内容正文:
生态系统的结构
第三章 生态系统
苏教版(2019)选择性必修二
目 录
CONTENTS
生物与环境构成生态系统
PART 1
生物圈是最大的生态系统
PART 2
生态系统的营养结构——食物链和食物网
PART 3
特定生态系统的生物与非生物因素决定其营养结构
PART 4
核心素养
1.生命观念:基于生态系统的结构与能量流动、物质循环、信息传递等功能,形成“物质与能量观”“结构与功能观”;通过分析生态系统稳态的维持形成“稳态与平衡观”
2.科学思维:通过构建生态系统的结构模型、能量流动模型以及碳循环模型等,培养运用模型分析问题的能力;通过分析食物链(网)中各营养级生物的数量变化情况,以及能量流动、物质循环、信息传递与生态系统稳态的联系,培养运用逻辑思维分析问题的能力
核心素养
3.科学探究:通过“调查和分析一个生态系统”“调查农田生态系统的能量流动制作腐叶土”以及“观察不同生态瓶中生态系统的稳定性”等实践活动,培养社会实践及科学探究能力
4.社会责任:基于“调查农田生态系统的能量流动”等活动,能联系生产实际结合真实情境和实例,设计出使能量持续高效的流向对生产有益的方案促进农业生产获得更大的效益。从生态系统具备有限的自我调节能力的视角,能预测和论证某一因素(如滥伐行为或退耕还林、还草措施)对该生态系统的影响以及可能引发的多种潜在变化
学习目标
1.通过实例分析生态系统的结构,归纳生态系统的组分,建构生态系统的结构模型
2.阐明生态系统是一个统一的整体
3.讨论某生态系统中生产者和消费者通过食物链和食物网联系在一起形成的复杂的营养结构
课堂导入
湿地广泛分布于世界各地,包括各种沼泽地、湿草甸、湖泊、河流以及洪泛平原、河口三角洲、泥炭地、湖海滩涂、河边洼地或河漫滩、湿草原等。每年的 2 月 2 日是“世界湿地日”,在这一天世界各国都会开展宣传保护湿地的活动。1997 年,首个世界湿地日的主题是“湿地是生命之源”。湿地真的能称为“生命之源”吗?让我们带着问题,走进我国的黄河湿地,从局部视角感受湿地为什么会被称为“生命之源”
积极思维:从一滴池塘水中能观察生物群落的变化吗?
事实 生活在湿地上的生物类群复杂多样。以河南黄河湿地国家级自然保护区三门峡段为例,该段保护区内有植物 743 种,动物 867 种,其中鸟类 175 种。鸟类中有许多国家一级保护鸟类,如黑鹳、白鹳、金雕、白肩雕、大鸨、白头鹤、白鹤等 10 种;国家二级保护鸟类,如大天鹅、灰鹤等 31 种。此外,保护区内还有鱼类 63 种,昆虫 437 种,高等植物 598 种。这里的生物资源十分丰富。
课堂导入
湿地是一类需要保护的生态系统。1992 年,中国正式加入《国际湿地公约》。湿地的保护与合理利用被列入《中国 21 世纪议程》和《中国湿地保护行动计划》优先发展领域。当然,除湿地外,其他类型的生态系统也都需要保护。保护生态系统的前提是了解生态系统。那么,什么是生态系统?各类不同的生态系统又是如何组成的呢?
生物与环境构成生态系统
PART 1
生物与环境构成生态系统
1.生态系统
在一定空间中的生物群落与非生物的环境因素相互作用而形成的统一体
【判断】以下是否为生态系统
一个湖泊中的浮游生物和所有分解者
一个池塘
一个池塘中的所有水蚤和分解者
一个鱼缸中的所有金鱼和水草
√
×
×
×
生物与环境构成生态系统
2.生态系统的组成
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
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
生物与环境构成生态系统
(1)非生物的物质和能量(非生物因素)
种类
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
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
地位
是生态系统的必需成分——生态系统的基础
生物与环境构成生态系统
生物因素
根据其在生态系统中的功能,可以将它们分为生产者、消费者和分解者三大组分
(1)生产者
组成
光能自养型:绿色植物、光合细菌(蓝细菌)
化能自养型:化能合成细菌(硝化细菌)
CO2 + H2O 有机物 + O2
光能
CO2 + H2O 有机物
化学能
:能利用简单的无机物制造有机物的自养生物
生物与环境构成生态系统
作用(以光能自养型为例)
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
:是生态系统的基石,是主要成分
生物与环境构成生态系统
【思考】绿色植物都是生产者吗?
生产者都是自养型生物,自养型生物都是生产者
植物并不都是生产者,生产者并不都是绿色植物
菟丝子:不含叶绿素,营寄生生活
食虫植物捕猎其实是在给自己施肥
菟丝子、捕蝇草、猪笼草
蓝细菌、硝化细菌
生物与环境构成生态系统
(2)消费者
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
种类
绝大部分动物:植食性、肉食性、杂食性动物
寄生生物:菟丝子、病毒、寄生菌
食虫性植物:捕蝇草、猪笼草
作用
将有机物转化为无机物,加快生态系统的物质循环
帮助植物传粉和种子的传播
生物与环境构成生态系统
地位
生态系统最活跃的成分
【易错点】消费者并不都是动物,动物也并不都是消费者
营寄生生活的微生物
秃鹫、蚯蚓、蜣螂
生物与环境构成生态系统
初级消费者:直接以植物为食的植食性动物
次级消费者:以植食性动物为食的肉食性动物
三级消费者:以肉食性动物为食的动物
【例】
初级消费者
次级消费者
三级消费者
生物与环境构成生态系统
(3)分解者
能够把动植物遗体和遗物中的有机物分解为无机物,它们主要是营腐生生活的细菌和真菌
组成
营腐生生活的细菌和真菌:乳酸菌、酵母菌、霉菌、蘑菇等
营腐生生活的动物:蚯蚓、蜣螂、秃鹫等
作用
将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物,实现生态系统内的物质循环
生物与环境构成生态系统
地位
生态系统必需的关键成分
【易错提醒】
分解者并不都是微生物,微生物并不都是分解者
分解者都是异养型,异养型生物并不都是分解者
蚯蚓
硝化细菌、蓝细菌、寄生细菌
生物与环境构成生态系统
【组成成分之间的关系】
生产者
肉食性消费者2
遗体、粪便等
消费者
分解者
CO2等
植食性消费者
肉食性消费者1
③
③
①呼吸作用
②光合作用
③呼吸作用
④分解作用(呼吸作用)
无机物
生物与环境构成生态系统
根据生态系统中各成分的作用及物质、能量的获取方式,将生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量用箭头和文字连接起来
生产者
消费者
分解者
非生物的物质和能量
动物摄食
尸体、粪便
枯枝落叶、遗体
(基石)
呼吸作用
(加快物质循环)
(不可缺少)
光合作用
呼吸作用
分解作用
生物与环境构成生态系统
生态系统组成成分的判断方法
(1)先找双向箭头,双向箭头两边为“非生物的物质和能量”和“生产者”
(2)再根据出入箭头数量的多少进一步判断,指出箭头多的为“生产者”,指入箭头多的为“非生物的物质和能量”
(3)最后根据“生”→ “消”→“分”的顺序判断其他组成成分
答案:D→A→B,确定A为消费者、B为分解者
生产者
非生物的物质和能量
消费者
分解者
生物与环境构成生态系统
【练习】说出两图中字母对应的各成分名称
生产者
非生物的物质和能量
消费者
分解者
生产者
分解者
消费者
消费者
非生物的物质和能量
生物与环境构成生态系统
生产者、消费者和分解者以及它们生活的无机环境之间的紧密联系,使生态系统成为一个具有一定结构和功能的统一体。
边做边学:调查和分析一个生态系统
实践1 小组成员相互合作,根据不同的生态系统,制订适合的调查方案,调查某个生态系统的组成成分(简称组分),并分析其相互关系
实践2 在实施调查时,每个小组要选择相对独立的生态系统。调查范围不要太大,可选择一片农田、一个小池塘、一片灌木丛或校园内的一块绿地进行调查
边做边学:调查和分析一个生态系统
实践3 可以在一天中的不同时间对同一个生态系统进行连续调查,填写调查分析表
实践4 调查时要注意保护环境。例如,在调查过程中,应尽量少采集动植物标本;移动过的石块、挖掘过的土壤,调查结束后都应尽量复原
生态系统组分 组分举例 与其他组分之间的关系
生产者
消费者
分解者
非生物因素
知识链接:生态系统的时空结构
生态系统的时空结构是指各种生物成分或群落在空间上和时间上的不同配置和形态变化特征,包括水平分布上的镶嵌性、垂直分布上的成层性和时间上的发展演替特征,即水平结构、垂直结构和时间结构。
水平结构
生态系统的水平结构是指在一定生态区域内群落类型在水平空间上的组合与分布。在不同的地理环境条件下,受地形、水文、土壤、气候等因子的综合影响,群落类型的水平分布并非是均匀的。
垂直结构
生态系统的垂直结构包括不同群落类型在不同海拔的生境上垂直分布和生态系统内部不同群落类型垂直分布两个方面。
知识链接:生态系统的时空结构
时间结构
一般有 3 个时间度量,一是长时间度量,以生态系统进化为主要内容;二是中等时间度量,以群落演替为主要内容;三是昼夜、季节等短时间的变化。
生态系统短时间的结构变化反映了植物、动物等在适应环境因素变化的过程中引起生态系统外貌上的变化。随着气候季节性交替,生物群落或生态系统呈现的不同的外貌就是季相。例如,热带草原地区一年中分旱季和雨季,生态系统在旱季和雨季中差别较大;温带地区四季分明,生态系统的季相变化也十分显著。
知识链接:生态系统的时空结构
不同年度之间,生态系统外貌和结构会发生有规律的或无规律的变化。规律性变化往往是由生态系统内生物节律(反馈作用)引起的,例如,草原生态系统中狼—兔—草数量的周期性振荡,竹林集中开花引起的生态系统结构崩溃等。无规则性波动往往是由所在地气候条件的无规律变动引起的。
课堂小结
消费者
生产者
分解者
非生物物质和能量
作用
主要组成
地位
生态系统的组成
随堂练习
1.下列有关生态系统成分的叙述,正确的是( )
A.自养生物都属于生产者,都可以进行光合作用,把无机物转变成有机物
B.动物都是消费者,其中食草动物为初级消费者
C.非生物的物质和能量是指阳光、水分、空气、细菌等
D.分解者都是腐生生物,都是生态系统不可缺少的成分
解析:A.自养生物可以是光能自养,也可能的化能自养,都能把无机物转变成有机物,A错误;B.动物大多数属于消费者,有些动物如蜣螂、蚯蚓等是分解者,B错误;C.非生物的物质和能量是指阳光、水分、空气、无机物等,C错误;D.腐生生物都是分解者,是生态系统不可缺少的成分,D正确。
D
随堂练习
2.如图所示是生态系统成分的关系图,下列对a、b、c所代表的成分的说法,正确的是( )
A.b中有真核生物,也有原核生物,但都是异养型
B.a中可能是异养型真核生物,也可能是病毒
C.c中只包括腐生细菌和真菌
D.a是该生态系统的基石,一旦遭到破坏会影响整个生态系统的稳定
解析:分析题图可知,b为生产者,a为消费者,c为分解者。A(×)b(生产者)中有真核生物,如绿色植物,也有原核生物,如蓝细菌,但都是自养型;B(√)a(消费者)中全是异养型生物,但不一定都是真核生物,如寄生细菌为原核生物,病毒也属于消费者;C(×)c(分解者)包括腐生细菌和真菌以及蚯蚓等腐生动物;D(×)b(生产者)是该生态系统的基石,一旦遭到破坏会影响整个生态系统的稳定。
B
随堂练习
3.下列有关生态系统组成成分的叙述,正确的是( )
A.蚯蚓是真核生物,在生态系统中属于消费者
B.硝化细菌是原核生物,在生态系统中属于生产者
C.太阳光来源于地球以外,不属于生态系统的成分
D.动物都属于消费者,植物都属于生产者
解析:蚯蚓是真核生物,营腐生生活,在生态系统中属于分解者,A错误;硝化细菌是原核生物,能进行化能合成作用,是自养生物,在生态系统中属于生产者,B正确;太阳光属于生态系统组成成分中的非生物的物质和能量部分,C错误;营腐生生活的动物是分解者,营寄生生活的植物是消费者,D错误。
B
感谢の观看
$