼、黑鱼 细菌、真菌
非生物成分
阳光、热、空气、水……
阳光、热、空气、水……
讨论4：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，将上述生态系统中的生物进行归类。
自养生物，主要是绿色植物。
生产者
动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等。
消费者
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。
分解者
光、热、水、空气、无机盐等。
非生物的物质和能量
生
态
系
统
生态系统的组成成分
讨论5：参照一般系统的结构模式图（下图），尝试画出生态系统的结构模型。
太阳能输入
生产者
消费者
分解者
能量输出
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
消费者
分解者
生态系统
化能合成生物（硝化细菌、铁细菌、硫细菌）、蓝藻、光合细菌
寄生植物（菟丝子），寄生细菌（肺炎双球菌）、病毒。
细菌、真菌及腐生动物（蚯蚓、秃鹫、蜣螂）
空气、水分、无机盐等
是生物群落中物质和能量的根本来源，是生物群落赖以生存和发展的基础
是生态系统的必需成分。
非生物的物质：
作用:
地位:
非生物的能量：
阳光、热能
（1）非生物的物质和能量
生态系统的基石
（2）生产者
光能自养型：
化能自养型：
地位:
绿色植物（主要）、
光合细菌（如蓝细菌）
化能合成细菌（如硝化细菌）
自养型
作用：
营养方式：
生产者通过光合作用将太阳能固定在他们所制造的有机物中，太阳能转化为化学能，从而可以被生物所利用
光合细菌
绿色植物
硝化细菌
生态系统的最活跃成分
地位:
营养方式：
作用：
(3) 消费者
营捕食生活的生物：
营寄生生活的生物：
①加快生态系统中的物质循环，
②对植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。
异养型
菟丝子、寄生动物
寄生细菌
主要是动物、猪笼草(植食性、肉食性、杂食性动物）
菟丝子
猪笼草
(4) 分解者
生态系统的必需的关键成分
地位:
作用：
营腐生生活的细菌、真菌等微生物
腐生动物：蚯蚓、蜣螂、秃鹫
将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物
异养型
营养方式：
蜣螂
羊肚菌
①腐生是生物体获得营养的一种方式。
腐生
②凡从无生命的有机体(动物尸体、粪便，植物枯枝落叶等)获取有机物维持自身生活的生物叫“腐生生物”。
易错辨析：
1.生产者一定是植物吗？
2.植物一定是生产者吗？
3.生产者一定是自养生物吗？
4.自养生物一定是生产者吗？
5.消费者一定是动物吗？
6.动物一定是消费者吗？
不一定，例如蓝细菌和硝化细菌
不一定，例如菟丝子
一定
一定
不一定，例如菟丝子、胞内寄生菌
不一定，例如蚯蚓、蜣螂、秃鹫
7.消费者一定是异养生物吗？
8.异养生物一定是消费者吗？
9.寄生生物一定是消费者吗？
10.分解者一定都是微生物吗？
11.微生物一定都是分解者吗？
12.分解者一定都是异养生物吗？
13.腐生生物一定是分解者吗？
一定
不一定，例如分解者
一定
不一定，例如蚯蚓、蜣螂、秃鹫
不一定，例如蓝细菌、硝化细菌
一定
一定
有些生物具有双重“身份”
猪笼草
生产者：进行光合作用
大肠杆菌
消费者：捕食昆虫
消费者：生活在肠道中
分解者：生物在腐烂的有机体中
生产者、消费者
微生物(细菌、真菌等)：
既有生产者：硝化细菌、铁细菌等
也有消费者：肺炎双球菌、根瘤菌
还有分解者：枯草杆菌；蘑菇等
生产者、消费者和分解者的关系示意图
生产者
分解者
初级消费者
次级消费者
生产者、消费者和分解者是紧密联系，缺一不可的。
生产者
消费者
分解者
非生物的物质和能量
动物摄食
尸体、粪便
残枝败叶、遗体
（基石）
（加快物质循环）
（不可缺少）
光合作用或
化能合成作用
呼吸作用
分解作用
各组成成分之间的紧密联系，才使生态系统成为一个统一的整体，具有一定的结构和功能。
联系生物界和非生物界之间的必备成分是什么？
生产者和分解者
生产者
肉食性消费者2
遗体、粪便等
消费者
分解者
无机盐等
CO2等
CO2
CO2
植食性消费者
肉食性消费者1
①
②
③
④
图中①②③④⑤分别代表什么生理过程？
①呼吸作用
②光合作用
③呼吸作用
④分解作用
⑤
⑤摄食
生态系统的结构模型
生产者
非生物的物质和能量
消费者
分解者
生产者
非生物的物质和能量
消费者
分解者
生产者
非生物的物质和能量
消费者
分解者
要分析生态系统的结构，首先要分析生态系统由哪些___ _____，以及_________________。
组成成分
各组分之间的关系
1.生态系统的组成成分
2.生态系统的营养结构
（食物链和食物网）
二、生态系统具有一定的结构
2、食物链和食物网
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
（生态系统的营养结构）
初级
次级
三级
四级
(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。
由上图可知：
食物链中第一营养级一定是________；
消费者的营养级级别=其消费者级别_____
生产者
+1
(2)营养级: 食物链中的一个个环节称营养级，它是指处于食物链同一环节上所有生物的总和。不代表个体, 也不一定是某一个种群。
第一营养级
第三营养级
次级消费者
三级消费者
初级消费者
生产者
四级消费者
第五营养级
第三营养级
【思考】一种生物只能占据一个营养级吗
第二营养级
生物
第四营养级
第二营养级
组成成分
营养级
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。
（3）食物链特点：
①组成：
生产者+消费者
玉米
蝗虫
蛙
蛇
鹰
不包括分解者和非生物的物质和能量；
④各种生物所处的营养级并不是一成不变的。
②起点：每条食物链的起点一定是________,总是为_____营养级；
终点：终点是不被其他动物捕食的动物，即____________；
③方向：不可逆性
⑤营养级个数
一般来说，食物链不超过____个营养级。
五
生产者
最高营养级
第一
食物链上一般不超过五个营养级，这是为什么？
旁栏思考题
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，甚至不足以养活一个种群，因此食物链上一般不超过五个营养级。
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，流到第五营养级时，余下的能量很少甚至不足以养活一个种群。
“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现的是一种很常见的食物关系，这是一条食物链吗？
不是
【典例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
可以确定食物链为____________
可以确定食物链为____________
1.根据能量或者有机物含量逐级递减特点
营养级 A B C D
能量（有机物） 15.9 870.7 1.9 141.5
B→D→A→C
生物体 A B C D
有机汞浓度（mg.L-1） 0.05 7 0.51 68
A→C→B→D
2.根据重金属、DDT等物质的富集现象
方法技巧1：构建食物链的方法
丙→甲→乙→丁
丙→丁→甲→乙
D→A
3.根据各种变式模型：
有机物总量比例
可以确定食物链
非生物的物质和能量
分解者
生产者
消费者
①信息：分析曲线走势,先增加先减小者为 。
②食物链： 。
4.依据捕食曲线构建食物链：
乙→丙→甲
被捕食者
2.食物网
（1）概念：
食物链彼此相互相互交错连接成的复杂营养关系
（2）形成原因：
在生态系统中，一种绿色植物可能是多种 的食物，而一种植食性动物既可能吃多种食物，也可能被多种肉食性动物所食。
（3）特点：
植食性动物
①在食物链中只有捕食关系，在食物网中既有捕食关系，又有 关系。
②同一种生物在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。
③如果一条食物链的某种动物减少或消失，它在食物链上的位置可能会由其他生物来 。所以食物网越复杂，抵抗外界干扰的能力 。
竞争
①生态系统保持相对稳定的重要条件。
②食物链和食物网是生态系统的 ，是生态系统物质循环和能量流动的渠道。
（4）作用：
取代
越强
营养结构
(1)图示食物网中包含____条食物链。
(2)写出图中含营养级最多的食物链：
_________________________________________。
8
草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰
①
②
②
②
③
③
③
③
③
③
④
④
④
④
⑤
⑥
⑤
食物网实例分析
(3)图中猫头鹰同时占有第__________________营养级。
三、四、五、六
(4)图中哪些生物属于第二营养级？______________________。
兔、鼠、食草昆虫
某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群，甚至可能不属于同一物种。
(4)图中哪些生物属于次级消费者？_______________________________________。
(5)从图中可以看出，青蛙和蜘蛛之间的关系是______________。
(6)由图示可看出，食物网的复杂程度主要取决于_______________________________________________。
狐、猫头鹰、吃虫的鸟、蜘蛛、青蛙、蛇
捕食和种间竞争
有“吃与被吃”食物关系的生物种类，而并非取决于生物数量
生物群落
非生物的物质和能量
生产者
分解者
食物链
食物网
【课堂小结】
练习与应用
一、概念检测
1.研究表明，在我国华北地区某苹果园里生活着多种昆虫，害虫主要有卷叶蛾、蚧虫、蚜虫和食心虫等；害虫的天敌(即天敌昆虫)为草蛉、异色瓢虫、螳螂等；既非害虫又非害虫天敌的中性昆虫有蚊、蝇、蚂蚁等。在果园中种草，天敌昆虫的种类和数量都有增加。判断下列说法是否正确。
(1) 卷叶蛾、蚧虫、蚜虫等植食性动物是初级消费者。 ( )
(2) 卷叶蛾→螳螂→黄雀，构成一条食物链，其中螳螂位于第二营养级。 ( )
(3) 中性昆虫在果园生态系统中是多余的。( )
(4) 种草后，果园中的食物网更复杂，有助于果园生态系统抵抗外界干扰。 ( )
√
×
×
√
练习与应用
一、概念检测
2.食物链彼此相互交错形成食物网。以下有关食物网的说法正确的是 ( )
A.每种动物可以吃多种植物
B.每种生物都被多种生物捕食
C.每种生物都只位于一条食物链上
D.一种生物可能属于不同的营养级
D
练习与应用
一、概念检测
3.动物园里饲养着各种动物，栽培了多种植物。它们构成一个群落吗？动物园是个生态系统吗？
【答案】动物园中的全部生物不能说是一个群落，如不同种动物是分开饲养的，彼此之间没有内在联系和相互影响，不是一个有机的整体。同理，动物园中的全部动物和植物也没有相互依存、相互影响的关系，因此动物园不是一个生态系统。
请据图回答以下问题。
(1) 在远洋水域，从水深30 m处开始，随着水深增加，固定太阳能的数量逐渐减少，影响这一变化的非生物因素主要是 。
(2) 近海水域水深为 时，生产者的数量最多。
(3 )生活在水深100 m以下的生物，从生态系统的组成成分看，主要是 。
练习与应用
二、拓展应用
下图是某海洋生态系统中，生产者固定太阳能的数量与水深关系的曲线。
阳光
10-15m
消费者、分解者
【检测】
如上图所示食物网中,青蛙突然减少,则短期内以它为食的蛇将 ,食草昆虫数量将 ，鹰就要过多地吃兔和食草鸟,从而导致兔、食草鸟 。但因为鹰不只吃蛇一种生物,它可依靠其他食物来源来维持其数量 。
减少
基本不变
增加
减少