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第1节 生态系统的结构
第3章 生态系统及其稳定性
一、教学目标
1.简述生态系统的概念，类型和组成成分。【生命观念】
2.简述生态系统各组成成分之间的关系。【科学探究】
3.尝试构建生态系统的结构模型。 【科学思维】
二、教学重点、难点
1.重点：分析生态系统的组成成分
2.难点：说明生态系统是一个整体，构建生态系统的结构模型
三、教学过程
新课导入：
【问题探讨】：我们学校范围内有哪些生物？这些生物与环境有着怎样的关系？
提示：有植物，动物和微生物; 生物与环境相互依赖，相互影响，共同构成一个整体，引出生态系统的概念。
一. 生态系统的概念和范围
1.生态系统的概念:（阅读教材P88页，回答问题）
在_________内，由_________与_______________相互作用而形成的统一整体, 叫做生态系统。
一定空间
生物群落
它的非生物环境
2.生态系统的范围:
生态系统的空间范围__________；________是地球上最大的生态系统；
生物圈包括________________________________的总和。
有大有小
生物圈
地球上的全部生物及其非生物环境
3.组成层次:
个体
种群
群落
非生物环境
生态系统
生物圈
4.生态系统的类型
生态系统
自然生态系统
人工生态系统
森林生态系统
草原生态系统
荒漠生态系统
冻原生态系统
陆地生态系统
水域生态系统
海洋生态系统
淡水生态系统
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
【学生活动一】：
二. 生态系统具有一定的结构
(一)生态系统的组成成分
生态系统的组成成分
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
重点
生 物
1.非生物的物质和能量
(1)主要组成: ____、_____、_____、______、_______等
(2)作用: _________________________________________
_________________________________________
(3)地位: 是生态系统的_________
阳光
热能
水
空气
无机盐
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
必需成分
(一)生态系统的组成成分
2.生产者
(1)主要组成:
_____生物，主要是_________，还包括_________(如蓝细菌)和______________(如硝化细菌)等；
(2)作用(以光合自养型为例):
______________________________________________
______________________________________________
(3)地位: 是生态系统的_____，是主要成分。
自养
绿色植物
光合细菌
化能合成细菌
通过光合作用，把无机物合成有机物，将太阳能转化成化学能，从而可以被生物所利用
基石
3.消费者
(1)主要组成:
主要是______，包括_______动物、______动物、________动物和_____动物，还包括其他____生物(如菟丝子、寄生菌等)；
(2)作用:_______________________________________________
____________________________________________________
(3)地位: 是生态系统中_______________
动物
植食性
肉食性
杂食性
最活跃的成分
寄生
①能够加快生态系统的物质循环
②对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用
寄生
4.分解者
(1)主要组成
主要是营_____生活的_____和_____，还包括营_____生活的动物(如蚯蚓、蜣螂、秃鹫等);
(2)作用:__________________________________________
(3)地位: 是生态系统的_______________
腐生
细菌
真菌
腐生
必需的关键成分
将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物
【学生活动二】：
阅读教材P90页，完成连线
2.生产者一定是植物( )
答: 生产者不一定是植物。如: 硝化细菌是生产者，但不是植物。
Х
1.所有的植物都是生产者( )
菟丝子是营寄生生活的消费者
Х
辨析与判断
【学生活动三】：
3. 所有动物都是消费者( )
答: 不一定。腐生性动物如蚯蚓、蜣螂（屎壳郎），秃鹫等属于分解者。
4. 所有微生物都是分解者( )
a.自养型微生物属于生产者(如硝化细菌)，
b.寄生型微生物属于消费者(如人皮肤上的真菌)
c.腐生型微生物属于分解者(如腐生细菌和真菌)
Х
Х
强调: 细菌可为生产者(硝化细菌)，可为消费者(寄生的大肠杆菌)， 可为分解者(腐生细菌)。
辨析与判断
【学生活动三】：
生态系统成分中的三个“不等于”或者三个“不一定”(1)生产者≠植物：生产者不一定都是植物，某些细菌也可以是生产者，如蓝藻，硝化细菌等；植物也不一定都是生产者，如菟丝子是消费者。(2)消费者≠动物：消费者不一定都是动物，如某些营寄生生活的微生物；动物也不一定都是消费者，如营腐生生活的蚯蚓是分解者。(3)分解者≠微生物：分解者不一定都是微生物，还有某些营腐生生活的动物如蚯蚓；微生物也不一定都是分解者，如硝化细菌是生产者。
易错提醒
（二）生态系统各组分之间的联系
(是生态系统的
必需成分)
(是生态系统的非必需成分)
(生态系统的基石)
CO2等
构建结构模型
正是由于生态系统中各组成成分之间的紧密联系，才使生态系统成为一个统一的整体，具有一定的结构和功能。
【学生活动四】：
构建生态系统的结构模型
CO2等
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
正是由于生态系统中各组成成分之间的紧密联系，才使生态系统成为一个统一的整体，具有一定的结构和功能。
【学生活动四】：
构建生态系统的结构模型
A
B
C
D
B
D
A
C
【现学现用】说出两图中字母对应的各成分名称, 并总结识图规律
A________________
B________________
C________________
D________________
消费者
分解者
非生物的物质和能量
生产者
A________________
B________________
C________________
D________________
生产者
分解者
消费者
非生物的物质和能量
【学生活动四】：
方法技巧
生态系统成分的判断方法
1先根据双向箭头确定C、D为“非生物的物质和能量”和“生产者”
2.在D、C中指出箭头多的D为“生产者”，指入箭头多的C为“非生物的物质和能量”
3.最后根据D→A→B，确定A为消费者、B为分解者。
再根据出入箭头数量的多少进一步判断
生产者
非生物的物质和能量
消费者
分解者
【课堂检测】1.如图表示生态系统四种成分之间的关系，以下相关叙述中正确的是（　　）
A. 1和2所包含的所有种群构成群落
B. 3代表的不一定是原核生物
C. 4表示生态系统的基石
D. ①代表光合作用，②代表细胞呼吸
生产者
非生物的物质和能量
消费者
分解者
B
【课堂检测】2.下列四项中的圆分别表示：a—生产者、b—分解者、c—原核生物、d—蓝藻、e—腐生细菌。能正确表示它们之间相互关系的是（　　）
A
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
生产者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
四级消费者
(二)食物链和食物网(生态系统的营养结构)
(1)食物链: 在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。
(2)营养级: 食物链中的一个个环节称营养级，它是指处于食物链同一环节上所有生物的总和。
草
蝗虫
青蛙
蛇
老鹰
【学生活动五】阅读教材P91页， 假如在某农田生态系统中有草、蛇、青蛙、蝗虫、老鹰等生物，请同学们写出有关的食物链？
若再增加老鼠和兔子，请继续完善生物之间的捕食关系
(3)食物链和营养级的对应关系
草 蝗虫 青蛙 蛇 鹰
所属类型 绿色植物 植食性动物 肉食性动物 肉食性动物 肉食性动物
所属成分
营养级别
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
由上表可知:
食物链中第一营养级一定是________；
消费者的营养级级别=其消费者级别_____
生产者
+1
(4)食物链的特征
①起始点:
每条食物链的起点一定是________；
终点是不被其他动物捕食的动物，即____________；
②营养关系和组成:
高中生物中的食物链，实际上是捕食食物链，是由生物之间的_______关系形成的，只包括生态系统的组成成分中的______和_______，不包括______和____________________；
③方向——不可逆性
食物链中的捕食关系是______________的结果，不会倒转；
④营养级个数
一般来说，食物链不超过____个营养级；
生产者
最高营养级
捕食
生产者
消费者
分解者
非生物的物质和能量
长期自然选择
五
1.概念:
_______彼此__________连接成的复杂________
2.形成原因:
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
3.食物链和食物网的功能:
①是生态系统_________________________:一般认为，______________________________________________；
②食物链和食物网是____________________________;
③是_________________________________________；
食物链
相互交错
营养结构
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。
食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强
生态系统的营养结构
生态系统物质循环和能量流动的渠道
保持相对稳定的重要条件
(5)食物网
(6)食物网的特点:
①在食物链中只有捕食关系，在食物网中既有捕食关系，又有竞争关系。
②同一种生物在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。
③食物网越复杂，抵抗外界干扰的能力越强。
【课堂检测】食物网实例分析：
（1）图中有_____条食物链；
（2）图中属于次级消费者的有:
____________________________；
图中属于第二营养级的有：
____________________________；
（3）鹰和蛇的种间关系:________________；
（4）蛇处于第几营养级？_______________________
8
蛇、鹰、蛙、食虫昆虫、食虫鸟
鼠、食植昆虫
捕食和种间竞争
第三、第四、第五营养级
三. 根据各类信息书写食物链的方法
(1)根据能量或者有机物的含量“由多到少”书写食物链
根据能量或者有机物的含量由多到少，可以确定食物链为:
B→D→A→C
根据能量多少和传递效率10%～20%
食物链的判断与书写:
(2)根据重金属、DDT等浓度“由少到多”构建食物链(网)
有机汞存在生物富集现象，即随着营养级的增加，汞浓度增加，两者在数值上成正相关。
所以从表中有机汞浓度的大小可推知该生物营养级的高低，从而判断食物链(网)如右图:
①信息: 观察柱形图高低,柱形图高者为 。
②食物链: 。
(3) 依据柱形图构建食物链(网)
被捕食者
丙→甲→乙→丁
①信息: 观察扇形图中有机物含量,扇形图中含量高者为 。
②食物链为:
(4) 依据扇形图构建食物链(网)
被捕食者
①信息: 分析曲线走势,先增加先减小者为 。
②食物链: 。
(5) 依据曲线图构建食物链(网)
乙→丙→甲
被捕食者
(5) 依据生态系统的物质循环图解构建食物链(网)
生产者
非生物的物质和能量
消费者
分解者
其中的食物链是:
A→B
种群 甲 乙 丙 丁 戊
重金属含量(μg/kg鲜重) 0.0037 0.0037 0.035 0.035 0.34
食物网可能为:
【检测】某相对稳定的水域生态系统中主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群，各种群生物体内某重金属的含量如下表。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中，消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。
【检测】某生态系统有四种生物(甲、乙、丙、丁),并构成一条食物链。在某一时间确定这四种生物所含有机物总量的比值如右图所示。在一段时间内,如果种群乙的有机物总量的比值增大,则引起的变化应是图示中的( )
D
食物链为:
丙 → 甲 → 乙 → 丁
若“天敌”减少,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, 则被捕食者数量变化是 。
若第一营养级生物数量减少,则会导致其他的生物数量都 ,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。
五. 食物链(网)中各营养级生物数量的变动分析
减少
先增加后减少最后趋于稳定
1. 处于食物链中第一营养级生物减少的情况
2.“天敌”减少的情况
3.复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析:
(1)生产者相对稳定:
生产者比消费者稳定得多,所以当某一种群数量发生变化时,一般不需考虑生产者数量的增加或减少。
(2)最高营养级相对稳定:
处于最高营养级的种群有多种食物来源时,若其中一条食物链中断,则最高营养级种群数量可通过多食其他食物而维持其数量基本不变。
【检测】如下图所示食物网中,青蛙突然减少,则短期内以它为食的蛇将 ,食草昆虫数量将 ，鹰就要过多地吃兔和食草鸟,从而导致兔、食草鸟 。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 。
减少
基本不变
增加
减少
(3)在食物网中,当某种生物因某种原因而大量减少,对另一种生物的影响沿不同的路线分析得出的结果不同时:
分析方法:
遵循两个原则
①能量原则:
②反馈原则:
如果一种生物的消亡直接影响另一种生物的营养级上升，则上述的另一种生物短期效应将会减少，反之则上升。
在食物网中，如果一种生物的消亡，对与它关系较近的生物影响(反馈)就越大，也叫就近分析原则。
(3)在食物网中,当某种生物因某种原因而大量减少,对另一种生物的影响沿不同的路线分析得出的结果不同时:
【检测】由于某种原因，鼠突然全部死亡，则蛇的数量变化情况为__________; 蟾蜍的数量变化情况为________。
下降
解析: 如果鼠突然消亡, 那么会直接导致蛇的营养级提升, 所以蛇数量减少；
①能量原则:
如果一种生物的消亡直接影响另一种生物的营养级上升，则上述的另一种生物短期效应将会减少，反之则上升。
(3)在食物网中,当某种生物因某种原因而大量减少,对另一种生物的影响沿不同的路线分析得出的结果不同时:
【检测】由于某种原因，鼠突然全部死亡，则蛇的数量变化情况为__________; 蟾蜍的数量变化情况为________。
下降
下降
解析: 如果鼠突然消亡, 那么会直接导致蛇的营养级提升, 所以蛇数量减少；
解析:蟾蜍与鼠没有直接影响关系，最近的关系是通过蛇，由于这是蛇的数量减少不是系统外界因素(如人为捕杀)所致，所以短期内反馈(蛇为了维持数量，会大量捕食蟾蜍)使得蟾蜍也会减少，但有先后顺序。
②反馈原则:
在食物网中，如果一种生物的消亡，对与它关系较近的生物影响(反馈)就越大，也叫就近分析原则。
(4)在食物网中“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会 ，但从长时间来看，会 ，最后 ;
简单记为：“如果天敌患了病，先增后减再稳定”。
种内斗争加剧，无天敌下自身素质下降等
(但结果比原来的数量要增大)
“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会先上升，后下降，最后稳定原因:
增加
先增加后减少
趋于稳定
【检测】(2013·广东高考)如图所示某湖泊的食物网,其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼,若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼,将出现的情况是(　　)
A.鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的
减少量
B.土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于
劣势
C.浮游动物总量锐减后再急升
D.浮游植物总量急升后再锐减
食物链越长,消耗的能量越多。
捕食关系
鲈鱼引入会导致土著鱼先减少后增加
间接导致浮游动物先增加后减少
浮游植物的变化为先减少后上升
A
【检测】 (2018·全国Ⅰ卷)回答下列问题：
（1）大自然中，猎物可通过快速奔跑来逃脱被捕食，而捕食者则通过更快速的奔跑来获得捕食猎物的机会，猎物和捕食者的每一点进步都会促进对方发生改变，这种现象在生态学上称为__________。
（2）根据生态学家斯坦利的“收割理论”，食性广捕食者的存在有利于增加物种多样性，在这个过程中，捕食者使物种多样性增加的方式是 。
（3）太阳能进入生态系统的主要过程是_________________________
。分解者通过__ 来获得生命活动所需的能量。
共同进化
捕食者往往捕食个体数量多的物种，为其他物种的生存提供腾出空间
绿色植物通过光合作用
将太阳能转化为化学能储存在有机物中
呼吸作用将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解
【检测】(2019·全国Ⅰ卷)某实验小组用细菌甲（异养生物）作为材料来探究不同条件下种群增长的特点，设计了三个实验组，每组接种相同数量的细菌甲后进行培养，培养过程中定时更新培养基，三组的更新时间间隔分别为3h、10h、23h，得到a、b、c三条种群增长曲线，如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 细菌甲能够将培养基中的有机物分解成无机物
B. 培养基更换频率的不同，可用来表示环境资源量的不同
C. 在培养到23h之前，a组培养基中的营养和空间条件都是充裕的
D. 培养基更新时间间隔为23h时，种群增长不会出现J型增长阶段
D
【课堂小结】
本堂课你学到了哪些知识？画出概念图进行总结

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