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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
第1课时 生态系统的结构
导入新课（导入一）
在我国内蒙古东北部,既有一望无际的大兴安岭森林,也有沃野千里的呼伦贝尔草原。有的地方森林与草地仅一河之隔。相距如此之近的两个地段,为什么这边是森林群落那边却是草原群落呢 是那边的草原还没有演替为森林吗
导入新课（导入一）
千百年来,大兴安岭森林一直郁郁葱葱、遮天蔽日,而呼伦贝尔草原始终是天苍苍、野茫茫。为什么它们可以长期保持相对稳定呢
森林、草原、荒漠、海洋……地球上分布着多种多样的生物群落。这些群落外貌不同,物种组成也有差异,然而它们都与所处的环境形成了统一的整体,这就是生态系统。
导入新课（导入二）
在森林中,泉水叮咚,气温舒适,阳光透过各种各样的植物形成色彩斑斓的迷人景色。在蝉声和鸟鸣声中,你会看到形态各异的蝴蝶翩翩飞舞,松鼠在树木之间不断跳跃,草丛中不时有蜥蜴或蛇爬过,一些鸟在捕食昆虫,偶尔也会碰到鹿等动物从林中穿过。当你来到林中的溪流边时,溪旁正在鸣叫的蛙迅速跳入水中,鱼儿在清澈见底的水中游弋,不知名的小虾在水草丛中觅食,蝾螈静静地躲藏在石块底下。
导入新课（导入二）
当你翻开厚厚的林下落叶时,会发现许多小昆虫以及蚯蚓等小动物,它们辛勤劳作,将植物的枯枝落叶和动物的遗骸进行分解,发挥着“清道夫”的作用。那么,森林生态系统的组成成分有哪些 其营养结构和功能是什么 该系统的稳态又是如何实现的呢
环节一：生态系统（思路一）
资料 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100 kg。
环节一：生态系统（思路一）
讨论:
(1)大豆根系会给土壤带来哪些变化
(2)大豆与其他生物之间存在什么关系
(3)根据以上讨论结果,请用一句话概括生物与环境的关系。
环节一：生态系统（思路一）
大豆作为豆科植物,其根部具有根瘤,根瘤菌可以固定空气中的游离态氮,增加土壤的氮含量;大豆生长所产生的枯枝落叶,可增加土壤中的有机物。大豆的生长改善了土壤的养分,土壤成分的改变更易于植物的生长繁殖。
环节一：生态系统（思路一）
植物种类的增加改善了农田环境,从而使得更多种类的动物在此生存繁衍。土壤的肥力不同会导致大豆产量有差异,而大豆与根瘤菌的互利共生能增加土壤中的氮含量。生物间存在复杂的种间关系,生物与环境相互影响、相互作用,形成统一整体,出现各组成成分单独存在时没有的新特点。
环节一：生态系统（思路一）
生态系统的概念: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。
生态系统的范围:生态系统的空间范围有大有小。一片森林、一个湖泊、一片草原、一条河流、一块农田等,都可以各自成为一个生态系统。地球上的全部生物及其非生物环境的总和,构成地球上最大的生态系统——生物圈。
环节一：生态系统（思路一）
生态系统的类型概念图
环节一：生态系统（思路二）
资料 1957年陕西省榆林市红石峡沙地植物园建园时,这里全是流动沙地,植被盖度仅为1.8%,只有20多种植物。如今环顾四周,樟子松高大挺拔,灌木郁郁葱葱。经过几代人的艰苦奋斗,现在这里已全部改造为固定沙地。该植物园成为我国沙旱生植物种质资源基因库,目前保存着超过500种优良固沙植物,形成乔灌草结合、针阔混交的稳定群落,森林覆盖率达到67%。
环节一：生态系统（思路二）
专家分析,毛乌素沙地“绿进沙退”,除了长期坚持不懈植绿治沙这个主导因素,也存在近些年来气候条件较好的有利影响。植树造林种草可以改善局部小气候,在增加相对湿度、增加局地降水和提升气候舒适度方面,具有显著作用。“人努力”和“天帮忙”形成叠加效果、良性循环,毛乌素沙地越来越绿意盎然。
环节一：生态系统（思路二）
请根据以上实例,概括生物与环境的关系。
非生物环境的状况决定了哪些生物能够在这一区域内定居和繁衍,生物群落的存在又改变着环境。因此,生物与环境是统一的整体,生物与环境相互依赖,相互影响。
环节一：生态系统（思路二）
1.生态系统的概念
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。
2.生态系统的类型
这些生态系统可以分为自然生态系统和人工生态系统。
自然生态系统又被分为陆地生态系统和水域生态系统。陆地生态系统包括冻原生态系统、荒漠生态系统、草原生态系统、森林生态系统等。
水域生态系统主要包括海洋生态系统和淡水生态系统等。
环节一：生态系统（思路二）
3.生物圈
生物圈是指地球上的全部生物及其非生物环境的总和,包括岩石圈表面、水圈的大部和大气圈底部。
在地球表面积中,海洋约占71%。海洋和陆地上的湖泊、江河等共同构成地球上的水圈。水圈中生活着多种多样的水生生物,而陆生生物主要生活在大气圈底部与岩石圈表面。
环节二：分析生态系统的结构（思路一）
资料1 荒漠生态系统:在我国西北半干旱区,豆科植物柠条常被用来进行人工固沙。柠条扎根于沙粒间,顽强生长形成灌丛。在某沙化地区合理种植柠条之后,群落内物种丰富度逐渐增加并趋于稳定。群落中有地锦、胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿等植物。
环节二：分析生态系统的结构（思路一）
还分布着多种动物,其中,植食性的有蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂等;肉食性昆虫或其他小动物有姬蜂、步甲、园蛛、蜈蚣等。在柠条根系周围的土壤中,生活着难以计数的真菌、细菌、放线菌。群落处于稳定状态时,群落所栖居的土壤表层含水量增加,土壤养分也在改善。
资料2 池塘生态系统:如图为某池塘生态系统的示意图。
环节二：分析生态系统的结构（思路一）
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 为什么
环节二：分析生态系统的结构（思路一）
讨论1:两个生态系统中有哪些生物 尝试通过它们的营养方式和作用,对它们进行分类。
环节二：分析生态系统的结构（思路一）
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
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。
环节二：分析生态系统的结构（思路一）
讨论4:按照不同种类生物的营养方式,以及它们在生态系统中的作用,将上述生态系统中的生物进行归类。
环节二：分析生态系统的结构（思路一）
生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。
生态系统的组成成分及功能：
环节二：分析生态系统的结构（思路一）
环节二：分析生态系统的结构（思路一）
环节二：分析生态系统的结构（思路一）
生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量之间紧密联系、相互作用,使生态系统成为具有一定结构和功能的统一体。
环节二：分析生态系统的结构（思路一）
资料3 “鲸落”是鲸尸沉入深海形成的特殊生态系统,深海缺乏阳光,是低温、黑暗、高压的环境,鲸尸为深海动物和微生物提供营养物质,一些细菌的分解作用产生硫化氢,另一些细菌再氧化这些硫化氢得到能量,合成有机物,一具大型鲸尸可以维持多种生物生存上百年。
(1)在鲸落生态系统中将营养物质分解成硫化氢的细菌属于什么成分
(2)在鲸落生态系统中氧化硫化氢获得能量的细菌属于什么成分
生产者。
分解者。
环节二：分析生态系统的结构（思路一）
学习任务:比较草地生态系统和池塘生态系统,重点关注两个生态系统的成分。
环节二：分析生态系统的结构（思路二）
草地生态系统和池塘生态系统中,阳光、无机物、有机物、温度、水等称为非生物的物质和能量,它们是生物生存的重要条件。
环节二：分析生态系统的结构（思路二）
生产者是指能利用简单的无机物制造有机物的生物。能量首先是以太阳能的形式进入大多数生态系统的,绿色植物能够把太阳能转化为化学能,储存在有机物中,不仅可以满足自身的生长、发育和繁殖的需求,还为消费者和分解者提供了物质和能量。一些化能自养生物(如光合细菌、硝化细菌等)和光能自养生物(如蓝细菌等)也是生产者。
环节二：分析生态系统的结构（思路二）
消费者是指直接或间接以生产者所制造的有机物为食的动物,根据其所吃的食物可以分为以植物为食的植食性动物和以动物为食的肉食性动物。例如,池塘中以浮游植物为食的浮游动物是植食性动物,以浮游动物为食的鱼类是肉食性动物。
环节二：分析生态系统的结构（思路二）
分解者是指以生物的有机物残遗和死亡后的尸体为能量和物质来源的细菌、真菌以及其他异养生物。分解者的作用是把大分子有机物分解成简单的无机物,同时释放出能量,生成的无机物可以被植物利用。分解者在维持生态系统的能量流动和物质循环方面的作用是任何其他生物都不能替代的。
环节二：分析生态系统的结构（思路二）
归纳生态系统的组成成分:
环节二：分析生态系统的结构（思路二）
主要是动物
“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》向我们描绘了美丽的草原风光。
(1)诗歌中出现的草、牛、羊是否构成了草原生态系统
(2)草原生态系统应该包含哪些生物成分
环节二：分析生态系统的结构（思路二）
提示:
(1)草、牛、羊只是草原生态系统中的部分生产者和消费者,还缺少其他生产者和消费者,以及分解者和非生物成分,故草、牛、羊不构成草原生态系统。
(2)草原生态系统的生物成分应该包含生产者、消费者和分解者。
环节二：分析生态系统的结构（思路二）
由于生态系统中各组成成分之间的紧密联系,使生态系统成为一个统一的整体,具有一定的结构和功能。
请根据生态系统各组分的功能,绘制图形描述它们之间的联系。
环节二：分析生态系统的结构（思路二）
消费者
无机盐等
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来源。生产者是生态系统中唯一能把非生物的物质和能量转变成生物体内的物质和能量(有机物及其贮存的化学能)的成分,因此,可以说生产者是生态系统的基石。从理论上讲,消费者的功能、活动不会影响生态系统的根本性质,所以消费者不是生态系统必要的基础成分,但在自然生态系统中,生产者、消费者和分解者都是紧密联系、缺一不可的。分解者在生态系统中占有重要地位。如果一个生态系统中没有分解者,动植物的遗体残骸就会堆积如山,生态系统就会崩溃。因此,从物质循环角度看,分解者在生态系统中占有重要地位。
环节二：分析生态系统的结构（思路二）
环节三：概念辨析
一、生态系统的组成成分
1.非生物的物质和能量
(1)物质:水、空气、无机盐等。
能量:光能、热能等。
(2)作用: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。
(3)地位:是生态系统的必需成分。
环节三：概念辨析
一、生态系统的组成成分
2.生产者:是指能利用太阳能等能量,将无机物合成有机物的自养生物,主要指各种绿色植物,也包括自养细菌。
3.消费者:是指不能将无机物直接合成有机物,只能直接或间接地依赖于生产者所合成的有机物,借以维持自身生命活动的异养生物。
4.分解者:能够把动植物遗体和遗物中的有机物分解为无机物,它们主要是营腐生生活的细菌和真菌。
环节三：概念辨析
二、完善生态系统的结构模型
环节三：概念辨析
三、种群、群落和生态系统的关系
环节三：概念辨析
四、易错提醒
1.生产者≠植物。
2.消费者≠动物。
3.分解者≠微生物。
核心总结
课堂练习
1.下列有关生态系统组成成分的叙述,正确的是 ( )
A.太阳光来自地球以外,不属于生态系统的组成成分
B.硝化细菌是原核生物,在生态系统中属于生产者
C.病毒是原核生物,在生态系统中属于消费者
D.蚯蚓是真核生物,在生态系统中属于消费者
B
课堂练习
2.下列关于生态系统中各种生物成分的叙述,错误的是 ( )
A.动物的食性越复杂其种群数量波动幅度越大
B.分解者通过细胞呼吸来分解生态系统中的有机物
C.生产者制造有机物时,所利用的能量类型可能不同
D.各种消费者的存在促进了物质循环并使生态系
统更加稳定
A
课堂练习
3.“葛(葛藤)之覃兮,施于中谷(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
C
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