3.1 生态系统的结构-【省心备课】2024-2025学年高二生物同步教学精优课件（人教版2019选择性必修2）

3.1 生态系统的结构 贺老师 第3章 生态系统及其稳定性 1 2.生物与环境的关系是怎样的？ 非生物环境的状况，决定了哪些生物能够在这一区域内定居和繁衍； 生物群落的存在又改变环境；生物群落与非生物环境有着密不可分的关系。 裸岩阶段 地衣阶段 苔藓阶段 草本植物阶段 灌木阶段 乔木阶段 1.为什么初生演替会分别依次经历不同的演替阶段？能否跳过某些阶段？ 裸岩上能否直接长出乔木？说明什么问题？为什么随着群落演替的发展，逐渐出现了灌木、乔木等？ 2 生态系统 1 概念 在一定空间内，由__________与它的_____________相互作用而形成的统一整体。 生物群落 非生物环境 2 范围 生态系统的空间范围__________；________是地球上最大的生态系统； 生物圈包括________________________________的总和。 有大有小 生物圈 地球上的全部生物及其非生物环境 群落 非生物环境 生态系统 生物圈 相互作用 统一整体 一个湖泊 生态瓶 生物圈 一块农田 3 生态系统 现学现用：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____ ⑦一块腐木____ ⑧明理湖____ 是 群落 否 否 是 是 是 是 一个动物园呢？  一块腐木 彼此之间没有内在联系和相互影响，不是一个有机的整体。 判断标准：所有的生物种群+环境 4 生态系统 3 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 5 要分析生态系统的结构，首先要分析生态系统有哪些_________，以及_________________。 组成成分 各组分之间的关系 生态系统的组成成分 思考·讨论 分析生态系统的结构 p49 比较荒漠生态系统和池塘生态系统，分析两个生态系统的组成成分。 某荒漠生态系统 某池塘生态系统的示意图 6 讨论1.两个生态系统中有哪些生物？尝试通过他们的营养方式和作用，对它们进行分类。 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 讨论2.在上述生态系统中，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。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与能量的变化。非生物物质还是生物赖以生存的环境。 非生物物质和能量 阳光、水、空气、无机盐等等 思考·讨论 分析生态系统的结构 p49 7 讨论3.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？ 植物 植食性动物 肉食性动物 微生物 非生物物质和能量 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 阳光、水、空气、无机盐等等 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 通过光合作用，将太阳能转化为化学能,储存在有机物中。 通过捕食植物或其他动物获得物质和能量。 分解动植物的遗体或排遗物等获得。 讨论4.将上述生物按照它们在生态系统中的作用进行归类，并总结生态系统的组成。 生产者 消费者 分解者 非生物物质和能量 思考·讨论 分析生态系统的结构 p49 8 生态系统的组成成分 (1)主要组成: ________、_________、_________、_________、__________等 (2)作用: (3)地位: 是生态系统的________ 光 热 水 空气 无机盐 　是生物群落中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 基础 1 非生物的物质和能量 9 生态系统的组成成分 （1）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）、蓝细菌等 化能合成作用 硝化细菌、铁细菌、硫细菌等 无机物氧化放出的化学能 （2）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，从而可以被生物所利用。 （3）地位： 生态系统的基石。 光合 细菌 硝化细菌 =自养生物 能利用无机物合成自身有机物 2 生产者 合成自身的有机物 10 （1）类型： 菟丝子、病毒、寄生菌 绝大部分动物：植食性、肉食性、杂食性动物 食虫性植物：捕蝇草、猪笼草 （2）作用： ①有机物→无机物，加快生态系统的物质循环。 ②帮助植物传粉和种子的传播。 异养生物 营捕食生物： 3 消费者 营寄生生物： 一堆草堆在土地上 11 （1）类型： ①营腐生生活的细菌、真菌等微生物。 ②腐生动物(蚯蚓、蜣螂、秃鹫等) （2）作用： （3）地位： 分解将动植物遗体和动物的排遗物，有机物→无机物。 是生态系统 。 必需的关键成分 异养生物 4 分解者 12 辨一辨： 1.所有的植物都是生产者吗？ 2.生产者一定是植物吗？ 3.所有动物都是消费者吗？ 4.消费者都是动物吗？ 5.所有微生物都是分解者吗？ 6.分解者一定是微生物吗？ 不一定，生产者还包括光合细菌(蓝细菌)和化能合成细菌(硝化细菌) 不一定，寄生植物、捕食植物等可以属于消费者 不一定，营腐生生活时的动物属于分解者，如蚯蚓、蜣螂等 不一定，分解者还包括营腐生生活的动物 不一定，自养型细菌属于生产者；营寄生活的细菌属于消费者 不一定，消费者还包括营寄生生活的植物和微生物 植物≠生产者 动物≠消费者 细菌≠分解者 13 ★积累：有些生物具有双重“身份” 猪笼草 生产者：进行光合作用 大肠杆菌 消费者：捕食昆虫 消费者：生活在肠道中 分解者：生物在腐烂的有机体中 14 非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 摄食 残枝败叶、遗体 细胞呼吸 化能合成作用 细胞呼吸 细胞呼吸 尸体、粪便 （分解作用） （基石） （加快物质循环） （不可缺少） 光合作用 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。 任务一：请尝试根据生态系统中各成分的作用及物质、能量的获取方式，将生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量用箭头和文字连接起来。 ②有3个箭头指出的为生产者 ②3个箭头指入的为非生物的物质和能量 先找双向箭头，双向箭头两边为“非生物的物质和能量”和“生产者” ③除非生物的物质和能量外，其他成分都指向的是分解者 生态系统成分的判断方法 理论上，一个生态系统可以没有消费者；但是实际上，在自然生态系统中，生产者、消费者、分解者都是紧密联系，缺一不可的。 15 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 非生物的物质和能量 消费者 分解者 生态系统的结构模型的变形： 16 17题，第(2)小题： 生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的主要方式分别是___________________________________________、 消费者通过食物网（链）取食利用、______________________________________________________。 生产者通过光合作用固定CO2，合成有机物 分解者通过分解动植物遗体和动物排遗物中的含碳有机物 2021年广东高考题 17 思考：生态系统各成分紧密联系，缺一不可，使生态系统成为一个 统一整体，那么生态系统的物质和能量是沿着什么渠道进行的？ 从以上模型我们看出生态系统各成分紧密联系，缺一不可，使生态系统成为一个统一整体，那么生态系统的物质循环是沿着什么渠道进行的？ 18 生态系统的营养结构 食物链的起点是________，终点是___________________________， 因此食物链的成分__________________。 食物链中的捕食关系是长期__________的结果，箭头由 指向 ， 箭头的方向代表 流动的方向，不可逆。 生产者 不被其他动物所食的动物 生产者+消费者 自然选择 被捕食者 捕食者 1 食物链的概念 2 食物链的特点 物质和能量 玉米 蝗虫 青蛙 蛇 鹰 在生态系统中，各种生物之间由于 关系而排列的链状顺序称为食物链。 捕食 注意: 分解者和非生物部分不计入捕食食物链 生产者所固定的物质与能量，通过一系列捕食和被捕食关系，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。 19 实例 生物类型 绿色植物 植食性动物 肉食性动物 所属成分 营养级 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 四级消费者 第五营养级 玉米 蝗虫 青蛙 蛇 鹰 ：指处于食物链同一环节上所有生物的总和。 3 营养级的概念 ③营养级个数：一般来说，食物链不超过五个营养级。 ②消费者的营养级级别=其消费者级别+1 ①生产者一定是第一营养级 根据食物链上是第几个获得“营养”的。 玉米中的营养物质由于捕食作用，被一级一级传递到蝗虫、青蛙等 例如，在草原生态系统中，初级消费者（如各种草食动物）构成了一个营养级。这个营养级上的所有生物物种的总和，就是所有以植物为食的动物，如鹿、兔子、羚羊等。这些动物在食物链中处于第二营养级，它们通过摄取植物来获取能量和营养物质。 20 51页旁栏思考：食物链上一般不超过五个营养级，这是为什么？ 玉米 蝗虫 青蛙 蛇 老鹰 生态系统的营养结构 ①各个营养级的生物都会因 消耗掉大部分能量， ②其余能量有一部分流入 ， ③只有一小部分能够被 的生物利用， 流到第五营养级时，余下的能量很少， 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。 呼吸作用 分解者 下一营养级 生态系统中 能量逐级递减 （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） 21 生态系统的营养结构 思考：实际情况中，玉米只被蝗虫吃吗？老鹰只吃蛇吗？ （1）一种绿色植物可被多种植食性动物所食。 （2）一种植食性动物既可吃多种植物，也可能成为多种肉食性动物的食物。 4 食物网的概念： 食物链彼此交错连接形成复杂的营养关系。 食物链和食物网是生态系统的 ， 是生态系统能量______和物质 的渠道。 营养结构 流动 循环 生态系统的功能 22 思考.讨论 1.该生态系统中有多少条食物链？ 2.鼠→蛇→鹰是不是一条食物链？ 植物→鼠→蛇是不是一条食物链？ 3.鹰属于第几营养级？ 5条 不是，无生产者 第三和第四营养级 5.蛇和鹰之间的关系是什么？ 捕食、竞争 4.第二营养级的动物有哪些？ 兔、鼠 6.植物的数量减少了，其他生物的数量如何变？ 都减少 生产者是基石，对食物网影响最大！ 动物所处的营养级不是固定不变的！ 不是，蛇还能被鹰所食 23 7.若蛇灭绝，对以上两个生态系统影响有区别吗？ 错综复杂的食物网是使生态系统保持相对稳定的重要条件。 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。 对②影响不大 ① ② 食物网越复杂，生态系统 的能力就越强！ 抵抗外界干扰 24 食物网中生物数量变化的分析与判断 如图是某生态系统食物网的部分图解。据图分析： (1)绿色植物减少，其他营养级生物数量会怎么变化？ 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。 (2)鹰减少，蛇和兔的数量如何变化？ 若“天敌”减少,被捕食者数量增加，但随着数量增加，种内竞争加剧，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 K值升高 25 食物网中生物数量变化的分析与判断 如图是某生态系统食物网的部分图解。据图分析： (3)青蛙突然减少，其他生物的数量如何变化？ 基本不变 基本不变 中间营养级的生物数量减少，短期内生产者和最高营养级基本不变。 鹰不只捕食蛇一种生物，它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。 食物网越复杂，抵抗外界干扰的能力越强。 26 (4)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？ 食物网中生物数量变化的分析与判断 (5)当沿着不同的食物链对鹰的数量进行分析时，结果不同。这时候应该以哪条食物链的分析结果为准？ 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，且能量流动的环节越多损耗越多。 沿不同的食物链分析结果不同时，应以中间环节少的（即以最短的食物链）为分析依据。 鹰的数量短时间内维持稳定， 长期会后增加（最后趋于稳定） 食物链1：草→鼠→鹰 食物链2：草→虫→蛇→鹰 鼠全部捕杀，短期内和较长时间鹰的数量变化分别是？ 先稳定，后减少，再稳定 27 1.依据捕食曲线构建食物链 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 根据不同信息推导食物链 相对数量多的为被捕食者：乙 28 （1）根据能量或者有机物含量 可以确定食物链为________ ________ （2）根据重金属、DDT等物质的富集现象 可以确定食物链为 ___________ 营养级 A B C D 能量（有机物） 15.9 870.7 1.9 141.5 生物体 A B C D 有机汞浓度（mg.L-1） 0.05 7 0.51 68 B→D→A→C A→C→B→D 根据不同信息推导食物链 29 A、B、C、D为生态系统的组成成分，可以确定食物链为________ （3）根据各种变式模型 可以确定食物链为____________ 丙→甲→乙→丁 D→A D:生产者 A:消费者 B:分解者 C:非生物的物质和能量 根据不同信息推导食物链 30 31 最短的食物链：草→鼠→鹰 (4)如果食虫鸟的数量突然大量减少，对猫头鹰的数量短时间和长时间内 会造成怎样的影响？ 食物网中生物数量变化的分析与判断 当沿着不同的食物链对鹰的数量进行分析时，结果不同。这时候应该以哪条食物链的分析结果为准？ 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,且能量流动的环节越多损耗越多。 沿不同的食物链分析结果不同时，应以中间环节少的（即以最短的食物链）为分析依据。 猫头鹰的数量短时间内维持稳定，长期会下降。 32 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 消费者 分解者 生态系统 是生物群落赖以生存和发展的基础，是必需成分 异养生物 非生物成分 生物成分 腐生生物=分解者 捕食或寄生生物=消费者 自养生物＝生产者 生态系统的组成成分 33 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（qǐnɡ）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。 1.大豆根系会给土壤带来哪些变化？ 2.根据以上讨论结果，请用一句话概括生物与环境的关系 非生物环境的状况，决定了哪些生物能够在这一区域内定居和繁衍； 生物群落的存在又改变着环境； 生物群落与非生物环境有着密不可分的关系。 问题探讨 ②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； ①大豆与根瘤菌互利共生固氮，会增加土壤中氮的含量； ③大豆根的呼吸作用会增加土壤中CO2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。 34 $$