第4节 生态系统的结构与功能（培优教学课件）科学浙教版九年级下册

该初中科学课件聚焦生态系统的结构（多样性、成分）与功能（食物链、能量流动、物质循环），通过池塘生物与非生物关系、“螳螂捕蝉”现象导入，从具体实例到抽象概念，搭建知识支架帮助学生衔接理解。 亮点在于设计“思考与讨论”“绘制食物网”等探究实践活动，结合生态系统对比表格、能量流动规律总结培养科学思维，联系温室效应等现实问题渗透态度责任。练习贴近生活，学生提升应用能力，教师可高效教学。

第二章 生物与环境 九年级上册•浙教版 第4节 生态系统的结构与功能 每个生物群落都有一定的生活区域，每个区域都有它独特的非生物因素。将生物群落与其生活环境中的非生物因素作为一个整体来研究，甚至将地球上所有的生物与它们生活的环境中的非生物因素作为一个整体来研究，都是非常必要的。 这个整体，就是生态系统。 导入新课 池塘中的生物因素和非生物因素之间是什么关系？ 池塘中的生物与非生物之间是彼此联系、相互影响的、缺一不可。 池塘中的植物和鱼的生存都离不开水，而水中的二氧化碳和氧气的含量也会随植物和鱼的生理活动而变化。 植物为草食性鱼类提供了食物，而鱼的排泄物又为植物提供了生活所需要的养料。 这个池塘中的生物和非生物共同构成了一个生态系统。 导入新课 想一想 “螳螂捕蝉，黄雀在后”描述的是什么现象？ “螳螂捕蝉，黄雀在后”是一条食物链。 学习目标 1. 知道生态系统的概念和成分 2. 了解生态系统中食物链与食物网 3. 理解能量流动与物质循环的规律 4. 课堂总结 5. 练习与应用 6. 提升训练 生态系统的结构与功能 重点难点 重点 1. 学习生态系统的含义、类型及其组成成分。 2. 生态系统具有多样性的特点。 3.说明不同生物之间通过食物关系形成食物链和食物网。 难点 生态系统中物质和能量是沿食物链和食物网流动的，学习生态系统中物质循环是循环不息的，能量流动是单向递减的。 1. 生态系统的多样性 2. 生态系统的成分 3. 生物之间的食物联系 4. 能量流动和物质循环 5. 练习与应用 6. 提升训练 学习内容 生态系统的结构与功能 一、生态系统的多样性 第4节 生态系统的机构和功能 一、生态系统的多样性 生态系统：生物群落和它所生活的环境中的非生物因素相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。 （1）在自然界，任何生物群落总是通过能量和物质的交换与其生存的环境不可分割地相互联系相互作用着，共同形成一种统一的整体，这样的整体就是生态系统。 （2）生态系统是生物与环境之间进行能量转换和物质循环的基本功能单位。 （3）无机环境是一个生态系统的基础，其条件的好坏直接决定生态系统的复杂程度和其中生物群落的丰富度。 一、生态系统的多样性 生态系统的大小：生态系统划分根据地域的实际，以及研究的需要来确定的。生态系统可大可小。 一片森林、一块农田、一片湖泊、一滴河水等都可以看成是一个生态系统。 地球上，最大的生态系统是生物圈。生物圈包括了地球上的全部生物以及它们所生活的环境中的非生物因素。它包括大气圈的底部、水圈的大部和岩石圈的表面。 一、生态系统的多样性 生物圈的范围，上限可达离地面约 10 千米的高空，下限可达距海平面 11 千米左右的海沟底部，或者距地面深达 2～3 千米的岩石层。这个厚度为 20 千米左右的圈层，包括大气圈的底部、水圈的大部和岩石圈的表面。 在生物圈这个最大的生态系统中还可以分出大小不同的许多生态系统。 一、生态系统的多样性 种群 生活在一定区域内的同种生物个体的总和 在一定自然区域内生活的所有生物的组成 一个群落和它所生活的环境中的非生物因素一起 群落 生态系统 生态系统 = 生物 + 环境 一、生态系统的多样性 生态系统的类型 陆地生态系统 水域生态系统 森林生态系统 草原生态系统 荒原生态系统 湿地生态系统 农田生态系统 海洋生态系统 淡水生态系统 按生物的栖息环境 在自然条件下，某个地区的气候特点，尤其是温度和降水量，决定了该地区生态系统的类型。 一、生态系统的多样性 湿地生态系统 沼泽是典型的湿地生态系统，具有净化水源、蓄洪抗旱的作用。 荒原生态系统 生物稀少，是地球上生态环境最为恶劣的地区之一。 海洋生态系统 生物圈中最大的生态系统，生物种类较少，但变化很大 。 草原生态系统 干旱地区，年降雨量很少，缺乏高大的植物，动植物种类比森林生态系统少。 一、生态系统的多样性 森林生态系统 陆地上最复杂的生态系统，有高大的乔木、许多灌木和苔藓等，还有各种草食动物（如蝗虫、田鼠、野兔）和肉食动物（如青蛙、蛇、猫头鹰），以及许多细菌和真菌等微生物。 涵养水源、保持水土、防风固沙、净化空气等方面起着重要作用，有“绿色水库”和“地球之肺”之称 一、生态系统的多样性 农田生态系统 以农作物为主，伴有各种昆虫等主要动物的半人工的生态系统 城市生态系统 人、动物和植物、建筑物、交通工具等组成的人工生态系统 一、生态系统的多样性 思考与讨论 1.不同类型的生态系统，种群数量各有什么特点？无机环境又有哪些差异？ 2.你所在的地区有哪些类型的生态系统？ 生态系 统类型 无机 环境 生物 种类 群落 结构 系统的 稳定性 森林生 态系统 草原生 态系统 海洋生 态系统 农田生 态系统 湿润 多样 复杂 长期稳定 干旱 呈季节性 简单 单一 人为 较少 往往剧烈变化 简单 相对稳定 复杂 动物多 海水 二、生态系统的成分 第4节 生态系统的机构和功能 二、生态系统的成分 生态系统的生物成分及其作用 （1）生产者：生态系统中的绿色植物，能制造有机物供给自己，同时也为其他生物提供食物，所以绿色植物被称为生产者。 森林中乔木、灌木、草本植物、地衣苔藓，草原中各种草本植物，海洋中各种浮游植物等，都属于生产者。生产者在生态系统中起主导作用。 二、生态系统的成分 思考与讨论 森林、草原、农田和海洋等生态系统中，作为生产者的生物有哪些？ 森林中的各种乔木、灌木和草本植物，草原中的各种草，农田中的各种农作物和杂草，海洋中的浮游植物等都是生产者。 二、生态系统的成分 （2）消费者：生态系统中有各种动物，它们不能直接利用太阳能，只能以植物或其他动物为食，称为消费者。以植物为食的草食动物，如蝗虫、兔等，叫做初级消费者。以草食动物为食的肉食动物，如虎、狐狸、鹰等，叫做次级消费者。 二、生态系统的成分 （3）分解者：细菌、真菌、某些原生动物及腐食性动物（如蚯蚓等），它们能把动植物的尸体、排泄物和残落物等所含的有机物分解为较简单的无机物，供植物再利用，所以被称为分解者。 二、生态系统的成分 非生物的物质和能量主要包括阳光、热能、水、空气、无机盐等。 二、生态系统的成分 生态系统的类型多种多样，但它们在组成成分上有许多共同之处。你知道它们有哪些共同之处吗？ ①都有绿色植物 能光合作用制造有机物 生产者 ②都有各种动物 以植物为食的草食动物 以草食动物为食的肉食动物 ③都有细菌、真菌、 某些 原生动物及 腐食性动物 分解动植物的尸体、排泄物和残落物等所含的有机物 分解者 非生物物质和能量 ④都要有阳光、热能、 水、空气、无机盐 次级消费者 初级消费者 二、生态系统的成分 生态系统的组成成分有4部分： 生态系统成分 ——绿色植物 ——各种动物（初级消费者次级消费者） ——细菌、真菌等微生物和腐食性动物 物质：土壤、空气和水等 能量：阳光、温度 非生物物质和能量 生产者 消费者 分解者 生物群落 非生物因素 二、生态系统的成分 思考与讨论 各类生态系统是否都必须由这4 部分组成？假如缺少了其中一部分，结果会怎样？ 生态系统一般都由生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量四部分组成，不过有些生态系统内可能缺少消费者，但这不会影响系统的正常运行。 三、生物之间的食物联系 第4节 生态系统的机构和功能 三、生物之间的食物联系 草→昆虫→青蛙→蛇→鹰。 这些生物之间存在什么关系？ 1.食物链 在生态系统中，各种生物由于食物关系而形成的一种联系，叫做食物链。 通式：A→B→C→D 关系：捕食与被捕食关系 1.A必须是生产者 2.食物链由生产者和消费者构成 3.箭头前后必须是捕食关系 三、生物之间的食物联系 生物的食物链不是单条的，而是错综复杂的。把食物链相互交错成网状的形式称为食物网。 某种生物可以多种生物作为食物，而这种生物也可以被多种生物作为食物。在生态系统中，生物种类越丰富，个体数量越多，食物网越复杂。 2.食物网 (1)概念 (2)形成食物网的原因 三、生物之间的食物联系 读图 从图 2-25中找出一条包含生物种类最多的食物链，看看里面有哪些生物？ 植物→兔→狼→虎； 植物→鼠→蛇→鹰； 植物→鹿→狼→虎； 植物→鼠→狼→虎； 植物→鼠→鹰； 植物→昆虫→青蛙→蛇→鹰； 植物→昆虫→小鸟→蛇→鹰。 包含生物种类最多的食物链最长，含营养级最多。 食物链最长 三、生物之间的食物联系 人类在食物网中处于什么位置？让我们通过下面的活动来探究。 1.写下你这几天来所吃的全部食物。 2.将这些食物分成来自植物的和动物的两部分。由于许多食物是多种成分组成的混合物，因此还要分别列出每种食物的主要成分，并指出各成分来自动物还是植物。例如，早餐时吃了蛋糕，就应列出：面粉——植物，小麦；糖——植物，甜菜或甘蔗；鸡蛋——动物，鸡。在列出每种动物后，再列出这种动物的食物。例如，你在早餐时还喝了牛奶，就写出牛，然后是牛的食物—草。 3.在一张白纸的下端，把你所列出的植物名称写成一排。在这排植物上面，再写一排你已列出的草食动物的名称。在每种植物和吃它的动物之间连一条带箭头的线（如：草→牛）。 三、生物之间的食物联系 4.在草食动物上面，再写一排你已列出的肉食动物的名称，也在草食动物和以它为食的肉食动物之间连一条带箭头的线。 5.在最上面写上人，将能被人吃的食物也用线连起来。把最后的结果画在下面的框内。 6.在你画的图中有几条食物链？ 7.假如图中的某种动物被除去，对你的生命活动会产生什么影响？说说其中的道理。 图中的某种动物被除去，对人的饮食会产生一定的影响，需要其他肉食动物替代。 人类在生态系统中扮演的消费者的角色，人类的生活离不开周围的生物，因此，我们要保护我们周围的生物。 四、能量流动和物质循环 第4节 生态系统的机构和功能 四、能量流动和物质循环 生物的各种生命活动，如运动、生长、繁殖等，都要消耗能量。那么，生物是怎样获得能量的呢？ 读图 对照图 2-26，说说鹰、鼬、鼠、小麦进行生命活动的能量各来自何处。 小麦可以通过光合作用制造有机物，把太阳光能转变转变成化学能贮存在有机物中，鼠直接以小麦为食，鼠所需要能量来自小麦，鹰和鼬都以鼠为食，它们所需的能量都来自鼠。 四、能量流动和物质循环 生产者所固定的能量是沿着食物链和食物网逐级流动的。 读图 1.能量流动和物质循环之间有什么联系？ 2.能量在沿食物链流动的过程中为什么会不断减少？ 四、能量流动和物质循环 1．能量流动和物质循环之间有什么联系？ 2．能量在沿食物链流动的过程中为什么会不断减少？ 1.能量流动伴随在物质传递过程中 2.食物链中每一级生物的生长、发育和繁殖都要消耗能量，每一级生物又不可能都被下一级生物利用，所以能量在沿食物链流动的过程中会不断减少。 四、能量流动和物质循环 能量流动：绿色植物通过光合作用将光能转化为化学能贮存在它所制造的有机物中，其他生物则直接或间接地利用经绿色植物转化后贮存在有机物中的化学能。生产者所固定的能量是沿着食物链和食物网逐级流动的。 在生态系统中，能量流动是单向的、逐级减少的，即食物网中下一级的生物只能获得上一级生物大约10%-20%的能量。 能量流动是单向的、逐级递减的 (传递效率为10%～20% ) 四、能量流动和物质循环 物质循环： 绿色植物通过光合作用将水、二氧化碳等无机物转化为有机物。有机物沿食物链由生产者到消费者，分解者又把动植物残体中复杂的有机物，分解成简单的无机物，释放到环境中，供生产者再一次利用。 生态系统中的物质流动则是循环不息的，即组成生物体的一些基本化学元素，如碳、氢、氧、氮、磷、硫等，在生物与无机环境之间可以反复地出现和循环。 四、能量流动和物质循环 思考与讨论 以碳为例，说说化学元素在生产者、消费者、分解者与无机环境之间是如何循环流动的。 无机环境中的二氧化碳→植物的光合作用生产者中的碳(有机物中的碳)→动物的取食→消费者中的碳→动植物的遗体→微生物分解→无机环境中的二氧化碳。 四、能量流动和物质循环 空气中约有78%的气体是氮气，但是，游离态的氮不能直接被大多数生物所利用，必须经过变化，并与其他成分形成化合物（如氨或铵盐等），才能被植物利用。氮的这种变化过程叫做固氮。 氮循环：氮循环是指氮在自然界中的循环转化过程，是生物圈内基本的物质循环之一，如大气中的氮经微生物等作用而进入土壤，为动植物所利用，最终又在微生物的参与下返回大气中，如此反复循环，以至无穷。 四、能量流动和物质循环 读图 1． 图 2-28 中 表 示 出 的 固 氮 途 径 有：_______ 固 氮、_______ 固 氮 和 _______ 固氮。 2．上图说明组成生物体的一些基本化学元素在生物和无机环境之间是可以 雷电 人工 生物 循环的 四、能量流动和物质循环 物质循环：物质循环主要包括碳循环、氧循环和氮循环等形式。 碳循环主要是以二氧化碳的形式随大气环流在全球范围流动。整个碳循环过程二氧化碳的固定速度与生成速度保持平衡，大致相等，但随着现代工业的快速发展，人类大量开采化石燃料，极大地加快了二氧化碳的生成速度，打破了碳循环的速率平衡，导致大气中二氧化碳浓度迅速增长，这是引起温室效应的重要原因。 氧循环伴随碳循环而进行。 氮循环主要是大气中的氮经微生物等作用而进入土壤，为动植物所利用，最终又在微生物的参与下返回大气中，如此反复循环。 物质循环过程中，有害物质却存在生物富集现象。 四、能量流动和物质循环 信息传递：信息在生态系统中的作用主要表现在： ①生命活动的正常进行：如，许多植物的种子必须接受某种波长的光信息才能萌发；正常的起居、捕食活动离不开光、气味、声音等各种信息的作用，等； ②种群的繁衍：如，光信息对植物的开花时间有重要影响；鸟类进行繁殖活动的时间与日照长短有关，等； ③调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定：如，在草原上，当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可以采食的信息；森林中，狼能够依据兔子留下的气味去猎捕后者，兔子也能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕，等。 四、能量流动和物质循环 项目 物质循环 能量流动 形式 以无机物和有机物形式流动 以化学能形式流动 过程 在无机环境和生物群落间往复循环 沿食物链单向流动 范围 全球范围 生物群落 特点 反复出现、循环流动 单向、逐级减少 联系 ①能量的固定、贮存、转移、释放离不开物质合成和分解。 ②物质是能量沿食物链流动的载体。 ③能量是物质在生态系统中往复循环的动力。 规律总结 五、课堂总结 第4节 生态系统的机构和功能 五、课堂总结 六、提升训练 第5节 遗传与进化 六、提升训练 1、达尔文曾有过下列描述：牛喜欢吃三叶草；三叶草要靠土蜂传粉；田鼠吃土蜂的蜜和幼虫，捣毁土蜂的巢；猫捕食田鼠。根据上述生物之间的关系分析，下列能正确表示一条食物链的是（　B　） A. 阳光→三叶草→土蜂 B. 三叶草→牛 C. 土蜂→田鼠→猫 D. 土蜂→三叶草→牛 B 六、提升训练 2、近年来，随着温州市三垟湿地生态环境的持续变好，越来越多的鸟类 选择在三垟湿地里栖息、落脚，黑翅鸢、红脚隼等珍稀鸟类已成为湿地 的常客。在湿地生态系统中，黑翅鸢、红脚隼属于（　B　） A. 生产者 B. 消费者 C. 分解者 D. 非生物物质和能量 B 六、提升训练 3、如图所示为乡村振兴项目所建立的人工生态系统——“桑基鱼塘”，下列对该系统的叙述，正确的是（　B　） A. 桑树和蚕是该生态系统的生产者 B. 蚕能促进该生态系统中的物质循环 C. 该生态系统的生物部分只包括鱼塘中的全部植物和 动物 D. 该生态系统中的一条食物链可表示为桑树→蚕→蚕 粪→鱼 B 六、提升训练 4、如图所示为生态系统中几种生物的关系，下列说法中，不正确的 是( ) C A.能量沿食物链单向流动，逐级递减 B.②与③之间是捕食关系 C.①、②、③、④共同构成了生态系统 D.该生态系统只有一条食物链 六、提升训练 5、如图所示为一个生态系统中某些生物的相对数量关系，甲、乙、丙 三者中能量最多的是乙，这些生物构成的一条食物链是( ) B A.甲 乙 丙 B.乙 丙 甲 C.丙 乙 甲 D.甲 丙 乙 六、提升训练 6、湖州素有“鱼米之乡，丝绸之府”之美称。湖州人创造了“桑基鱼 塘”的生态工程，通过桑叶养蚕、蚕粪养鱼、塘泥肥地的农作方式，实 现了物质的良性循环和多途径利用。 （1） 蚕和鱼属于生态系统成分中的 ⁠。 （2） 从能量流动的角度看，把蚕粪作为养殖鱼类的食料，其目的 是 。 消费者　 使能量更多地流向对人类有益的部分（或提高能量利用率）　 六、提升训练 7、如图所示为某个生态系统食物网简图，A～H表示该生态系统中的草食性动物、肉食性动物和绿色植物。 （1） 该食物网中共有 条食物链，A～H中属于草食性动物的 有 ⁠。 （2） 该食物网简图中尚未表示出的两种生态系统成分是分解者、 ⁠ ⁠。 4　 B、C　 非 生物物质和能量　 （3） 若该生态系统中绿色植物受到难以分解的农药的污染，则A～H生 物体内农药残留量最多的是 ⁠。 H　 六、提升训练 8、某农场利用林下自然生长的野草用以供给羊、鹅等食用，羊和鹅供人食用，人、羊、鹅的粪便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼渣、沼液作为种植牧草、竹子的肥料。据此回答下列问题。 （1） 羊与鹅之间有 ⁠关系。 （2） 流经该农场生态系统的总能量来自植物所固定的 ⁠。 竞争　 太阳能　 六、提升训练 （3） 假设该农场能生产玉米，将玉米的作为饲料养鸡，供人食用， 生产出的鸡供人食用。现调整为的玉米养鸡，供人食用，饲养的鸡仍 供人食用。理论上，该农场供养的人数将 （填“增多”“减 少”或“不变”），理由是 ⁠ ⁠ ⁠。 减少　 在食物链中，能量传递是单向递减的，改 变用途的玉米被鸡食用　 后，在鸡这一环节散失了部分能量，导致人获得 的能量减少　 Lavf58.12.100 $