3.1 生态系统的结构-【新课程能力培养】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境学习手册（人教版）

N 高中生物学选择性必修2（人教版） 第3章 生态系统及其稳定性 第1节生态系统的结构 核心素养 二、生态系统具有一定的结构 1.生态系统的结构包括 1.生命观念：认同生态系统为具有一定结构 及 和功能的统一整体。 2.生态系统的组成成分 2.科学思维：分析生态系统的组成成分及相 (1)组成： 互关系，培养建模及模型分析能力。 和 川知识点一生态系统的范围及组成成分· 成分 地位 作用 实例 物质：无机物→有 知识梳理 机物 光合 自养生物， 一、生态系统的范围 生 主要 能量：太阳能作用 主要指 1.概念：在一定空间内，由 与它的 产 成分 化学能；无机物中 ;还包 者 (基石) 括一些化能 相互作用而形成的统一 的能量货能育化学 自养型生物 整体。 生 能，为消费者提供 2.范围 物 食物和栖息场所 成 有利于植物的传粉 主要指 (1)生态系统的空间范围 0 分 消 费 和种子的传播等； 还包 (2)生物圈是地球上最大的生态系统，包括 者 的成分 能够加快生态系统 括营」 地球上的 的 生活的生物 3.生态系统的类型 物质循 分 环中的 将动植物遗体和动 主要是细菌 (1)自然生态系统 解 关键成 物排遗物中的有机 者 物分解成 和真菌 ① ：海洋生态系统、淡水生 分 态系统等。 非生物 光、热、水、 的物质 赖以生存 ②陆地生态系统：森林生态系统、草原生态 基础 和发展的基础 空气、无机 和能量 盐等 系统、荒漠生态系统、冻原生态系统等。 (2) 农田生态系统、人 (2)生态系统各组成成分的相互关系 工林生态系统、果园生态系统、城市生 态系统等。 32 学 N 第3章生态系统及其稳定性 co) 2.生态系统中四种成分的联系 co) C02等 非生物的物质和能量 消费者 (或化能合成作用) 光合作用 呼吸作用 呼 植食性动物】 肉食性动物1 肉食性动物2】 消费者 作 用 遗体、粪便等 动物摄食 (加快物质循环) 、粪便 生产者 分解者 残枝败叶、遗体 无机盐等 分解者) (基石) (不可缺少) 生态系统的结构模型 由上图可知，四种成分的关系表示如下： (1)非生物的物质和能量：包括阳光、水和 教材拓展 空气等，它是生态系统中生物群落的物 1.用概念图的形式表示个体、种群、群落和 质和能量的最终来源，是生物群落赖以 生态系统等概念的关系。 生存和发展的基础。 (2)生产者：主要包括绿色植物，还有化能 自养型生物，它是生态系统的主要成 分，是生态系统的基石。 2.群落中包括生态系统的哪些成分？若要维 (3)消费者：主要是动物，还有营寄生生活 持一个生态系统的存在，至少需要哪些生 的生物，它是生态系统最活跃的成分， 物成分？ 能加快生态系统的物质循环。 (4)分解者：包括细菌等营腐生生活的生 物，它是生态系统的关键成分，如果一 个生态系统中没有分解者，物质循环就 要点精析 会受阻，生态系统就会崩溃。 例1 (不定项)下列有关生态系统成分的 1.生态系统的概念理解 叙述，正确的是() (1)成分： A.太阳光来自地球以外，不属于生态系统 生产者 的成分 生物群落 生态系统 消费者 B.硝化细菌是自养型生物，在生态系统中 分解者 属于生产者 无机环境 C.病毒是异养型生物，在生态系统中属于 非生物的物质和能量 分解者 (2)整体性：生态系统中的生物与生物、生 D.蚯蚓是需氧型生物，在生态系统中属于 物与非生物之间，通过能量流动、物质 分解者 循环和信息传递而相互影响和相互制约，：解析：太阳光属于生态系统的非生物成分， 组成一个具有一定调节能力的统一整体。：A错误；硝化细菌是自养型生物，在生态系 学 33 高中生物学选择性必修2（人教版） 统中属于生产者，B正确；病毒属于消费 (2)特点： 属于第一营养级，消费 者，C错误；蚯蚓属于分解者，D正确。 者所处营养级因食物关系不固定，但一 答案：BD 般不会超过 个营养级。 例2右图表示某生态 甲 (3)实例 系统中四种成分之间的 生产者 初级消费者次级消费者三级消费者四级消费者 玉米 蝗虫 相互关系，下列相关叙 述正确的是( 丙 A.甲是生产者，包括所有的植物和部分细菌 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 B.所有的动物在生态系统中都属于丙 某食物链上的营养级 C.理论上，一个生态系统没有丙也可以行 2.食物网 使其功能 (1)概念：食物链 连接成的复 D.甲和乙是一个生态系统的基石 杂营养关系。 解析：分析题图可知，甲为生产者，乙为分 (2)特征：如果一条食物链的某种动物减少 解者，丙为消费者，丁为非生物的物质和能 或消失，它在 上的位置可能会 量。并非所有的植物都属于生产者，如营寄 由其他生物来取代。 生生活的菟丝子属于消费者，A错误；一些3.意义 营腐生生活的动物属于分解者，如蚯蚓，B:(1)食物链和食物网是生态系统的 错误；通过生产者和分解者可以实现生物群 是生态系统的 和 落与非生物环境之间的物质循环，所以理论 的渠道。 上没有消费者的生态系统也可以行使其功 (2)错综复杂的食物网是使生态系统保持 能，C正确；生产者可以通过光合作用或化 的重要条件。一般认 能合成作用，将光能或无机物中的化学能固 为， 越复杂，生态系统抵抗 定在它们所制造的有机物中，有机物中的化 外界干扰的能力 强。 学能可供生物利用，所以生产者是一个生态 教材拓展 系统的基石，D错误。 答案：C 如图是某生态系统的食物网组成，请分 析回答下列问题： 知识点二 生态系统的营养结构食物链 和食物网 →鹰 青蛙 食草鸟 知识梳理 食草 绿色植物 昆虫 1.食物链 1.图中有几条食物链？最长的是哪一条？ (1)概念：生态系统中各生物之间由于 而形成的一种联系。 34)学 第3章生态系统及其稳定性。 2.鹰占有哪几个营养级？鹰和蛇之间是什么：2.关于食物网的分析。 关系？ 猫头鹰 模型 食虫鸟 青蛙 3.若由于某种原因导致绿色植物减少，其他 草 一食草昆虫 生物的数量会如何变化？ 同一种消费者在不同的食物链中， 可以占据不同的营养级 营养 位置 如猫头鹰在该食物网中分别占据 4.若人类的捕杀导致鹰大量减少，兔、食草 食物网分析 第三、第四、第五营养级，也就 是说猫头鹰在该食物网中占据三 鸟、蛇的数量会如何变化？ 个不同的营养级 在食物网中，两种生物之间的种 间关系有可能出现不同概念上的 解读种间重合 5.若图中的兔大量减少，短时间内鹰的数量 关系 如蛇与猫头鹰，二者之间既有捕 食关系，又有种间竞争关系 会不会大量变化？为什么？ 复杂 食物网的复杂程度主要取决于有 程度 食物联系的生物种类，而并非取 决于生物数量 3.食物链（网）中各营养级生物数量的变化。 要点精析 鹰 蛇 1.关于食物链的分析。 食草鸟青蛙、 (1)每条食物链的起点都是生产者，终点是 食草 不被其他动物所食的动物，即最高营养 草 昆虫 级，中间出现任何间断都不能算完整的 (1)当第一营养级（草）生物数量减少时， 食物链，且一条食物链一般不超过五个 会导致其他生物数量都减少。 营养级。 (2)若“天敌”（蛇）减少，则被捕食者 (2)食物链中只存在捕食关系，即后一个营 (青蛙)的数量先增加后减少，最后趋 养级以前一个营养级为食，无寄生关系 于稳定。 和腐生关系。 (3)“中间”营养级生物数量减少的情况： (3)食物链中不能出现非生物的物质和能量 在食物网中，青蛙突然减少，则以它为 及分解者，即只有生产者和消费者。 食的蛇也将减少，鹰就要过多地捕食兔 (4)消费者级别与营养级的关系：初级消费 和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少。 者属于第二营养级，次级消费者属于第 因为鹰不只捕食蛇，它还可依靠其他食 三营养级，其他依次类推，即在食物链 物来源维持其数量基本不变。 中营养级级别=消费者级别+1。 (4)在食物网中，当某种生物因某种原因而 学 35 高中生物学选择性必修2（人教版） 大量减少，对另一种生物的影响沿不同 绿藻 水蚤 →花鲢 →乌鱼 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。 →白鲢 例1某草原生态系统的食物网情况如下表： A.绿藻数量增加 B.白鲢数量减少 所示(“V”表示存在捕食关系)，下列分析 C.水蚤数量减少 D.数量都增加 错误的是（ ) 解析：花鲢以水蚤为食，故花鲢被大量捕捞 被捕食者 后，水圣数量将会增加，导致绿藻数量减 食草 食虫鸟 昆虫 鼠 草 捕食者 少；鸟鱼以花鲢和白鲢为食，花鲢被大量捕 食虫鸟 捞后，鸟鱼将会捕食更多的白鲢，故白鲢的 数量将减少。 食草昆虫 答案：B 鼠 例3图1和图2分别是生态系统组成成分 狐狸 和营养结构的模型图，据图回答下列问题： 鹰 ,猫头鹰 A.此食物网中有3条食物链 蛇 鸟 B.次级消费者有食虫鸟、鹰、狐狸 蟾蜍 C.狐狸和鹰之间存在种间竞争关系 昆虫 D.鹰只占第三营养级 植物一 解析：根据表格内容可推出的食物网如下图 图1 图2 所示，图中有3条食物链，A正确；次级消 (1)图1中，从营养功能的角度来填写成 费者属于第三营养级，有食虫鸟、鹰、狐 分：B c 狸，B正确；狐狸和鹰都可捕食鼠，两者之： (2)图1中，生态系统中必不可少的生物成 间存在种间竞争关系，C正确；鹰占第三、 分是 (填字母)。 四营养级，D错误。 (3)图2中属于D的生物有 ，图2 ,食草昆虫→食虫鸟 中不包含图1中的 和 草 (4)图2中，该生态系统中共有 条 狐狸 食物链。猫头鹰占有 个营养 答案：D 级，昆虫和鸟的种间关系为 0 例2下图是某池塘生态系统中的两条食物 (5)图2中，由于某种原因使蛇大量减少， 链，大量捕捞花鲢后，其他生物种群数量将 但猫头鹰的数量却变化不大，这说明 有所变化。短期内，种群数量变化趋势正确 的是（) 36)学 第3章生态系统及其稳定性 解析：(I)根据双向箭头确定D、C分别：括生产者和消费者，没有分解者和非生物的 为“非生物的物质和能量”和“生产者”。：物质和能量。 根据出入箭头的数量进一步判断，有“3” (4)鸟和昆虫不只存在单一关系，鸟和昆虫 个指出箭头的D为“生产者”，有“3”个指：之间具有捕食关系，鸟和昆虫又都以植物为 入箭头的C为“非生物的物质和能量”，根： 食，两者之间还存在竞争关系。 据顺序D→A→B(不是食物链)，确定A为： 答案：(1)分解者非生物的物质和能量 消费者、B为分解者。 (2)DB (2)生产者和分解者是联系生物群落和无机：(3)植物分解者非生物的物质和能量 环境的两大“桥梁”，是生态系统必不可少！ (4)53捕食和竞争 的组成成分。 (5)当食物网中的一条食物链中断时，能量 (3)图2中植物为生产者，该食物网中只包：可沿其他食物链传到最高营养级 第2节 生态系统的能量流动 ①一部分在生产者的 中以热能的形 核心素养 式散失。 1.生命观念：建立生命系统的物质观与能( ②另一部分用于生产者的 量观。 等生命活动，储存在植物体的有机物中。 2.社会责任：利用能量流动规律，使人们更： ③构成植物体有机物中的能量： 加科学、有效地利用生态系统中的资源。 a.一部分随着残枝败叶等被 分解而 释放出来。 知识点一能量流动的概念和过程 b.另一部分则被初级消费者摄入体内，流入 营养级。 知识梳理 3.能量在某个生态系统中流动的过程图解 1.能量流动的概念：是指生态系统中能量的 。呼吸作用 力呼吸作用力呼吸作用力呼吸作用 和 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 的过程。 (绿色植物) (植食性动物 (肉食性动物】 (肉食性动物 2.能量流动的过程 分解者 (1)输入：生产者通过 把太阳能 呼吸作用 转化为化学能，固定在它们所制造的有 可以看出：生产者及各级消费者（除最 机物中。 高营养级)能量流动相同的三个去向是通过 (2)传递、转化和散失过程（以第一营养级： 呼吸作用以 的形式散失、流向 为例)输入第一营养级的能量： 和被 分解利用。 学 37知识点四研究土壤中小动物类群的丰富度 知识梳理 1.丰富度 2.(1)取样器取样(2)记名计算法目测估计法 3.(3)①趋暗趋湿避高温 >"第2节群落的主要类型 知识点一生物群落的分类 知识梳理 1.①干旱稀少②简单少③耐旱2.①半干 旱②简单较少③耐寒3.①湿润或较湿润②复 杂③上层林下树栖和攀缘 教材拓展 1.极度干旱非常简单繁多 2.保水 3.季节性降雨植被 知识点二影响群落分布的因素及群落形成的原因 知识梳理 1.水分、温度 2.种间关系有机整体 3.不尽相同 第3章 生态 "第1节生态系统的结构 知识点一生态系统的范围及组成成分 知识梳理 一、1.生物群落非生物环境2.(1)有大有小 (2)全部生物及其非生物环境3.(1)①水域生态系 统(2)人工生态系统 二、1.生态系统的组成成分食物链和食物网 2.(1)非生物的物质和能量生产者消费者分 解者绿色植物最活跃物质循环动物寄生无 机物生物群落 教材拓展 1.提示： 参考答案与解析 教材拓展 (2)物种组成适应 I 第3节群落的演替 知识点一·演替的概念和类型 知识梳理 1.代替 2.植物被彻底消灭了地衣草本植物乔木 土壤繁殖体多年生杂草乔木 教材拓展 (1)提示：甲是次生演替，乙是初生演替。从二者 起点来看，乙群落开始时物种丰富度为0，甲群落不为0。 (2)提示：不一定，①②两处的物种丰富度虽相 同，但是物种组成不一定相同，因为演替过程中，可能 出现新物种。 知识点二影响群落演替的因素 知识梳理 一、1.外界环境2.内部种群3.(2)治理沙漠 人工群落(3)不同于方向速度 二、2.可持续发展3.《退耕还林条例》 教材拓展 3.简单复杂复杂简单 系统及其稳定性 个体相同，种群不同，生物群落 相互生态系统 无机环境 作用 2.提示：生产者、消费者和分解者：生产者和分解 者。 知识点二生态系统的营养结构一一食物链和食物网 知识梳理 1.(1)食物关系(2)生产者五 2.(1)彼此相互交错(2)食物链 3.(1)营养结构物质循环能量流动(2)相 对稳定食物网越 教材拓展 1.提示：4条；绿色植物→食草昆虫→青蛙→蛇→ 49 高中生物学选择性必修2（人教版） 2.提示：第三、四、五营养级；捕食和种间竞争。 3.提示：其他生物的数量都减少 4.提示：兔、食草鸟、蛇的数量先增加后趋于稳 定，但结果比原来的数量要增大。 5.提示：不会；因为鹰有多种食物来源。 ·"第2节生态系统的能量流动 知识点一能量流动的概念和过程 知识梳理 1.输入传递转化散失 2.(1)光合作用(2)①呼吸作用②生长、发 育和繁殖③a.分解者b.第二 3.热能下一营养级分解者 教材拓展 1.提示：摄入量=粪便量+同化量。 2.提示：初级消费者粪便中的能量属于第一营养级 的能量；第三营养级粪便中的能量属于第二营养级的 能量。 3.提示：三个：自身呼吸作用散失、被分解者利用 和流向下一营养级。 知识点二能量流动的特点 知识梳理 1.单向的逆转循环流动逐级递减逐级减少 10%-20% 2.(2)10%~20% 3.系统外 变式训练1 (1)捕食生产者植食性动物肉食性动物单 向 (2)464.6、62.8、12.6越高越少逐级递减 (3)13.5%一部分通过呼吸作用散失，一部分被 分解者分解利用，一部分未被利用 知识点三生态金字塔 知识梳理 1.(1)能量数值生物量生物个体的数目能量 生物量数量(2)能量生物量数目倒置 2.(1)空间总能量立体农业空间和资源 (2)人工生态系统最有效多级利用率(3)对人 类最有益 50 变式训练2 (1)上窄下宽的正 (2)作物固定的太阳能 (3)否；每一级都获得产品，充分实现了物质的再 利用和能量的多级利用，但能量是逐级递减的，不能循 环利用。 (4)题中延长的食物链使原来作为废弃物的能量得 到了利用，提高了能量的利用率。能量传递效率是相邻 两个营养级同化量之比，为10%-20%，这是不能改变的。 n 第3节生态系统的物质循环 知识点一 生态系统的物质循环 知识梳理 1.二氧化碳①光合作用②呼吸作用③植物 (生产者)④动物（消费者）⑤呼吸作用⑥微生 物的分解作用化石燃料的开采和使用二氧化碳 森林覆盖率 2.(1)碳、氢、氧、氮、磷、硫非生物环境生 物群落生物群落非生物环境(2)①全球性 教材拓展 2.二氧化碳食物链和食物网 知识点二生物富集及能量流动和物质循环的关系 知识梳理 1.(1)周围环境超过(2)重金属有机化合 物放射性物质(3)①吸收②食物链顶端 (4)不易积蓄 2.生态系统各营养级全球性②载体③动力 教材拓展 (1)生产者分解者 (2)①光合作用③呼吸作用⑤分解作用 (3)能量流动物质循环 知识点三探究土壤微生物的分解作用 知识梳理 1.(1)分解者 2.土壤浸出液等量土壤中是否含有微生物小 于产生砖红色沉淀