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

第1节 生态系统的结构 第1课时 大豆田间剖面图 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？ ①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； 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；等等。 说明 生物群落和非生物环境有着密不可分的关系 什么是生态系统？ 思考？ 生物个体 种群 生物群落 生态系统 生物圈 生态系统的结构层次 同种 所有 +无机环境 最大 6 思考 ：如图是四川卧龙自然保护区的一角，请用生态学知识判断：一只熊猫、保护区所有熊猫、保护区所有生物、保护区分别属于什么？ 一. 生态系统的范围 1. 生态系统的概念: 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. 生态系统的范围: 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______________________________________。 有大有小 生物圈 地球上的全部生物及其非生物环境的总和 3. 组成层次: 个体 种群 群落 非生物环境 生态系统 生物圈 一. 生态系统的范围 生态系统的类型 自然生态系统 水域生态系统 陆地生态系统 海洋生态系统 淡水生态系统 森林生态系统 草原生态系统 荒漠生态系统 冻原生态系统 人工生态系统 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 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 三千湖水库____ 是 否 否 否 是 是 是 学以致用 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 分析生态系统的结构 10 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进行比较，分析各自的食物链是否需要修改，共同完善该生态系统的食物链和食物网。 水草 草鱼 青鱼 虾 草履虫 水蚤 团藻 栅藻 黑鱼 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。 生物成分 非生物成分 阳光、热空气、水…… 阳光、热空气、水…… 非生物 成分 分析生态系统的结构 12 讨论3：在上述生态系统中，食物链之外还有哪些成分？它们对生态系统来说是不可缺少的吗？为什么？ 食物链中只包含生产者和消费者，因此缺少分解者和非生物的物质和能量；它们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，生命活动本质上也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成分； 分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，如果没有分解者，动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山，生态系统就会崩溃。 分析生态系统的结构 13 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。 讨论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？ 分析生态系统的结构 （一）、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) 光、热、水、空气、无机盐等。 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、杂食性动物和寄生动物等。（异养） 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。（异养） 生态系统的组成成分、食物链和食物网 ______和____ __是联系生物群落和无机环境的两大桥梁。 生产者 分解者 二、生态系统具有一定的结构 二、生态系统具有一定的结构 （一）、生态系统的组成成分 1、非生物的物质和能量 非生物的物质和能量 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 无机物：H2O、CO2、O2、无机盐等 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 是生态系统的必备成分。 作用: 地位: 二、生态系统具有一定的结构 （一）、生态系统的组成成分 2、生产者(自养型) ①光合细菌和绿色植物(光合作用)---光能自养型 ②硝化细菌、硫细菌等(化能合成作用)--化能自养型 ①通过光合作用将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 是生态系统的基石 作用: 地位: CO2 + H2O 有机物+ O2 光能 光合作用 CO2 + H2O 有机物 化学能 化能合成作用 光合细菌 硝化细菌 二、生态系统具有一定的结构 （一）、生态系统的组成成分 3、消费者(异养型) 营捕食生活的生物： 营寄生生活的生物： 菟丝子、寄生动物、寄生细菌或病毒 主要是猪笼草、动物 (植食性、肉食性、 杂食性动物） 菟丝子 猪笼草 二、生态系统具有一定的结构 （一）、生态系统的组成成分 3、消费者(异养型) 作用: 地位: ①消费者能加快生态系统的物质循环； ②消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。 消费者通过自身的新陈代谢，能将有机物转化为无机物（CO2、H2O等），这些无机物排出体外后又可以被生产者重新利用。 是生态系统的最活跃的成分 二、生态系统具有一定的结构 （一）、生态系统的组成成分 4、分解者(异养型) 营腐生生活的细菌、真菌等微生物 腐生动物：蚯蚓、蜣螂、秃鹫 蚯蚓 蜣螂 羊肚菌 秃鹫 生态系统的必需的关键成分 地位: 作用： 将动植物遗体和动物的排遗物中的有机物转化为无机物 猪笼草 生产者：进行光合作用 消费者：捕食昆虫 猪笼草属于热带食虫植物，其拥有一个独特的吸取营养的器官:捕虫笼，捕虫笼呈圆筒形，下半部稍膨大，笼口上具有盖子，因其形状像猪笼而得名。叶的构造复杂，分叶柄、叶身和卷须。卷须尾部扩大并反卷形成瓶状，可捕食昆虫。叶身可进行光合作用。 生物的双重“身份” 特别提醒 大肠杆菌 消费者：生活在肠道中 分解者：生物在腐烂的有机体中 易错辨析 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、胞内寄生菌（结核杆菌） 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 （2）所有动物都是消费者( ) 不一定。腐生性动物如蚯蚓、屎壳郎等属于分解者。 （3）所有微生物都是分解者( ) a. 自养型微生物(如硝化细菌)属于生产者； b. 寄生型微生物(如人皮肤上的真菌)、一些共生 型微生物(如根瘤菌)属于消费者； c. 腐生型微生物(如细菌和真菌)属于分解者。 Х Х 强调: 细菌可为生产者(硝化细菌)，可为消费者(寄生的大肠杆菌)， 可为分解者(腐生的细菌)。 （ 1）所有植物都是生产者( ) 易错辨析 如寄生的菟丝子为消费者。 Х ① 自养生物＝生产者 ③ 捕食异养或寄生异养生物＝消费者 ⑤ 腐生异养生物＝分解者 ② 植物≠生产者 ④ 动物≠消费者 ⑥ 细菌≠分解者 课堂小结 名称 营养方式 主要组成 作用 地位 非生物的 物质和能量 生产者 消费者 分解者 联系 光、热、水、空气、无机盐等。 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。 必需成分 自养 自养生物，主要是绿色植物，也包括光合细菌和化能合成细菌等。 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 基石 异养 主要是动物，以及各种营寄生生活的生物 ① 将有机物转化为无机物，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。 最活跃的成分 异养 主要是营腐生生活的细菌和真菌，还包括营腐生生活的动物。 将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物 必需成分 紧密联系，缺一不可，使生态系统成为一个统一的整体 思考？ 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？ 讨论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。 分析生态系统的结构 二、生态系统具有一定的结构 （一）、生态系统的组成成分 5、生态系统的结构模型 CO2等 生 产 者 遗体、粪便等 植食性动物 肉食性动物1 肉食性动物2 分解者 ① ② ③ ④ 无机盐等 ③ ③ ③ ①____________ ②____________ ③____________ ④____________ 光合作用 分解作用 呼吸作用 捕食 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的整体，具有一定的结构和功能。 A D C B 生产者 非生物的物质和能量 分解者 消费者 方法规律： 1.双向箭头很显眼，对应“生产者”与 ”非生物的物质和能量” 2.多进一出非生物,一出指向生产者 （所有箭头都指向的是“非生物的物质和能量”,双向箭头的另一端为“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） 模型构建：生态系统各成分间的关系 联系生物界和非生物界之间的必备成分是什么？ 生产者和分解者 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。 A B C D B D A C 说出两图中字母对应的各成分名称，并总结识图规律。 A________________ B________________ C________________ D________________ 消费者 分解者 非生物的物质和能量 生产者 A________________ B________________ C________________ D________________ 生产者 分解者 消费者 非生物的物质和能量 学以致用 1.先找双向箭头，双向箭头两边必定为“生产者”、“非生物的物质和能量”； 2.再看指入箭头，指入箭头最多的为“非生物的物质和能量”，其次为分解者； 3.然后根据能量从“生”→“消”→“分”的顺序判断其他成分。 1、生态系统的结构包括______________________和_________________________ 2、生态系统的组成成分包括______________________________________________ 生态系统的组成成分 营养结构(食物链、食物网) 非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者 3、生产者的功能：_______________________________________________ 4、消费者的功能：______________________________________________ 5、分解者的功能：______________________________________ 通过光合作用将太阳能固定在合成的有机物中，太阳能转化为化学能，是生态系统的基石 加快物质循环，传播植物的花粉和种子 将动植物遗体、粪便中的有机物分解为无机物 【典例分析】判断以下生物属于生态系统的什么成分？ ①菟丝子　 ②硝化细菌 ③玉米　 ④噬菌体　 ⑤秃鹫 ⑥蜣螂 ⑦蓝细菌 　⑧结核杆菌 ⑨蘑菇 生产者： 消费者： 分解者： ② ③ ⑦ ① ④ ⑧ ⑤ ⑥ ⑨ 自养生物都属于生产者 寄生生物都属于消费者腐生生物都属于分解者 复习与巩固 【检测】下列四项中的圆分别表示：a—生产者、b—分解者、c—原核生物、d—蓝藻、e—腐生细菌。能正确表示它们之间相互关系的是（　　） A 复习与巩固 “螳螂捕蝉，黄雀在后”体现的是一种很常见的捕食关系，这是一条食物链吗？ 不是 那怎样才是一条完整的食物链？ 思考？ 二、生态系统具有一定的结构 （二）、食物链和食物网 （生态系统的营养结构） 1.食物链 在生态系统中，各种生物之间由于_____关系而形成的一种联系。 2.营养级 处于食物链某一环节上的__________的_____ 捕食 各种生物 总和 某一营养级的生物代表的是处于该营养级的所有生物，不代表生物个体，也不一定是一个种群。 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 第五营养级 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 四级消费者 二、生态系统具有一定的结构 （二）、食物链和食物网 （生态系统的营养结构） 3.食物链和营养级的对应关系 草 蝗虫 青蛙 蛇 鹰 所属类型 绿色植物 植食性动物 肉食性动物 肉食性动物 肉食性动物 所属成分 营养级别 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 由上表可知:食物链中第一营养级一定是________； 消费者的营养级级别=其消费者级别_____。 生产者 +1 营养级: 食物网中同一环节上所有生物的总和 二、生态系统具有一定的结构 （二）、食物链和食物网 （生态系统的营养结构） 二、生态系统具有一定的结构 （二）、食物链和食物网 （生态系统的营养结构） 4.食物链的特征 玉米 蝗虫 蛙 蛇 鹰 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。 ①组成： 生产者+消费者 不包括分解者和非生物的物质和能量； ④各种生物所处的营养级并不是一成不变的。 ②起点：每条食物链的起点一定是________,总是为_____营养级； 终点：终点是不被其他动物捕食的动物，即____________； ③方向：不可逆性 ⑤营养级个数 一般来说，食物链不超过____个营养级。 五 生产者 最高营养级 第一 食物链上一般不超过五个营养级，想一想，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。 旁栏思考 二、生态系统具有一定的结构 （二）、食物链和食物网 （生态系统的营养结构） 5.食物网 （1）概念： （2）形成原因： 在生态系统中，一种绿色植物可能是多种 的食物，而一种植食性动物既可能吃多种食物，也可能被多种肉食性动物所食。 植食性动物 食物链彼此相互相互交错连接成的复杂营养关系 （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 实例分析 二、生态系统具有一定的结构 （二）、食物链和食物网 （生态系统的营养结构） 5.食物网 ① 在食物网中,两种生物之间的种间关系可能不止一种。 ② 同一种生物在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。 ③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。食物网越复杂，抵抗外界干扰的能力越强。 （3）特点： 如鹰和狐既是竞争，又是捕食。 二、生态系统具有一定的结构 （二）、食物链和食物网 （生态系统的营养结构） 6.食物链和食物网的功能: ① 生态系统_________________________: 一般认为，______________________________________________； ② 食物链和食物网是____________________________; ③ 是_________________________________________。 食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强 生态系统的营养结构 生态系统物质循环和能量流动的渠道 保持相对稳定的重要条件 课堂拓展 构建食物链的方法 可以确定食物链为____________ 1.根据能量或者有机物含量逐级递减特点 营养级 A B C D 能量（有机物） 15.9 870.7 1.9 141.5 B→D→A→C 可以确定食物链为____________ 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 2.根据重金属、DDT等物质的富集现象 食物链书写注意事项: ①每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物。 ②生产者总是为第一营养级。 ③各种生物所处的营养级并不是一成不变的。 有机物总量比例 乙→丙→甲 丙→丁→甲→乙 丙→甲→乙→丁 课堂拓展 构建食物链的方法 3.根据各种变式模型确定食物链： 食物链（网）中各营养级生物数量的变动分析 课堂拓展 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 。 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 先增加后减少最后趋于稳定 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 如a→b→c→d→e，若c减少，则食物链中其它生物变化是：b ， a ， d ， e 。 先增加后减少最后趋于稳定 先减少后增加最后趋于稳定 先减少后增加最后趋于稳定 先减少后增加最后趋于稳定 食物链（网）中各营养级生物数量的变动分析 课堂拓展 3.食物链中中间营养级生物的减少对其他生物的影响： 4.复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析： 食物链（网）中各营养级生物数量的变动分析 课堂拓展 原则1：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,应以中间环节少的为分析依据。 原则2：生产者数量相对稳定。 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。 原则3：最高营养级的生物数量相对稳定。 当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,则短期内该种群可通过多食其他食物而维持 。 基本不变 实战演练 错误分析（逆推)： 食草昆虫↓→ 正确分析(正推）： 食草昆虫↓→ （可多食兔和食虫鸟）→食草鸟 绿色植物 →食草鸟 ↑ ↑ 青蛙 ↓ →蛇 ↓ →鹰 不变 ↓ 思考2： 大鱼全部被捕杀，短时间磷虾的数量变化？ 海豹数量变化？ 虎鲸数量变化？ 增加 减少 基本不变 小鱼乙 甲 1.食草昆虫减少，食草鸟数量将怎样变化？ 草 兔 狐 虎 三种食物链： 1.捕食链：兔子吃草，狐狸吃兔子，虎吃狐狸，这种由捕食方式获取营养物质而形成的食物链。 特点：能量传递的顺序是由植物传到动物，由小动物传到大动物。 2.寄生链：以寄生方式获取营养物质而形成 的食物链。 草→马→马蛔虫→原生动物 黄鼠→跳蚤→细菌→噬菌体 特点：能量传递的顺序是由植物传到动物，由大动物传到小动物，这一点与捕食链相反。 3.腐生链：专以动植物遗体为营养对象而形成的食物链。 生物尸体→腐生细菌→硝化细菌 枯枝落叶→分解者细菌→食菌生物→捕食动物 课堂拓展 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 物质循环和能量的渠道 课堂小结 (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。 ( ) 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。 √ √ × 练习与应用 一、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 Ｄ 练习与应用 一、概念检测 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。 练习与应用 一、概念检测 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 二、拓展应用 练习与应用 $$