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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
【问题探讨】
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。
大豆田间剖面图
讨论1：大豆根系会给土壤带来哪些变化？
讨论2：大豆与其他生物之间存在什么关系？
大豆的根会吸收土壤中的水和无机盐，使土壤的水和无机盐减少；
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。
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。
讨论3：根据以上讨论结果，请用一句话概括生物与环境的关系。
环境决定了哪些生物可以在这里生存，生物反过来会影响和改变环境；生物与环境相互依赖、相互影响；
生物与环境之间有复杂的相互作用；
生物与环境是统一的整体。
说明
生物群落和非生物环境有着密不可分的关系
一、生态系统的范围
1. 概念：
在_________内，由_________与_________________________而形成的统一整体。
一定空间
生物群落
它的非生物环境相互作用
2. 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__________________________________________；
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
个体
种群
群落
非生物环境
生态系统
相同
不同
相互作用
一个池塘、一块农田、一个村庄、一片森林 …
一、生态系统的范围
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 三千湖水库____
是
否
否
否
是
是
是
是
课本52页：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？动物园是一个生态系统吗？
动物园中的全部动物不能说是一个系统，因为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不是一个生态系统。
一、生态系统的范围
3. 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
二、生态系统的结构
要分析生态系统的结构，首先要分析生态系统由哪些__________，以及_______________________。
组成成分
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。
生态系统1 某荒漠生态系统
生态系统2 某池塘生态系统的示意图
二、生态系统具有一定的结构
讨论:1.这两个生态系统中有哪些生物？请列出名称和分类。
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
青鱼、黑鱼
细菌、真菌
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 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
池塘 生态 系统 栅藻、团藻、水草 草履虫、水蚤、田螺、草鱼 青鱼、黑鱼 细菌、真菌
非生物成分
阳光、热、空气、水…
阳光、热、空气、水…
非生物成分
生物成分
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？
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
青鱼、黑鱼
细菌、真菌
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。
讨论4：将上述生物按照它们在生态系统中的作用进行归类，并总结生态系统的组成。
植物 植食性动物 肉食性动物 微生物
荒漠 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
池塘 生态 系统 栅藻、团藻、水草 草履虫、水蚤、田螺、草鱼 青鱼、黑鱼 细菌、真菌
非生物成分
阳光、热、空气、水…
阳光、热、空气、水…
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。
生产者
消费者
分解者
非生物物质和能量
生
态
系
统
二、生态系统的结构
1.生态系统的组成成分：
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。
二、生态系统的结构
（1）非生物的物质和能量
③地位：是生态系统的 。
①主要组成：____、_____、_____、______、_______等。
光
热
水
空气
无机盐
②作用：为生物提供 ，是生命活动存在的 条件，
是生物群落赖以生存和发展的基础。
最基本
必需成分
物质和能量
二、生态系统的结构
（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）：通过 ，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。
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
基石
光合作用
念珠蓝细菌
硝化细菌
绿色植物
二、生态系统的结构
【补充】新陈代谢（细胞代谢）及其类型
同化作用
异化作用
：将外界物质合成自身的组成物质（合成代谢）
：将自身的组成物质加以氧化分解（分解代谢）
自养型
异养型
同化作用
兼性厌氧型：
异化
作用
需氧型：
厌氧型：
酵母菌
绝大多数植物、动物、微生物
乳酸菌、破伤风杆菌、蛔虫……
人：
水稻：
蛔虫：
异养需氧型
异养厌氧型
光能自养需氧型
二、生态系统的结构
（3）消费者
①组成： 动物：植食性、肉食性、杂食性动物
②作用：
生物：菟丝子、病毒、寄生菌
将有机物转化为无机物，加快生态系统的 ；帮助 传粉和种子的传播。
③地位：是生态系统 。
最活跃的成分
绝大部分
寄生
物质循环
植物
二、生态系统的结构
（4）分解者
③地位：是生态系统中的必需的 。
①主要组成：主要是的 细菌和真菌，还包括 生活的动物（如蚯蚓、蜣螂、秃鹫等）。
②作用：将 和 分解成无机物。
营腐生生活
营腐生
动植物遗体
动物的排遗物
关键成分
二、生态系统的结构
1.植物都是生产者吗？
2.生产者都是植物吗？
3.动物都是消费者吗？
4.消费者都是动物吗？
5.细菌都是分解者吗？
6.分解者都是细菌吗？
7.自养型生物一定是生产者吗？ 生产者一定是自养型生物吗？
8.营腐生生活的生物一定是分解者吗？
9.消费者都是异养型吗？ 异养型生物都是消费者吗？
易错点辨析：
菟丝子——消费者
蚯蚓、蜣螂——分解者
蓝细菌、硝化细菌等
硝化细菌，光合细菌
病毒，菟丝子
蚯蚓、蜣螂（动物）；蘑菇（真菌）
是
是
是
不是
总结:
①植物≠生产者
②动物≠消费者
③细菌≠分解者
④生产者=自养型
⑤分解者=营腐生
二、生态系统的结构
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
二、生态系统的营养结构
细菌
草原生态系统
根据左图书写一条食物链
草 兔 鹰
草 鼠 蛇 鹰
1.食物链
二、生态系统的营养结构
草 兔 鹰
草 鼠 蛇 鹰
食物链的特点：
（1）食物链的组成
——生产者和消费者
（2）食物链的起点和终点
——起点：生产者；终点：最高级消费者
（3）食物链的箭头方向
物质和能量的流动方向
生产者
初级消费者
次级消费者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
生产者
二、生态系统的营养结构
（4）营养级：
草 兔 鹰
草 鼠 蛇 鹰
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
生态系统的食物链中，同一环节所有生物的总和
在生态系统中不同生物可能隶属统一营养级；同一生物可能隶属不同营养级
思考：
在生态系统中，食物链一般不超过5个营养级，为什么？
（3）箭头方向：
物质和能量的流动方向
二、生态系统的营养结构
思考：
在生态系统中，食物链一般不超过5个营养级，为什么？
各个营养级的生物：
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。
(有机物和能量沿食物链的流动是逐级递减的，营养级越高获得的能量越少)
草 鼠 蛇 鹰
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
二、生态系统的营养结构
聚焦考点1：
根据不同信息推导食物链
可以确定食物链为______________
1. 根据能量或者有机物含量逐级递减特点
营养级 A B C D
能量（有机物） 15.9 870.7 1.9 141.5
B→D→A→C
可以确定食物链为______________
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
2. 根据重金属、DDT等物质的富集现象
二、生态系统的营养结构
3. 根据各种变式模型
丙→甲→乙→丁
甲
→
→
乙
丙
→
→
丁
乙→丙→甲
二、生态系统的营养结构
细菌
2.食物网
彼此 连接成的复杂 。
食物链
相互交错
营养关系
根据左图书写完整的食物网
2.在该食物网中鹰处于第几营养级
3.鹰与蛇的种间关系是？
4.食物网的复杂程度与什么有关？
1.该食物网有几条食物链
二、生态系统的营养结构
聚焦考点2：
种群数量变化引起的连锁反应分析
1. 第一营养级生物减少：
流入这一生态系统的总能量 ，相关生物都 。
减少
减少
短时间内被捕食者数量 。但从长时间来看，会 ，最后 ;
2.“天敌”减少：
增加
先增加后减少
趋于稳定
先增加后减少最后趋于稳定，但结果比原来的数量要增大。
二、生态系统的营养结构
聚焦考点2：
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
若蛇被大量捕杀，兔和鹰的数量将如何变化？
当处于最高营养级的生物有多种食物来源时，若其中一条食物链被中断，则该种群可通过多捕食其他生物来维持其数量基本不变。
①生产者数量相对稳定原则
②最高营养级的生物种群数量相对稳定原则
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增加或减少
二、生态系统的营养结构
聚焦考点2：
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
若蛇被捕杀至灭绝，鹰的数量将如何变化？
二、生态系统的营养结构
食物网的意义：
①食物链和食物网是生态系统的　　　　　。
②食物链和食物网是生态系统　　　　　和　　　　　的渠道。
③错综复杂的食物网是使生态系统保持　　　　　的重要条件。一般认为，　　　.　越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就　　　。
营养结构
物质循环
能量流动
相对稳定
食物网
越强
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代替。
三、生态系统的结构
生产者
初级消费者
次级消费者
分解者
非生物的物质和能量
用箭头表示物质和能量在生态系统中的流向
三、生态系统的结构
生产者
消费者
分解者
动物摄食
尸体、粪便
枯枝落叶、遗体
（基石）
（加快物质循环）
（不可缺少）
非生物的物质和能量
呼吸作用
光合作用
呼吸作用
分解作用
构建生态系统的结构模型
二、生态系统的结构
A
B
C
D
A____________
B____________
C____________
D____________
A____________
B____________
C____________
D____________
A
B
C
D
生产者
非生物的物质和能量
分解者
消费者
生产者
非生物的物质和能量
分解者
消费者
三、生态系统的结构
二、生态系统的结构
①生产者、消费者和分解者是紧密联系，缺一不可的
生产者
初级消费者
次级消费者
分解者
二、生态系统的结构
生产者
植食性动物
肉食性动物1
肉食性动物2
遗体、粪便等
分解者
CO2
无机盐等
消费者
②生态系统各组分之间紧密联系
二、生态系统的结构
生产者
消费者
分解者
动物摄食
尸体、粪便
枯枝落叶、遗体
（基石）
（加快物质循环）
（不可缺少）
非生物的物质和能量
呼吸作用
光合作用
呼吸作用
分解作用
构建生态系统的结构模型
二、生态系统的结构
①联系生物界和非生物界之间的必备成分是
和 。
②理论上，一个生态系统可以没有 ；
但是实际上，在自然生态系统中，
生产者、消费者、分解者都是紧密联系，
缺一不可的。
③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
，具有一定的结构和功能。
思考：联系生物界和非生物界之间的必备成分是什么？
生产者
分解者
消费者
统一的整体
二、生态系统的结构
生态系统组成成分的判断方法：
生产者
非生物的物质和能量
消费者
分解者
1.先根据双向箭头确定C、D？
箭头众向所归者C：非生物的物质和能量
2.剩下的A、B为“消费者”和“分解者”？
箭头众向所归者B：分解者
方法规律：
1.双向箭头很显眼，对应 与
.
2.多进一出 ,一出指向 .
（所有箭头都指向的是“非生物的物质和
能量”,双向箭头的另一端为“生产者”）
3.生产消费指分解
(生产者和消费者都可以被 分解）
“生产者”
”非生物的物质和能量”
“非生物”
“生产者”
“分解者”
二、生态系统的结构
A
B
C
D
A____________
B____________
C____________
D____________
A____________
B____________
C____________
D____________
A
B
C
D
生产者
非生物的物质和能量
分解者
消费者
生产者
非生物的物质和能量
分解者
消费者
三、生态系统的营养结构
1.食物链和营养级概念
①食物链：在生态系统中，各种生物之间由于 关系而排列的
顺序称为食物链。
食物
链状
【思考】“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？
树叶
蝉
螳螂
黄雀
三、生态系统的营养结构
②营养级：食物链中的一个个环节，它是指处于食物链同一环节上 的总和。
所有生物
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
生产者
起点
终点：不被其他动物所食的动物
营养级＝消费者级别＋1
三、生态系统的营养结构
①起点和终点
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组成
食物链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，通常不会倒转，箭头表示物质和能量的流动方向。
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
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
2.食物链的特点
三、生态系统的营养结构
思考：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：
玉米
蝗虫
青蛙
鼠
蛇
(即能量沿食物链的流动是逐级递减的，营养级越高获得的能量越少)
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。
三、生态系统的营养结构
3.食物网
彼此 连接成的复杂 。
食物链
相互交错
营养关系
形成原因：
（1）一种绿色植物可被多种植食性动物所食。
（2）一种植食性动物既可吃多种植物，也可
能成为多种肉食性动物的食物。
各种动物所处的营养级 一成不变的。
并不是
食物网的特点：
①同一种生物在不同的食物链中可以占有 的营养级。
②食物网中两种生物之间可能出现 的关系，如竞争和捕食。
③食物网的复杂程度取决于 而非生物数量。
不同
不同
物种数
三、生态系统的营养结构
食物网的意义：
①食物链和食物网是生态系统的　　　　　。
②食物链和食物网是生态系统　　　　　和　　　　　的渠道。
③错综复杂的食物网是使生态系统保持　　　　　的重要条件。一般认为，　　　.　越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就　　　。
营养结构
物质循环
能量流动
相对稳定
食物网
越强
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代替。
三、生态系统的营养结构
聚焦考点1：
根据不同信息推导食物链
可以确定食物链为______________
1. 根据能量或者有机物含量逐级递减特点
营养级 A B C D
能量（有机物） 15.9 870.7 1.9 141.5
B→D→A→C
可以确定食物链为______________
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
2. 根据重金属、DDT等物质的富集现象
三、生态系统的营养结构
3. 根据各种变式模型
丙→甲→乙→丁
甲
→
→
乙
丙
→
→
丁
D→A
乙→丙→甲
三、生态系统的营养结构
聚焦考点2：
种群数量变化引起的连锁反应分析
1. 第一营养级生物减少：
流入这一生态系统的总能量 ，相关生物都 。
减少
减少
短时间内被捕食者数量 。但从长时间来看，会 ，最后 ;
2.“天敌”减少：
注意：如果描述的是短时间内，就只是增加
增加
先增加后减少最后趋于稳定，但结果比原来的数量要增大。
先增加后减少
趋于稳定
三、生态系统的营养结构
3.中间营养级生物减少：
（1）若青蛙的数量大量减少，短时间内鹰的数量会不会大量变化？为什么？
鹰的数量基本不变
当处于最高营养级的生物有多种食物来源时，若其中一条食物链被中断，则该种群可通过多捕食其他生物来维持其数量基本不变。
（2） 若食草昆虫大量减少，短时间内食草鸟数量如何变化？
在鹰的数量基本不变的前提下，食草鸟数量减少
①生产者数量相对稳定原则
②最高营养级的生物种群数量相对稳定原则
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增加或减少
三、生态系统的营养结构

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