3.1 生态系统的结构- 2024-2025学年高二生物同步课堂精优课件（人教版2019选择性必修2）

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。 大豆田间解剖图 讨论：1.大豆根系会给土壤带来哪些变化？ 问题探讨 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； ②大豆根的呼吸作用会增加土壤中CO2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； ④死亡和脱落的大豆根，会增加土壤中有机物的含量。 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。 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。 第3章 生态系统及其稳定性 第1节 生态系统的结构 本节聚焦 1、生态系统有哪些主要组成成分？他们是如何构成生态系统的？ 2、生态系统具有怎样的营养结构？ 3、食物网的复杂性对于解决生态学问题有什么启示？ 自主探究 自主阅读教材P48-P52，小组合作思考讨论完成以下问题。 1.什么是生态系统？范围、有哪些类型？ 2.生态系统的组成成分包括哪些方面，各组分的作用和关系？ 3、什么是食物链和食物网？消费者级别与营养级级别的关系？ 4、食物网的形成原因？有何意义？ 一、生态系统的范围 什么是生态系统？范围、有哪些类型？ 1. 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。 生态系统的空间范围有大有小。一片森林、一个湖泊、一片草原、一条河流、一块农田等都可成为一个生态系统。 个体 种群 群落 非生物环境 相同 不同 相互作用 (种内、种间相互作用) 统一整体 生态系统 2. 生态系统的范围： 地球上的全部生物及其非生物环境的总和，构成地球上最大的生态系统——生物圈。 一、生态系统的范围 什么是生态系统？范围、有哪些类型？ 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 陆地生态系统 淡水生态系统 森林生态系统 草原生态系统 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 海洋生态系统 荒漠生态系统 冻原生态系统 海洋 淡水 农田 荒漠 草原 森林 冻原 果园 人工林 城市 课堂练习 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 1、以下例子是生态系统的有____________ ①⑤⑥⑦ 2、在一个阴湿的山洼草丛中，有一堆长满苔藓的腐木，其中聚集着蚂蚁、蚯蚓、蜘蛛、老鼠等动物，这些生物共同构成了什么？这些生物和它们的非生物环境呢？ 群落 生态系统 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？动物园是一个生态系统吗？ 动物园中的全部生物不能说是一个群落，因为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。 要分析生态系统的结构，首先要分析生态系统由哪些组成成分，以及各组分之间的关系。 思考讨论：分析生态系统的组成成分 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。 柠条 地锦 胡枝子 画眉草 猪毛蒿 蝼蛄 叶蛾 姬蜂 步甲 园蛛 思考讨论：分析生态系统的组成成分 生态系统2 某池塘生态系统的示意图 池塘生态系统的示意图 水草 草鱼 青鱼 虾 草履虫 水蚤 团藻 栅藻 黑鱼 1、画出食物链。 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。 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 3.在上述生态系统中，食物链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？ 阳光、水、空气、无机盐等非生物的物质和能量以及微生物，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。微生物可以将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，避免堆积如山。 思考讨论：分析生态系统的组成成分 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。(生产者) 动物通过捕食植物或其他动物获得物质和能量。(消费者) 细菌、真菌等通过分解动植物的遗体和动物的排遗物获得物质和能量。(分解者) 不同种类生物获取物质和能量的途径不尽相同。 二、生态系统具有一定的结构 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 (producer) 消费者 (consumer) 分解者 (decomposer) 生态系统 生态系统的组成成分包括哪些方面，各组分的作用和关系？ 二、生态系统具有一定的结构 1、生态系统的组成成分 ②无机物：H2O、CO2、O2、无机盐等 ③有机物：腐殖质(蛋白质、糖类、脂质等) ①气候条件：光照、温度、气压等 作用： 地位： 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——生物群落中物质和能量的根本来源。 (1)非生物的物质和能量： 种类： 二、生态系统具有一定的结构 1、生态系统的组成成分 (2)生产者： 类型： ②化能自养型： ①光能自养型： 光合作用 CO2 + H2O (CH2O) + O2 光能 绿色植物（主要）、蓝细菌、光合细菌 化能合成作用 硝化细菌、铁细菌、硫细菌等 CO2 + H2O (CH2O) 化学能 作用： 地位： 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，从而可以被生物所利用。为消费者提供食物和栖息场所。 是生态系统的主要成分、基石、必不可少的成分、桥梁。 蓝细菌 光合细菌 硫细菌 （自养型生物） 二、生态系统具有一定的结构 1、生态系统的组成成分 (3)消费者： 营寄生生活的生物： 主要是动物(植食性、肉食性、杂食性动物）、猪笼草 生态系统的最活跃成分。 ①能够加快生态系统的物质循环； ②对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。 类型： 作用： 地位： 营捕食生活的生物： 菟丝子：不含叶绿素 猪笼草 蛔虫 寄生植物：菟丝子等 寄生动物：蛔虫、绦虫等 寄生菌或病毒：痢疾杆菌等 （异养型生物） 痢疾志贺氏菌 传粉 种子传播 秃鹫 蜣螂（屎壳郎） 二、生态系统具有一定的结构 1、生态系统的组成成分 (4)分解者： 类型： 作用： 地位： （异养型生物） 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。 是生态系统物质循环中的关键成分、必不可少的成分、桥梁。 ②营腐生生活的动物： ①营腐生生活的细菌和真菌： 霉菌 腐生是生物获得营养的一种方式。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”。 乳酸菌、酵母菌、霉菌、蘑菇等 蚯蚓、蜣螂、秃鹫等 成分 营养类型 组成类型 作用 非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 自养型 光、热、空气、水分、无机盐等 生物群落中物质和能量的根本来源 ①绿色植物； ②光合细菌 ③化能合成细菌 ①通过光合作用将把无机物转化成有机物，太阳能转化为化学能； ②为消费者提供食物和栖息场所 异养型 (1)绝大多数动物 (2)寄生生物 ①加快生态系统的物质循环 ②帮助植物传粉和种子传播 异养型 ①营腐生生活的细菌和真菌 ②营腐生动物,如蚯蚓、蜣螂等 将动植物遗体和动物的排遗物 中的有机物转化为无机物 归纳比较生态系统的组成成分 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？ 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？ 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 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 植物≠生产者 动物≠消费者 微生物≠分解者 猪笼草既是生产者可进行光合作用，也是消费者可捕食昆虫。 课堂练习 1、判断下面的说法一定还是不一定 1、生态系统各成分紧密联系，成为一个统一整体，具一定结构和功能。 生态系统各成分之间的关系 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 植食性动物 肉食性动物1 肉食性动物2 遗体、粪便等 分解者 CO2 无机盐等 消费者 呼吸作用 光合作用 呼吸作用 分解作用 呼吸作用 呼吸作用 生态系统结构模型 2、尝试构建生态系统组成成分的关系模型： 生态系统各成分之间的关系 呼吸作用 生产者 分解者 非生物的 物质和能量 粪便、遗体体 枯枝落叶、遗体 摄食 呼吸作用 分解 作用 消费者 光合作用 或化能合成作用 方法规律： 1.双向箭头连接“生产者”与“非生物的物质和能量” 2.众向所归非生物 3.消费着指向分解者 课堂练习 2、判断下图中生态系统的组成成分 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 分解者 消费者 消费者 非生物的物质和能量 A: B: C: D: A: B: C: D: E: 甲: 乙: 丙: 丁: 1、“竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知。蒌蒿满地芦芽短，正是河豚欲上时。”诗中没有直接涉及的生态系统的组成成分是( ) A.非生物成分 B.生产者 C.消费者 D.分解者 2、下列有关生态系统组成成分的叙述，正确的是( ) A.能进行光合作用的生物才属于生产者 B.有的植物和微生物也可能是消费者 C.细菌和真菌等微生物全部属于分解者 D.空气和热能等不属于生态系统的组成成分 3、下面是生态系统成分的关系图，下列对a、b、c所代表的成分的说法，正确的是（ ） A.b中有真核生物，也有原核生物，但都是自养生物 B.a中全是异养真核生物 C.c只包括腐生细菌和真菌 D.a是该生态系统的基石，一旦遇到破坏，会影响整个生态系统的稳定 课堂练习 D B A 4、下图表示某生态系统中的3种生物的二氧化碳释放量的曲线图，下列说法错误的是( ) A.a曲线代表的生物可能是消费者或分解者 B.b、c可以说是生态系统的基石 C.a、b、c都有可能是细菌 D.b曲线代表的生物可能是任何一种生产者 课堂练习 D 5、根据右图完成生态系统四种成分的联系及分析： (1)图中A、B、C、D分别代表生态系统组成成分的 、 、 、 。 (2)图中 共同构成生物群落。 (3)A主要由绿色植物组成，除此之外还包括蓝细菌、 等原核生物；它在生态系统中的主要作用是通过 作用把无机物转化为有机物，同时也可以通过 作用把有机物转化为无机物。 生产者 消费者 分解者 非生物的物质和能量 A、B、C 硝化细菌 光合作用或化能合成 呼吸 二、生态系统具有一定的结构 2、食物链和食物网 （1）食物链: 生产者所固定的物质与能量，通过一系列取食和被食关系，在生态系统中传递，各种生物按其食物关系排列的链状顺序称为食物链。 捕食链： 腐食链： 寄生链： 食物链 玉米 蝗虫 青蛙 蛇 老鹰 因捕食关系形成，以活的绿色植物为基础，其开端一定是生产者，第二环节一定是植食性动物。 因寄生关系形成，以活的动植物有机体为基础，以某些专门营寄生生活的生物结束。例：牧草→黄鼠→跳蚤→鼠疫细菌。 因腐生关系形成，以死亡的动植物遗体或动物排遗物为基础，以真菌、细菌和某些土壤动物结束。例：植物残枝败叶→蚯蚓→线虫→节肢动物 二、生态系统具有一定的结构 2、食物链和食物网 第五营养级 第三营养级 第二营养级 第四营养级 第一营养级 生产者 消费者 消费者 消费者 消费者 初级 次级 三级 四级 营养级: 食物链中的一个个环节，每一个环节为一个营养级,处在第几位即为第几营养级。 玉米 蝗虫 青蛙 蛇 老鹰 （1）食物链: 思考：食物链上一般不超过五个营养级，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。 ①起始点：食物链的起点一定是生产者，终点是不被其他动物所食的动物。 ②消费级别与营养级别：生产者一定是第一营养级，消费者级别=营养级别-1。 ③组成：食物链中只有生产者和消费者，不包括分解者和非生物的物质和能量。 ④方向：箭头方向表示捕食关系，方向具有不可逆性，是长期自然选择的结果。 特点： 玉米 蝗虫 青蛙 蛇 老鹰 二、生态系统具有一定的结构 2、食物链和食物网 （1）食物链: 二、生态系统具有一定的结构 2、食物链和食物网 （2）食物网: 概念： 形成原因： 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。 食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系就是食物网。 分析P52页图 （1）图中有几条食物链？写最长的一条？   （2）此食物网鹰占据哪几个营养级？   （3）该食物网中鹰和蛇的种间关系是什么？   （4）食物链中没有体现生态系统的什么组成成分？ 　第三、四、五、六营养级。 捕食关系和种间竞争关系。 非生物的物质和能量、分解者。 19，草→食草昆虫→蜘蛛→蛙（鸟）→蛇→鹰 ①同一种生物在不同的食物链中可以占有不同的营养级。 ②食物网中两种生物之间可能出现不同的种间关系，如种间竞争和捕食。 ③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食物网的复杂程度取决于物种数而非生物数量。 二、生态系统具有一定的结构 2、食物链和食物网 （2）食物网: 特点： 食物链食物网的意义： ① 错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定的重要条件。食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力越强。   ②食物链和食物网是生态系统的营养结构，是生态系统的物质循环和能量流动的渠道。 食物链为____ 拓展1 根据相关信息构建食物链 ①信息：分析曲线走势,先增加先减小者为 。 ②食物链： 。 乙→丙→甲 被捕食者 （1）依据捕食曲线构建食物链 D→A 非生物的物质和能量 分解者 生产者 消费者 （2）生态系统组成成分关系图 拓展1 根据相关信息构建食物链 （3）根据能量或者有机物含量 食物链为____________ 食物链为____________ 丙→甲→乙→丁 丙→丁→甲→乙 逐级递减 营养级 A B C D 能量（有机物） 15.9 870.7 1.9 141.5 B→D→A→C （4）根据重金属、DDT等物质的富集现象 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 食物链为____________ 食物链为____________ 拓展2 复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析 如图是某生态系统食物网的部分图解，思考以下问题。 “天敌”减少：青蛙全部死亡,则被它捕食的食草昆虫将增加，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，但结果比原来的数量要增大。 中间”营养级生物减少：青蛙突然减少，则以它为食的蛇也将减少，鹰就要过多地吃兔和鸟，从而导致兔、鸟减少，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基本不变。 1、绿色植物数量减少，其他生物数量如何变化？ 处于食物链中第一营养级生物减少，则会导致其他的生物数量都减少，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、由于某种原因青蛙全部死亡，蛇、鹰的数量如何变化？ 3、由于某种原因青蛙全部死亡，食草昆虫的数量如何变化？ 若生产者数量减少，其他生物都会减少。 “天敌” 减少，短时间内被捕食者数量增加，长时间看，先增加后减少最后趋于稳定。 中间营养级的生物数量减少，生产者/最高营养级基本不变，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。 生态系统 结构 组成成分 营养结构 非生物的 物质和能量 分解者 生产者 消费者 食物链 食物网 包括 功能 决定 通 过 捕 食 关 系 形 成 组 成 知识网络 1、下列有关食物链的叙述，正确的是( ) A.在食物链中，生产者一定是第一营养级；如果狼吃了羊，狼为第二营养级 B.关于狼吃羊的食物链应写成：羊→狼 C.在生态系统中，最短的食物链由生产者与次级消费者构成 D.在食物网中，各种动物所处的营养级并不是一成不变的 2、单向性集团内捕食作用是指不同天敌共享同一猎物，而一种天敌捕食共同猎物的同时还捕食另一种天敌，被称为集团内捕食者，另一种天敌被称为集团内猎物。某生态系统中瓢虫与寄生蜂、蚜虫三者之间存在单向性集团内捕食作用，其中寄生蜂既是猎物又是捕食者，蚜虫以吸取植物汁液为生。下列说法错误的是(　　) A．题中所述的生物构成了两条食物链 B．瓢虫与寄生蜂之间存在种间竞争和捕食关系 C．题中所述食物关系中，瓢虫占据第二、三营养级 D．瓢虫属于集团内捕食者，寄生蜂属于集团内猎物 课堂练习 D C 3、下列有关图示的各项叙述，正确的是(　　) 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 4、南极的自然环境是地球上仅有的人类干扰较少的寒冷地带的生态系统。下图表示南极淡水湖中部分生物的关系示意图。请据图分析下列说法正确的是（ ） A.鞭毛藻属于生产者，而变形虫等原生动物属于消费者 B.处于第二营养级的生物有枝角类动物和细菌 C.图中所示成分构成了一个生态系统 D.南极淡水湖抵抗外界干扰的能力较强 A 课堂练习 A 5、读图回答问题 (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： ______________________________。 (3)图中猫头鹰同时占有第_____________营养级。 (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______________。 课堂练习 8 草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰 三、四、五、六 狐、猫头鹰、吃虫的鸟、蜘蛛、青蛙、蛇 捕食和种间竞争 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。( ) 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 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？ 动物园中的全部动物不能说是一个系统，因为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不是一个系统。 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。请据图回答以下问题。 （1）在远洋水域，从水深30m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。 阳光 10-15 m （3）生活在水深100m以下的生物，从生态系统的组成成分看，主要是_________________。 练习与应用 消费者、分解者 $$