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第3章 生态系统及其稳定性
第1节　生态系统的结构
课时目标 1.明确生态系统的组成成分及其作用，认同生态系统的统一性和整体性。(生命观念)
2．运用模型与建模的方法，分析生态系统的营养结构。(科学思维)
3．认同生态系统本身具有维持稳态的机制，人类活动需要遵循生态规律。(社会责任)
一、生态系统的概念、范围与类型
1．概念：在一定空间内，由________与它的__________相互作用而形成的________。
2．生态系统的范围：生态系统的空间范围有大有小。地球上最大的生态系统是______。
非生物环境
生物群落
统一整体
生物圈
3．生态系统的类型
①海洋生态系统　②草原生态系统　③森林生态系统　④农田生态系统　⑤果园生态系统　⑥冻原生态系统　⑦淡水生态系统　⑧人工林生态系统 ⑨荒漠生态系统　⑩城市生态系统
属于自然生态系统的是____________，属于人工生态系统的是________。
①②③⑥⑦⑨
④⑤⑧⑩
二、生态系统具有一定的结构
1．生态系统的组成成分
组成成分 地位 实例
非生物的
物质和能量 生态系统的基础 光、热、水、空气、无机盐等
组成成分 地位 实例
生物
成分 生产者 生态系统的____ ________，主要是绿色植物
消费者 最活跃的成分 主要是动物，还包括营寄生生活的生物
分解者 物质循环中的关键成分 主要是__________
基石
自养生物
细菌和真菌
2.食物链和食物网
(1)食物链
①实例
②特点：绿色植物所固定的太阳能，能通过______由一个营养级向下一个营养级传递。各种动物所处的营养级并不是________的。
(2)食物网
食物链
一成不变
◆助学巧记
在食物链(网)中，生产者都属于第一营养级，也是整个生态系统的基石。
◆基础速判(对的画“√”，错的画“×”)
1．一个完整的生态系统应包括生物群落及其非生物环境。 (　　)
2．所有的植物都是生产者，所有的动物都是消费者。 (　　)
3．生产者都是自养生物，消费者都是异养生物。 (　　)
4．食物链中只有生产者和消费者，无分解者。 (　　)
5．食物网中两种生物之间只有捕食关系。 (　　)
6．“螳螂捕蝉，黄雀在后”这条食物链中，螳螂是第二营养级。(　　)
√
√
×
√
×
×
◆思维启迪
“敕勒川，阴山下。天似穹庐，笼盖四野。天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊。”《敕勒歌》生动描绘了美丽的草原风光。诗中生物能否构成草原生态系统？为什么？
提示：不能。草、牛、羊只是草原生态系统中的部分生产者和消费者，还缺少分解者，且要构成草原生态系统，还需要非生物的物质和能量。
任务一__生态系统的组成成分
“一鲸落，万物生。”鲸落就是鲸鱼死亡后沉入海底直至消失的过程。2020年4月，我国科学家在南海首次发现一个长约3 m的鲸落。
[问题探究]
1．鲸落的第一个阶段，被称为移动清道夫阶段，鲨鱼和螃蟹等食腐动物会清除鲸鱼的软组织。该阶段中鲨鱼和螃蟹属于生态系统的什么成分？判断的依据是什么？
答案：分解者。该阶段的鲨鱼和螃蟹是食腐动物，清除鲸鱼的软组织，进行腐生生活。
2．鲸落的第二个阶段为机会主义者阶段，蜗牛和蠕虫等多毛类和甲壳类小型生物利用鲨鱼等的剩余食物，在鲸落周围的沉积物中定居下来，并在鲸骨上或鲸骨内清除剩余的残留物。该阶段中生态系统的能量主要来源于哪里？
答案：鲸鱼遗体残骸中有机物所含有的能量。
3．鲸落的第三个阶段是化能自养阶段，鲸骨腐烂时产生硫化氢，硫化菌可以利用水中溶解的氧将硫化氢氧化，转化为能量来源，供自身生长与繁殖。分析该阶段与前两个阶段的不同表现。
答案：该阶段的硫化菌属于生产者(或出现了生产者，或出现了自养型生物)。
1．生态系统中生物成分的组成及作用
2．生态系统的组成成分的关系
生态系统的组成成分的易错提醒
(1)生产者不一定是植物，如蓝细菌、硝化细菌等是原核生物；植物不一定是生产者，如菟丝子营寄生生活，属于消费者。
(2)消费者不一定是动物，如营寄生生活的微生物等；动物不一定是消费者，如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体、动物的排遗物为食的腐生动物属于分解者。
(3)分解者不一定是微生物，如蚯蚓等动物；微生物不一定是分解者，如硝化细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者。
1．(2025·洛阳高二检测)山西甜辣椒生产基地采用辣椒、玉米套种模式，利用地膜覆盖、秸秆还田等措施，综合治理辣椒园，抑制了辣椒疫霉病(由疫霉菌这种真菌引起，寄生于辣椒)，将该病害的发生率降低到10%以下。下列有关山西甜辣椒生产基地生态系统的叙述，错误的是(　　)
A．基地中的辣椒、玉米是生态系统的基石
B．疫霉菌在甜辣椒生产基地生态系统中属于分解者
C．以辣椒、玉米为食的蝗虫是初级消费者
D．地膜覆盖可增加土壤有机质，改善土壤特性
B
解析：
基地中辣椒、玉米是能进行光合作用的绿色植物，属于生产者，是生态系统的基石，A正确；根据题干信息可知，疫霉菌寄生于辣椒，属于消费者，B错误；直接以生产者为食的蝗虫是初级消费者，属于第二营养级，C正确；覆盖地膜能够提高土壤温度，减少土壤水分蒸发，适合微生物生存，有利于增加土壤有机质，改善土壤特性，D正确。
2．下列有关生态系统的组成成分相互关系图的叙述，不正确的是(　　)
A．应加上由丁到甲的箭头
B．甲为生产者，一定是自养生物
C．丙为分解者，一定是微生物
D．乙可以是某些细菌
C
解析：
根据图中箭头的方向可以判断，甲为生产者，一定是自养生物，故应该加上由丁到甲的箭头，表示光合作用(或化能合成作用)，A、B正确；丙是分解者，包括营腐生生活的细菌、真菌和动物等，C错误；乙是消费者，主要是动物，也可以是某些细菌，D正确。
3．(2025·苏州高二检测)极端天气与人为活动会导致源于陆地生态系统的树木被输送入海，并在被海水浸透至饱和后沉入海底，形成一种以厌氧菌和硫细菌等为主体的特殊生态系统——“木落”。厌氧菌以“木落”中木材的纤维素为食，同时产生一些硫化氢等硫化物。硫细菌将硫化物氧化成硫酸盐，并以该过程中释放的能量合成有机物。下列说法正确的是(　　)
A．“木落”中的所有生物构成完整的生态系统
B．“木落”中的群落存在垂直结构和水平结构
B
C．由于深海中没有阳光，故“木落”中不存在生产者
D．厌氧菌和硫细菌直接或间接以木材中的纤维素为食，均为分解者
解析：
“木落”中的所有生物及其生活的环境构成完整的生态系统，A错误；任何生态系统中的群落都存在垂直结构和水平结构，“木落”中的群落也不例外，B正确；深海生态系统没有光照，但该生态系统也存在生产者，如硫细菌可以利用硫化物合成有机物，是自养型生物，属于生产者，C错误；硫细菌可以利用硫化物合成有机物，是自养型生物，属于生产者，厌氧菌属于分解者，D错误。
任务二__食物链和食物网
下图是某生态系统的食物网组成。
[问题探究]
1．鹰占有哪几个营养级？鹰和蛇之间是什么关系？
答案：第三、四、五营养级。捕食和种间竞争。
2．若由于某种原因导致绿色植物减少，其他生物的数量会如何变化？
答案：其他生物的数量都会减少。
3．若人类的捕杀导致鹰大量减少，兔、食草鸟和蛇的数量会如何变化？
答案：兔、食草鸟、蛇的数量会先增加后减少，然后趋于相对稳定。
1．关于食物链的分析
食物链 绿色植物―→食草鸟―→蛇―→鹰
生态系统
的成分 生产者 初级
消费者 次级
消费者 三级
消费者
营养级
级别 第一
营养级 第二
营养级 第三
营养级 第四
营养级
生物类型 主要是
绿色植物 植食
性动物 肉食
性动物 肉食
性动物
2.食物链的易错提醒
(1)起止点：每条食物链的起点都是生产者，终点都是不被其他动物所食的动物，即最高营养级的消费者，中间有任何间断都不能算一条完整的食物链。
(2)组成：食物链中不能出现非生物的物质和能量及分解者，即只有生产者和消费者。
(3)营养关系：食物链中的箭头只表示捕食关系，即后一个营养级以前一个营养级为食，无寄生关系和腐生关系。
(4)方向：食物链中的捕食关系是经长期自然选择形成的，不会倒转，因此箭头一定是从上一营养级指向下一营养级，同时体现捕食关系。
(5)营养级：某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表单个生物个体或某个种群。
(6)消费者级别与营养级级别的关系：初级消费者为第二营养级，次级消费者为第三营养级，其他以此类推，即在食物链中消费者的营养级级别＝消费者级别＋1。
1． 某生态系统中存在右图所示的食物网，
下列分析错误的是(　　)
A．甲一定属于生产者，且为自养生物
B．乙、丙、丁均为异养生物，且丁位于第三和第四营养级
C．丙和丁间存在捕食和种间竞争关系
D．由于某种原因丁的数量减少，将会导致丙的数量增多，最终导致乙的数量减少
D
解析：
由于某种原因丁的数量减少，丁捕食乙和丙，因此将会导致乙和丙的数量增多，但最终两者的数量都趋于稳定，D错误。
2．某草原生态系统中生活着草、昆虫、兔、鸟、鼠、鹰和狐等生物，这些生物构成的食物网如下图所示，下列叙述错误的是(　　)
A．图中食物链有5条
B．该生态系统中生物所需的能量最终来源于太阳能
C．鸟属于第三营养级，是三级消费者
D．大量捕杀狐，鸟的数量会先增加再减少最后趋于稳定
C
解析：
该食物网中包括的食物链有草→昆虫→鸟→狐、草→兔→狐、草→兔→鹰、草→鼠→鹰、草→鼠→狐，共5条，A正确；生态系统中能量的源头是阳光，生产者固定的太阳能的总能量便是流经这个生态系统的总能量，B正确；鸟属于第三营养级，是次级消费者，C错误；如果大量捕杀狐，鸟会因天敌的减少而数量增加，然后食物等资源的限制又导致其数量减少，最后趋于稳定，D正确。
食物链(网)中的生物数量变化分析
(1)食物链(网)中第一营养级的生物(生产者)的数量减少，整个食物链(网)中的其他生物都会减少。
(2)“天敌”减少，短时间内被捕食者的数量会增加，但随着被捕食者的数量的增加，种内竞争加剧，被捕食者的数量又会下降，直到趋于相对稳定。
(3)中间营养级的生物数量减少，则最高营养级生物数量的变化视具体食物链(网)而定。
①生产者的数量相对稳定原则：某一消费者种群的数量发生变化时，一般不考虑生产者的数量的增加或减少。
②最高营养级的生物种群数量相对稳定原则：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，该种群的数量不会发生较大变化。
③在食物网中，当某种生物因某种原因而数量减少时，对另一种生物数量的影响沿不同食物链的分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。
外来植物入侵——科学思维与社会责任
外来植物入侵在经济、环境、社会等方面给被入侵地区带来了巨大的危害。互花米草入侵长江口，导致长江口的芦苇数量大量减少，以芦苇为食的蜡蚧、飞虱等节肢动物种群也减小或消失。研究表明，互花米草可通过下图所示的两种途径影响长江口生态系统。
设计1：考查获取信息的能力
(1)互花米草主要通过途径________入侵长江口生态系统。
设计2：考查利用所学知识进行分析判断的能力
(2)蜡蚧、飞虱等节肢动物在当地食物网中属于________消费者。消费者在生态系统中具有什么作用？________________________。
设计3：考查长句表达能力与社会责任
(3)根据题干信息分析，外来植物入侵后，对当地生态系统会造成什么样的影响？__________________________________________。
答案：(1) Ⅱ
(2)初级　消费者能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
(3)会使当地物种的生存受到威胁甚至绝迹，使当地生态系统的群落发生新的次生演替
解析：
(1)根据题意可知，互花米草主要通过途径 Ⅱ 入侵长江口生态系统。(2)由题意可知，蜡蚧、飞虱等节肢动物以芦苇为食，在当地食物网中属于初级消费者。消费者能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。(3)外来植物入侵后，会使当地物种的生存受到威胁甚至绝迹，使当地生态系统的群落发生新的次生演替。
1．下列有关生态系统的叙述，正确的是(　　)
A．消费者可以是所有动物、微生物、食虫植物等
B．分解者可以是腐生的细菌、真菌和动物
C．生产者在制造有机物时，所利用的能量类型相同，它是生态系统的基石
D．生产者、消费者、分解者等生物成分构成了生态系统
B
解析：
大部分动物属于消费者，少部分动物属于分解者；微生物既有生产者，也有消费者和分解者；绿色植物是生产者，食虫植物在特定条件下捕食虫类进行消化，类似消费者，A错误。分解者可以是腐生的细菌、真菌和动物，B正确。生产者在制造有机物时，所利用的能量类型可能不同，如绿色植物利用的是光能，硝化细菌利用的是周围无机物在氧化时释放的化学能，生产者是生态系统的基石，C错误。生产者、消费者、分解者等生物成分构成了生物群落，D错误。
2．调查发现某种蜣螂提高了“生活品位”，不仅吃粪便，还取食蜈蚣、千足虫等。与普通蜣螂相比，这种蜣螂后腿卷曲，便于捕猎，头部窄而长，便于进食千足虫等的内脏。下列说法正确的是(　　)
A．该地区的蜣螂、蜈蚣、千足虫和非生物环境构成了生态系统
B．从生态系统组成成分看，这种蜣螂既是消费者又是分解者
C．该种蜣螂处于食物网的第二营养级
D．从进化的角度看，这种蜣螂与普通蜣螂存在生殖隔离
B
解析：
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，叫作生态系统，该生态系统中除了蜣螂、蜈蚣、千足虫和非生物环境外，还应该有生产者等生物，所以该地区的蜣螂、蜈蚣、千足虫和非生物环境不能构成生态系统，A错误；这种蜣螂能吃粪便，属于分解者，还取食蜈蚣、千足虫等，属于消费者，B正确；这种蜣螂属于分解者和消费者，当其是消费者(以蜈蚣、千足虫等为食)时，至少处于第三营养级，C错误；根据题意分析可知，这种蜣螂与普通蜣螂之间在生活习性和形态结构上有差异，但没有研究它们之间能否自由交配或交配的后代是否可育，所以无法说明它们之间存在生殖隔离，D错误。
3．下图所示是生态系统的各组成成分间的关系图，下列对 a、b、c所代表的成分的叙述，正确的是(　　)
A.b中有真核生物，也有原核生物，但都是自养生物
B．a中全是异养真核生物
C．c中只包括腐生的细菌、真菌
D．a是该生态系统的基石，一旦遭到破坏会影响整个生态系统的稳定
A
解析：
图中b生产者中有真核生物，如绿色植物，也有原核生物，如蓝细菌，但都是自养生物，A正确；a消费者中全是异养生物，但不一定都是真核生物，如寄生细菌为原核生物，B错误；c分解者包括腐生的细菌、真菌及蚯蚓等腐生动物，C错误；b生产者是该生态系统的基石，D错误。
4．俗话说：“大鱼吃小鱼，小鱼吃小虾，小虾吃泥巴。”某同学据此设计了一个水池生态系统，下列属于该生态系统第一营养级的是(　　)
A．泥巴中的藻类 B．小鱼吃的小虾
C．吃小鱼的大鱼 D．泥巴中的细菌
A
解析：
食物链从生产者开始，到最高级消费者结束，即生产者处于第一营养级。泥巴中的藻类是该生态系统的生产者，处于第一营养级，A符合题意；小虾以泥巴中的藻类为食，是初级消费者，属于第二营养级，B不符合题意；吃小虾的小鱼是第三营养级，吃小鱼的大鱼是第四营养级，C不符合题意；泥巴中的细菌属于分解者，D不符合题意。
5．(2024·黄冈高二检测)海星是常见的海洋生物，下图表示长棘海星和多棘海盘车参与构成的部分食物网。下列相关叙述错误的是(　　)
A．该食物网中包含了12条食物链
B．多棘海盘车在该食物网中占据两个营养级
C．适当增加法螺和掠食鱼类可以减轻蛤蜊养殖损失
D．若长棘海星爆发，短时间内会使该地区的蛤蜊数量减少
D
解析：
浮游植物处于第一营养级，最高营养级为法螺和掠食鱼类，流经第二营养级的浮游动物的食物链共6条，流经第二营养级的蛤蜊的食物链共2条，流经第二营养级的珊瑚虫的食物链共4条，因此该食物网中共12条食物链，A正确；多棘海盘车存在于多条食物链中，在该食物网占据两个营养级，分别是第三、四营养级，B正确；适当增加法螺和掠食鱼类，可以减少多棘海盘车的数量，进而减少多棘海盘车对蛤蜊的捕食，减轻蛤蜊养殖损失，C正确；长棘海星爆发的短时间内会使该地区的珊瑚虫数量下降，法螺和掠食鱼类数量增加，多棘海盘车数量下降，蛤蜊数量增加，D错误。
6．(2025·郑州高二检测)如图是某农田生态系统的食物网示意图。请据图回答相关问题：
(1)生态系统的结构包括__________________和___________________。
(2)该食物网中至少存在______条食物链，蛇占有______个营养级。
(3)如果大量捕蛇，鼠种群的K值会______，会引起农作物产量______(填“增加”“减少”或“不变”)。
(4)土壤中小动物在该生态系统中的成分包括__________________，蚯蚓的活动有利于农作物对无机盐离子的吸收，蚯蚓在生态系统中的作用是_______________________________。
答案：(1)生态系统的组成成分　营养结构(或食物链和食物网)
(2)6　2
(3)增大　减少
(4)消费者和分解者　将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物(或将有机物分解成无机物)
解析：
(1)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，叫作生态系统，生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(或食物链和食物网)。(2)分析该食物网可知，该食物网中至少存在6条食物链(绿色植物→鸡；绿色植物→牛；绿色植物→植食性鸟；绿色植物→兔；绿色植物→鼠→蛇；绿色植物→虫→蛙→蛇)，蛇占有2个营养级，分别是第三营养级(绿色植物→鼠→蛇)和第四营养级(绿色植物→虫→蛙→蛇)。(3)在该食物网中，绿色植物被鼠捕食，鼠被蛇捕食，如果大量捕蛇，鼠的天敌减少，鼠种群的K值会增大，鼠数量会增加，大量捕食农作物，会引起农作物产量减
解析：
少。(4)土壤中小动物种类很多，一部分小动物通过吃植物的根系获得营养物质，一部分小动物通过吃残枝败叶获得营养物质，所以在该生态系统中的成分包括消费者和分解者；蚯蚓的活动有利于农作物对无机盐离子的吸收，蚯蚓在生态系统中的作用是将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物(或将有机物分解成无机物)。

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