人教版 (2019)选择性必修2第1节 生态系统的结构学案设计

  人教版（2019）高一生物选择性必修二导学案

第1节　生态系统的结构

学习目标：1.阐明生态系统由生产者、消费者和分解者等生物因素以及阳光、空气、水等非生物因素组成，各组分紧密联系使生态系统成为具有一定结构和功能的统一体。

2．讨论某一生态系统中生产者和消费者通过食物链和食物网联系在一起形成复杂的营养结构。

学科素养：1.生命观念——初步以结构与功能观，阐明生态系统的概念和组成成分。

2．科学思维——采用归纳与概括，尝试构建生态系统的结构模型。

3．生命观念、科学思维——基于经验事实，形成生态系统结构与功能相统一的生命观念。

4．科学思维、社会责任——通过演绎归纳，能够解释食物网中生物数量的变化，运用于指导社会实践。

知识点一　生态系统的范围及其组成成分

自主梳理

1．概念

在一定空间内，由____________与它的____________相互作用而形成的统一整体，叫作生态系统。

答案：生物群落　非生物环境

2．范围

生态系统的范围有大有小。________是地球上最大的生态系统，它包括地球上的________及其____________。

答案：生物圈　全部生物　非生物环境

3．类型

将序号所示生态系统的类型进行归类：

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

          自然生态系统            人工生态系统

答案：①⑦　②③⑥⑨　④⑤⑧⑩

4．组成成分(连线)

①非生物的物质和能量　　　　a．绿色植物

②生产者                    b．腐生细菌、真菌

③消费者                    c．阳光、水、空气、无机盐

④分解者                    d．动物(大多数)

答案：①—c　②—a　③—d　④—b

5．生态系统是各组成成分的统一体

答案：生产者　分解者

[自查自纠]

(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)城市生态系统和冻原生态系统均属于自然生态系统。(　　)

(3)生物圈是地球上最大的生态系统，包括地球上的全部生物及其非生物环境的总和。(　　)

(4)生态系统中分解者的作用是将有机物分解成无机物。(　　)

答案：(1)√

(2)X　解析：城市生态系统属于人工生态系统。

(3)√　(4)√

[互动探究]

1．如图甲为热带雨林的一个场景，图乙为海洋中的一个场景，两图中的生物和非生物成分均有植物、动物、阳光、空气、水、土壤等。图甲与图乙中的生物能否相互交换，为什么？

甲                         乙

答案：提示：不能。每种生物生活的环境不同，都与自己生活的非生物环境相适应，生态系统就是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．如图为种群、群落及生态系统之间的关系，据图分析它们之间的关系。

答案：提示：群落是在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，生态系统是由群落与非生物环境构成的。

3．生态系统的组成成分(生命观念)

图表情境

(1)分析该生态系统的组成成分

(2)生态系统各组成成分的认识

根据对生态系统组成成分的理解，判断下列说法的正误。

①植物都是生产者。(　　)

②生产者都是绿色植物。(　　)

③自养型生物都是生产者。(　　)

④动物都是消费者。(　　)

⑤细菌都是分解者。(　　)

⑥一种生物只能属于生态系统中的一种成分。　(　　)

答案：(1)水、空气、太阳辐射等　藻类、水生植物　水生昆虫、微小动物、底层甲壳类、鱼　细菌和真菌

(2)①X　提示：菟丝子等一些寄生植物营寄生生活，属于消费者。

②X　提示：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绿色植物。

③√　提示：自养型生物如绿色植物、硝化细菌等都属于生产者。

④X　提示：蚯蚓、蜣螂及某些种类的软体动物等腐生动物属于分解者。

⑤X　提示：硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于特殊消费者；腐生细菌属于分解者。

⑥X　提示：猪笼草既属于生产者，也属于消费者；杂食性动物如秃鹫，既属于消费者，又属于分解者。

重难点突破

1．生态系统的组成成分关系图示

2．生态系统的组成成分关系分析

(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)生产者是生态系统的基石；生产者是生态系统中唯一能通过光合作用或化能合成作用把非生物的物质和能量转变成生物体内的物质和能量(有机物及其储存的化学能)的成分。

(3)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，但消费者可加快物质循环。在生态系统中，生产者、消费者和分解者都是紧密联系、缺一不可的。

(4)分解者是生态系统物质循环的关键环节。如果一个生态系统中没有分解者，生态系统的物质循环就会受阻，生态系统就会崩溃。

(5)生产者和分解者是连接非生物环境与生物群落的“桥梁”。

3．生态系统组成成分之间的关系模型中的信息获取

依据图中“箭头”判断生态系统中各组成成分的基本思路：

(1)根据双向箭头确定C、D分别是非生物的物质和能量、生产者。

(2)根据箭头指向判断各成分

①D有三个箭头指出，应为生产者。

②C有三个箭头指入，为非生物的物质和能量。

③A和B一个为消费者，另一个为分解者。由D(生产者)和A(消费者)均指向B，可判断B为分解者。

4．辨析生态系统组成成分的三类“不一定”和两类“一定”

随堂练习

1．下列实例中，依次属于种群、群落、生态系统的是(　　)

①一块农田中所有的玉米螟(一种害虫)　②某湖泊中的全部生物　③某片杨树林的全部生物及生存环境　④护城河里的全部动物及绿色植物

A．①②③           B．②③④

C．③④①          D．①②④

答案：A

解析：一块农田中所有的玉米螟(一种害虫)是同种生物的集合，属于种群；某湖泊中的全部生物属于一个群落；某片杨树林的全部生物及生存环境属于生态系统；护城河里的全部动物及绿色植物不属于种群，也不属于群落，更不属于生态系统。

2．生态系统的4种成分相互联系，下列有关4种成分相互关系图的叙述中，不正确的是(　　)

A．应加上由丁到甲的箭头

B．甲为生产者，一定是自养型生物

C．丙为分解者，一定是微生物

D．乙可以是某些细菌

答案：C

解析：根据图中箭头的方向可以判断，甲为生产者，一定是自养型生物，能利用大气中的CO2，应该加上由丁到甲的箭头；乙是消费者，主要是动物，也可能是某些细菌；丙是分解者，包括营腐生生活的细菌、真菌和动物。

知识点二　生态系统的营养结构

自主梳理

1．结构

生态系统的结构包括____________________________。

答案：组成成分和营养结构

2．营养结构

(1)食物链

①概念：生态系统中各种生物因________关系形成的一种联系。

②实例

(2)食物网

①概念：生态系统中许多食物链彼此________连接成的复杂________。

②形成的原因

a．一种绿色植物可能是________植食性动物的食物。

b．一种植食性动物既可能吃________植物，也可能被________肉食性动物所食。

③功能：食物链和食物网是生态系统的________，是________和________的渠道。

答案：(1)①食物　(2)①相互交错　营养关系　②多种　多种　多种　③营养结构　物质循环　能量流动

[自查自纠]

(1)“大鱼吃小鱼，小鱼吃小虾，小虾吃泥巴”，泥巴中的藻类属于第一营养级。(　　)

(2)土壤微生物可作为生态系统的分解者。(　　)

(3)土壤中的硝化细菌是异养生物，因而不属于生产者。(　　)

(4)生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，其中生产者是生态系统的基石。(　　)

(5)食物网中两种生物间只能有一种种间关系。(　　)

(6)食物链纵横交错形成的复杂营养关系就是食物网；食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量。(　　)

答案：(1)√　(2)√　(3)X　(4)√　(5)X  (6)X

[互动探究]

如图为某陆地生态系统的食物网，据图回答下列问题：

(1)写出图中含营养级最多的食物链(一条即可)。

(2)图中猫头鹰可位于第几营养级？

(3)写出图中未包含的生态系统的成分。

答案：(1)提示：草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰(或草→食草昆虫→蜘蛛→吃虫的鸟→蛇→猫头鹰)。

(2)提示：第三、四、五、六营养级。

(3)提示：非生物的物质和能量、分解者。

重难点突破

1．食物链

(1)食物链的方向：被捕食者→捕食者，是经长期自然选择形成的。

(2)食物链的成分：由生产者和消费者组成，分解者与非生物的物质和能量都不参与食物链的组成。其中起点是生产者，而终点是最高级消费者。

(3)营养级：某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，既不代表单个生物个体，也不一定是某种群。

2．食物网

(1)营养级级别：同一种消费者在不同的食物链中，可以占有不同的营养级。如鹰在如下食物网中分别占有第三、四、五3个营养级。

(2)种间关系：在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能不止一种，如蛇与鹰，两者之间既存在捕食关系，又存在种间竞争关系。

(3)生物种类与食物网的复杂程度：食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而并非取决于生物数量。

3．食物链和食物网中生物数量的变化分析

(1)第一营养级的生物减少对其他物种的影响：第一营养级的生物(生产者)减少时，将会连锁性地引发其后的各个营养级生物减少。这是因为生产者是其他各级生物赖以生存的直接或间接食物来源。

(2)天敌一方减少时，被捕食者数量的变化：若天敌减少，则被捕食者数量增加，种内竞争加剧，种群数量又会下降，最后趋于稳定，但最终结果比原来数量要大。

(3)若处于“中间”营养级的生物减少，则其他生物的变化情况应视具体食物链(网)而定。

如图所示的食物网中，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捕食兔和食草籽鸟，从而导致兔及食草籽鸟减少。在这里必须明确蛇并非鹰的唯一食物，所以蛇减少并不一定会造成鹰的大量减少，鹰可依靠其他食物来源维持数量基本不变。

【易错易混】错将寄生生物和分解者列入食物链或计算营养级

高中生物学中的食物链，实际上是捕食食物链，它是由生产者和消费者通过捕食关系形成的，不包括分解者、寄生生物，也不包括非生物的物质和能量。

4．明确关于食物链和食物网的六个易误点

(1)每条食物链的起点都是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级，中间有任何间断都不算完整的食物链。

(2)食物链由生产者和消费者构成，分解者及非生物的物质和能量不属于食物链的成分，不出现在食物链(网)中。

(3)由于第一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级＝消费者级别＋1。

(4)某一营养级的生物代表的是处于该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群。

(5)同一种消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级。

(6)在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种。

随堂练习

(不定选)如图表示一个海滩湿地生态系统中生物的关系。下列有关分析错误的是(　　)

A．细菌的能量不能流向线虫

B．第三营养级的生物有食草虫、线虫、海螺

C．若大米草死亡，将导致细菌数量增加，沼蟹数量亦增加

D．若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛数量将减少

答案：AB

解析：细菌在生态系统中可以作为生产者、消费者或分解者，图示中的细菌可以作为消费者线虫的食物，其中的能量流向线虫；食物链的营养级一般以捕食链划分，生产者为第一营养级，食草虫、线虫和海螺都是第二营养级，第三营养级的生物有沼蟹、蜘蛛；若大米草死亡，则细菌数量增加，以细菌为食物的线虫数量增加，沼蟹数量亦增加；若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛的食物减少，引起蜘蛛数量减少。

[要语必背]

1．生态系统指的是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．生态系统的结构包括组成成分和营养结构两个部分。

3．生态系统的基石是生产者，生产者包括植物、蓝细菌、光合细菌和硝化细菌等。

4．消费者可加速生态系统的物质循环，包括大部分动物、寄生细菌等。

5．分解者是生态系统必不可少的成分，包括腐生的真菌、细菌和少数动物。

6．食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系是食物网，一种生物在食物网中可能占据多个营养级，两种生物之间可能同时具有捕食和种间竞争关系。

巩固提升

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，其中食草动物属于初级消费者

C．分解者都是异养生物，是生态系统不可缺少的成分

D．非生物的物质和能量是指阳光、水分、空气、细菌等

答案：C

解析：自养生物都属于生产者，但不一定都可以进行光合作用，如硝化细菌不可以进行光合作用，其进行的是化能合成作用，A错误；动物不一定都是消费者，如蚯蚓属于分解者，食草动物属于初级消费者，B错误；分解者都是腐生生物，属于异养生物，它们是生态系统不可缺少的成分，它们能将有机物分解成无机物，返回无机环境，C正确；非生物的物质和能量主要包括阳光、热能、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。

2．下图中的圆分别表示：a—生产者、b—分解者、c　—原核生物、d—蓝细菌、e—腐生细菌。能正确表示它们之间相互关系的是(　　)

答案：A

解析：a—生产者包括d—蓝细菌和其他自养生物，分解者包含e　—腐生细菌，d—蓝细菌和e　—腐生细菌都属于原核生物(c)，A正确；c　—原核生物不全是生产者和分解者，还有消费者，d—蓝细菌属于生产者，不是分解者，e　—腐生细菌全是分解者，B错误；b—分解者与a—生产者是并列关系，不是包含与被包含的关系，d—蓝细菌是自养原核生物，属于生产者，不属于e　—腐生细菌，腐生细菌均属于c　—原核生物，且属于b—分解者，C错误；e　—腐生细菌属于b—分解者，不属于a—生产者，d—蓝细菌属于a—生产者，不属于b—分解者，D错误。

3．如图表示某生态系统中的三种类型生物二氧化碳释放量(相对量)的曲线图，下列叙述正确的是(　　)

A．b曲线代表的生物可能是任何一种生产者

B．c可以说是生态系统的基石

C．a曲线代表的生物一定是消费者

D．由a、b、c三种生物可组成一个生态系统

答案：B

解析：b曲线代表的生物可能是一种生产者，代表能进行光合作用的生产者，A错误；c曲线代表的化能自养型生物，属于生产者，可以说是生态系统的基石，B正确；a曲线代表的生物可能是消费者，C错误；由a、b、c三种生物不能组成一个生态系统，因为不包括非生物环境，D错误。

4．某生态系统中三个不同种群数量变化如图所示，种群C是自养生物。下列说法错误的是(　　)

A．图中三个种群组成的食物链可表示为C→B→A

B．种群B在第3～7年间个体数下降是由A的增加和C的减少所致

C．种群A和B的存在能加快该生态系统的物质循环

D．一定自然区域内，A、B、C三个种群中的全部生物构成生物群落

答案：D

解析：根据题干可知，C是生产者，A和B都是消费者，且B的数量先于A减少和增加，说明B是初级消费者，A是次级消费者，A正确；根据A、B、C三个曲线可知，种群B在3～7年间，由于食物的减少和捕食者的数量增加，导致数量下降，B正确；A和B都是消费者，消费者能够加快生态系统的物质循环，C正确；群落是指这一个地域的所有生物，包括动物、植物和微生物，而A、B、C三个种群不包含微生物，D错误。

5．如图是处于平衡状态的简单淡水生态系统，请回答：

(1)此生态系统中共有________条食物链。

(2)此生态系统中属于第三营养级的动物是________________，淡水虾与小鱼的关系是________，大鱼与小鱼的关系是________。

(3)若所有水鸟迁徙到别处，则短时间内大鱼数目________，水藻数目________，淡水虾数目________。

(4)若此生态系统中的水绵大量减少，随之会发生的现象是(　　)

A．水藻大量增多

B．小鱼的数目增多

C．水鸟的数目减少

D．甲壳类的数目增加

(5)此生态系统中各种生物的总和，在生态学上称为________。

(6)生态系统的4种成分中，图中未体现的两种成分是________、________。

答案：(1)3

(2)水鸟、小鱼、淡水虾　种间竞争　捕食

(3)增多　减少　减少

(4)A

(5)群落

(6)非生物的物质和能量　分解者