高中生物北师大版必修三教学案第4章 第1节 第1课时 生态系统的结构.docx

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高中生物北师大版必修三教学案第4章第1节第1课时生态系统的结构

第1节

生态系统是一个相对稳定的系统

第1课时　生态系统的结构

1.生态系统的成分包括非生物成分和生物成分两大类。

其中生物成分可划分为生产者、消费者和分解者三大类群。

2．生产者都是自养生物，主要是绿色植物。

3．分解者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，也包括一些腐生动物，比如蚯蚓、蜣螂等。

4．一个完整的生态系统的结构包括生态系统的成分、食物链和食物网。

5．食物链和食物网是物质循环和能量流动的渠道。

生态系统的概念及成分

[自读教材·夯基础]

1．生态系统的概念

在自然界中存在的生物和非生物成分相互作用、相互依存，并执行一定的功能，所构成的整体。

2．生态系统的成分及其作用

（1）成分

（2）各组成成分的作用：

①非生物的物质和能量：

为生物群落提供物质和能量。

②生产者：

把太阳能转变成化学能，把H2O、CO2等无机物合成为有机物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分。

③消费者：

加快生态系统的物质循环。

④分解者：

把大分子的有机物分解为简单的无机物并将其还给环境，进行再循环，同时释放能量。

1．分析一下生态系统、种群、群落三者之间的关系。

提示：

生态系统包括群落和无机环境，群落是由许多个种群构成的。

2．结合生态系统的组成成分及其作用，思考：

（1）组成生产者的生物除绿色植物外还有哪些生物？

提示：

光能合成细菌和化能合成细菌，比如硝化细菌、硫细菌。

（2）动物都是消费者吗？

并举例。

提示：

动物不都是消费者，比如蚯蚓、蜣螂就属于分解者。

（3）细菌可以在生态系统中做哪些成分？

提示：

细菌可以是生产者、消费者，也可以是分解者，因营养方式不同而不同。

如硝化细菌等自养型细菌是生产者，肺炎双球菌等寄生细菌则为消费者，枯草杆菌等营腐生生活的则为分解者。

3．生态系统中哪些成分把生物群落和无机环境连接在一起？

提示：

生产者和分解者把生物群落和无机环境连接在一起。

[跟随名师·解疑难]

1．生态系统成分的比较

项目

组成成分

在生态系统中的作用

同化作用类型

地位

联系

非生物成分

阳光、热能、空气、水分、无机盐等

为生态系统的生物提供物质和能量

必备成分

生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”，生产者与各级消费者以捕食关系建立的食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道

生物成分

生产者

主要是绿色植物，也包括化能自养型生物

将无机物合成有机物，把光能或无机物中的化学能转变成有机物中的化学能，为消费者提供食物和栖息场所，是生态系统的主要成分

自养型

必备成分

消费者

包括营捕食生活的各种动物和营寄生生活的各种生物

对于植物的传粉、受精、种子传播等方面有重要作用

异养型

最活跃的成分

分解者

营腐生生活的微生物，主要是细菌和真菌等。

还有一些腐食性动物，如蚯蚓

将动植物的遗体分解成无机物，重新被绿色植物利用

异养型

必备成分

　　2.生态系统各组成成分之间的关系

食物链和食物网

[自读教材·夯基础]

1．食物链

（1）概念：

生产者固定下来的能量通过一系列的取食与被取食的过程，在生态系统的生物之间进行传递的关系称为食物链。

（2）实例：

2．食物网

（1）概念：

由许多条食物链彼此相互交错连接而成的复杂营养关系。

（2）形成的原因：

①一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物。

②一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。

1．结合上面食物链的实例，总结食物链的起点和终点分别是生态系统的什么成分？

各相邻生物之间存在什么关系？

提示：

起点是生产者，终点是不能被其他生物所取食的消费者，各相邻生物之间是捕食关系。

2．分析食物链中消费者的级别与营养级别存在什么样的关系。

提示：

生产者是第一营养级，初级消费者处于第二营养级，消费者的级别是营养级的数目减1。

[跟随名师·解疑难]

1．营养结构分析

（1）每条食物链的起点总是生产者，最高点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级，中间的任何停顿都不能算完整的食物链。

（2）同一种消费者在不同的食物链中，可以占有不同的营养级。

（3）捕食食物链只有生产者和消费者，分解者和非生物的物质和能量不参与食物链。

（4）食物链一般不超过5个营养级。

（5）在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合，如蜘蛛与青蛙，二者之间既是捕食关系，又是竞争关系。

（6）食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类而并非取决于生物的数量。

2．食物链（网）中各营养级生物数量变动分析

（1）处于食物链中第一营养级的生物减少的情况：

在某食物链中，若处于第一营养级的生物减少，则该食物链中的其他生物都减少。

这是因为第一营养级是其他各种生物赖以生存的直接或间接食物来源。

（2）“中间”营养级的生物减少的情况：

如下图所示的食物网中，蚱蜢突然减少，则以它为食的蜥蜴减少，蛇也减少，蛇减少则鹰就更多地吃兔和食草籽的鸟，从而导致兔和食草籽的鸟减少。

在这里必须明确蛇并非鹰的惟一食物，所以蛇减少并不会造成鹰的减少，它可依靠其他食物来源而维持数量基本不变。

（3）“天敌”一方减少的情况：

若一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者数量会因此而迅速增加，种群密度加大，种内斗争势必加剧，再加上没有了“天敌”的压力，被捕食者自身的素质（如奔跑速度、警惕灵敏性等）必定下降，导致流行病蔓延、老弱病残者增多，最终造成密度减小，直至相对稳定。

即天敌减少，造成被捕食者先增加后减少，最后趋向稳定。

生态系统的概念及成分的分析

[例1]　下列有关生态系统成分的叙述，正确的是（　　）

A．每种生物在生态系统中只能处在一个营养级上

B．动物都属于消费者，其中食草动物处于第二营养级

C．自养型生物都是生产者，是生态系统的主要成分

D．细菌都属于分解者，其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类

[精讲精析]　生态系统的生物成员中，消费者可占据多个营养级；动物以消费者居多，但也有一些为分解者，如蚯蚓；细菌中的硝化细菌为生产者，自养生物都是生产者，不论是光能自养型还是化能自养型生物。

[答案]　C

有关生态系统组成成分的辨析

（1）并不是所有的微生物都是分解者，如硝化细菌属于生产者，腐生细菌和真菌属于分解者，寄生细菌属于消费者。

（2）并不是所有的植物都属于生产者，如寄生植物菟丝子属于消费者。

（3）并不是所有的动物都是消费者，如腐食性动物蚯蚓、蜣螂等属于分解者。

（4）消费者不是生态系统的必备成分，但消费者的存在能够加快生态系统的物质循环。

1．关于生态系统成分中生物部分的叙述不正确的是（　　）

A．生产者属于自养型真核生物

B．消费者是异养型生物

C．分解者不仅限于腐生细菌和真菌

D．生产者、消费者和分解者三者紧密联系

解析：

生产者不一定是自养型真核生物，如硝化细菌就是生产者，但硝化细菌是原核生物，还有蓝藻是生产者，蓝藻也是原核生物。

答案：

A

食物链和食物网

[例2]　（海南高考）某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如下图。

某个时期，当地居民大量捕杀鼬，导致岛上鼠种群爆发，随后由鼠疫杆菌引起的鼠疫通过跳蚤使人感染。

回答问题：

（1）该食物网中，植物中的能量能通过__________条食物链传递给鹰，鹰所处的营养级为__________；兔与人的种间关系是____________。

鼠疫杆菌与人的种间关系是__________。

（2）通常情况下，寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响________（大于、小于、等于）鼬对鼠种群数量的影响；大量捕杀鼬会导致鼠种内竞争________（增强、不变、减弱）。

（3）生长在该岛上的蘑菇属于生态系统的________（生产者、消费者、分解者），其体内储存的能量________（能、不能）传递给植物。

[精讲精析]　

（1）在该食物网中，植物中的能量可以通过4条食物链传递给鹰，鹰在该食物网中处于第三、四营养级；人以兔为食，人和兔同以植物为食，所以兔与人的种间关系是捕食和竞争。

鼠疫杆菌可寄生在人体内。

（2）寄生的跳蚤不会使鼠死亡，而鼬、鼠为捕食关系，所以寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响小于鼬对鼠种群数量的影响。

大量捕杀鼬，导致鼠的数量增加，种内斗争增强。

（3）蘑菇是营腐生生活的真菌，属于生态系统的分解者。

分解者的作用就是把大分子的有机物质分解为简单的无机物并将其归还给环境，进行再循环。

[答案]　

（1）4　第三、四营养级　捕食和竞争　寄生　

（2）小于　增强　（3）分解者　不能

2．下列有关右图中食物网的叙述，正确的是（　　）

A．该食物网有3条食物链

B．鹰与鸟的关系是既捕食又竞争

C．该食物网所处的生态系统为草原生态系统

D．鹰占有两个营养级

解析：

非生物的能量和分解者细菌不参与食物链（网）的构成，故该食物网只有两条食物链。

鹰与鸟只存在捕食关系，不存在竞争关系。

鹰在食物链中只处于第三环节，故只占有第三营养级。

该食物网中的主要植物类型是草，鼠具有挖洞习性，属于食草动物，因此该生态系统应属于草原生态系统。

答案：

C

典例剖析

某小组拟调查一个池塘生态系统（如图）的组成成分。

请根据图示及提供的实验器材，回答下列问题。

（1）地点：

池塘。

（2）器材：

温度计、光照强度测定仪、酸度计、溶氧测定仪、水网、显微镜、放大镜、笔、记录本等。

（3）调查项目：

①非生物因素。

调查的成分有：

__________________。

②生物成分。

（4）调查报告：

该小组根据调查结果试图构建生态系统的结构模型，则图中的①__________，调查的成分有__________；②____________，调查的成分有__________；③__________，调查的成分有__________。

[解析]　池塘生态系统的成分中非生物的物质和能量主要包括水温、水表面光照强度、pH和水中溶氧量等，根据题目提供的器材：

温度计、光照强度测定仪、酸度计、溶氧测定仪来确定。

构建生态系统结构模型时，要充分考虑各成分的作用及各成分之间的关系。

[答案]　（3）①水温、水中含氧量、水面光照强度、pH

（4）①生产者　水草、浮萍、栅藻、团藻　②消费者　虾、草鱼、黑鱼　③分解者　细菌、真菌

[随堂基础巩固]

1．（海南高考）有一种生态农业模式是在水稻田中养鸭，利用鸭控制稻田中的杂草和害虫，鸭粪用作肥料。

下列关于该模式的叙述中，错误的是（　　）

A．杂草和水稻是生产者

B．鸭与害虫的种间关系为捕食关系

C．杂草和水稻的种间关系为竞争关系

D．水稻、鸭、害虫和杂草组成了一个农田生态系统

解析：

农田生态系统除包含水稻、鸭、害虫、杂草等动植物外，还包括各种微生物及非生物成分。

答案：

D

2．下图为南极某海域的食物网。

据图判断正确的是（　　）

A．此食物网共有6条食物链

B．硅藻既是生产者，又是分解者

C．磷虾在不同食物链上都属于同一营养级

D．严禁过度捕杀蓝鲸是由于其对该食物网影响最大

解析：

此食物网有9条食物链，硅藻是生产者，只从食物网分析，捕杀蓝鲸对其他成分的影响并不大，但蓝鲸属濒危物种，需加以保护，磷虾在不同食物链上都属于第二营养级。

答案：

C

3．如图是某池塘生态系统中的两条食物链，大量捕捞花鲢后，种群将有所变化，下列能正确反映短期内种群总重量增长率变化趋势的是（　　）

A．绿藻上升　　　　　　　　B．白鲢下降

C．水溞下降D．乌鱼上升

解析：

花鲢减少，水溞数量上升，水溞捕食绿藻使其数量下降。

乌鱼缺少食物，又大量捕食白鲢，使白鲢数量下降。

答案：

B

4．生态系统中，各种生物之间通过捕食与被捕食关系构成食物链。

多条食物链彼此交织成食物网。

图中的食物链有（　　）

A．4条B．5条

C．6条D．7条

解析：

该食物网中a、b是生产者，共有6条食物链：

①a→c→d→e；②a→f→g→e；③a→f→h→i；④b→c→d→e；⑤b→e；⑥b→g→e。

答案：

C

[课时跟踪检测]

（满分50分　时间25分钟）

一、选择题（每小题3分，共30分）

1．下列哪一组名词，可能用于同一个生物体上（　　）

A．生产者、异养生物

B．异养生物、草食动物

C．自养生物、寄生生物

D．自养生物、初级消费者

解析：

生产者必须是能将无机物同化为有机物的自养生物。

寄生生物和初级消费者都属于异养生物，也就不可能同时又是自养生物。

只有B项，草食动物即初级消费者属于异养生物，可以用于同一个生物体上。

答案：

B

2．以下关于种群、群落和生态系统的叙述，正确的是（　　）

A．种群中的个体是生物进化的基本单位

B．亚热带生长的常绿阔叶林组成一个种群

C．马尾松林地中所有树木构成了生物群落

D．生态系统的营养结构是食物链和食物网

解析：

一定时间、空间内同种生物个体的总和构成种群；一定区域内所有种群（包括动物、植物和微生物）的总和构成群落；群落及其生活的无机环境共同构成生态系统。

生态系统的成分有非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者；营养结构包括食物链和食物网。

答案：

D

3．下列生物中属于生产者的是（　　）

①硅藻　②酵母菌　③硝化细菌　④海带　⑤禽流感病毒　⑥蘑菇

A．②③④B．①③④

C．②③⑥D．①③⑥

解析：

生产者是自养生物，包括绿色植物和一些光合细菌、化能合成细菌（如硝化细菌）。

酵母菌和蘑菇是真菌，属于分解者；病毒是寄生生物。

答案：

B

4．“螳螂捕蝉，黄雀在后”，此成语所隐含的食物链具有营养级数至少为（　　）

A．2个B．3个

C．4个D．5个

解析：

成语中隐含的食物链是“蝉―→螳螂―→黄雀”，但此食物链缺少生产者，所以加上生产者后食物链中至少应该有4个营养级。

答案：

C

5．下列有关“生产者是生态系统的主要成分”的正确理解是（　　）

①生产者能将无机物合成有机物，属于自养型生物

②生产者的呼吸作用将有机物分解成无机物，实现了物质的循环

③绿色植物的蒸腾作用降低了环境温度

④生态系统内流动的能量全部是生产者固定的能量

A．①②B．②③

C．③④D．①④

解析：

生产者是生态系统的主要成分，主要是因为生产者能将无机物合成有机物，是自养型生物，这些有机物（能量）一部分用于满足自身生长和代谢的需要，另一部分用于维持生态系统中除生产者以外的全部生物的生命活动。

答案：

D

6．关于生态系统中分解者的叙述正确的是（　　）

A．专营腐生生活的细菌不一定是分解者，而有可能是生产者或消费者

B．分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物，可以供绿色植物再利用

C．分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物同化作用再利用

D．分解者一定都是微生物，但微生物不一定都是分解者

解析：

专营腐生生活的细菌一定是分解者；分解者分解动植物遗体释放出来的能量，不能被绿色植物同化作用所利用，而分解后的无机物可被利用；有的分解者是动物，如蚯蚓。

答案：

B

7．农田生态系统中，假设有如右图所示的两条主要的食物链，如果有人大量捕捉蛙，短期内对该生态系统造成的影响是（　　）

A．有利于生态系统的平衡

B．水稻虫害严重

C．蛇的数量迅速增加

D．鼠的数量迅速增加

解析：

在这个生态系统中大量捕捉蛙，会使害虫的天敌大量减少，短期内会造成害虫大量繁殖，出现虫害，严重影响水稻的产量。

答案：

B

8．以虫治虫是生态农业的重要内容，右图表示某一生态系统中四种生物所含有机物的总量。

假设这四种生物只构成一条食物链。

请问在一段时间内，如果甲的种群数量增加，其可能引起的后果是（　　）

A．乙和丁的种群数量都增加

B．乙和丁的种群数量都减少

C．乙和丙的种群数量都减少

D．乙和丙的种群数量都增加

解析：

由图可知这四种生物构成的一条食物链为：

丙―→丁―→甲―→乙，若甲种群数量增加，则会对丁造成较大的捕食压力，使丁数量减少，这样就导致丙数量增多。

甲种群数量增加，为乙提供了充足的食物，使乙也增加。

答案：

D

9．表示一个生态系统的食物关系时，往往得到网状的复杂结构，这是由于（　　）

A．生产者的数量最多

B．消费者不只以一种生物为食

C．一个消费者只能在同一营养级

D．生态系统的物质流失

解析：

由于动物食性不同，使得一种生物可能被多种动物所捕食；而一种动物也可能捕食其他多种生物，这就使多条食物链交错联结，形成食物网。

答案：

B

10．下图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，则分解者的作用强弱依次是（　　）

A．a>b>cB．c>b>a

C．c＝b>aD．a>c＝b

解析：

要看清图中a、b、c三点所对应的纵坐标与横坐标的意义。

土壤中有机物量在减少是因为被分解者分解所致。

从题图可知，a、b、c三地区的落叶量是a>b>c，而土壤有机物量却是ab>c。

答案：

A

二、非选择题（共20分）

11．（12分）如下图所示为某生态系统的食物网简图，分析回答有关问题：

（1）在此食物网中共有________条食物链。

（2）在此食物网中，__________________属于初级消费者，处于最高营养级的生物是________。

（3）在此食物网中，可以占有两个或两个以上不同营养级的生物有________________。

（4）猫头鹰在此食物网中可以占有________个不同营养级。

（5）兔和食草昆虫之间关系是________；猫头鹰与蛇之间的关系是________；食物链中各种生物之间最根本的联系是________联系。

（6）在此食物网中，最长的一条食物链是________，共有________个营养级。

其中生产者是________，属于第________营养级；初级消费者是__________，是第________营养级；次级消费者是________，是第________营养级。

（7）由于捕猎的原因猫头鹰的数量大量减少，则蛇的数量将会________。

解析：

对于有关食物网的习题，解题时首先要数清有几条食物链；其次，理清某一生物在每一条食物链上所处的营养级，归纳出该生物共有哪几个营养级；最后，弄清该生物与其他生物之间的关系有哪几种，当某种生物因某种因素而减少时，对另一生物的影响，可顺着关系线路进行综合分析。

答案：

（1）10　

（2）兔、鼠、吃草籽的鸟、食草昆虫　猫头鹰　（3）食虫鸟、蟾蜍、蛇、猫头鹰　（4）四　（5）竞争　捕食和竞争　食物　（6）草→食草昆虫→蜘蛛→蟾蜍→蛇→猫头鹰　6　草　一　食草昆虫　二　蜘蛛　三　（7）增多

12．（8分）下面表格表示某生态系统的食物网情况（相应动物有关表格中的√表示该动物胃中含有上面的生物），请据表分析回答：

植物

食草昆虫

食虫昆虫

蛙

食虫鸟

鼠

蛇

鹰

食草昆虫

√

食虫昆虫

√

蛙

√

√

食虫鸟

√

√

鼠

√

蛇

√

√

√

鹰

√

√

√

（1）该生态系统共有________条食物链。

（2）鹰处于第五营养级的食物链有________条。

（3）蛇和鹰的关系是__________________________________________。

（4）该生态系统中未显示的成分是___________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

根据表格中的关系转化成的食物网为：

关于食物链的数目，一定要从生产者开始到该链的最高营养级为止，中间不能停，也不能从中间开始；不同食物链生物之间的关系不同，蛇在捕食食虫鸟等的时候与鹰的关系为竞争，鹰捕食蛇的时候为捕食关系，完整的生态系统包括生物因素和非生物因素。

答案：

（1）8　

（2）3

（3）竞争和捕食关系

（4）非生物的物质和能量以及分解者