(共37张PPT)
3.1 生态系统的结构
大豆是发源于我国的重要粮食作物。大豆田里生长着稗草、苘qǐng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。
讨论:1.大豆根系会给土壤带来哪些变化?
大豆田间剖面图
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。
大豆是发源于我国的重要粮食作物。大豆田里生长着稗草、苘qǐng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。
讨论:2.大豆与其他生物之间存在什么关系?
大豆田间剖面图
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。
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qǐng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。
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。
大豆田间剖面图
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。
生物圈包括__________________________
___________;
一、生态系统的概念
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。
个体
种群
群落
非生物环境
生态系统
生物圈
二、生态系统的范围
生态系统的空间范围有大有小;
生物圈是地球上最大的生态系统;
环境的总和
地球上的全部生物及其非生物
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白马水库____
是
否
否
否
是
是
是
是
三、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四、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由哪些________,以及_________________。
组成成分
各组分之间的关系
分析生态系统的结构
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。
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。
分析生态系统的结构
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。
水草
草鱼
青鱼
虾
草履虫
水蚤
团藻
栅藻
黑鱼
举例
分析生态系统的结构
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。
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
分析生态系统的结构
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;
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。
分析生态系统的结构
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;
分析生态系统的结构
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。
(一)、生态系统的组成成分
生态系统的组成成分
分解者:
光、热、水、空气、无机盐等。
自养生物,主要是绿色植物。
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。
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。
非生物的物质和能量:
生产者:
消费者:
消费者:营养来源于活的生物,分解者反之。
(1)非生物的物质和能量
②主要组成:
④地位:
光、热、水、空气、无机盐等。
③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。
是生态系统的必需成分。
①判别标准:
无生命
通过光合作用,将太阳能固定在它们所制造的有机物中,将太阳能转化成化学能
(2)生产者
光合细菌
绿色植物
硝化细菌
自养型生物
能将无机物合成有机物-
①判别标准:
②主要组成:
④地位:
③作用(以光合自养型为例):
主要是绿色植物,还包括光合细菌(如蓝细菌)和化能自养细菌(如硝化细菌、铁细菌、硫细菌)等。
是生态系统的基石(主要成分)。
主要是动物,包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物,还包括其他寄生生物(如菟丝子、病毒、寄生菌等)。
(3)消费者
①判别标准:
②主要组成:
④地位:
③作用:
异养型非腐生生物
将有机物转化为无机物,加快生态系统的物质循环;对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用
是生态系统中最活跃的成分。
(4)分解者
异养型腐生生物
①判别标准:
②主要组成:
④地位:
③作用:
主要是营腐生生活的细菌和真菌,还包括营腐生生活的动物(如蚯蚓、蜣螂、秃鹫等)。
将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。
是生态系统中的必需的关键成分。
生产者
消费者
分解者
生产者、消费者、分解者的关系
紧密联系,缺一不可
加快生态系统的物质循环,传粉、传播种子等
将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物
生态系统的基石
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(结核杆菌)
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
生态系统多种多样,但是在结构上有许多共同点,能否构建一个模型来表示生态系统的结构?
生态系统的结构模型
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
无机盐
③
③
③
①__________ ②__________
③__________ ④__________
光合作用
分解作用
呼吸作用
捕食
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。
A________________
B________________
C________________
D________________
生态系统的结构模型的变形:
A
B
C
D
生产者
分解者
消费者
非生物的物质和能量
B
D
A
C
A________________
B________________
C________________
D________________
消费者
分解者
非生物的物质和能量
生产者
1.先找双向箭头,双向箭头两边必定为“生产者”、“非生物的物质和能量”;
2.再看指入箭头,指入箭头最多的为“非生物的物质和能量”,其次为分解者
①________________
②________________
③________________
④________________
⑤________________
生产者
非生物的物质和能量
分解者
初级消费者
次级消费者
现学现用
(二)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:
玉米
蝗虫
蛙
蛇
鹰
成分
生产者
初级
消费者
次级
消费者
三级
消费者
四级
消费者
第一
营养级
营养级
第二
营养级
第三
营养级
第四
营养级
第五
营养级
(1)概念:
举例
生物之间由于捕食关系而形成的一种联系。
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
(2)注意事项:
①食物链的组成:
生产者+消费者,
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。
⑤食物链一般不超过五个营养级。
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。
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。
可以确定食物链为____________
可以确定食物链为____________
(3)根据不同信息判断食物链
①根据能量或者有机物含量
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
可以确定食物链为____________
可以确定食物链为____________
可以确定食物链为____________
丙→甲→乙→丁
丙→丁→甲→乙
D→A
③根据各种变式模型
2.食物网:
(1)概念:
食物链彼此相互相互交错的复杂营养关系
(2)形成原因:
在生态系统中,一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物,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:
①在食物网中,两种生物之间的种间关系可能不止一种。
②在食物网中的同一消费者的营养级并不是一成不变的,可能处于多个营养级
如鹰和狐既是竞争,又是捕食。
(1)图中有_____条食物链;
(2)图中属于次级消费者的有:
____________________________;
图中属于第二营养级的有:
________________________;
(3)鹰和蛇的种间关系:______________;
(4)蛇处于第几营养级?_______________________
8
蛇、鹰、蛙、食虫昆虫、食虫鸟
鼠、食植昆虫
捕食和种间竞争
第三、第四、第五营养级
课堂练习
3.食物链和食物网的功能
(1)生态系统保持相对稳定的重要条件:一般认为,食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力就越强;
(2)食物链和食物网是生态系统的营养结构,是生态系统物质循环和能量流动的渠道;
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
原因:
(1)第一营养级生物数量减少对其他生物数量的影响
第一营养级的生物数量减少会导致其他生物数量都减少,因为第一营养级是其他生物直接或间接的食物来源;
(2)天敌减少,对被捕食者数量的影响
“天敌”减少,则被捕食者数量增加,但随着其数量的增加,种内斗争加剧,种群密度下降,直到趋于稳定,但最终结果比原来数量要大(K值升高);
因此被捕食者的数量变化为:________________________________
先增加,后减少,最后趋于稳定
4.食物网中生物数量变化分析
(3)食物网种群数量变化分析遵循以下规律:
①生产者数量相对稳定原则,即消费者某一种群数量发生变化时,一般不考虑生产者数量的减少或增加;当然也要视具体情况而定。
②最高营养级生物种群数量相对稳定原则,即当处于最高营养级的生物种群的食物有多种来源时,若其中一条食物链中某种生物减少,该种群数量不会发生较大变化;
③在食物网中,当某种生物数量因某种原因而减少时,对另一种生物数量的影响,沿不同食物链分析结果不同时,应以中间环节少的为分析依据;
浮游植物
磷虾
小鱼
海豹
浮游动物
大鱼
企鹅
虎鲸
须鲸
假设大鱼全部死亡,则磷虾数目将______。
增多
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”)。
下降
下降
不大