3.1 生态系统的结构-【优选课】2024-2025学年高二生物同步备课课件（人教版2019选择性必修2）

大兴安岭 呼伦贝尔草原 森林、草原、荒漠、海洋••••••地球上分布着多种多样的生物群落。这些群落外貌不同，物种组成也有差异，然而它们都与所处的环境形成了统一的整体，这就是生态系统。 生命系统的结构层次： 组织 器官 系统 个体 生物圈 细胞 种群 群 落 生态系统 +非生物 环境 生态系统： 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。 判断以下例子，是否属于生态系统？ (　　)1.一片森林中的所有银杏树 (　　)2.一条小河中的所有植物和动物 (　　)3.一个草地上的阳光、土壤、空气等无机环境 (　　)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　 (　　)6.一块朽木 × × × × √ √ 一个动物园呢？  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。全部动物和植物也没有相互依存、相互影响的关系。 判断标准：所有的生物种群+环境。 生物与生物、与环境之间存在内在联系和相互影响，是一个有机的整体 一块腐木 第1节 生态系统的结构 第3章 生态系统及其稳定性 月球第一朵鲜花 6 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、鸭趾草等多种杂草，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？ 讨论： 大豆根会吸收土壤中水和无机盐，使土壤中水和无机盐减少； 大豆的根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； 死亡和脱落的大豆根，会增加土壤中有机物含量。 2. 大豆与其他生物之间存在什么关系？ ③大豆与根瘤菌 互利共生 ①大豆与稗草、苘麻、鸭趾草 ②大豆与大豆蚜 种间竞争 寄生 3.根据以上讨论结果，请概括生物与环境的关系。 大豆 根瘤菌 稗草 大豆蚜 非生物环境 生物 共生 竞争 捕食 关系复杂 决定生物 定居和繁衍 改变 群落的外貌和结构相近或相似 大体相同的地方 ③生物与非生物环境是统一的整体。二者间有着密不可分的关系。 生态系统 ①非生物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。 ②生物与生物、生物与非生物环境之间有着相互制约，相互影响的关系 说明：生物与环境相互依赖、相互影响；生物与环境是统一的整体。生物群落与非生物环境有着密不可分的关系 生物群落 (种内、种间相互作用) 非生物环境 相互作用 一、生态系统的范围 1.概念： 在_________内，由_________与 ____________________ 而形成的统一整体, 叫作生态系统。 一定空间 生物群落 它的非生物环境相互作用 2.组成成分： 个体 种群 群落 非生物环境 生态系统 相互作用 统一整体 一块腐木 生物圈 一块农田 群落:主要研究生物之间的关系。 生态系统:研究生物与非生物环境的相互关系。 生态系统与群落有啥区别呢？ 3.范围： 有大有小 一、生态系统的范围 一片森林、一片草原、一条河流、一个池塘、一块农田、一个生态瓶等。 被污染的培养基 一个湖泊 一块农田 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。 生态系统的空间范围__________。 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 一、生态系统的范围 4.生态系统的类型： 现学现用 1．下列组合中，依次属于种群、群落和生态系统的一组是（ ） ①巴音布鲁克草原中的全部动物 ②洞庭湖中的全部生物及其无机环境 ③绿苓果园中所有的苹果及其无机环境 ④临江公园中的全部花 ⑤白马湖中的全部生物 ⑥一块棉田中所有幼年、有翅和无翅的成熟棉蚜 A．⑥⑤② B．③④⑥ C．⑤④③ D．③⑤⑥ 思考：生态系统是一个统一的整体，要研究它的结构，需要分析哪些方面呢？ ①它有哪些组成成分? ②各组分之间的物质、能量、信息流的方式与特点？ 二、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_________________。 各组分之间的关系 组成成分 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 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 睡莲 团藻 栅藻 草履虫 水蚤 水草 田螺 细菌、真菌 青鱼 虾 草鱼 黑鱼 荷花 植物 植食性动物 肉食性动物 杂食性动物 微生物 是主要摄食活的植物，包括摄食植物的叶、种子和果实，吸取植物叶汁及真菌的动物 浮游生物 (浮游植物、浮游动物） 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比较，分析各自食物链是否需修改，共同完善该生态系统食物链和食物网。 例: 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，将上述生态系统中的生物进行归类。 消费者 分 解 者 生 产 者 光合作用 摄取 分解作用 3.在上述生态系统中，除生物群落外，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？ 非生物的物质和能量是生命活动存在的最基本条件，是生物群落赖以生存和发展的物质和能量的根本来源基础和环境成分，是生态系统的必需成分。 植物 植食性动物 肉食性动物 微生物 荒漠 生态 系统 池塘 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 栅藻、团藻、水草 草履虫、水蚤、田螺、草鱼、虾 青鱼、黑鱼 细菌、真菌 非生物成分 阳光、热、 空气、水… 阳光、热、空气、水… 生物成分 非生物成分 动物 非生物的物质 非生物的能量 生命活动本质上也是物质与能量的变化。 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？ 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。 自养生物： 能直接把无机物制造成有机物 异养生物： 自己不能制造有机物，只能以现成的有机物来维持生活。 根据：是否能制造有机物？ 18 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 光合细菌(蓝细菌) 化能合成细菌(硝化细菌) 注意：寄生生物都属于消费者(菟丝子、病毒、细菌) 注意：腐生生物都属于分解者(秃鹫、蜣螂、蚯蚓等) 异养生物 异养生物 二、生态系统具有一定的结构 1.生态系统的组成成分 非生物的物质和能量 (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 　生物群落中物质和能量的根本来源，生物群落赖以生存和发展的基础。 必须成分 无机物 H2O、CO2、O2、无机盐等 有机物 腐殖质（蛋白质、糖类、脂质等） 气候条件 光照、温度、气压等 二、生态系统具有一定的结构 1.生态系统的组成成分 (producer) 类型 作用 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) 制造有机物。 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，从而可以被生物所利用。 地位：是生态系统的主要成分，是生态系统的基石。 （将无机物合成有机物） 自养生物= 生产者 思考：生产者都是植物吗？ 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 合成自身的有机物 CO2 + H2O 有机物 + O2 化学能 硝化细菌 硫细菌 铁细菌 所有的植物都是生产者？ 例如菟丝子、猪笼草、捕蝇草是消费者 拓展 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 （细胞代谢） 自养型 异养型 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… 二、生态系统具有一定的结构 1.生态系统的组成成分 消费者 (consumer) ②寄生生物：菟丝子、病毒、寄生菌 ③食虫性植物：捕蝇草、猪笼草 ①绝大部分动物：植食性、肉食性、杂食性动物 ①有机物转化为无机物，加快生态系统的物质循环 地位：是生态系统最活跃的、非必要成分 类型 作用 ②帮助植物传粉和种子的传播 思考：消费者一定是动物吗？ 寄生植物：菟丝子等 寄生菌：痢疾杆菌等 营寄生生活的生物 寄生动物：蛔虫、绦虫等 菟丝子 痢疾细菌 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。 动物都是消费者吗？ 屎壳郎 蚯蚓 秃鹫 例外：腐食性动物 哪种方式干草分解的更快？ 思考 羊体内分解 快 二、生态系统具有一定的结构 1.生态系统的组成成分 作用 分解者 (decomposer) 思考：所有的微生物都是分解者吗？ ①乳酸菌、酵母菌、霉菌、蘑菇等 ②蚯蚓、蜣螂、秃鹫等 腐生 生物 ①腐生是生物获得营养的一种方式。 ②凡在无生命的有机体(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”。 腐食性动物 腐生性微生物 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。 类型 大肠杆菌（寄生微生物）、根瘤菌（共生型微生物） 既有生产者： 还有分解者： 也有消费者： 硝化细菌、铁细菌、光合细菌等 枯草杆菌、蘑菇等 地位：生态系统中必须的关键成分 ★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 吃肉 吃屎 狗 消费者： 分解者： 毒蝇伞 食人花 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 三类“不一定” 两类“一定” 思考 下列生物分别属于生态系统中什么成分？ 菟丝子 蓝细菌 硝化细菌 蚯蚓 蜣螂（屎壳螂） 蛔虫 蘑菇 分解者 消费者 生产者 生产者 分解者 消费者 分解者 二、生态系统具有一定的结构 2.生态系统的结构模型 生产者 CO2等 植食性动物 肉食性动物1 ① ② ② ② ② ② ①光合作用/化能合成作用 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 的基石 生态系统 最活跃的成分 生态系统的 关键成分 消费者 小结： 、 、 和 四种成分是紧密联系、缺一不可的。正是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统一整体，具有一定的结构和功能。 非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 2.消费者在生态系统中有哪些作用？ 3.分解者在生态系统中有哪些作用？ 4.生产者、消费者、分解者体内的物质和能量通过哪些生理过程回到无机环境？ 1.生产者为什么是生态系统的基石？ ①加快生态系统的物质循环 ②对植物的传粉和种子的传播具有重要作用。 生产者能通过光合作用/化能合成作用制造有机物，是生态系统有机物的来源 将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解成无机物 呼吸作用 各组成成分的作用: 生产者 分解者 无机物 有机物 二、生态系统具有一定的结构 2.生态系统的结构模型 思考：联系生物界和非生物界之间的必备成分是什么？ 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 34 二、生态系统具有一定的结构 2.生态系统的结构模型 拓展应用： 生态系统组成成分的判断方法： 1.双向箭头为“生产者”和“非生物的物质和能量（千夫所指）” 2.多进一出为“分解者”； 3.其余为“消费者”。 (基石) （加快物质循环） （不可缺少） A B C D 生产者 消费者 分解者 非生物的 物质和能量 呼吸作用 呼吸作用 分解作用 光合作用 （或化能合成作用） 枯枝落叶 遗体、粪便 动物摄食 突破：双向箭头 二、生态系统具有一定的结构 2.生态系统的结构模型 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： 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 5.参照一般系统的结构模式图，尝试画出生态系统的结构模型。 太阳能输入 生产者 消费者 分解者 能量输出 二、生态系统具有一定的结构 营养结构： 组成成分 食物链和食物网 生态系统的结构 二、生态系统具有一定的结构 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 食物链和食物网 1.食物链： 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 2.食物链特点： 物质和能量 注意: 分解者和非生物部分不计入捕食食物链 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 3.食物链的种类： 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。 二、生态系统具有一定的结构 二、生态系统具有一定的结构 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。 4.营养级 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 食物链和食物网 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 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 二、生态系统具有一定的结构 食物链和食物网 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。 5.食物网： 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 二、生态系统具有一定的结构 食物链和食物网 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 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取代。 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 在此食物网中，若蛙的数量减少，鹰的数量将会怎样变化？ 思考.讨论 鹰的数量会减少 鹰的数量会增减 SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 6.食物链(网)中各营养级生物数量的变动分析 二、生态系统具有一定的结构 （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, 则被捕食者数量变是 。 先增加后减少最后趋于稳定 7.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。 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 二、生态系统具有一定的结构 8.按依据构建食物链(网) （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 营养级 A B C D 能量（有机物） 15.9 870.7 1.9 141.5 由多到少 可以确定食物链为 。 A→C→B→D 生物体 A B C D 有机汞浓度（mg.L-1） 0.05 7 0.51 68 （2）根据重金属、DDT等有毒物质的富集现象 由少到多 二、生态系统具有一定的结构 8.按依据构建食物链(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 有机物含量逐级递减 ①信息: 观察扇形图中有机物含量,扇形图中含量高者为 。 ②食物链为: 被捕食者 ①信息: 分析曲线走势,先增加先减小者为 。 ②食物链为: 。 被捕食者 乙→丙→甲 （3）根据图形构建食物链（网） 课堂小结 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 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 ( ) 练习与应用 √ × × √ 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 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。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。 二、拓展应用 练习与应用 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30 m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。 （3）生活在水深100 m以下的生物，从生态系 统的组成成分看，主要是_________________。 阳光 10~15m 消费者、分解者 拓展 黄石公园灭狼与引狼入园的启示 生态系统本身有维持稳定的机制，人类不尊重生态规律的荒唐行为，得到的一定是教训。 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.79 $$