3.1 生态系统的结构（教学课件）-高中生物学人教版（2019）选择性必修2(共36张PPT)

(共36张PPT)
学习目标
1.举例说明生态系统的组成成分。【生命观念】
2.简述生态系统各组分之间的关系。【科学探究】 2.构建生态系统结构的概念模型。【科学思维】
学习重点
分析生态系统的组成成分和营养结构
学习难点
说明生态系统是一个整体，构建生态系统的结构模型
第3章生态系统及其稳定性
第1节生态系统的结构
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CO 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。
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。
【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 稗草、苘麻、鸭跖草等多种杂草，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
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。
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。
说明 生物群落和非生物环境有着密不可分的关系
种群
非生物环境+所有生物某种生物
生态系统 群落
一、生态系统的范围
1.概念：生态系统是由生物群落 与它的非生物环境 的统一整体。
生态系统与种群、群落的关系，如下图：
(1)同一空间的同种生物的所有个体= 种 群 0
(2)同一时间同一空间中所有种群的集合= 群 落-0
(3)群落与非生物环境相互作用的统一整体 生态系统
二
相互作用而形成
2、范围：生态系统的范围有大有小。生 物 圈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。
3、类型
水域生态系统 自然生态系统
陆地生态系统
海洋生态系统
淡水生态系统 森林生态系统 草原生态系统
荒漠生态系统
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
人工生态系统
冻原生态系统
在森林、草原、农田、湖泊等生态系统中， 挑选你和本小组同学熟悉的两个生态系统，
分析它们的组成成分及各组分之间的联系。 也可以用以下两个生态系统为例来进行分析。
生态系统1 某荒漠生态系统
在我国西北半干旱区，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、 园蛛、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。
栅藻 团藻 水蚤
草履虫
水草
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。
思考讨论：分析生态系统的结构
草鱼
青鱼
田螺
细菌、真菌
生产者：栅藻、团藻、水草
消费者：水蚤、草履虫、田螺、虾、草鱼、黑鱼、青鱼
分解者：细菌、真菌
讨论1:分析上述生态系统中生物之间的 食物关系，你能画出多少条食物链 与其 他同学画出的食物链进行比较，分析各自 的食物链是否需要修改，共同完善该生态 系统的食物链和食物网。
讨论2: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。
举例：
讨论3:在上述生态系统中，食物链之外 还有哪些成分 它们对生态系统来说是不 可缺少的吗 为什么
食物链中只包含生产者和消费者， 因此缺少分解者和非生物的物质和能 量；它们对生态系统来说是不可或缺 的。
物质和能量是生命活动存在的最基 本 条 件 ，生命活动本质上也是物质和 能量的变化，非生物物质还是生物赖 以生存的环境成分；
团藻 水蚤
草履虫
水草
细菌、真菌
分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，如果 没有分解者，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。
讨论4: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
绿色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；
细菌、真菌等通过分解动植物遗体和动 物的排遗物获得物质和能量；
不同种类的生物获取物质和能量的途径 是不尽相同的；
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。
水蚤
草履虫
水草
细菌、真菌
非生物环境
太阳能输入
能量输出
生产者
分解者
消费者
栅藻-
团藻
青鱼
螺
二 、生态系统具有一定的结构
(一)生态系统的组成成分
(1)非生物的物质和能量
非生物的物质：空气、水分、无机盐等
非生物的能量：阳光、热能
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
地位： 是生态系统的必备成分。
光能自养型： ;植物(主要)、光合细菌(蓝细
化能自养型：硝化细菌
)
色
菌
绿
把无机物转化成有机物，太阳能转化为化学能， 为消费者提供食物和栖息场所
(2)生产者
营养方式：自养型
地位：生态系统的基石
作用：
营捕食生活的生物：主要是动物
营寄生生活的生物：菟丝子、病毒等
作 用 ：加快生态系统中的物质循环和能量流动， 利于植物的传粉和种子的传播
(3)消费者
营养方式：异养型
山羊 大白鲨
地位：生态系统的重要成分
菟丝子
作用：将动植物遗体和动物的排遗物中的有机物转化为无机物
地位：必需的关键成分
营腐生生活的细菌、真菌等微生物
腐生动物：蚯蚓、蜣螂、秃鹫
(4)分解者
营养方式：异养型
羊肚菌
【易错判断】
1、生产者一定是植物。X
光合细菌、硝化细菌属于生产者。
2、所有植物都是生产者。X
寄生植物菟丝子属于消费者；食虫植物猪笼草属
于消费者。
3、 所有动物都是消费者。X
腐生动物(蚯蚓、蜣螂等)属于分解者。
4、异养型生物都是消费者 X 绿色植物≠生产者
腐生生物是分解者 动物≠消费者
5、所有微生物都是分解者。X 自养细菌(硝化细菌)属于生产者，
寄生细菌属于消费者。
腐生细菌和真菌属于分解者。
细菌≠分解者
生产者 消 费 者
加快生态系统的物质循
环，传粉、传播种子等
思考 · 讨论1:上述组分之间是什么关系
紧密联系，缺一不可。
消费者
生态系统
的基石
生产者、消费者、分解者的关系
分 解 者
将动植物遗体和动物的 排遗物分解成无机物
思考 ·讨论2:
参照一般系统的结构模式图，尝试画出生态系统的结构模型。
组分2
组分3
组分1
输 出
输入
① CO CO
2 CO 等
③
消费者
植食性消费者→ 肉食性消费者1 肉食性消费者2
遗体、粪便等
无机盐等
图中①②③④分 别代表什么生理 过程
呼吸作用 光合作用 呼吸作用 分解作用
思考 ·讨论2:
参照一般系统的结构模式图，尝试画出生态系统的结构模型。
生态系统的结构模型
生产者
分解者
④
D 非生物的物质和能量
① 光合作用或化能合成作用
②呼吸作用 ③ 摄食
④ 呼吸作用
⑤遗体、粪便 ⑥残枝败叶 ⑦ 分解作用
模型构建：生态系统各成分间的关系。
生产者
消费者 分解者
⑥
C
D
5
③
B
A
B C
A
A
非生物的物
质和能量
C
分解者
方法规律：如何判断生态 系统各成分间的关系。
1.只有生产者与非生物的 物质和能量的关系是双向 的，其余各成分间的关系 都是单向的。
2.有3个指出箭头的为生
产者，有3个指入箭头的 为非生物的物质和能量。
模型构建：生态系统各成分间的关系。
B
消费者
生产者
D
生产者 甲
非生物的物质和能量
消费者
分解者
消费者 C 非生物的物质和能量
丙1→丙 →
变式：
生产者
营养级：食物链中的一个个环节称营养级，
易错点：①同种生物，所属消费者级别和所处的营养级级别一定是不同，总是 差一级。
②营养级是指处于食物链同一环节上所有生物的总和，不一定是一个种群。
(一)生态系统的组成成分
(二)生态系统的营养结构--食物链和食物网
1.食物链：生物之间由于食物关系而形成的一种联系。
草—→昆 虫—→青蛙—→蛇—→鹰
成分 生产者 初级
消费者
营养级 第一 第二 营养级营养级
判断：草原 上第二营养 级是指所有 的羊。
四级
消费者
第五 营养级
三级 消费者
第四 营养级
次级 消费者
第三
营养级
二 、生态系统具有一定的结构
1 .食物链(捕食链)的组成：生产者+消费者
2. 分解者不进入食物链，不占营养级。
3.每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物 (最高级)。
4.某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表个体，也 不一定是某一个种群。生产者总是为第一营养级。
【典例】下列各项中，属于食物链的是 ( B )
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
易错归纳：
思考讨论：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。
(二)生态系统的营养结构--食物链和食物网
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)形成的原因：①一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物。
②一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。
食草昆 4. 猫头鹰能占有几个营养级
第三、四、五、六共四个营养级
生物在不同食物链上所处的营养级可能不同
1.食物网中共有多少条食物链
9
2.请写出最长的食物链。
3.猫头鹰与蛇存在着什么关系
竞争与捕食
猫头鹰
蛙
吃虫的鸟
蜘蛛
思考讨论：分析温带草原生态系统的食物网简图
(3)食物网的特点：
①在食物链中只有捕食关系，在食物网中既有捕食关系，又有竞争 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 能会由其他生物来取代。所以食物网越复杂，抵抗外界干扰的能力 越强。
(4)食物链和食物网的作用：
是生态系统物质循环和能量流动的渠道。
方法技巧1:食物链(网)中各营养级生物数量的变动分析
①处于食物链中第一营养级生物减少的情况：若第一营养级生物数量 减少，则会导致其他的生物数量都 减少，即出现连锁反应，因为第一营 养级生物是其他生物直接或间接的食物来源。
“ 天敌”减少的情况：若“天敌”减少，则被捕食者数量变化 是 先增加后减少最后趋于稳定
③食物链中中间营养级生物的减少对其他生物的影响：
如a→b→c→d→e, 若 c减少，则食物链中其它生物变化是：
b_ 先增加后减少最后趋于稳定
a_先减少后增加最后趋于稳定
d 先减少后增加最后趋于稳定
e 先减少后增加最后趋于稳定 。
④复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析：
原则1:在食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少，对另一种生物 的影响沿不同的路线分析得出的结果不同时，应以中间环节少的为分析 依据；考虑方向和顺序为：从高营养级依次到低营养级。
原则2:生产者数量相对稳定。生产者比消费者稳定得多，所以当某一 种群数量发生变化时，一般不需考虑生产者数量的增加或减少。
原则3:最高营养级的生物数量相对稳定。当处于最高营养级的种群有 多种食物来源时，若其中一条食物链中断，则短期内该种群可通过多食 其他食物而维持基本不变。
思考1:食草昆虫减少，食草鸟数量将怎样变化
兔— → 鹰—蛇一青蛙
食草鸟 食草昆虫
绿色植物
食草昆虫减少
对食草鸟的影 响分析
正确分析食草昆虫y→ 青蛙 | → 蛇 | → 鹰
可多食兔和食草鸟→食草鸟
食草昆虫 → 绿色植物个 → 食草鸟
错误分析 逆推
正推
⑤同时占有两个营养级的种群数量变化的连锁反应分析
A. 食物链中某一种群的数量变化，会导致另一种群的营养级发生连锁性变化。 原因：能量在食物链(网)中流动时只有10%～20%流到下一个营养级，且能量
思考：
当草提供的有机物总量一定时，蛇全
部捕杀，短期内和较长时间鹰的数量 变化分别是
短期内基本不变；较长时间后增加
鼠一
草→虫—蛙—→蛇—→鹰 鹿
流动的环节越多损耗越多。
B.连锁变化的规律：
b种群数量 将增加
b种群数量 将减少
(最后趋于稳定)。
a种群的 数量变化
营养级降低
营养级升高
b种群
导致
生物群落
相互作用
无机环境
自然生态系统
人工生态系统
组成成分
结构
营养结构
消费者_
分解者
食物链
复杂化
食物网
非生物的物 质和能量
生产者
概念
类型
【课堂小结】
生 态 系 统
构 成
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
免
草 → 昆虫 → 鸟 → 狐
细 菌
【课堂检测】
1.有关下图的各项叙述中，正确的是(A)
光
CO
2.下列有关生态系统结构的说法，正确的是( C )
A.不能进行光合作用的生物一定不是生产者
B.营腐生生活的细菌不一定是分解者
C.生态系统的营养结构只包含生产者与消费者两种成分
D.生产者和分解者是生态系统的基石，消费者不是生态系统的必备成分
A.甲一定属于生产者，且为自养型
B.乙、丙、丁均为异养型，且丁位于第三和第四营养级
C. 丙和丁之间的种间关系为捕食和种间竞争
D. 由于某种原因丁数量减少，将会导致丙数量增多，最终导致乙数量减少
3.某生态系统中存在如下图所示的一食物网，下列分析错误的是(D )
丙
甲
乙
一
鼠 一 蛇 →食蛇动物
A.该食物网中共有6条食物链
B. 狮子在这个食物网中占据三个营养级
C.狮子和野狗的关系是捕食和种间竞争
D. 蛇的数量减少，狮子的数量不会发生明显的变化
4.如图为非洲某草原生态系统的食物网，下列相关叙述错误的是(A)
羚羊一
草 — → 斑 马
野狗—→狮子