3.1 生态系统的结构课件-2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第3章 生态系统及其稳定性 第1节 生态系统的结构 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、鸭跖(zhí)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。 思考1: 大豆与其他生物之间存在什么关系？ 种间竞争 捕食 大豆与根瘤菌 大豆与稗草、苘麻、鸭跖草 大豆与大豆蚜 互利共生 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、鸭跖(zhí)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。 思考2: 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，使土壤中的水和无机盐减少； 大豆根的呼吸作用会增加土壤中CO2含量； 大豆和根瘤菌互利共生固氮，会增加土壤氮的含量； 死亡和脱落的大都根，会增加土壤中有机物的含量。 问题探讨 生物群落 (种内、种间相互作用) 非生物环境 相互作用 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。 生态系统的范围 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 课堂检测 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密云水库____ 是 否 否 否 是 是 是 是 生态系统的范围 自然生态系统 人工生态系统 水域生态系统 陆地生态系统 海洋生态系统 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 淡水生态系统 生态系统 生态系统的结构 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 生态系统2 某池塘生态系统 生态系统的结构 思考·讨论 分析生态系统的结构 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1：在上述生态系统中，除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？为什么？ 还有非生物的物质和能量。 非生物物质和能量 阳光、水、空气、 无机盐等 作用：生态系统中各种生物所需要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。 生态系统的结构 思考·讨论 分析生态系统的结构 讨论2：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？ 通过光合作用 通过捕食 通过分解作用等 生产者 消费者 分解者 生态系统的结构 ⭐新陈代谢（细胞代谢）及其类型 新陈代谢 同化作用 （合成代谢） 异化作用 （分解代谢） 将外界物质合成自身的组成物质 储存能量 释放能量 将自身的组成物质加以氧化分解 生态系统的结构 自养型 异养型 同化作用 以光能或化学能为能量的来源，以无机物为原料，合成有机物、储存能量的营养方式 不能直接把无机物合成有机物，必须摄取现成的有机物来维持生活的营养方式 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…… 以氨基酸为原料合成蛋白质 光合作用利用光能以CO2为原料制造有机物、 化能合成作用利用将NH3氧化的能量以CO2为原料制造有机物 生态系统的结构 思考·讨论 分析生态系统的结构 讨论2：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？ 通过光合作用 通过捕食 通过分解作用等 生产者 消费者 分解者 非生物物质 和能量 生态系统的结构 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。 1.生态系统的组成成分 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 生态系统的结构 1.生态系统的组成成分 生产者 (producer) ①光合细菌和绿色植物(光合作用) ②硝化细菌、硫细菌等(化能合成作用) 类型 地位 生态系统的基石(主要成分)。 判断依据 能将无机物转化为有机物---自养型生物 作用 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(以绿色植物为例) 生态系统的结构 1.生态系统的组成成分 易错判断： ①生产者都是自养型生物，自养型生物都是生产者。 ②植物并不都是生产者，生产者并不都是绿色植物。 菟丝子 蓝细菌、硝化细菌 生态系统的结构 1.生态系统的组成成分 消费者 (consumer) ①绝大对数动物 ②寄生生物（菟丝子、病毒、寄生菌) 类型 地位 生态系统的最活跃的成分。 作用 ①加快生态系统的物质循环 ②帮助植物传粉和种子的传播 易错提醒： 消费者并不都是动物，动物也并不都是消费者。 营寄生生活的微生物 秃鹫、蚯蚓、蜣螂 生态系统的结构 1.生态系统的组成成分 分解者 (decomposer) 类型 地位 生态系统的必需的关键成分。 判断依据 腐生生物 作用 ①腐生性细菌和真菌 (乳酸菌、酵母菌、霉菌、蘑菇等) ②腐食性动物(蚯蚓、蜣螂、秃鹫等) 将动植物遗体和动物排遗物分解成无机物， 供生产者重新利用。 生态系统的结构 1.生态系统的组成成分 易错提醒： ①分解者都是异养型，异养型生物并不都是分解者。 ②分解者并不都是微生物，微生物并不都是分解者。 ①植物≠生产者 ②动物≠消费者 ③细菌≠分解者 课堂检测 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、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 过渡 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 思考·讨论 分析生产者、消费者、 分解者之间的关系 生产者 肉食性消费者2 遗体、粪便等 分解者 无机物 CO2等 植食性消费者 肉食性消费者1 ② ① ③ ③ ③ ④ 呼吸作用 光合作用 呼吸作用 分解作用 （呼吸作用） 生态系统的结构 三个指入箭头的是： “非生物的物质和能量”； 三个指出箭头的是： “生产者”。 练一练 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 练一练 生产者 非生物的物质和能量 消费者 分解者 B 1.如图表示生态系统四种成分之间的关系，以下相关叙述中正确的是（　　） A. 1和2所包含的所有种群构成群落 B. 3代表的不一定是原核生物 C. 4表示生态系统的基石 D. ①代表光合作用，②代表细胞呼吸 总结 组成成分 非生物的物质和能量 生物 群落 生产者 消费者 分解者 生态系统 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．蚯蚓是需氧生物，在生态系统中属于消费者 　D．营腐生生活的细菌不一定是分解者，而有可能是生产者或消费者 练一练 B 2．下列有关生态系统结构的说法，正确的是（ 　） A．不能进行光合作用的生物一定不是生产者； B．分解者不一定是微生物； C．生态系统的营养结构包含生产者、消费者与分解者； 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； 练一练 B 生态系统的结构 树 蝉 螳螂 黄雀 用箭头表示相互之间的关系： 捕食关系 “螳螂捕蝉，黄雀在后”中说的生物之间是什么关系？ 生产者所固定的物质与能量，通过一系列取食和被取食关系，在生态系统中传递，各种生物按其食物联系排列成链状顺序。 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。 生态系统的结构 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。 1.卷叶蛾→螳螂→黄雀； 2.蚊子→青蛙→蛇； 3.草→食草昆虫→青蛙→蛇； 4.水草→食草鱼→蛇→鹰→腐生菌； × × √ √ 注意： 1.食物链起点为自养生物（生产者）； 2.分解者不进入捕食食物链。 生态系统的结构 ②营养级 第五营养级 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 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。 1、生产者一定是第一营养级； 2、消费者的消费等级总是比营养等级低一级； 生态系统的结构 思考：一种生物只能占据一个营养级吗? 1.草→鼠→蛇→鹰； 2.草→鼠→鹰； 3.草→鼠→狐； 4.草→兔→鹰； 5.草→兔→狐； 鹰：第三营养级和第四营养级。 否 生态系统的结构 思考：一种生物只能占据一个营养级吗? ③食物网： 形成原因： 生态系统中生物之间的食性关系是复杂的，一种生物可以摄食多种其他生物，一种生物也可以被多种生物所摄食。同一种生物在不同的食物链中可以占有不同的营养级，要根据其所在的具体食物链来确定，即从生产者数起。 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结构，就是食物网。 生态系统的结构 食物链和食物网,都是生态系统的_____________。 生态系统的____________和___________就是沿着这种渠道进行的。 营养结构 物质循环 能量流动 错综复杂的食物网使生态系统保持相对稳定。 一般认为，食物网越 ， 生态系统抵抗外界干扰的能力就 。 食物网的复杂程度取决于生物种类,而非生物数量。 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 会由其他生物来代替。 复杂 越强 ③食物网： 思考：食物网的意义？ 生态系统的结构 ④特点 c.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 a.食物链的组成： 生产者+消费者， b.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。 不包括分解者和非生物的物质和能量； d.各种生物所处的营养级并不是一成不变的。 总结 生态系统 的成分 生态系统 的营养结构 非生物的物质和能量 生物 群落 生产者 消费者 分解者 生态系统的结构 捕食 食物链 食物网 物质循环和能量流动的渠道 课堂练习 （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 拓展1:根据不同信息判断食物链 ①根据能量或者有机物的含量“由多到少”书写食物链 根据能量或者有机物的含量由多到少，可以确定食物链为: B→D→A→C 根据能量多少和传递效率10%～20% 食物链的判断与书写: 拓展1:根据不同信息判断食物链 ②根据重金属、DDT等浓度“由少到多”构建食物链(网) 有机汞存在生物富集现象， 即随着营养级的增加，汞浓度增加，两者在数值上成正相关。 所以从表中有机汞浓度的大小可推知该生物营养级的高低，从而判断食物链(网)如右图: 信息: 观察柱形图高低,柱形图高者为 。 食物链: 。 拓展1:根据不同信息判断食物链 ③依据柱形图构建食物链(网) 被捕食者 丙→甲→乙→丁 拓展1:根据不同信息判断食物链 信息: 观察扇形图中有机物含量,扇形图中含量高者为 。 食物链为: ④依据扇形图构建食物链(网) 被捕食者 拓展1:根据不同信息判断食物链 信息: 分析曲线走势,先增加先减小者为 。 食物链: 。 ⑤ 依据曲线图构建食物链(网) 乙→丙→甲 被捕食者 拓展1:根据不同信息判断食物链 ⑥依据生态系统的物质循环图解构建食物链(网) 生产者 非生物的物质和能量 消费者 分解者 其中的食物链是: A→B 课堂练习 种群 甲 乙 丙 丁 戊 重金属含量(μg/kg鲜重) 0.0037 0.0037 0.035 0.035 0.34 食物网可能为: 1.某相对稳定的水域生态系统中主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群，各种群生物体内某重金属的含量如下表。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中，消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。 课堂练习 2.某生态系统有四种生物(甲、乙、丙、丁),并构成一条食物链。在某一时间确定这四种生物所含有机物总量的比值如右图所示。在一段时间内,如果种群乙的有机物总量的比值增大,则引起的变化应是图示中的( ) D 食物链为: 丙 → 甲 → 乙 → 丁 拓展2:食物链(网)中各营养级生物数量的变动分析 若“天敌”减少,被捕食者数量增加，但随着数量增加，种内斗争加剧，种群密度还要下降，直到趋于稳定, 则被捕食者数量变化是先增加后减少最后趋于稳定。 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,因为第一营养级的生物是其他生物直接或间接的食物来源。 ①处于食物链中第一营养级生物减少的情况 ②“天敌”减少的情况 拓展2:食物链(网)中各营养级生物数量的变动分析 ③复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析: (1)生产者相对稳定: 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。 (2)最高营养级相对稳定: 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,则最高营养级种群数量可通过多食其他食物而维持其数量基本不变。 课堂练习 3.如下图所示食物网中,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 课堂练习 (3)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: 思考:由于某种原因，鼠突然全部死亡，则蛇的数量变化情况为__________; 蟾蜍的数量变化情况为________。 下降 解析: 如果鼠突然消亡, 那么会直接导致蛇的营养级提升, 所以蛇数量减少； ①能量原则: 如果一种生物的消亡直接影响另一种生物的营养级上升，则上述的另一种生物短期效应将会减少，反之则上升。 拓展2:食物链(网)中各营养级生物数量的变动分析 (4)在食物网中“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但从长时间来看，会先增加后减少，最后趋于稳定; 简单记为：“如果天敌患了病，先增后减再稳定”。 种内斗争加剧，无天敌下自身素质下降等 (但结果比原来的数量要增大) “天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会先上升，后下降，最后稳定原因: 课堂练习 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 Thank You $$