5.1.2 生态系统的结构和功能（导学案） 2026-2027学年人教版初中生物八年级上册

《生态系统的结构和功能》导学案 人教版（2024）八年级上册 第五单元 生物与环境 第一章 生态系统 第二节 一、四维核心素养 生命观念：通过分析生态系统各成分关系，形成生物与环境相统一的整体观。科学思维：通过建构食物链、食物网模型，归纳能量流动与物质循环特点。探究实践：通过资料分析与讨论，解释生产生活中的生态现象。态度责任：认同各成分相互依存，树立尊重自然、保护环境的意识。 二、教学重难点 重点：生态系统的概念与组成；食物链和食物网的书写；生态系统能量流动和物质循环的特点。难点：生态系统各组成成分之间相互依存、相互制约的关系；能量单向流动、逐级递减的理解；物质循环与能量流动的联系与区别。 三、课前预习案 阅读教材本节内容，完成下列预习任务，初步建立生态系统的整体认识。 （一）知识梳理填空 1．在一定的空间范围内，生物与环境所形成的统一的整体叫做________。例如一片森林、一块农田、一个湖泊等都可以看作一个生态系统。 2．生态系统由________部分和________部分组成。前者包括阳光、空气、水、温度、土壤等；后者主要包括________、________和________。 3．生产者主要是指________，它们能够通过________制造有机物，并把光能转变成________储存在有机物中。 4．消费者主要是指________，它们不能自己制造有机物，只能直接或间接地以________为食。 5．分解者主要是指营腐生生活的________和________，它们能把动植物遗体中的有机物分解成________，供植物重新利用。 6．在生态系统中，不同生物之间由于吃与被吃的关系而形成的链状联系叫做________；许多条食物链彼此交错连接，形成________。 7．生态系统中的物质和能量就是沿着________和________流动的。 8．在生态系统中，能量流动的特点是________流动、________递减；而物质则可以在生物与无机环境之间________利用。 9．生态系统中各种生物的数量和所占比例是相对稳定的，这说明生态系统具有一定的________能力，但这种能力是有一定________的。 （二）预习自测 10．下列各项中，属于生态系统的是（　　） A．一棵树上的所有昆虫 B．一个池塘中的全部鲫鱼 C．一片草地上的全部草 D．一个长满水草、生活着各种鱼和微生物的池塘 11．在生态系统中，能够把光能转化为化学能并储存在有机物中的是（　　） A．生产者　　　B．消费者　　　C．分解者　　　D．非生物部分 12．下列食物链书写正确的是（　　） A．阳光→草→兔→狐 B．草→鼠→蛇→鹰 C．草←鼠←蛇←鹰 D．细菌→草→兔→狐 13．在生态系统中，腐生细菌和真菌属于（　　） A．生产者　　　B．消费者　　　C．分解者　　　D．非生物部分 14．能量沿食物链传递时，其数量的变化规律是（　　） A．越来越多　　　B．越来越少　　　C．保持不变　　　D．先增多后减少 15．下列关于生态系统自动调节能力的叙述，正确的是（　　） A．生态系统的调节能力是无限的 B．生物种类越多，营养结构越复杂，调节能力越强 C．生态系统一旦被破坏，就再也不能恢复 D．农田生态系统比森林生态系统的调节能力强 四、课中探究案 探究一　生态系统的组成成分 【情境】某兴趣小组调查了一块农田，发现其中生活着水稻、杂草、蝗虫、青蛙、蛇、田鼠，土壤中还有蚯蚓和腐生细菌、真菌；田里有阳光、空气、水和土壤。请分析回答： 16．该农田能否称为一个生态系统？为什么？ 17．请将上述生物按生产者、消费者、分解者进行归类。 18．如果该农田中所有的腐生细菌和真菌都消失了，可能会出现什么现象？这说明了分解者具有什么作用？ 19．有人说“生产者是生态系统中最重要的成分，没有生产者，其他生物就失去了食物和能量来源”，你是否赞同？请说明理由。 探究二　食物链和食物网 【情境】在草原生态系统中，生活着草、兔、鼠、食草昆虫、食虫鸟、蜘蛛、青蛙、蛇、猫头鹰等生物。请据所学知识分析： 20．请写出其中一条由三种生物构成的食物链。 21．食物链的起点和终点分别是什么？食物链中能否出现阳光、水等非生物部分？能否出现细菌和真菌？为什么？ 22．若该草原中猫头鹰的数量大量减少，短期内蛇、鼠、兔的数量可能会发生怎样的变化？这说明了生态系统具有什么特点？ 23．在“草→鼠→蛇→鹰”这条食物链中，数量最多和数量最少的生物分别是什么？能量最多和能量最少的生物分别是什么？ 探究三　能量流动和物质循环 【情境】生态系统中，生产者通过光合作用把二氧化碳和水合成有机物，并把太阳能储存在有机物中；动物取食植物后获得物质和能量；动植物的遗体经过分解者分解，有机物又变成无机物回到环境中。请分析： 24．进入生态系统的能量最终来自哪里？能量在沿着食物链传递的过程中，其数量和方向各有什么变化特点？ 25．碳在生物与无机环境之间主要以什么形式循环？植物、动物和微生物分别在碳循环中起什么作用？ 26．为什么说能量流动和物质循环是生态系统的两大功能？两者之间有什么联系和区别？ 探究四　生态系统的自动调节能力 【情境】在一条河流生态系统中，生活着水藻、水蚤、小鱼、大鱼和多种微生物。正常年份各种生物数量相对稳定；某年由于向河中排放了大量污水，导致水蚤和小鱼大量死亡，随后大鱼也逐渐消失。经过多年治理，该河流又恢复了昔日的生机。请分析： 27．正常年份该河流中各种生物数量相对稳定，这说明生态系统具有什么能力？ 28．为什么大量排放污水后，该河流生态系统会遭到破坏？这说明生态系统的这种能力有什么特点？ 29．河流治理后又恢复了生机，这一事实说明生态系统的自动调节能力与外界干扰之间存在什么关系？ 30．比较森林生态系统和农田生态系统，哪一个自动调节能力更强？请从生物种类和营养结构复杂程度的角度加以解释。 典型例题 【例1】下列关于生态系统组成成分的叙述，正确的是（　　） A．阳光、空气不属于生态系统的组成成分 B．消费者是生态系统中最基本、最关键的成分 C．分解者能将动植物遗体中的有机物分解成无机物 D．所有动物都只能作为消费者 【例2】在“草→蝗虫→青蛙→蛇→鹰”这条食物链中，下列叙述错误的是（　　） A．草是生产者 B．蝗虫、青蛙、蛇、鹰都是消费者 C．这条食物链中共有五个营养级 D．鹰体内积累的物质和能量最多 【例3】某生物兴趣小组设计了四个密闭生态瓶：甲瓶只有水和河泥；乙瓶有水、河泥和水草；丙瓶有水、河泥、水草和小鱼；丁瓶有水、河泥、小鱼。数日后，其中小鱼存活最久的是哪一瓶？请从生态系统组成成分的角度加以解释。 课堂跟踪练习 31．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）一块农田中的农作物可以看作一个生态系统。（　　） （2）生产者、消费者和分解者构成了一个完整的生态系统。（　　） （3）生态系统中物质和能量沿着食物链和食物网流动。（　　） （4）能量在食物链中的流动是可以循环利用的。（　　） 32．请将下列生物或成分与其在生态系统中的角色用线连接起来。 ①绿色植物　　　　　　　　　A．生产者 ②动物（如兔、狐）　　　　　B．消费者 ③腐生细菌和真菌　　　　　　C．分解者 ④阳光、空气、水　　　　　　D．非生物部分 33．资料分析：某地大量捕杀青蛙后，水稻田里蝗虫泛滥，水稻严重减产。请运用本节所学知识回答： （1）请写出该农田中包含青蛙的一条食物链。 （2）青蛙与蝗虫之间是什么关系？大量捕杀青蛙后蝗虫数量为什么会激增？ （3）这一事例说明了生态系统具有什么特点？我们应该如何对待自然界中的各种生物？ 34．拓展思考：假如地球上没有分解者，生态系统将会变成什么样子？这对我们理解“生态系统是一个统一的整体”有什么启发？ 【例4】在一个由草、鹿和狼组成的相对封闭的草原生态系统中，若把狼全部杀绝，较长时期内鹿的数量将会（　　） A．迅速上升　　　　B．缓慢上升　　　　C．保持相对稳定　　　　D．先上升后下降 35．综合分析：某湖泊生态系统中，生活着水草、芦苇、浮游植物、浮游动物、虾、小鱼、大鱼和多种水生昆虫。请分析回答： （1）该湖泊中的生产者有哪些？它们在生态系统中起什么作用？ （2）请写出该湖泊中一条包含四个营养级的食物链。 （3）若该湖泊被某种有毒物质污染，且该物质在生物体内难以分解、无法排出，则上述食物链中体内有毒物质积累最多的生物是什么？这一现象说明了什么？ （4）近年来由于周边生活污水大量排入，湖泊中藻类暴发，水质恶化，鱼类大量死亡。请从生态系统自动调节能力的角度分析原因，并提出一条治理建议。 36．材料分析：北美地区曾为保护鹿而大量捕杀狼，结果鹿的数量激增，把草原啃食殆尽，鹿群随后因食物不足而大量死亡。后来人们重新引入狼，草原又逐渐恢复生机。请回答： （1）捕杀狼后鹿群数量先增后减，说明了生态系统具有什么特点？ （2）重新引入狼后草原恢复，从食物链和食物网的角度说明这一做法的意义。 （3）这一事例对我们保护生物多样性和维护生态平衡有什么启示？ 37．归纳比较：列表比较生态系统中能量流动和物质循环的主要区别与联系。要求从流动方向、是否循环、范围和二者关系四个方面进行归纳。 课堂小结·知识框架填空 请在下面的框架中填写恰当的词语，梳理本节知识网络。 38．生态系统是指在一定空间范围内，①________与②________所形成的统一整体。其组成包括③________部分（阳光、空气、水等）和④________部分。生物部分中，绿色植物是⑤________，动物是⑥________，腐生细菌和真菌是⑦________。生态系统的营养结构是⑧________和⑨________，物质和能量就是沿它们流动的。生态系统的两大功能是⑩________和⑪________，其中能量流动的特点是⑫________、⑬________，物质则可以⑭________。生态系统具有一定的⑮________能力，但这种能力是有一定⑯________的。 39．综合应用：在农贸市场上，同重量的牛肉通常比白菜贵得多。请运用本节“能量流动逐级递减”的知识，从食物链营养级的角度解释这一现象。 40．迁移应用：我国科学家建造的“月宫一号”是一个人工闭合生态系统，里面栽培了多种植物，饲养了动物，并培养了微生物，人在其中生活所需的氧气、水和食物都由系统内部循环提供。请结合本节知识回答： （1）“月宫一号”中必须配置的生物成分有哪些？为什么？ （2）该系统中为什么必须引入分解者？如果没有分解者，系统内的物质循环会出现什么问题？ （3）这一人工生态系统的设计原理对我们理解地球生物圈有什么启示？ 五、板书设计 第二节　生态系统的结构和功能 一、生态系统的概念：在一定空间范围内，生物与环境所形成的统一整体。 二、生态系统的组成 　　非生物部分：阳光、空气、水、温度、土壤等 　　生物部分：生产者（绿色植物）——制造有机物，储存能量 　　　　　　　消费者（动物）——直接或间接以植物为食 　　　　　　　分解者（腐生细菌、真菌）——分解有机物为无机物 三、营养结构：食物链和食物网 　　书写规则：起点是生产者，箭头指向捕食者，不包括分解者和非生物部分 四、功能：物质循环 + 能量流动 　　能量流动：单向流动、逐级递减，最终来源是太阳能 　　物质循环：反复利用、循环流动，如碳在生物与环境之间循环 五、三者关系：生产者、消费者、分解者相互依存、相互制约，共同维持生态系统的稳定。 六、参考答案 （一）知识梳理填空 1．生态系统 2．生物；非生物；生产者；消费者；分解者 3．绿色植物；光合作用；化学能 4．动物；植物 5．细菌；真菌；无机物 6．食物链；食物网 7．食物链；食物网 8．单向；逐级；反复（循环） 9．自动调节；限度 （二）预习自测 10．D　　11．A　　12．B　　13．C　　14．B　　15．B 探究一　生态系统的组成成分 16．能。因为该农田中既有水稻、杂草、蝗虫、青蛙、蛇、田鼠、蚯蚓、细菌和真菌等生物部分，又有阳光、空气、水和土壤等非生物部分，生物与环境构成了统一整体。 17．生产者：水稻、杂草；消费者：蝗虫、青蛙、蛇、田鼠；分解者：蚯蚓（腐生生活）、腐生细菌和真菌。 18．动植物的遗体和枯枝落叶会堆积如山，土壤中的有机物不能及时分解，植物将缺乏重新利用的无机物。这说明分解者能把动植物遗体中的有机物分解成无机物归还环境，保证物质循环的顺利进行。 19．赞同。生产者能通过光合作用把无机物合成为有机物，并把光能转化为化学能储存起来，为自身和其他生物提供物质和能量来源。没有生产者，消费者和分解者都将失去赖以生存的基础。 探究二　食物链和食物网 20．示例：草→兔→狐（或草→鼠→蛇→猫头鹰等，起点为生产者，箭头指向捕食者即可）。 21．起点是生产者（绿色植物），终点是最高级消费者。食物链中不能出现阳光、水等非生物部分，也不能出现细菌和真菌等分解者，因为食物链描述的是生产者与消费者之间吃与被吃的关系。 22．猫头鹰减少后，蛇因天敌减少而数量增加；鼠和兔因蛇增多及食物压力变化，短期内数量先减少后趋于波动。这说明生态系统中各种生物之间相互制约、相互依赖，具有一定的自动调节能力。 23．数量最多和能量最多的都是草（生产者）；数量最少和能量最少的都是鹰（最高级消费者）。因为能量沿食物链逐级递减，营养级越高，获得的能量越少，能维持的生物数量也越少。 探究三　能量流动和物质循环 24．进入生态系统的能量最终来自太阳能。能量沿食物链流动时方向是单向的（只能从生产者流向消费者，不能倒流），数量上逐级递减。 25．碳主要以二氧化碳的形式在生物与无机环境之间循环。植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳合成有机物；动物直接或间接取食植物获得含碳有机物；微生物（分解者）通过分解作用把动植物遗体中的含碳有机物分解成二氧化碳返回无机环境。 26．能量流动和物质循环都是通过食物链和食物网实现的。物质作为能量的载体，使能量沿食物链流动；能量作为动力，使物质能够不断在生物与无机环境之间循环。区别在于物质可以反复循环，而能量是单向流动、逐级递减、不能循环的。 探究四　生态系统的自动调节能力 27．这说明生态系统具有一定的自动调节能力，能够使各种生物的数量和所占比例保持相对稳定。 28．大量排放污水超过了河流生态系统的自动调节限度，导致水质恶化、氧气减少，水蚤和小鱼因不适应而大量死亡，进而破坏了食物链和食物网，整个生态系统失去平衡。这说明生态系统的自动调节能力是有一定限度的。 29．这一事实说明，当外界干扰没有超过生态系统的自动调节限度时，系统可以通过自身调节恢复稳定；但如果外界干扰超过了限度，生态系统就会遭到破坏，甚至难以恢复。人类活动应当控制在生态系统能够承受的范围之内。 30．森林生态系统的自动调节能力更强。因为森林生态系统中生物种类繁多，营养结构（食物链和食物网）更复杂，当某一种生物数量发生变化时，可以由多条食物链相互替代补偿，因此抵抗干扰、保持稳定的能力更强；而农田生态系统生物种类单一，营养结构简单，调节能力较弱。 典型例题 【例1】C　解析：阳光、空气属于非生物部分；生产者才是生态系统中最基本、最关键的成分；并非所有动物都是消费者（如蚯蚓等腐生动物属于分解者）。 【例2】D　解析：能量沿食物链逐级递减，鹰处于最高营养级，体内的能量最少，而不是最多。 【例3】丙瓶中小鱼存活最久。因为丙瓶中同时具备非生物部分（水、河泥、阳光）、生产者（水草）和消费者（小鱼），河泥中还存在分解者，组成成分齐全，能在较长时期内维持物质循环和氧气供应。甲瓶缺少生产者和消费者，乙瓶缺少消费者，丁瓶缺少生产者，都不能长期维持稳定。 课堂跟踪练习 31．（1）×　（2）×　（3）√　（4）× 32．①—A　②—B　③—C　④—D 33．（1）草（水稻）→蝗虫→青蛙→蛇（合理即可）。 （2）青蛙与蝗虫之间是捕食关系。青蛙大量减少后，蝗虫失去了主要天敌，种群数量大量繁殖，因而泛滥成灾。 （3）说明生态系统中各种生物之间相互制约、相互依赖，人类活动不能随意破坏食物链和食物网。我们应当尊重自然界中的每一种生物，保护生物多样性，维护生态平衡。 34．若没有分解者，动植物遗体会堆积如山，物质无法归还到无机环境中，生产者将因缺乏无机物而不能持续合成有机物，整个生态系统的物质循环将中断，最终导致所有生物无法生存。这说明生态系统是由生产者、消费者、分解者和非生物部分共同构成的统一整体，缺少任何一个成分，系统都不能正常运转。 35．（1）生产者有水草、芦苇和浮游植物。它们能通过光合作用把无机物合成有机物，并把光能转变成化学能储存起来，为自身和其他生物提供物质和能量。 （2）示例：浮游植物→浮游动物→小鱼→大鱼（或水草→虾→小鱼→大鱼，合理即可）。 （3）体内有毒物质积累最多的是大鱼（最高营养级生物）。这说明有毒物质会沿食物链不断富集，营养级越高的生物体内积累越多，这一现象叫做生物富集。 （4）生活污水中含有大量氮、磷等营养物质，排入湖泊后引起藻类暴发，消耗水中溶解氧并遮蔽光照，破坏了湖泊生态系统的自动调节能力。治理建议：减少生活污水和工业废水直排，建污水处理设施，种植净水植物，适时投放滤食性鱼类等。 36．（1）说明生态系统具有一定的自动调节能力，但这种能力是有限度的；当食物链中某一环节被人为破坏后，生态系统的平衡会被打破，各种生物数量随之发生波动。 （2）重新引入狼，恢复了完整的食物链，狼捕食老弱病残的鹿，控制了鹿群数量，使草场得以休养生息，整个食物网重新恢复稳定。 （3）启示：人类不能随意捕杀或引进某种生物，也不能人为割裂食物链；应尊重生态系统自身的规律，保护生物的多样性，维持食物链和食物网的完整，从而维护生态平衡。 37．能量流动：单向流动、逐级递减，不能循环，沿食物链从生产者流向最高级消费者；物质循环：反复利用、循环流动，在生物与无机环境之间往复进行。二者同时进行、不可分割，物质是能量的载体，能量是物质循环的动力。 38．①生物　②环境　③非生物　④生物　⑤生产者　⑥消费者　⑦分解者　⑧食物链　⑨食物网　⑩能量流动　⑪物质循环　⑫单向流动　⑬逐级递减　⑭反复循环（循环利用）　⑮自动调节　⑯限度 39．白菜处于食物链的第一营养级（生产者），直接利用太阳能合成有机物；牛取食白菜等植物，处于第二营养级。能量沿食物链流动时逐级递减，牛要长到可供人食用的重量，需要消耗远多于其体重的植物。也就是说，生产相同重量的牛肉所消耗的植物和能量，远高于生产相同重量的白菜，因此牛肉的生产成本更高，价格也就更贵。 40．（1）必须配置生产者（栽培的植物）、消费者（人和饲养的动物）和分解者（培养的微生物）。生产者为整个系统提供有机物和氧气；消费者依赖生产者生存；分解者把动植物遗体和排出物分解成无机物，供植物重新利用。三者缺一不可。 （2）没有分解者，动植物遗体和人的排泄物会不断积累，有机物无法分解成无机物，植物将缺乏二氧化碳和矿质营养，物质循环中断，整个系统最终崩溃。 （3）“月宫一号”说明地球生物圈也是一个由生产者、消费者、分解者和非生物部分构成的统一整体，物质在其中循环利用；人类活动必须遵循物质循环和能量流动的规律，保护好地球这个唯一的家园。 学科网（北京）股份有限公司 $