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第1节 生态系统的结构
第3章 生态系统及其稳定性
人教(2019)选择性必修2课件
课标要点 学法指导
1.举例说明什么是生态系统 2.讨论某一生态系统的结构(重点) 3.尝试建构生态系统的结构模型(难点) 4.举例说明食物链和食物网 1.通过分析生态系统的结构,建立结构与功能相统一的观点及生命系统的物质和能量观(生命观念)
2.通过分析食物链(网)中各营养级生物的数量变动情况及能量流动过程图解,培养运用逻辑思维分析问题的能力(科学思维)
知识导图
生态系统的范围
1.生态系统的概念
在一定空间内,由______________与它的____________相互作用而形成的统一整体。
2.生态系统的范围
地球上最大的生态系统是________。它是地球上的_________及其____________的总和。
生物群落
非生物环境
生物圈
全部生物
非生物环境
3.生态系统的类型
将序号所示生态系统的类型进行归类:
①海洋生态系统
②草原生态系统
③森林生态系统
④农田生态系统
⑤果园生态系统
⑥冻原生态系统
⑦淡水生态系统
⑧人工林生态系统
⑨荒漠生态系统
⑩城市生态系统
【答案】①⑦ ⑥⑨ ④⑤⑧⑩
生态系统与种群和群落的关系是怎样的?
________________________________。
提示:
微思考
某自然保护区里的各种植物、动物和看不见的微生物以及水和光等无机条件,它们共同构成了一个 ( )
A.种群 B.生物群落
C.生态系统 D.物种
【答案】C
【解析】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,叫作生态系统。保护区内的各种生物和无机环境构成了生态系统。
生态系统具有一定的结构
1.生态系统的组成成分
(1)非生物的物质和能量:
①物质:______、水、无机盐等。
②能量:______、热能等。
(2)生产者:
①主要类群:自养生物,主要是___________。
②作用:通过___________,把太阳能转变为有机物中可被生物利用的________,是生态系统的______。
空气
阳光
绿色植物
光合作用
化学能
基石
(3)消费者:
①主要类群:动物,包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和__________等。
②作用:a.将有机物转化为________,加快生态系统的物质循环;b.帮助植物传粉和种子传播。
(4)分解者:
①主要类群:____________。
②作用:将动植物遗体残骸和动物排遗物中的________分解成无机物。
寄生动物
无机物
细菌和真菌
有机物
2.营养结构——食物链和食物网
(1)食物链:
①形成原因:捕食关系。
②实例分析:
③特点:生产者是食物链的开始,各种动物所处营养级不是一成不变的,一般不会超过______个营养级。
5
(2)食物网:________彼此相互交错连接形成的复杂的营养关系。
(3)功能:
①食物链和食物网是生态系统的_________,是生态系统_________和__________的渠道。
②生态系统保持相对稳定的重要条件,食物网越复杂,生态系统______________的能力越强。
食物链
营养结构
物质循环
能量流动
抵抗外界干扰
生态系统中消费者和分解者都是异养型的个体,它们之间有什么区别?“螳螂捕蝉,黄雀在后”所隐含的食物链中,螳螂是第几营养级?______________________________。
提示:消费者一般从活的生物体取食,营捕食或寄生生活,而分解者从生物遗体、排遗物、残落物中获得物质和能量,营腐生生活。 食物链一般是从生产者开始的,因此这条食物链为植物→蝉→螳螂→黄雀,螳螂为第三营养级
微思考
判断下列表述是否正确。
(1)森林中的一棵树死了,倒在地上,苔藓、蘑菇、白蚁、蠕虫、蜘蛛和老鼠等生物均以这段朽木为生,它们共同构成了一个生态系统。 ( )
(2)生态系统的结构包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。 ( )
(3)细菌都是分解者,但分解者并不都是细菌。 ( )
(4)生产者是生态系统的基石,消费者和分解者是生态系统的必备成分。 ( )
(5)食物链中的某营养级指的是一种生物或一个种群。 ( )
(6)食物网中两种生物间只有一种种间关系。 ( )
(7)在一条食物链中,生产者为第一营养级,但不同消费者所处的营养级不同。 ( )
【答案】(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√
生态系统的成分、作用及各成分间的关系
[知识归纳]
1.生态系统的概念的理解
(1)空间性:一定的空间范畴。地球上最大的生态系统是生物圈。在这个最大的生态系统中,还可以分出很多不同的生态系统。
(2)成分:生态系统包含全部生物(植物、动物、微生物等)和它们生活的非生物环境。
(3)整体性:生态系统中的生物与生物,生物与非生物之间,相互影响、相互制约,组成一个具有一定调节能力的统一整体。
2.生态系统的成分及各自的作用和地位
项目 非生物的物质和能量 生产者(自养型) 消费者(异养型) 分解者(异养型)
组成内容 阳光、热能、空气、水分、无机盐等 主要是绿色植物,也包括化能自养型微生物(如硝化细菌) 包括营捕食生活、寄生生活和共生生活的各种生物(如菟丝子、大豆根瘤菌) 营腐生生活的微生物及腐食性的动物(如蚯蚓、蜣螂)
项目 非生物的物质和能量 生产者(自养型) 消费者 (异养型) 分解者(异养型)
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 无机物→有机物;光能、无机化学能→有机化学能;为消费者提供食物和栖息场所,是消费者和分解者获得能量的源泉,也是生态系统存在和发展的基础 加快生态系统中的物质循环;有利于植物的传粉和种子的传播 通过分解作用将生物遗体、遗物分解为无机物,供生产者重新利用
地位 必备成分 主要成分(基石) 最活跃的成分 物质循环中的关键成分
3.生态系统各组成成分的相互关系
总之,生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”;生产者与各级消费者以捕食关系建立的食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道。
某小组拟调查一个池塘生态系统(如图)的组成成分。请根据图示及提供的实验器材,回答下列问题。
(1)该池塘生态系统的非生物因素有哪些?
(2)该池塘生态系统的生物按作用分为哪几类?
(3)动物都是消费者吗?举例说明。
提示:(1)水温、水中含氧量、水面光照强度、pH等。
(2)生产者:水草、浮萍、栅藻、团藻;消费者:虾、草鱼、黑鱼;分解者:细菌、真菌。
(3)有些动物不属于消费者。如蚯蚓、蟑螂、秃鹰及某些种类的软体动物是以动植物残体为食的腐生动物,属于分解者。
[对点精练]
1.下列有关生态系统组成成分的叙述,正确的是 ( )
A.太阳光来源于地球以外,不属于生态系统的成分
B.硝化细菌是自养型生物,在生态系统中属于生产者
C.病毒是异养型生物,在生态系统中属于分解者
D.蚯蚓是需氧型生物,在生态系统中属于消费者
【答案】B
【解析】光能、热能等属于生态系统的成分,A项错误。硝化细菌能进行化能合成作用,是自养型生物,属于生产者,B项正确。病毒在细胞内进行寄生生活,属于消费者,C项错误。蚯蚓营腐生生活,属于分解者,D项错误。
2.如图表示生产者、消费者和分解者之间的关系,下列相关叙述错误的是 ( )
A.甲是生产者,乙是消费者
B.丙属于次级消费者
C.丙可以为甲提供无机盐
D.丙不属于食物链成分
【答案】B
【解析】由图可知甲为生产者,乙为消费者,丙为分解者。分解者将动植物残体中的有机物分解成无机物归还无机环境,为甲提供无机盐。分解者不能出现在食物链中。
(2)根据箭头指向判断各成分。
①A有三个箭头指出,为生产者。
②D有三个箭头指入,为非生物的物质和能量。
③B和C为消费者和分解者,因A(生产者)和B均指向C,故C为分解者,B为消费者。
[知识归纳]
1.关于食物链的分析
(1)每条食物链的起点都是生产者,终点是不被其他动物所食的动物,即最高营养级,中间有任何间断都不算完整的食物链。
(2)分解者及非生物的物质和能量不属于食物链的成分,不出现在食物链(网)中。
食物链和食物网的相关分析
(3)由于第一营养级一定是生产者,因此一种动物在某一食物链中的营养级=消费者级别+1。
(4)某一营养级的生物代表的是处于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。
(5)同一种消费者在不同食物链中,可以占有不同的营养级。
(6)在食物网中,两种生物之间的种间关系可出现多种,如青蛙和蜘蛛既有捕食关系,又有竞争关系。
2.关于食物网的分析
营养位置:同一种消费者在不同的食物链中,可以占有不同的营养级,如猫头鹰在下图所示食物网中分别占有第三、第四、第五营养级,这就是说猫头鹰在该食物网中占有三个不同的营养级。
3.分析生态系统的食物网及其中的食物链时的注意事项
(1)生产者数量相对稳定,即生产者数量比消费者稳定得多,所以当某一种群数量发生变化时,一般不需要考虑生产者数量的变化。
(2)处于最高营养级的种群有多种食物来源时,若其中一条食物链被中断,该种群可通过捕食其他食物来维持其数量基本不变。
(3)食物网的复杂程度主要取决于生物的种类,并非生物的数量。
[对点精练]
1.如图是一个简化的食物网,据图分
析正确的是 ( )
A.该食物网由4条食物链组成
B.其中的初级消费者是植食性鸟
C.处于第三营养级的生物有3种
D.生态系统的4种成分中,该图上只体现了2种成分
【答案】D
【解析】分析题图可知,该食物网由5条食物链组成,A错误;植食性鸟和食草昆虫都是初级消费者,B错误;处于第三营养级的有鹰、食虫鸟、蜘蛛和青蛙4种生物,C错误;题图中只有生产者和消费者,缺少生态系统的组成成分中的分解者与非生物的物质和能量,D正确。
2.农田生态系统中,假设有两条主要的食物链(如图),如果有人大量捕捉蛙,短期内对该生态系统造成的影响是 ( )
A.有利于生态系统的平衡
B.水稻虫害严重
C.蛇的数量迅速增加
D.鼠的数量迅速增加
【答案】B
【解析】大量捕捉蛙以后,害虫失去了天敌,所以害虫数量会迅速增加;蛙减少以后,蛇的数量不会变化很大,因为蛇有蛙和鼠两个食物来源,但鼠的数量会因蛇的大量捕食而减少。
【方法技巧】 食物链(网)中生物数量变化分析
1.第一营养级的生物数量减少对其他生物的影响
第一营养级的生物数量减少会导致其他生物都减少,因为第一营养级的生物是其他生物直接或间接的食物来源。
2.“天敌”减少,对被捕食者数量变化的影响
“天敌”减少,最先引起被捕食者数量增加,但随着被捕食者数量的增加,被捕食者种内斗争加剧,种群密度开始下降,直到趋于相对稳定。
3.复杂食物网中某种群数量变化引起的变化分析
(1)在食物网中,当某种生物数量因某种原因而大量减少对另一种生物数量的影响沿不同的食物链分析结果不同时,应以中间环节少的为分析依据。
(2)生产者相对稳定,即生产者比消费者稳定很多,所以当某一种群数量发生变化时,一般不需要考虑生产者数量的增加或减少。
(3)捕食者有多种食物来源时,若其中某一捕食对象的数量减少,则它对其他捕食对象的捕食量会增加,而自身的数量在短期内将维持稳定。如图所示食物网中,青蛙数量突然减少,则以它为食的蛇的数量也将减少,鹰就要过多地捕食兔和食草鸟,从而导致兔、食草鸟数量减少。因为鹰不仅捕食蛇这种生物,也可捕食其他食物来维持其生命活动。
课堂·延伸提分
易错易混:生态系统成分中的三个“≠”
1.生产者≠植物:生产者不一定都是植物,某些细菌也可以是生产者,如硝化细菌等;植物也不一定都是生产者,如菟丝子是消费者。
2.消费者≠动物:消费者不一定都是动物,如某些营寄生生活的微生物;动物也不一定都是消费者,如营腐生生活的蚯蚓等。
3.分解者≠微生物:分解者不一定都是微生物,如某些营腐生生活的动物,如秃鹫;微生物也不一定都是分解者,如自养型微生物是生产者,如硝化细菌是生产者,营寄生生活的微生物是消费者。
例 下列关于生态系统组成成分的叙述,正确的是 ( )
①细菌、真菌都是分解者 ②自养型生物都是生产者
③植物都是生产者 ④动物都是消费者
⑤异养型生物都是消费者
A.② B.②③
C.③④ D.①⑤
【答案】A
【解析】营自养生活的微生物是生产者,而营寄生生活的微生物则是消费者,绝大多数植物是生产者,但极少数植物属于消费者,如菟丝子;大多数动物是消费者,少数腐生动物是分解者,如蚯蚓、蜣螂等;异养型生物是消费者或分解者。
1.现在的城市人喜欢到乡村旅游。他们或到池塘垂钓,或到果园采摘,乐此不疲,似有“久在樊笼里,复得返自然”之感。这其中的池塘和果园在生物学中分别属于 ( )
A.海洋生态系统、农田生态系统
B.淡水生态系统、果园生态系统
C.自然生态系统、人工林生态系统
D.人工生态系统、草原生态系统
【答案】B
【解析】池塘属于自然生态系统中的淡水生态系统,果园属于人工生态系统中的果园生态系统。
2.下图所示成分可以构成一个 ( )
A.食物网
B.捕食链
C.生物群落
D.生态系统
【答案】D
【解析】图中所示有四种成分:非生物的物质和能量,植物是生产者,兔和狐是消费者,细菌是分解者,上述四种成分可构成一个生态系统。
3.下列有关生态系统组成成分的叙述,正确的是 ( )
A.太阳光来源于地球以外,不属于生态系统的成分
B.硝化细菌是原核生物,在生态系统中属于生产者
C.病毒是原核生物,在生态系统中属于分解者
D.蚯蚓是真核生物,在生态系统中属于消费者
【答案】B
【解析】生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者,太阳光属于非生物的物质,A错误;硝化细菌能够通过化能合成作用制造有机物,属于生产者,B正确;病毒没有细胞结构,不是原核生物,也不属于分解者,C错误;蚯蚓能够分解土壤中的有机物,属于分解者,D错误。
4.下列关于营养级的叙述,正确的是 ( )
A.同一种群的生物只属于一个营养级
B.同一营养级的生物都是同种生物
C.植食性动物都归属于第二个营养级
D.肉食性动物都归属于第三个营养级
【答案】C
【解析】同一种群的生物所处的食物链不同,营养级可能不同,A错误;同一营养级的生物可能是同种生物,也可能不是,B错误;肉食性动物最低属于第三营养级,D错误。
5.某草原生态系统的食物网情况如下表所示(“√”表示存在捕食关系),下列分析错误的是 ( )
捕食关系 食虫鸟 食草昆虫 鼠 草
食虫鸟 √
食草昆虫 √
鼠 √
狐狸 √
鹰 √ √
A.此食物网中有3条食物链
B.次级消费者有食虫鸟、鹰、狐狸
C.狐狸和鹰之间存在种间竞争关系
D.鹰只属于第三营养级
【答案】D
【解析】根据表格内容可推出的食物网如图所示,图中有3条食物链,A正确;次级消费者属于第三营养级,有食虫鸟、鹰、狐狸,B正确;狐狸和鹰都可捕食鼠,两者之间存在种间竞争关系,C正确;鹰属于第三、四营养级,D错误。
6.图1为生态系统的组成成分之间的关系,图2为某生态系统的食物网情况,请据图回答。
据图1回答:
(1)从营养功能的角度来填写成分:B.________,C._________。
(2)B主要是指______________________________。
(3)________和________是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”。(填图中字母)
(4)最主要的成分和最活跃的成分分别是______、______(填图中字母)。
据图2回答:
(5)该生态系统共有________条食物链。
(6)鹰占有____个营养级,请写出鹰作为最高营养级的一条食物链:__________________________。
(7)蛇和鹰的关系是_______________________。
(8)要使该生态系统完整,还需要增加的成分是____________。
(9)若蛇绝种,鹰的数量可能________,原因是_______________。
(10)若植食性昆虫减少,在短期内哪种生物数量将锐减?_______。理由是__________。
【答案】(1)分解者 非生物的物质和能量 (2)营腐生生活的细菌和真菌 (3)D B (4)D A (5)8 (6)4 植物→植食性昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰(或植物→植食性昆虫→食虫昆虫→食虫鸟→蛇→鹰) (7)捕食和竞争 (8)分解者、非生物的物质和能量 (9)增多 食物链变短,鹰获得的能量增多 (10)食虫昆虫 其食物单一且有许多天敌