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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
大豆田间解剖图
大豆是发源于我国的重要粮食作物大豆田里生长着稗草、苘麻、鸭跖草等多种杂草，分布着七星瓢虫、大豆蚜等动物，土壤里还有蚯蚓、线虫，以及多种微生物。每公顷大豆与共生根瘤菌每年固氮可以超过100kg。
1.大豆根系会给土壤带来哪些变化？
大豆的根会吸收土壤中的水和无机盐，使土壤中的水和无机盐减少；
大豆根的呼吸作用会增加土壤中CO2的含量；
大豆与根瘤菌互利共生固氮，会增加土壤中氮的含量；
死亡和脱落的大豆根，会增加土壤中有机物的含量。
大豆田间解剖图
大豆是发源于我国的重要粮食作物大豆田里生长着稗草、苘麻、鸭跖草等多种杂草，分布着七星瓢虫、大豆蚜等动物，土壤里还有蚯蚓、线虫，以及多种微生物。每公顷大豆与共生根瘤菌每年固氮可以超过100kg。
2. 大豆与其他生物之间存在什么关系？
种间竞争：大豆与稗草、苘麻、鸭跖草。
捕食：大豆蚜与大豆。
互利共生：大豆与根瘤菌。
3.根据以上讨论结果，请用一句话概括生物与环境的关系
生物与环境是统一的整体。
生物与环境相互依赖、相互影响。
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____　
③一个动物园中的全部动物和植物____　
④一个果园中的全部果树及其非生物环境____　
⑤一个果园中的全部生物及其非生物环境____
⑥生物圈____
⑦一块朽木____
⑧密云水库____
⑨动物园____
是
否
否
否
是
是
是
是
否
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。
1、概念：由_________与它的__________相互作用而形成的统一整体。
2、范围：__________。
3、地球上最大的生态系统是________。
生物圈包括__________________________
一、生态系统
生物群落
非生物环境
有大有小
生物圈
地球上的全部生物及其非生物环境的总和
一个池塘、一片草地、一块农田、一片森林等。
生物个体
种群
群落
+无机环境
生态系统
相同
全部
生物圈
陆地
水域
4、类型：
4、类型：
（2021·广东高考真题）“葛（葛藤）之覃兮，施与中谷（山谷），维叶萋萋。黄鸟于飞，集于灌木，其鸣喈喈”（节选自《诗经·葛覃》）。诗句中描写的美丽景象构成了一个（ ）
A．黄鸟种群 B．生物群落
C．自然生态系统 D．农业生态系统
【答案】C
【详解】分析题意可知，诗中描写的有葛藤、黄鸟、灌木等生物，同时山谷包括了生活在其中的所有生物及无机环境，故它们共同构成一个自然生态系统，C正确。
二、生态系统的结构(阅读P49－52)
生态系统的结构
组成成分
营养结构：
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
食物链和食物网
生态系统1 某荒漠生态系统---用豆科植物柠条来人工固沙。某地种植后物种丰富度逐渐增加并趋于稳定。土壤水分也在改善。
生态系统2 某池塘生态系统---下图为一个池塘生态系统的示意图。
分析生态系统的结构
思考·讨论
讨论:1.这两个生态系统中有哪些生物？请列出名称和分类。
2.在上述生态系统中，生物之外还存在哪些成分？它们对生态系统来说是不可缺少的吗？
植物 植食性动物 肉食性动物 微生物
荒漠 生态 系统
池塘 生态 系统
柠条、地锦、胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿
蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂
姬蜂、步甲、园蛛、蜈蚣
真菌、细菌、放线菌
栅藻、团藻、水草
草履虫、水蚤、田螺、草鱼、虾
青鱼、乌鳢
细菌、真菌
非生物成分
阳光、水、空气、无机盐等等…
还有非生物的物质和能量。物质和能量是生命活动存在的最基本条件，生命活动本质上也是物质与能量的变化。非生物物质还是生物赖以生存的环境。
讨论:2.在上述生态系统中，生物之外还存在哪些成分？它们对生态系统来说是不可缺少的吗？
植物 植食性动物 肉食性动物 微生物
荒漠 生态 系统
池塘 生态 系统
非生物成分
柠条、地锦、胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿
蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂
姬蜂、步甲、园蛛、蜈蚣
真菌、细菌、放线菌
栅藻、团藻、水草
草履虫、水蚤、田螺、草鱼、虾
青鱼、乌鳢
细菌、真菌
讨论:1.这两个生态系统中有哪些生物？请列出名称和分类。
阳光、水、空气、无机盐等等…
还有非生物的物质和能量。物质和能量是生命活动存在的最基本条件，生命活动本质上也是物质与能量的变化。非生物物质还是生物赖以生存的环境。
讨论:2.在上述生态系统中，生物之外还存在哪些成分？它们对生态系统来说是不可缺少的吗？
植物 植食性动物 肉食性动物 微生物
荒漠 生态 系统
池塘 生态 系统
非生物成分
柠条、地锦、胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿
蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂
姬蜂、步甲、园蛛、蜈蚣
真菌、细菌、放线菌
栅藻、团藻、水草
草履虫、水蚤、田螺、草鱼、虾
青鱼、乌鳢
细菌、真菌
讨论:3.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？
阳光、水、空气、无机盐等等…
通过光合作用，将太阳能转化为化学能,储存在有机物中。
通过捕食植物或其他动物获得物质和能量。
分解动植物的遗体或排遗物等获得。
生态系统
生产者
消费者
分解者
非生物物质和能量
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。
（一）生态系统的组成成分
非生物物质和能量
空气、水分、无机盐、腐殖质（有机物）等
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
生态系统的必备成分。
非生物的物质：
作用:
地位:
非生物的能量：
阳光、热能
生产者
生态系统的基石
光能自养型：
化能自养型：
地位:
绿色植物（主）、光合细菌（蓝细菌）
硝化细菌、铁细菌、硫细菌
自养型
作用：
营养方式：
把无机物转化成有机物，太阳能转化为化学能，为消费者提供食物和栖息场所
蓝细菌
硝化细菌
绿色植物
消费者
生态系统的最活跃的成分
地位:
营养方式：
作用：
营捕食生活的生物：
营寄生生活的生物：
加快生态系统中的物质循环和能量流动，
利于植物的传粉和种子的传播
异养型
寄生动物：蛔虫
寄生植物：菟丝子
寄生菌：结核杆菌
共生菌：根瘤菌
病毒
植食性/肉食性/杂食性动物
菟丝子：不含叶绿素
分解者
必需的关键成分
地位:
作用：
营腐生生活的细菌（乳酸菌）、真菌（酵母菌、霉菌、蘑菇）等微生物
腐食性动物：蚯蚓、蜣螂、秃鹫
将动植物遗体和动物的排遗物中的有机物转化为无机物（CO2、无机盐），供生产者重新利用。
异养型
营养方式：
屎壳郎
蚯蚓
秃鹫
易错辨析：
1.生产者一定是植物吗？
2.植物一定是生产者吗？
3.生产者一定是自养生物吗？
4.自养生物一定是生产者吗？
5.消费者一定是动物吗？
6.动物一定是消费者吗？
不一定，蓝细菌和硝化细菌也是生产者
不一定，菟丝子是消费者
一定
一定
不一定，菟丝子、寄生菌也是消费者
不一定，蚯蚓、蜣螂、秃鹫是分解者
7.消费者一定是异养生物吗？
8.异养生物一定是消费者吗？
9.分解者一定都是异养生物吗？
10.分解者一定都是微生物吗？
11.微生物一定都是分解者吗？
12.腐生生物一定是分解者吗？
一定
不一定，分解者也是异养的
不一定，蚯蚓、蜣螂、秃鹫是动物
不一定，蓝细菌（生产者）、根瘤菌（消费者）
一定
一定
★积累：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
猪笼草
新坐标Ｐ317　　　考向　　1
比较项目 组成内容 作用 同化类型 地位
非生物 环境 无机物、有机物、空气、能源 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 必备成分
生产者 主要是绿色植物，也包括化能合成细菌、光合细菌等 将无机物合成有机物，储存能量，为消费者提供食物和栖息场所 自养型 必备成分
(基石)
消费者 包括营捕食生活和寄生生活的各种生物(如菟丝子) 加快生态系统中的物质循环；有利于植物的传粉和种子的传播 异养型 最活跃的
成分
分解者 营腐生生活的微生物及腐食性的动物(如蚯蚓、蜣螂) 分解生物遗体、排出物中的有机物为无机物，供生产者重新利用 异养型 物质循环的关键成分
讨论:4.参照一般系统的结构模式图, 尝试画出生态系统的结构模型。
生态系统的组分之间存在着密切的内在联系和相互影响，是一个有机的整体！
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
新坐标Ｐ317　　　考向　　2
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。
生产者
肉食性消费者2
遗体、粪便等
消费者
分解者
无机盐等
CO2等
CO2
CO2
植食性消费者
肉食性消费者1
①
②
③
③
③
④
生态系统的结构模型
图中①②③④分别代表什么生理过程？
①呼吸作用
②光合作用
③呼吸作用
④分解作用
A________________
B________________
C________________
D________________
生态系统的结构模型的变形：
A
B
C
D
生产者
分解者
消费者
非生物的物质和能量
B
D
A
C
A________________
B________________
C________________
D________________
消费者
分解者
非生物的物质和能量
生产者
1.先找双向箭头，双向箭头两边必定为“生产者”、“非生物的物质和能量”；
2.再看指入箭头，指入箭头最多的为“非生物的物质和能量”，其次多为分解者
讨论:4.分析池塘生态系统中生物之间的食物关系，你能画出多少条食物链。
水草
草鱼
青鱼
虾
草履虫
水蚤
团藻
栅藻
乌鳢
“螳螂捕蝉，黄雀在后”这句谚语是否构成食物链？请说明理由！
（二）食物链和食物网
树叶
蝉
螳螂
黄雀
捕食
腐食
寄生
食物链
生产者
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
初级消费者
次级消费者
三级消费者
四级消费者
玉米
蝗虫
青蛙
蛇
鹰
食物链：
（1）概念：生态系统中各种生物由于营养关系形成的结构。
（2）食物链中各种生物营养级的对应关系
消费者的营养级级别=其消费者级别_____
+1
某一营养级的生物代表的是处于该营养级的所有生物，不代表生物个体，也不一定是一个种群
（3）食物链的特征
①起始点
每条食物链的起点/第一营养级一定是_______；
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
箭头方向为物质和能量流动的方向,同时还表示捕食关系是_______________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
讨论:食物链上一般不超过五个营养级，想一想，这是为什么？
各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余能量有一部分流入分解者，只有一小部分能够被下一营养级的生物利用。流到第五营养级时，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超过五个营养级。（书本P56-57）
拓展：根据不同信息推导食物链
①根据能量或者有机物含量逐级递减特点
可以确定食物链为____________
②根据重金属、DDT等物质的富集现象
可以确定食物链为____________
营养级 A B C D
能量（有机物） 15.9 870.7 1.9 141.5
B→D→A→C
生物体 A B C D
有机汞浓度（mg.L-1） 0.05 7 0.51 68
A→C→B→D
③根据各种变式模型
可以确定食物链为____________
可以确定食物链为____________
可以确定食物链为____________
丙→甲→乙→丁
丙→丁→甲→乙
D→A
①信息：分析曲线走势,先增加先减小者为 。
②食物链： 。
④依据捕食曲线构建食物链：
乙→丙→甲
被捕食者
【典例】如图表示某生态系统中四种生物所同化的有机物的量占该生态系统有机物总量的比例，则这四种生物之间的食物关系最可能是(　　)
A
食物网：
（1）概念：食物链彼此相互相互交错的复杂营养关系。
（2）形成原因：①一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物。
②一种植食性动物既可能吃多种植物,也可能被多种肉食性动物所食。
某陆地生态系统的食物网
①食物网中共有多少条食物链？
④若青蛙灭绝，对鹰有什么影响？
②草和兔，兔和鼠，蛇和鹰的关系是 ？
⑤食物网的意义？
③蛇占有几个营养级？
错综复杂的食物网是生态系统 的重要条件；
是生态系统的 ;
是生态系统 的渠道。
（3）食物网的特征
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如果一条食物链的某种动物减少或消失，它在食物链上的位置可能会由其他生物来取代。所以食物网越复杂，抵抗外界干扰的能力越强。
物质循环和能量流动
（4）食物网的意义
营养结构
保持相对稳定
拓展：食物链(网)中各营养级生物数量的变动分析
（1）第一营养级生物数量减少对其他生物数量的影响
第一营养级的生物数量减少会导致其他生物数量都减少，因为第一营养级是其他生物直接或间接的食物来源；
（2）天敌减少，对被捕食者数量的影响
“天敌”减少，则被捕食者数量增加，但随着其数量的增加，种内斗争加剧，种群密度下降，直到趋于稳定，但最终结果比原来数量要大（K值升高）；
因此被捕食者的数量变化为：________________________________
先增加，后减少，最后趋于稳定
《金版》P55点拨提升
①生产者数量相对稳定原则，即消费者某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的减少或增加；当然也要视具体情况而定。
②最高营养级生物种群数量相对稳定原则，即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，则该生物可通过多食其他食物而维持其数量基本不变；
③在食物网中，当某种生物数量因某种原因而减少时，对另一种生物数量的影响，沿不同食物链分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据；
（3）中间营养级生物减少
二、拓展应用
下图是某海洋生态系统中，生产者固定太阳能的数量与水深关系的曲线。
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。
(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 。
阳光
10~15m
消费者、分解者
（2020·陕西汉中市·高三一模）下列有关生态系统的叙述，正确的是（　　）
A．生态系统不断需要来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能
B．流经人工鱼塘生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量
C．生态系统的结构由生产者、消费者、分解者、非生物物质和能量构成
D．营养级越高的生物体型越大，数量越少
【答案】A
【详解】
A、生态系统的能量是逐级递减的，所以不断需要来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能，A正确；
B、流经人工鱼塘生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量和人工投喂饲料中的化学能之和，B错误；
C、生态系统的结构由生态系统的成分（包括生产者、消费者、分解者、非生物物质和能量）和营养结构（包括食物链、食物网）构成，C错误；
D、一般来说，营养级越高的生物体型越大，数量越少，但是有特例，例如，树→虫，D错误。
故选A。
生产者
消费者
分解者
非生物的物质和能量

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