3.1生态系统的结构课件（第1课时）课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

第3章 第1节 生态系统的结构（第1课时） 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。 1、大豆根系会给土壤带来哪些变化？ 2、大豆与其他生物之间存在什么关系？ 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。 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。 生物与环境相互依赖、相互影响。 生物与环境是统一的整体。 问题探讨 阅读教材P48-50，完成以下问题。 1.生态系统的概念、范围、类型？ 2.生态系统的结构是什么？ 3.生态系统的组成成分包括什么？每个成分的组成以及在生态系统中的作用、地位和营养方式是怎样的？ 4.为什么说绿色植物是生产者？它除绿色植物外还有哪些生物是生产者？ 5.所有的动物都是消费者吗？ 6.所有的分解者都是真菌和细菌吗？ 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 一块腐木 生物圈 个体 非生物环境 生态系统 相互作用 统一整体 种群 群落 一、生态系统的范围 自然生态系统 人工生态系统 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 生态系统的类型： 水域生态系统 一、生态系统的范围 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 三千湖水库 √ × × × √ √ √ √ 判断下列是否属于生态系统： 一、生态系统的范围 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? 不是，因为不同种的动物是分开饲养的，彼此间没有内在联系和相互影响，不是一个有机整体。 （课本P52 第3题） 不是，因为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。 要分析生态系统的结构，首先要分析生态系统有哪些组成成分，以及各组分之间的关系。 生态系统的 结构 组成成分 营养结构 二、生态系统具有一定的结构 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。 生态系统1 某荒漠生态系统 生态系统2 某池塘生态系统的示意图 分析生态系统的结构 思考：讨论 二、生态系统具有一定的结构 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？ 水草 草鱼 青鱼 虾 草履虫 水蚤 团藻 栅藻 黑鱼 2、按不同种类生物的营养方式，以及它们在生态系统中的作用，归类。 生产者 消费者 细菌、真菌、放线菌等 分解者： 3、在上述生态系统中，食物链之外还存在哪些成分？不可缺少吗？ 分解者和非生物成分（阳光、空气、水等） 二、生态系统具有一定的结构 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？ 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。 微生物通过分解动植物遗体和动物的排遗物获得物质和能量。 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。 太阳能输入 植物 动物 微生物 能量输出 二、生态系统具有一定的结构 生态系统的组成成分 生态系统 非生物的 物质和能量 生产者 （producer） 消费者 （consumer） 分解者 （decomposer） 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、杂食性动物和寄生性动物等。 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。 光、热、水、空气、无机盐等 二、生态系统具有一定的结构 ⭐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 拓展 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 拓展 （一）非生物的物质和能量 ②有机物：腐殖质(蛋白质、糖类、脂质等) ③气候条件：光照、温度、气压等 ①无机物：H2O、CO2、O2、无机盐等 2、作用： 3、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——生态系统的基础。 1、种类： 二、生态系统具有一定的结构 （二）生产者 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、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 2、作用： 3、 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。 是生态系统的 。 基石 二、生态系统具有一定的结构 生产者一定是植物吗？ 菟丝子：不含叶绿素，营寄生生活 ①生产者不一定是植物 （如蓝细菌、硝化细菌） 思考2: 所有的植物都是生产者吗？ ②植物不一定是生产者（如菟丝子是消费者） 思考1: 二、生态系统具有一定的结构 （三）消费者 1、 类型： 寄生生物：菟丝子、病毒、寄生菌 食虫性植物：捕蝇草、猪笼草 绝大部分动物：植食性、肉食性、杂食性动物 直接或间接地以生产者为食，而获取物质和能量的异养型生物。 二、生态系统具有一定的结构 2、 作用： 3、 地位： （1） 将有机物转化为无机物，加快生态系统的物质循环。 （2） 帮助植物传粉和种子的传播。 是生态系统 。 最活跃的成分 二、生态系统具有一定的结构 思考3: 消费者一定是动物吗？ ③消费者不一定是动物（如菟丝子、寄生细菌） 所有的动物都是消费者吗？ ④动物不一定是消费者（如秃鹫、蚯蚓、蜣螂） 思考4: 二、生态系统具有一定的结构 （四）分解者 1、 类型： ②营腐生生活的动物：蚯蚓、蜣螂、秃鹫等 ①营腐生生活的细菌和真菌：乳酸菌、酵母菌、霉菌、蘑菇等 2、作用： 3、地位： 将动植物遗体和动物的排遗物中的有机物转化为无机物 是生态系统 。 必需的关键成分 二、生态系统具有一定的结构 分解者一定是微生物吗？ ⑤分解者不一定是微生物（如蚯蚓等动物） 所有的微生物都是分解者吗？ ⑥微生物不一定是分解者（如硝化细菌是生产者） ★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 思考5: 思考6: 二、生态系统具有一定的结构 生态系统的组成成分 成分 营养方式 各成分的组成 在生态系统中的作用 非生物物质和能量 生产者 消费者 分解者 自养型 光、热、空气、水等 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 ③食虫性植物 ①加快生态系统的物质循环 ②帮助植物传粉和传播种子 异养型 ①腐生的细菌和真菌 ②腐食动物，如蚯蚓等 将动植物遗体和动物的排遗物中的有机物转化为无机物 三类 “不一定” 两类 “一定” 生产者不一定是植物（如蓝细菌、硝化细菌） 植物不一定是生产者（如菟丝子营寄生生活） 消费者不一定是动物（如营寄生的植物和微生物等） 动物不一定是消费者（如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等） 分解者不一定是微生物（如蚯蚓等动物） 微生物不一定是分解者（如硝化细菌，寄生细菌） 生产者一定是自养型生物 自养型生物一定是生产者 营腐生生活的生物一定是分解者 分解者一定是营腐生生活的生物 生产者≠植物 消费者≠动物 分解者≠微生物 生产者＝自养型 分解者＝营腐生 菟丝子 蓝细菌 硝化细菌 蚯蚓 蜣螂（屎壳螂） 蛔虫 蘑菇 下列生物分别属于生态系统中什么成分？ 分解者 分解者 消费者 生产者 生产者 分解者 消费者 二、生态系统具有一定的结构 生产者 CO2等 消费者 植食性动物 肉食性动物1 ① ② ② ② ② ② ①光合作用 ②呼吸作用 ③分解作用 无机盐等 ③ ① 肉食性动物2 残枝败叶、遗体、粪便等 分解者 生态系统的结构模型（P51） 二、生态系统具有一定的结构 ①联系生物界和非生物界之间的必备成分是 和 。 ②理论上，一个生态系统可以没有 ； 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。 ③由于生态系统中各组成成分之间的紧密联系，才使生态系统成为一个 ，具有一定的结构和功能。 思考：联系生物界和非生物界之间的必备成分是什么？ 生产者 分解者 消费者 统一的整体 二、生态系统具有一定的结构 有什么技巧可以快速判断出生态系统的成分？ 生产者 非生物的物质和能量 消费者 分解者 方法规律： ①双向箭头很显眼，对应“生产者”与“非生物” ②多进一出“非生物”，一出指向“生产者” ③生产消费指分解 (生产者和消费者都可以被分解者分解） 二、生态系统具有一定的结构 A_________ B_________ C______________________ D_________ ①____________ ②____________ ③____________ ④_____ 消费者 分解者 非生物的物质和能量 生产者 生产者 非生物的物质和能量 消费者 分解者 ① ② ② ② ③ ③ ④ 光合作用 呼吸作用 分解作用 捕食 二、生态系统具有一定的结构 29 请写出下列属于生态系统的哪种组成成分？ 生产者 非生物的物质和能量 消费者 分解者 生产者 分解者 消费者 消费者 生产者 分解者 消费者 消费者 消费者 二、生态系统具有一定的结构 营养结构： 生态系统的结构 组成成分 食物链和食物网 食物链：在生态系统中，生物之间通过一系列 建立起来的营养关系。 取食与被取食（捕食） 思考：“螳螂捕蝉，黄雀在后”写出此关系的食物链。 植物 蝉 螳螂 黄雀 食物链的起点是________，终点是______________________________， 因此食物链的成分只有_________________。 生产者 不被其他动物所食的动物 生产者、消费者 食物链中的捕食关系是长期___________的结果，箭头由 指向 ，方向代表物质和能量流动的方向，不可逆转。 自然选择 被捕食者 捕食者 玉米 蝗虫 青蛙 蛇 鹰 32 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 玉米 蝗虫 青蛙 蛇 鹰 第 营养级 第 营养级 第 营养级 第 营养级 第 营养级 一 二 五 四 三 是指生物在生态系统食物链中所处的层次。 注意：①营养级不代表个体，也不一定是某一个种群。 ②各种动物所处的营养级并不是一成不变的。 营养级数与消费者级数的关系: 消费者级数 = 营养级数 - 1 食物链中第一营养级一定是________ 生产者 鸟类 跳蚤 死亡动植物残体 跳虫 捕食 腐食 寄生 食物链 鼠疫细菌 玉米 蝗虫 青蛙 蛇 老鹰 高中阶段所涉及的食物链只是捕食链，基本不涉及腐生链和寄生链。 箭头方向为物质循环和能量流动的方向，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。 食物链的种类 方向：不可逆性(自然选择的结果） 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。 食物网 食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系。 食物网的形成原因： 各种动物所处的营养级并不是一成不变的。 （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。 食物网的特点 ①同一种生物在不同的食物链中可以占有 的营养级。 ②食物网中两种生物之间可能出现 的关系，如竞争和捕食。 ③食物网的复杂程度取决于 而非生物数量。 不同 不同 物种数 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 。 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 食物网的意义 1、根据能量或者有机物含量逐级递减特点 可以确定食物链为 。 B→D→A→C 2、根据重金属、DDT等有毒物质的富集现象 可以确定食物链为 。 A→C→B→D 营养级 A B C D 能量（有机物） 15.9 870.7 1.9 141.5 由多到少 由少到多 生物体 A B C D 有机汞浓度（mg.L-1） 0.05 7 0.51 68 根据各种变式模型确定食物链 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: 【检测】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。 3、依据柱形图构建食物链(网) 有机物含量逐级递减 ①信息:观察柱形图高低，柱形图高者为 。 ②食物链: 。 被捕食者 丙→甲→乙→丁 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 4、依据捕食曲线构建食物链 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 ，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。 减少 2、“天敌”减少的情况 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，即被捕食者的数量变化是 。 先增加后减少最后趋于稳定 “一级生物若减少，其他生物跟着跑” “如果天敌患了病，先增后减再稳定” 3、“中间”营养级生物减少的情况？ 【检测】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 3、“中间”营养级生物减少的情况？ 4、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。 （1）该食物网中共有几条食物链？ 8条食物链 （2）图中猫头鹰处在第__________________营养级 三、四、五、六 特点1：同一种生物在不同的食物链中，可以 占据不同的营养级 (3) 图中哪些生物属于次级消费者？ 。 (4) 从图中可以看出，青蛙和蜘蛛之间的关系是 。 (5)由图示可看出，食物网的复杂程度主要取决于 狐、猫头鹰、吃虫的鸟、蜘蛛、青蛙、蛇 捕食和种间竞争 有“吃与被吃”食物关系的生物种类，而并非取决于生物数量 特点2：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 生态系统 范围 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 本章小结 1、什么叫做生态系统？ 2、生态系统的结构包括哪些方面内容？ 3、生态系统的组成成分有哪些？ 4、生产者都是自养型生物吗？消费者都是异养型生物吗？反之呢？ 5、食物链：草→蝗虫→蜘蛛→螳螂→食虫鸟，请分析其中的消费者类型及营养级类型？ 6、生态系统的营养结构是什么？有何作用？ 7、书写食物链应该注意的问题有哪些？ 【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。 ( ) 练习与应用 教材P52 × √ × √ 【概念检测】 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 练习与应用 教材P52 D 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？ 动物园中的全部生物不能说是一个群落，如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。 【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 练习与应用 教材P52 (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_______。 阳光 (2) 近海水域水深为____________时，生产者的数量最多。 (3) 生活在水深100m以下的生物，从生态系统的组成组成看，主要是__________________。 10~15m 消费者、分解者 $$