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(共46张PPT)
第一单元　生物和生物圈
第2讲　生态系统
“月宫一号”是北京航空航天大学建立的月球基地生命保障人工闭合生态系统基地综合实验装置。在“月宫一号”的生物再生生命保障系统中，栽培了粮食作物、蔬菜和水果，饲养了黄粉虫等动物，还有微生物来降解废物。2014年的5月20日，伴随着众人的掌声，三位志愿者从“月宫一号”密闭舱中微笑走出，105天的试验获得成功，标志着月球基地生命保障人工闭合生态系统基地实验装置“月宫一号”成功完成我国首次长期多人密闭试验，97%的系统闭合度打破了尘封许久的生物再生生命保障系统闭合度的世界纪录。什么是“月宫一号”呢？
5月20日，这个现在被大家赋予特殊含义的日子，对于月宫人来说，更是不一样的纪念。这一天不仅充满了爱的氛围，更承载着科学探索的精神与激情。十年间，“月宫105”实验所取得的成就和经验，已经成为中国生物再生生命保障技术发展的重要里程碑。2018年5月15日，在刘红教授的带领下，更是圆满完成了“月宫365”实验，系统整体闭合度提高到了惊人的98.2%，完成了世界上时间最长、闭合度最高的生物再生生命保障系统实验。
“月宫一号”属于一个生态系统吗？其中栽培的粮食作物、蔬菜和水果，饲养的黄粉虫等动物，降解废物的微生物分别相当于其中的什么成分？让我们走进“第2讲　生态系统”，通过4个概念，一探其中的奥秘。
要充分理解这个概念，我们需要通过以下2个问题来进一步探究。
1.什么是生态系统？(P19)
生态系统概念：在一定的空间范围内，生物与　 　所形成的统一的整体叫作生态系统。例如，一片森林，一片草原，一块农田，一个湖泊，一条河流(湘江)等都可以看作是一个个生态系统。
概念 生态系统是由生产者、消费者、分解者与非生物环境构成的有机整体
1
环境
张家界国家森林公园
巴音布鲁克草原
属于生态系统
是否属于生态系统？
紫鹊界梯田
洞庭湖
属于生态系统
是否属于生态系统？
2.生态系统的组成是怎样的？(P20-21)
(1)生态系统的组成成分：由　 部分(阳光、空气、水分等)和生物部分(生产者、消费者、　 　)组成。
非生物　
分解者
生物部分
生态系统
①生产者：　 　。在生态系统中，植物能够通过　 　作用制造有机物。有机物中储存着来自阳光的　 　。植物制造的有机物，不仅供给了植物自身，也是动物的食物来源，因此，植物是生态系统中的 。
植物
光合
能量
生产者　
②消费者：　 　。动物不能自己制造有机物，它们直接或间接地以植物为食，因而叫作　 　。随着动物摄食的过程，食物中的　 　和能量就流入动物体内。
动物
消费者
物质　
③分解者：　 　。树桩上长出的真菌，会将树桩分解成碎片，使坚硬的树桩慢慢腐烂。在树桩腐烂的过程中，还有另一类你看不见的生物在起作用，那就是细菌。森林中的落叶也是被大量细菌和真菌分解的，其中的有机物被分解成　 　，可供植物重新利用。细菌和真菌常常被称为生态系统中的　 　。
细菌、真菌
无机物
分解者
(2)生产者、消费者和分解者的关系：生产者、消费者和分解者之间是相互依存、相互制约的关系。
要充分理解这个概念，我们需要通过以下2个问题来进一步探究。
1.什么是食物链？食物链的书写规则是怎样的？(P21-22)
(1)食物链的概念：在生态系统中，不同生物之间由于吃与被吃的关系
(　 关系)而形成的链状结构叫做　 　。
概念 生态系统中不同生物之间通过捕食关系形成了食物链和食物网
2
捕食　
食物链
(2)以“草→兔→狼”为例，简述食物链的书写规则：
①起点：必须为　 　。在“草→兔→狼”这条食物链中，生产者是　　。
②终点：该生态系统中，有吃与被吃关系的最高消费者。在“草→兔→狼”这条食物链中，最高消费者是　 　。
③箭头：必须由被捕食者指向捕食者，表示在食物链中，物质和能量流动的方向。
④不包括非生物部分和分解者。在“草→兔→狼”这条食物链中，没有阳光、空气等　 部分，也没有细菌、真菌等　 　。
(3)在“草→兔→狼”这条食物链中，生物和生物之间的关系是　 。
生产者
草
狼
非生物　
分解者
捕食　
2.什么是食物网？一个食物网中的食物链的数量有多少条？(P22-23)
(1)食物网的概念：在一个生态系统中，往往有很
多条食物链，它们彼此交错连接，形成　 　。
(2)如图所示，探究这个生态系统的食物网中的食
物链数量。
①在这个食物网中，一共有　　条食物链。具体如下：草→兔→狐，草→兔→鹰，草→鼠→狐，草→鼠→鹰，草→鼠→蛇→鹰。
②在食物网中，生物和生物之间的关系不仅仅有捕食关系，往往还存在　 　关系。比如，鹰和蛇都捕食鼠，它们之间就是竞争关系。
食物网
5
竞争
要充分理解这个概念，我们需要通过以下3个问题来进一步探究。
概念 生态系统中的物质和能量通过食物链在生物之间传递
3
1.物质和能量通过食物链和食物网在生物之间传递的特点？(P22)
在生态系统中，生物生命活动能量的最终来源是太阳的　 　，能量流动一般是从植物(　 　)通过　 作用将光能转化为储存在有机物中的化学能开始的，流入植物体内的物质和能量，一部分通过呼吸作用释放能量用于植物体的生长、发育、生殖等生理过程，还有一部分以热能的形式散失；当动物捕食植物时，部分物质和能量就从植物体流入动物体，一部分通过呼吸作用释放能量用于动物体的生长、发育、生殖等生理过程，还有一部分以热能的形式散失，所以生态系统中的物质和　 　就是沿着　 　和食物网流动的。在传递过程中，物质和能量呈现逐级递减的趋势，即食物链中营养级别越高的生物，获得的能量越　 　。
光能
生产者
光合　
能量
食物链
少
能量流动特点是：单向流动、逐级递减
2.什么是有毒物质的富集？(P22)
(1)概念：当某些难以分解、无法排出的有毒物质进入生态系统，会通过食物链不断　 　，这就叫做有毒物质的富集。
(2)特点：食物链中营养级别越高的生物，体内的有毒物质积累得越　　。
例如:
积累
多
浮游植物
小鱼
大鱼
白鹭
富集1.3万倍
富集17万倍
富集66万倍
3.以“草→兔→狼”这条食物链为例，说明生物的数量、物质、能量的最多、最少相关问题。(P21-22)
(1)呈现逐级递减的趋势：
①从数量上看，草的数量最　 　，狼的最　 　。
②从有机物总量上看，草的有机物总量最　 　，狼的最　 　。
③从能量上看，狼获得的能量最　 　。
(2)呈现逐级递增的趋势：
从有毒物质上看，有毒物质最少的是　 　，有毒物质相对较轻的消费者是　 　，有毒物质最多的是　 　。
多
少
多
少
少
草
兔
狼
要充分理解这个概念，我们需要通过以下3个问题来进一步探究。
1.什么是生物圈？生物圈的范围是怎样的？(P26、30-31)
(1)生物圈的概念：地球的直径长达一万多千米，而地球上适合生物生存的地方，其实只是它表面的一薄层，科学家把这一薄层叫做生物圈。地球表层的所有 　 以及它们所生活的环境叫做生物圈。因为生物圈包括了地球表面所有生物以及它们所生活的环境，所以　 　是地球上最大的生态系统。
概念 生物圈是包含多种类型生态系统的最大生态系统。生态系统的自动调节能力有一定限度，保护生物圈就是保护生态安全
4
生物
生物圈
(2)生物圈的范围：如果以海平面来划分，生物圈向上可达到约10千米的高度，向下可深入10千米左右的深度。生物圈的范围包括　 、　 和　 。陆地上的动物到河边喝水、降雨带来别处的水分、蒲公英的果实随风飘散、江河汇入海洋、迁徙的大雁会经过不同的生态系统……这些事实向我们表明：生物圈是一个　 　的整体，生物圈是地球上最大的　 　，生物圈是所有生物共同的家园。保护生物圈，人人有责。
大气圈的底部　
水圈的大部　
岩石圈的表面　
统一
生态系统
2.生态系统的类型有哪些？都有什么特点和作用呢？(P28-29)
主要特点及作用 自然 生态 系统 森林生态系统 森林生态系统具有涵养水源、保持水土、防风固沙、调节气候、净化空气等作用，有“绿色水库”“地球之　 　”之称
湿地生态系统 湿地生态系统具有净化水质、蓄洪抗旱等作用，有“地球之　 　”之称。沼泽是典型的湿地生态系统
海洋生态系统 海洋中的植物绝大部分是微小的浮游植物，能吸收大量二氧化碳，海洋中植物每年制造的氧气占地球每年产生氧气总量的　 　%
淡水生态系统 淡水生态系统包括河流生态系统、湖泊生态系统、池塘生态系统等，由淡水水体与其中的生物组成。淡水生态系统不仅为人类提供饮用、灌溉及工业用水的水源，在调节气候等方面也有重要的作用
草原生态系统 草原生态系统多分布在干旱地区，年降雨量很少，缺乏高大的植物，动植物种类虽然比森林生态系统少，但仍然是非常丰富的。草原在水土保持和防风固沙等方面起着重要的作用
人工 生态 系统 农田生态系统 农田生态系统以农作物为主体，动植物种类相对较少。同野生植物相比，农作物抵抗旱、涝或病虫害的能力较差，因此，需要在栽培和管理中投入大量的人力物力
城市生态系统 城市生态系统中人类起着重要的支配作用。植物的种类和数量少。消费者主要是人类，而不是野生动物。由于人口密集，排放的污水、废气和固体废弃物多，容易产生环境问题
肺
肾
70
3.为什么说生态系统具有一定的自动调节能力？什么样的生态系统不容易被破坏？(P23-24)
在生态系统中，随着环境的不断变化，各种生物的数量也在不断地变化着，但是在一般情况下，生态系统中各种生物的　 　和所占的比例是相对　 　的。这说明生态系统具有一定的　 　能力，但这种自动调节能力是有一定　 　的。如果外界干扰超过该限度，生态系统就会遭到破坏。以“草→兔→狼”这条食物链为例，假如因人为因素，狼的数量大量减少，在短时间内，兔的数量增多，草的数量减少；在相对较长的时间内，兔的数量先增多后减少，草的数量先减少后增多。
数量
稳定
自动调节
限度
生态系统的成分越复杂(生物的种类和数量越多、食物链和食物网越复杂)，自动调节能力就越　 　，越不容易被破坏。例如，森林生态系统比草原生态系统稳定性强。
强
调节能力：
森林>草原>荒漠
请阅读下列资料：
资料一：2024年4月25日，神舟十八号成功发射，“太空水族箱”也随之“入住”中国空间站。这是国内首次开展太空养鱼，以斑马鱼和金鱼藻为研究对象，在轨建立稳定运行的空间自循环水生生态系统，实现我国在太空培养脊椎动物的突破。
资料二：稻螟虫是啃食水稻的害虫，青蛙是稻螟虫的天敌，稻田中放养适量青蛙，可以减少农药的使用，青蛙在稻田中也会遭到蛇的捕食。
资料三：从2023年8月24日开始，日本不顾国际社会的质疑和反对，多次将福岛第一核电站核污染水排入海洋，会对海洋环境造成污染。
资料四：2024年2月2日，是第28个“世界湿地日”，第2个联合国湿地日。在湖南省2024年“世界湿地日”现场宣传活动上获悉，近年来，全省大力推进湿地保护修复工作，并取得显著成效，湿地保护率居全国前列。目前全省已建立5处国际重要湿地、2处国家重要湿地、1处国际湿地城市、50处省级重要湿地、78处省级以上湿地公园。湿地被誉为“地球之肾”，为人类提供保护生物多样性、固碳减排、减缓气候变化等多重生态服务功能，同时源源不断提供着经济效益、社会效益与文化效益。湖南是长江中游的湿地大省，全省湿地面积2056万亩，占国土面积的6.47%，拥有163公里黄金水道和被誉为“长江之肾”的洞庭湖。每年四月，大量候鸟成群结队来繁衍生息，以鱼为食，鱼以虾为食，而虾则以植物为食，给湿地生态系统带来了勃勃生机。
据此，完成典例和变式1—7题。
神舟十八号成功发射，一个内部容量1.25升的“水族箱”跟随乘组一同进入太空。“水族箱”可以看作一个生态系统，下列也可以看作一个生态系统的是( )　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.洞庭湖中所有的鱼 B.张家界国家森林公园
C.紫鹊界梯田中的杂交水稻 D.南山牧场上所有的生物
典例 1
B　
变式1　“爱上生物学”社团某天的特色实践活动是自制生态瓶，他们准备了几条小鱼、河泥、容器和清水，把容器置于阳光下，若要构成一个完整的生态系统，生态瓶中还应补充( )
A.分解者 B.生产者 C.消费者 D.非生物部分
B　
2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射成功。神舟十八号实施国内首次在轨水生生态研究项目，以斑马鱼和金鱼藻为研究对象，在轨建立稳定运行的空间自循环水生生态系统。斑马鱼和金鱼藻在该生态系统中分别属于( )　　　　　　　　　　　
A.分解者、消费者 B.生产者、消费者
C.消费者、生产者 D.分解者、生产者
变式2　龚自珍的名句“落红不是无情物，化作春泥更护花。”从生态学角度分析，在“落红”化作“春泥”过程中，起决定作用的是( )
A.生产者 B.消费者 C.分解者 D.以上都是
典例 2
C　
C　
稻螟虫是啃食水稻的害虫，青蛙是稻螟虫的天敌，稻田中放养适量青蛙，可以减少农药的使用，青蛙在稻田中也会遭到蛇的捕食。下图表示上述生物构成的食物链中各生物(用甲~丁表示)体内农药的相对含量。下列叙述正确的是( )　　　　　　　　　
①上述生物构成的食物链是：水稻→稻螟虫→青蛙→蛇
②上述生物构成的食物链是：阳光→水稻→稻螟虫→青蛙→蛇
③图中甲所代表的生物是青蛙
④图中丁所代表的生物是水稻
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
典例 3
A　
变式3　下列选项中的生物，能够直接写出一条完整食物链的是( )
A.牛吃小草，鸭吃稻谷 B.螳螂捕蝉，黄雀在后
C.大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米 D.蝗虫吃水稻，青蛙吃蝗虫
D　
从2023年8月24日开始，日本不顾国际社会的质疑和反对，多次将福岛第一核电站核污染水排入海洋，会对海洋环境造成污染。经过一段时间后，在“藻类→草食鱼→肉食鱼→鲨鱼”食物链中，体内放射性物质含量相对较轻的消费者是( )　　　　　　　
A.藻类 B.草食鱼 C.肉食鱼 D.鲨鱼
典例 4
B　
变式4　在某生态系统中，各种生物体内残留的某重金属含量如表所示。根据表中数据判断，下列说法正确的是( )
A.表中生物可构成一条食物链为：D→B→C→E→A
B.表中生物A是消费者
C.表中生物C与E是捕食关系
D.表中生物D的数量最多
C　
生物体 A B C D E
某重金属浓度/ppm 0.05 7 1.2 58 0.39
每年四月，大量候鸟成群结队来到洞庭湖繁衍生息，以鱼为食，鱼以虾为食，而虾则以植物为食，给湿地生态系统带来了勃勃生机。上述可以构成一条食物链，如候鸟被不法分子大量捕杀，则在相当长的一段时间内，虾的数量( )
A.增加 B.减少 C.先少后多 D.先多后少
典例 5
C　
变式5　为响应国家号召，企业家蒋乙嘉，回到蓬溪老家，打造了著名的千叶佛莲种植基地。如图是该基地部分生物形成的食物网，下列有关叙述错误的是( )
A.在此食物网中共有2条食物链
B.食虫鸟与蜘蛛之间只有捕食关系
C.该基地的能量最终来源于太阳的光能
D.千叶佛莲是该食物网的生产者
B　
2024年2月2日，是第28个“世界湿地日”。洞庭湖湿地被称为
( )
A.地球之肺 B.地球之肾
C.绿色水库 D.天然氧吧
变式6　地球上最大的生态系统是( )
A.森林生态系统 B.草原生态系统
C.海洋生态系统 D.生物圈
典例 6
B 　
D　
我国提出“绿水青山就是金山银山”，强调了“保护生态环境、保护生物圈，实现人与自然和谐发展”在经济建设中的重要性。这是因为生物圈( )
A.是指地球上所有的植物 B.只包括岩石圈和水圈
C.各种资源都用之不尽 D.是一个统一的整体
典例 7
D　
变式7　2024年4月25日，神舟十八号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。我国科学家在空间站搭建了一个含有斑马鱼、金鱼藻和微生物的密闭水生生态系统，研究空间环境对生态系统的影响。图甲是中央电视台相关报道的画面，图乙是地面模拟实验的部分装置。回答下列问题：
(1)斑马鱼、金鱼藻和微生物等所有生物以及它们生活的环境共同构成一个　 　系统。斑马鱼的生命活动会受到水等　 因素的影响。
生态　
非生物　　
(2)该水生生态系统中，斑马鱼呼吸作用产生的　 　可为金鱼藻光合作用提供原料。斑马鱼的排泄物会被细菌、真菌等　 　通过分解作用产生成二氧化碳、水、　 　，被金鱼藻利用，金鱼藻的光合作用又可为斑马鱼提供　 　、有机物等物质，因此斑马鱼和金鱼藻在物质上可形成互相利用的循环。
二氧化碳　
分解者　
无机盐　
氧气　
(3)据报道，我国科学家未来将在空间站搭建成分更复杂、功能更完善的生态系统。这样的生态系统中，一般消费者含有的总能量　 　(填“少于”或“多于”)生产者含有的总能量，原因是能量流动逐级递减。除能量流动外，生态系统还具有的重要功能是　 　循环。
少于　
物质　
(4)请简述在空间站内搭建并研究生态系统的重要意义：　 。
为航天员提供食物和氧气，处理航天员的生活垃圾，实现物质的循环利用，减轻飞船的负载，维持飞船的生态平衡。研究空间环境对生态系统结构、功能、稳定性的影响，为未来建立更加完善的太空生态系统提供科学依据；研究空间环境对动植物生长发育的影响，探索生命的奥秘；研究空间环境对动植物的影响，为人类深入探索并利用太空增加可能性，为人类实现地外长期生存，具有重要的理论和实践意义　　
(一)思维模型构建
①　 ②　 ③　 　④　 　⑤　 　
⑥　 ⑦　 ⑧　 ⑨　 　
非生物成分　　　
生物成分　　
生产者
消费者
分解者
森林生态系统
湿地生态系统
食物链
食物网
(二)一“境”到底，本课小结
结合“创设情境”中的内容，“月宫一号”属于一个生态系统吗？其中栽培的粮食作物、蔬菜和水果，饲养的黄粉虫等动物，降解废物的微生物分别相当于其中的什么成分？
答：“月宫一号”属于一个生态系统，其中栽培的粮食作物、蔬菜和水果属于生产者，饲养的黄粉虫等动物属于消费者，降解废物的微生物属于分解者。

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