资源简介

第1节 生态系统的结构
【学习目标】
1.通过探究学习认识生态系统的范围和基本组成成分，理解生态系统组成成分间的关系，明确生态系统结构的意义，逐步完善结构与功能观。(生命观念、科学思维)
2.通过探究学习认识生态系统的营养结构，理解食物链和食物网中生物间的关系。(科学思维)
3.通过对本课时内容的学习，掌握结构分析法。(科学探究)
【自主预习】
一、生态系统的范围
1.生态系统:在一定空间内，由　生物群落　与它的　非生物环境　相互作用而形成的统一整体。
　生物圈　:地球上的全部生物及其非生物环境的总和。它是地球上最大的生态系统。
2.生态系统的类型
二、生态系统具有一定的结构
1.生态系统的组成成分
(1)非生物的物质和能量:　光　、热、水、空气和无机盐等。
(2)生产者:　自养　生物，主要是　绿色植物　。生产者是生态系统的　基石　。
(3)消费者:　异养　生物。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。消费者的存在，能够加快生态系统的　物质循环　，有利于植物的传粉和种子的传播等。
(4)分解者:　异养　生物。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　。
2.食物链和食物网
(1)食物链:生态系统中各种生物之间由于食物关系所形成的联系。
(2)营养级:处于食物链某一环节上所有生物种类的总和。食物链中各种生物的结构模式与营养级的关系可用下表表示:
类型 绿色植物 植食性动物 小型肉食动物 大型肉食动物
成分 生产者 　初级消费者　 次级消费者 　三级消费者　
营养级 　第一营养级　 第二营养级 　第三营养级　 第四营养级
(3)食物网:食物链彼此相互交错连接成的复杂　营养　关系。
(4)功能:食物链和食物网是生态系统的　营养结构　，是生态系统的　物质循环和能量流动　的渠道。
【合作探究】
情境导入　
材料:大熊猫被誉为“活化石”“中国国宝”，其主要栖息地在四川、陕西、甘肃等地。四川卧龙自然保护区因保护大熊猫、人工繁育大熊猫而闻名天下。
问题探讨:
1.四川卧龙自然保护区中的一只熊猫、所有熊猫、所有生物分别属于生命系统结构中的哪一层次？
提示　个体、种群、群落。
2.生态系统的概念是什么？
提示　生态系统是在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体。
任务1　认识生态系统的组成成分
活动1　认识生态系统的组成成分
1.动物园里的动物、植物、微生物及其非生物环境构成生态系统吗？为什么？
提示　不构成。没有体现其内在的营养关系及相互联系，即没有构成一个有机的统一整体。
2.生产者都是绿色植物吗？生产者在生态系统中的主要作用是什么？
提示　生产者不全是绿色植物，还有光合细菌、蓝细菌、硝化细菌、铁细菌、硫细菌等。在生态系统中，生产者通过光合作用或化能合成作用将太阳能或化学能固定在有机物中，因此，生产者可以说是生态系统的基石。
3.消费者都是动物吗？消费者是不是生态系统中可有可无的成分？
提示　消费者不全是动物，营寄生生活的植物(如菟丝子)、寄生细菌、病毒等也是消费者。消费者不是生态系统中可有可无的成分，消费者的存在，能够加快生态系统的物质循环，对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。
4.分解者一定是微生物吗？为什么没有分解者生态系统就会崩溃？
提示　不一定，一些腐食性动物如蚯蚓、蜣螂等也属于分解者。分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，如果没有分解者，动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山，生态系统就会崩溃。
5.下列生物属于生产者的是　　　　　　　，判断理由是　　　　　　　　　　　。属于消费者的是　　　　　　　　　，属于分解者的是　　　　　　　　，属于自养生物的是　　　　　　　　，属于异养生物的是　　　　　　　　　　　。
①绿色植物　②蚯蚓　③绿藻　④光合细菌　⑤酵母菌　⑥蓝细菌　⑦乳酸杆菌　⑧硝化细菌　⑨根瘤菌　⑩菟丝子　秃鹫　蜣螂　牛　兔子
提示　①③④⑥⑧　①③④⑥能进行光合作用，⑧能进行化能合成作用，它们都能制造有机物，所以都属于自养生物，在生态系统中属于生产者　⑨⑩　②⑤⑦　①③④⑥⑧　②⑤⑦⑨⑩
认知生成
1.生态系统的成分比较
成分 归类 主要组成 作用 地位
非生物的 物质和能量 无机盐、光、热、水、空气等 群落中的物质和能量的根本来源 必需成分
生产者 自养型 绿色植物、光合细菌、化能合成细菌等 将非生物环境中的物质和能量引入群落 必需成分 (基石)
消费者 异养型 绝大多数动物及寄生生物 加快物质循环，有利于植物的传粉和种子的传播等 最活跃 的成分
分解者 异养型 腐生菌及腐食性动物等 将动植物的遗体和动物排遗物中的有机物分解成无机物 物质循 环的关 键成分
注:共生于豆科植物根部的根瘤菌、共生于白蚁肠道的鞭毛虫是消费者。
2.生态系统各组成成分之间的关系
(1)非生物的物质和能量是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源。
(2)生产者和分解者是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁”。
3.生态系统四种组成成分的判断技巧
(1)先根据CD间的双向箭头确定非生物的物质和能量、生产者，再判断两者中有3个指出箭头的D为生产者，有3个指入箭头的C为非生物的物质和能量，最后根据D→A→B，确定A为消费者，B为分解者。
(2)若问D、A、B具体是什么生物，则D主要为绿色植物，A一般为动物，B主要为营腐生生活的细菌和真菌。
(3)图示中D、A、B共同构成生物群落，食物链(网)中只包括D和A。
(4)生态系统成分的认识误区和特例
误区 特例
细菌都是分解者 光合细菌和硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于特殊的消费者
动物都是消费者 秃鹫、蚯蚓等以动植物遗体为食的腐生动物属于分解者
生产者都是绿色植物 蓝细菌、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者主要是能进行光合作用的绿色植物
植物都是生产者 菟丝子营寄生生活，属于消费者
例1　生态系统各成分之间的关系如图所示，下列叙述错误的是(　　)。
A.①是消费者，能够加快生态系统的物质循环
B.②是分解者，能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物
C.③是非生物的物质和能量，如阳光、热能、水、空气等
D.④是自养生物，如绿色植物、大肠杆菌等
【答案】D
【解析】据双向箭头确定“非生物的物质和能量”和“生产者”，再根据两者中有3个指出箭头的为生产者(④)，有3个指入箭头的为非生物的物质和能量(③)；消费者可指向分解者。①为消费者，能够加快生态系统的物质循环，有利于植物的传粉和种子的传播，A正确；②为分解者，能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，B正确；③是非生物的物质和能量，包括光、热、水、空气、无机盐等，C正确；④为生产者，能够制造有机物，储存能量，为消费者提供食物和栖息场所，如绿色植物，D错误。
对点练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
B.动物都是消费者，其中食草动物为初级消费者
C.分解者都是腐生生物，是生态系统不可缺少的成分
D.非生物的物质和能量是指光、水、空气、细菌等
【答案】C
【解析】自养生物都属于生产者，但不都可以进行光合作用，如硝化细菌进行的是化能合成作用，A错误；动物不都是消费者，如蚯蚓属于分解者，B错误；分解者都是腐生生物，它们能将有机物分解成无机物，是生态系统不可缺少的成分，C正确；非生物的物质和能量主要包括光、热、水、空气、无机盐等，细菌是生物，不属于非生物的物质和能量，D错误。
任务2　认识生态系统的营养结构
活动2　认识生态系统的营养结构
下图表示某草原生态系统的食物网组成。
1.图中有几条食物链？鹰和蛇之间是什么关系？
提示　4条。鹰和蛇之间是捕食和种间竞争关系。
2.同一种生物在不同的食物链中，可以占有不同的营养级，这样有什么意义？
提示　使食物网更复杂，当某种动物减少或消失时，它在食物链上的位置可能会由其他生物来取代，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。
3.若人类的捕杀导致鹰大量减少，兔、食草鸟、蛇的数量将如何变化？
提示　兔、食草鸟、蛇的数量先增加后减少最后趋于稳定，但最终均比原来的数量多。
认知生成
1.食物链的起点一定是生产者，终点是不被其他动物捕食的动物，中间不能有任何间断。
2.第一营养级是生产者，食物链中只有生产者和消费者，不包括分解者和非生物的物质和能量。
3.因为食物链中的捕食关系是经长期自然选择形成的，不会倒转，所以箭头方向一定是由被捕食者指向捕食者。
4.一般来说，一条食物链中营养级最多不超过5个。
5.食物网越复杂，最高营养级生物就越能获得持续稳定的能量来源，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。
6.食物链和食物网是生态系统物质循环和能量流动的渠道。
7.在一个食物网的不同食物链中，除生产者始终只占据一个营养级(第一营养级)外，其他消费者(根据其食性)可能占据一个或一个以上的营养级。在食物网中，两种生物之间的种间关系可能有多种。
8.营养级:生物在食物链中所处的位置，包括处在该位置的所有生物，不是单个个体或某个种群。
9.生物数量的变化:①起点减，链上生物都减；②终点减，被捕食生物先增后减再不变；③中间减，当某种生物因数量减少，对另一种生物的影响有多种可能时，应以中间环节少的作为分析依据。
例2　(2022·安庆月考)下图是某池塘生态系统中的两条食物链，下列相关叙述正确的是(　　)。
A.处于第三营养级的生物只有花鲢
B.白鲢与水蚤的关系是种间竞争
C.大量捕捞花鲢后，短期内白鲢的种群数量将增多
D.大量捕捞白鲢后，短期内水蚤的种群数量将减少
【答案】B
【解析】分析题图可知，处于第三营养级的生物有花鲢和乌鱼，A错误；白鲢与水蚤都以绿藻为食，二者之间属于种间竞争关系，B正确；大量捕捞花鲢后，乌鱼会更多地捕食白鲢，同时水蚤会因失去天敌而数量增多，其取食的绿藻增多，这样白鲢的食物就会减少，因此短期内白鲢的种群数量将减少，C错误；大量捕捞白鲢后，一方面水蚤的食物绿藻会增多，另一方面乌鱼会更多地捕食花鲢，水蚤的天敌会减少，因此短期内水蚤的种群数量将增多，D错误。
对点练2　(不定选)下图表示某生态系统的食物网，下列相关叙述错误的是(　　)。
A.图中所有生物对应种群的集合，称为该生态系统的群落
B.食草昆虫的锐减对该生态系统的稳定性没有影响
C.该生态系统中共有10条食物链，其中狐参与组成2条食物链
D.该食物网中，具有捕食和种间竞争关系的不仅仅是青蛙和蜘蛛
【答案】ABC
【解析】图中只包括生产者和消费者，还缺少分解者，因此图中所有生物不能构成一个群落，A错误；食草昆虫的锐减会导致该生态系统的营养结构简单化，使生态系统保持相对稳定的能力减弱，B错误；该生态系统中共有9条食物链，C错误；吃虫的鸟和蜘蛛、猫头鹰与蛇也具有捕食和种间竞争关系，D正确。
技巧总结　　“找岔相加法”计算食物链的条数
1.原理:找出食物网中同时被两种或两种以上生物捕食的被捕食者，并在所找到的被捕食者后面写上捕食它的生物种类数(生产者后面直接写出它的捕食者数，其他营养级的生物则减去1)，然后把各种数字相加，所得的总和即为该食物网中食物链的条数。在较为复杂的食物网中，某生物可以捕食两种生物，但同时也可被另两种生物捕食，这就相当于一个分岔被用了两次，所以在该生物后面要标注“+1×2”，以此类推。
2.示例:如图所示，食物网中的食物链条数为1+4+1+1+1×2=9条。
素能提升　分析生态系统的营养结构，培养社会
责任素养(科学解释能力)
某地因采矿地表下沉，成为无法利用的荒地。为了改变这种状况，有关部门因地制宜，通过引水等措施，将该地改造成湿地生态公园。一些生物陆续迁入，并逐渐形成相对稳定的生物群落。下图是该湿地公园生态系统食物网的一部分，请回答下列问题:
(1)该湿地公园生物群落的变化属于　　　　演替。
(2)图中昆虫与杂食性鱼类之间的种间关系有　　　　　　　　　　　　。
(3)因该水域有些渗漏，补水时曾不慎引入含除草剂的水，导致一些水草死亡，水草腐烂后，图中所示的生物类群中最先快速繁殖的是　　　　　　　　　　　　　。
(4)图中既可能为初级消费者，也可能为次级消费者的生物类群有　　　　　　　　。
【答案】(1)次生　(2)捕食和种间竞争　(3)浮游生物类　(4)底栖动物类、杂食性鱼类、滤食性鱼类
【解析】(1)根据题干可知，该湿地公园生物群落的变化属于次生演替。(2)题图中昆虫与杂食性鱼类均以水草为食，同时杂食性鱼类捕食昆虫，可知它们之间的种间关系有捕食和种间竞争。(3)水草腐烂后，分解者将其体内的有机物分解为无机物，之后被生产者吸收，因此题图中所示的生物类群中浮游生物类最先快速繁殖。(4)在食物链中，初级消费者位于第二营养级，次级消费者位于第三营养级。分析题图可知，在“水草→杂食性鱼类”的食物链中，杂食性鱼类为初级消费者；在“水草→昆虫→杂食性鱼类”的食物链中，杂食性鱼类为次级消费者。浮游生物类中可能含有浮游植物、浮游动物，因此底栖动物类和滤食性鱼类可能是初级消费者，也可能是次级消费者，故底栖动物类、杂食性鱼类、滤食性鱼类既可能为初级消费者，也可能为次级消费者。
【随堂检测】
课堂小结 课堂小测
1.食物网中的生物与非生物环境共同构成一个生态系统。 (×) 2.土壤中的硝化细菌是异养生物，因而不属于生产者。 (×) 3.生产者都是绿色植物，分解者都是细菌。 (×) 4.食物链的起点都是生产者，终点是最高级的消费者。 (√) 5.在一条食物链中，生产者为第一营养级，消费者所处的营养级不固定。 (√) 6.食物链纵横交错形成的复杂营养结构就是食物网。食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量。 (×)
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