3.1 生态系统的结构 课件-2025-2026学年上学期高中生物选择性必修2

第3章 生态系统及其稳定性 第1节　生态系统的结构 1.概念： 2.范围： 在一定空间内，由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体 有大有小 最大的生态系统：生物圈 思考：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____ ④一个动物园中的全部动物和植物____　 ⑤一个果园中的全部果树及其非生物环境____　 ⑥一个果园中的全部生物及其非生物环境____ ⑦金龙湖____ 否 是 否 否 否 是 是 动物园中的生物之间没有内在联系和相互影响，不是一个有机的整体. 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 3.类型： 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 生态系统 海洋 果园 城市 冻原 要分析生态系统的结构，首先要分析生态系统由哪些组成成分，以及各组分之间的关系。 分析生态系统的结构 思考.讨论 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。 荒漠生态系统 池塘生态系统 池塘生态系统 问题1：分析上述生态系统中，生物之间的食物关系你能画出几条食物链？ 植物 植食性动物 肉食性昆虫和其他小动物 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 问题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，将上述食物链中的生物进行归类。 生物的营养方式 自养型 异养型 光能自养 利用光能（如光合作用）将二氧化碳和水转化为有机物。如：绿色植物、蓝藻、部分光合细菌。 化能自养 通过氧化无机物（如硫化氢、氨）获取能量，合成有机物。如：硝化细菌、硫细菌等化能合成菌 腐生 分解死亡生物残体或废弃物，吸收养分。 寄生 从活体宿主获取营养，可能对宿主造成伤害。 捕食 主动猎食其他生物，直接摄取有机物。 问题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，将上述食物链中的生物进行归类。 （一）生产者： 自养生物 （2）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。 （3）地位： 是生态系统的主要成分，是生态系统的基石。 只有植物是生产者吗？ 光能合成自养型的细菌 （如蓝细菌、绿藻） 化能合成自养型细菌 （如硝化细菌） 生产者一定是自养生物 绿藻 硝化细菌 问题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，将上述食物链中的生物进行归类。 植食性动物 肉食性动物 异养生物 （二）消费者： （1） 类型 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 （2）作用： 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。 （3）地位： 是生态系统最活跃的成分(不是必要成分） 问题3：在上述生态系统中，除食物链之外还有哪些成分？他们对生态系统来说是不可或缺的吗？为什么？ （三）非生物的物质和能量 (1)主要组成: 光、热、水、空气、无机盐等 (2)作用: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 (3)地位: 是生态系统的必需成分 问题3：在上述生态系统中，除食物链之外还有哪些成分？他们对生态系统来说是不可或缺的吗？为什么？ （四）分解者 （1）类型 ①腐生性微生物(乳酸菌、酵母菌、霉菌、蘑菇等) ②腐食性动物(蚯蚓、蜣螂、秃鹫等) （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 异养生物 问题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？ 分解者：将动植物遗体、粪便、枯枝落叶等所含有机物分解为无机物，回归到无机环境中，被绿色植物重新利用 生产者：利用光能（如光合作用）将二氧化碳和水转化为有机物。或者通过氧化无机物（如硫化氢、氨）获取能量，合成有机物。 消费者：通过捕食、寄生、腐生等方式，从其他生物身上获得含有能量的物质。 知识拓展：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 [问题探究] 1．鲸落的第一个阶段，被称为移动清道夫阶段，鲨鱼和螃蟹等食腐动物会清除鲸鱼的软组织。该阶段中鲨鱼和螃蟹属于生态系统的什么成分？判断的依据是什么？ 分解者。该阶段的鲨鱼和螃蟹是食腐动物，清除鲸鱼的软组织，进行腐生生活。 2．鲸落的第二个阶段为机会主义者阶段，蜗牛和蠕虫等多毛类和甲壳类小型生物利用鲨鱼等的剩余食物，在鲸落周围的沉积物中定居下来，并在鲸骨上或鲸骨内清除剩余的残留物。该阶段中生态系统的能量主要来源于哪里？ 3．鲸落的第三个阶段是化能自养阶段，鲸骨腐烂时产生硫化氢，硫化菌可以利用水中溶解的氧将硫化氢氧化，转化为能量来源，供自身生长与繁殖。分析该阶段与前两个阶段的不同表现。 该阶段的硫化菌属于生产者(或出现了生产者，或出现了自养型生物)。 鲸鱼遗体残骸中有机物所含有的能量。 课堂小结 组成成分 种 类 作用 地位 非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 阳光、热能、水、空气、无机盐等 为生物成分提供物质和能量 必备成分 必备成分 主要成分 必备成分 重要成分 非必备成分 最活跃成分 自养型生物 (绿色植物、自养型细菌) 将无机物合成有机物 异养型生物 (主要指各类动物) 将有机物分解成无机物，加快物质循环，授粉等 将有机物分解为无机物，归还无机环境 异养型生物 （腐生细菌、腐生真菌、腐生动物） 生产者 消费者 分解者 生产者、消费者和分解者之间有什么关系呢？ 生产者、消费者和分解者 紧密联系，缺一不可 加快生态系统的物质循环，传粉、传播种子等 将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物 生态系统的基石 模型构建：参照一般生态系统的结构模式图，尝试画出生态系统中生物组分联系的结构模型。 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 模型构建：参照一般生态系统的结构模式图，尝试画出生态系统中生物组分联系的结构模型。 1.只有生产者与非生物的物质和能量的关系是双向的，其余各成分间的关系都是单向的。 2.有3个指出箭头的为生产者，有3个（全部）指入箭头的为非生物的物质和能量。 3.除非生物的物质和能量外，其他成分都指向的是分解者 A________________ B________________ C________________ D________________ 生产者 分解者 消费者 非生物的物质和能量 A________________ B________________ C________________ D________________ 消费者 分解者 非生物的物质和能量 生产者 即学即练 1．(2025·洛阳高二检测)山西甜辣椒生产基地采用辣椒、玉米套种模式，利用地膜覆盖、秸秆还田等措施，综合治理辣椒园，抑制了辣椒疫霉病(由疫霉菌这种真菌引起，寄生于辣椒)，将该病害的发生率降低到10%以下。下列有关山西甜辣椒生产基地生态系统的叙述，错误的是(　　) A．基地中的辣椒、玉米是生态系统的基石 B．疫霉菌在甜辣椒生产基地生态系统中属于分解者 C．以辣椒、玉米为食的蝗虫是初级消费者 D．地膜覆盖可增加土壤有机质，改善土壤特性 B 2．下列有关生态系统的组成成分相互关系图的叙述，不正确的是(　　) A．应加上由丁到甲的箭头 B．甲为生产者，一定是自养生物 C．丙为分解者，一定是微生物 D．乙可以是某些细菌 C 3．(2025·苏州高二检测)极端天气与人为活动会导致源于陆地生态系统的树木被输送入海，并在被海水浸透至饱和后沉入海底，形成一种以厌氧菌和硫细菌等为主体的特殊生态系统——“木落”。厌氧菌以“木落”中木材的纤维素为食，同时产生一些硫化氢等硫化物。硫细菌将硫化物氧化成硫酸盐，并以该过程中释放的能量合成有机物。下列说法正确的是(　　) A．“木落”中的所有生物构成完整的生态系统 B．“木落”中的群落存在垂直结构和水平结构 C．由于深海中没有阳光，故“木落”中不存在生产者 D．厌氧菌和硫细菌直接或间接以木材中的纤维素为食，均为分解者 B “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？ 你能用箭头表示出她们之间的关系吗？ 蝉→螳螂→黄雀 这是一条食物链吗？ 1.食物链： 2.营养别：生物所在食物链的层次。 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 在生态系统中，各种生物之间由于捕食关系而形成的一种联系。 3.食物链的易错提醒 (1)起止点：每条食物链的起点都是生产者，终点都是不被其他动物所食的动物，即最高营养级的消费者，中间有任何间断都不能算一条完整的食物链。 (2)组成：食物链中不能出现非生物的物质和能量及分解者，即只有生产者和消费者。 (3)营养关系：食物链中的箭头只表示捕食关系(被捕食者→捕食者)，即后一个营养级以前一个营养级为食，无寄生关系和腐生关系。 (4)方向：食物链中的捕食关系是经长期自然选择形成的，不会倒转，因此箭头一定是从上一营养级指向下一营养级，同时体现捕食关系。 3.食物链的易错提醒 (5)营养级：某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表单个生物个体或某个种群。 (6)消费者级别与营养级级别的关系：初级消费者为第二营养级，次级消费者为第三营养级，其他以此类推，即在食物链中消费者的营养级级别＝消费者级别＋1。 思考：食物链上一般不超过五个营养级，想一想，为什么？ 各个营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉大量能量，其余能量有一部分流入分解者只有一小部分能够被下营养及生物利用，留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，因此食物链上一般不会超过五个营养级。 在生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，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。 4.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植食性动物的食物，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 食物链彼此相互相互交错连接成的复杂营养关系 （3）意义： ①生态系统物质循环和能量流动的基础 ②保持生态系统相对稳定的重要条件，食物网越复杂，生态系统抗干扰能力就越强 ①蛇和鹰的关系是？ ②属于第二营养级的生物？ 捕食与竞争 三、四、五 ③蛇占有几个营养级？ 兔、松鼠、老鼠、鸟、蝗虫 ④一共有几条食物链？ 19条 3.食物网： （3）特点： ①同一种生物在不同的食物链中可以占有不同的营养级 ②食物网中两种生物之间可能出现不同的关系，如竞争和捕食 ③某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群，甚至可能不属于同一物种 ④食物网的复杂程度取决于物种数而非生物数量 如图是某生态系统食物网的部分图解。据图分析，如果由于某种原因青蛙全部死亡，蛇、免、鹰的数量如何变化？ 青蛙突然减少，则以它为食的蛇也将减少，鹰就要过多地吃兔和鸟， 从而导致兔、鸟减少。 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 基本不变。 复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析 青蛙突然减少，则以它为食的蛇也将减少，鹰就要过多地吃兔和鸟，从而导致兔、鸟减少。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基本不变。 32 1.第一营养级生物减少的情况：若第一营养级的生物数量减少，则会导致其他的生物数量都减少，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。 2.“天敌”减少的情况：若“天敌”减少，则被捕食者数量增加。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，但结果比原来的数量要增大。 复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析 3.“中间”营养级生物减少的情况：如图所示食物网中，青蛙突然减少，则以它为食的蛇也将减少，鹰就要过多地吃兔和鸟，从而导致兔、鸟减少。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基本不变。 33 ①生产者的数量相对稳定原则：某一消费者种群的数量发生变化时，一般不考虑生产者的数量的增加或减少。 ②最高营养级的生物种群数量相对稳定原则：当处于最高营养级的生物种群的食物有多种来源时，若其中一条食物链中某种生物减少，该种群的数量不会发生较大变化。 ③在食物网中，当某种生物因某种原因而数量减少时，对另一种生物数量的影响沿不同食物链的分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。 复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析 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。 （ ） √ × × √ 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。 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。 阳光 10~15m (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 。 消费者、分解者 1． 某生态系统中存在右图所示的食物网， 下列分析错误的是(　　) A．甲一定属于生产者，且为自养生物 B．乙、丙、丁均为异养生物，且丁位于第三和第四营养级 C．丙和丁间存在捕食和种间竞争关系 D．由于某种原因丁的数量减少，将会导致丙的数量增多，最终导致乙的数量减少 D 2．某草原生态系统中生活着草、昆虫、兔、鸟、鼠、鹰和狐等生物，这些生物构成的食物网如下图所示，下列叙述错误的是(　　) A．图中食物链有5条 B．该生态系统中生物所需的能量最终来源于太阳能 C．鸟属于第三营养级，是三级消费者 D．大量捕杀狐，鸟的数量会先增加再减少最后趋于稳定 C $