生物选择性必修2第1节 生态系统的结构学案设计

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[学习目标] 1.举例说明什么是生态系统。2.通过分析生态系统的结构，归纳生态系统的组分，构建生态系统的结构模型。3.阐明生态系统是一个统一的整体。
一、生态系统的范围和组成成分
1．生态系统的范围
(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)生态系统的范围
①生态系统的空间范围有大有小。
②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。
(3)生态系统的类型
生态系统eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(自然生态系统\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(水域生态系统,陆地生态系统)),,人工生态系统\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(农田生态系统,人工林生态系统,果园生态系统,城市生态系统))))
2．生态系统的组成成分
(1)生态系统的四种成分及比较
(2)生态系统的结构模型
判断正误
(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)细菌在生态系统中可能是生产者，也可能是消费者或分解者( )
(4)生产者都是自养生物，消费者都是异养生物( )
(5)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，其中生产者处于主导地位( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)√
任务一：分析生态系统的结构
阅读教材“思考·讨论：分析生态系统的结构”，回答下列问题：
1．这两个生态系统中有哪些生物？尽可能多地列出它们的名称，并完成下表。
2.在上述生态系统中，除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？
提示 还存在非生物的物质和能量。它们对生态系统来说是不可缺少的。物质和能量是生命活动存在的最基本条件，生命活动本质上也是物质和能量的变化，非生物的物质和能量还是生物群落赖以生存和发展的基础。
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？请完善下表。
注：不同种类的生物获得物质和能量的途径不一样。
4．根据上述生物在生态系统中的作用及归类，总结生态系统的组成成分，完善下表。
5.参照一般系统的结构模式图(如图)，尝试画出生态系统的结构模型。
提示 如图所示
辨析生态系统的组成成分
(1)根据生物类型判断生态系统的组成成分
①“自养型生物”＝“生产者”，包括光能自养生物(如绿色植物和蓝细菌等)和化能自养生物(如硝化细菌、硫细菌、铁细菌等)。
②“捕食异养或寄生异养型生物”＝“消费者”，其不能直接把无机物合成有机物，而是以捕食或寄生的方式获取现成的有机物来维持生活。
③“腐生异养型生物”＝“分解者”，包括能把动植物的遗体和动物的排遗物分解成无机物的腐生生物，也包括少数的动物(如蚯蚓等)。
(2)根据结构图判断生态系统的组成成分
(3)三类“不一定”
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、蜣螂等以动植物残体或动物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．下列有关生态系统组成成分的叙述，正确的是( )
A．能进行光合作用的生物才属于生产者
B．有的植物和微生物也可能是消费者
C．细菌和真菌等微生物全部属于分解者
D．空气和热能等不属于生态系统的组成成分
答案 B
解析 不能进行光合作用，但能进行化能合成作用的生物也属于生产者，A错误；细菌不都属于分解者，如硝化细菌属于生产者，C错误；空气和热能等属于生态系统的非生物的物质和能量，D错误。
2．如图为生态系统的组成成分的关系图。下列对a、b、c所代表的成分的说法，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只包括腐生细菌和真菌
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
答案 A
解析 由题图中箭头的方向分析可知，b是生产者，a是消费者，c是分解者。生产者多数是光能自养型的真核生物——绿色植物，但也有化能自养型的原核生物——硝化细菌等，A正确；消费者都是异养生物，但并不都是真核生物，如根瘤菌也是消费者，但属于原核生物，B错误；细菌中有很多寄生菌类，属于消费者，分解者除了包括腐生细菌和真菌外，还有腐生动物，如蚯蚓、秃鹫等，C错误；生态系统的基石是b(生产者)，D错误。
二、生态系统的营养结构
1．食物链
(1)实例
(2)特点：生产者为第一营养级，消费者所处营养级因食物关系而不固定，但一般不会超过五个营养级。
2．食物网
(1)概念：在生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系。
(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。
(3)特征：如果一条食物链的某种动物减少或消失，它在食物链上的位置可能会由其他生物来取代。
3．食物链和食物网的意义
(1)食物链和食物网是生态系统的营养结构。
(2)食物链和食物网是生态系统物质循环和能量流动的渠道。
(3)错综复杂的食物网是使生态系统保持相对稳定的重要条件。一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。
判断正误
(1)食物链中只有生产者和消费者，无分解者( )
(2)食物网中两种生物之间只有捕食关系( )
(3)同一生物在不同食物链中所占的营养级可能不同( )
(4)“螳螂捕蝉，黄雀在后”这条食物链中，螳螂是第二营养级( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)×
任务二：食物链和食物网
请结合教材图3－3和图3－4以及教材中相关文字，思考回答以下问题：
(1)食物链形成的根本原因是什么？
提示 形成食物链的根本原因是各种生物之间的食物关系。
(2)食物链的第一营养级是什么？
提示 生产者。
(3)消费级别与营养级别有何关系？
提示 消费级别＝营养级别－1。
(4)食物链中没有体现生态系统的什么组成成分？
提示 没有体现分解者和非生物的物质和能量。
(5)食物链上的营养级一般不超过五个，为什么？
提示 各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余的能量有一部分流入分解者，只有一小部分能够被下一营养级的生物利用，流到第五营养级时，余下的能量已经很少，甚至不足以养活一个种群，因此食物链一般不超过五个营养级。
(6)图3－4中鹰处于哪几个营养级？鹰和蛇之间是什么关系？
提示 第三、四、五、六营养级。捕食关系和种间竞争关系。
(7)图3－4中食物网的成因有哪些？
提示 一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，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。
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，如青蛙和蜘蛛既是捕食关系，又是种间竞争关系。
3．(2023·江西抚州高二期末)下列有关食物链的叙述，正确的是( )
A．在食物链中，生产者一定是第一营养级；如果狼吃了羊，狼为第二营养级
B．关于狼吃羊的食物链应写成：羊→狼
C．在生态系统中，最短的食物链由生产者与次级消费者构成
D．在食物网中，各种动物所处的营养级并不是一成不变的
答案 D
解析 在食物链中，生产者一定是第一营养级；如果狼吃了羊，狼为第三营养级，A错误；食物链应该由生产者开始，B错误；在生态系统中，最短的食物链由生产者与初级消费者构成，C错误。
4．下列有关图示的各项叙述，正确的是( )
A．图中有两条食物链
B．食物网中，狐与鸟之间既存在捕食关系，又存在种间竞争关系
C．细菌占有第二、三、四、五营养级
D．该图中的所有成分构成生物群落，狐为第三、四营养级
答案 A
解析 根据题图分析可知，食物网中，狐与鸟之间只存在捕食关系，B错误；细菌是分解者，分解者不参与食物链(网)的构成，C错误；该图有阳光和二氧化碳等非生物成分，它们与图示生物构成一个生态系统，D错误。
题组一 生态系统的组成成分
1．在一个阴湿山洼的草丛中，有一些长满苔藓的朽木，其中聚集着蚂蚁、蚯蚓、蜘蛛、老鼠、蛇、青蛙等生物，它们共同构成一个( )
A．生态系统 B．生物群落
C．种群 D．食物网
答案 A
2．“竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知。蒌蒿满地芦芽短，正是河豚欲上时。”诗中没有直接涉及的生态系统的组成成分是( )
A．非生物成分 B．生产者
C．消费者 D．分解者
答案 D
解析 诗句中非生物的物质和能量(如水暖)、生产者(如芦芽)、消费者(如河豚)都有提到，只有分解者未涉及。
3．下列关于生态系统组成成分的叙述，正确的是( )
①自养型生物都是生产者 ②生产者都是自养型生物 ③异养型生物都是消费者 ④消费者都是异养型生物 ⑤植物都是生产者 ⑥细菌、真菌都是分解者 ⑦动物都是消费者
A．②④⑥ B．①②④
C．①⑤⑦ D．②⑤⑥
答案 B
解析 生产者(自养型生物)能够通过光合作用或化能合成作用将无机物合成有机物，为自身和生物圈中的其他生物提供物质和能量，故自养型生物都是生产者，①②正确；消费者和分解者都是异养型生物，③错误，④正确；营寄生生活的植物是消费者，如菟丝子，⑤错误；只有营腐生生活的细菌、真菌才能将动植物遗体和动物的排遗物中的有机物分解成无机物，是分解者，而硝化细菌则为生产者，营寄生生活的细菌和真菌是消费者，⑥错误；腐生动物如蜣螂是分解者，⑦错误。综上所述，B正确。
4．(2023·山西太原高二质检)连接生物界和无机自然界的两个重要环节是( )
A．生产者和非生物成分
B．消费者和非生物成分
C．生产者和消费者
D．生产者和分解者
答案 D
解析 生产者能将无机自然界中的无机物转化为体内的有机物。分解者能将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解成简单的无机物，归还到无机自然界中。
5.如图表示某生态系统中四种组成成分之间的相互关系。下列相关叙述正确的是( )
A．甲是生产者，包括所有的植物和部分细菌
B．所有的动物在生态系统中都属于丙
C．理论上，一个生态系统没有丙也可以行使其功能
D．甲和乙是一个生态系统的基石
答案 C
解析 分析题图可知，甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者，丁为非生物的物质和能量。并非所有的植物都属于生产者，营寄生生活的植物属于消费者，如菟丝子，A错误；一些营腐生生活的动物属于分解者，如蚯蚓，B错误；生产者可以通过光合作用或化能合成作用，将光能或无机物中的化学能固定在它们所制造的有机物中，有机物中的化学能可供生物利用，所以生产者是一个生态系统的基石，D错误。
题组二 食物链和食物网
6．一个完整的生态系统的结构应包括( )
A．全部的食物链和食物网
B．生产者、消费者、分解者和食物网
C．非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者
D．生态系统的组成成分、食物链和食物网
答案 D
解析 生态系统的结构包括营养结构和组成成分，营养结构指食物链和食物网，组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，D正确。
7.(2022·江西宜春高二期末)如图表示某草原生态系统中的食物网简图。下列相关叙述错误的是( )
A．该食物网中含有4条食物链
B．处于第三营养级的生物只有鼬
C．鹰和鼬之间存在捕食和种间竞争的关系
D．大量捕杀鼬不会导致鹰的数量明显下降
答案 B
解析 分析题图可知，该食物网中含有4条食物链，A正确；在该食物网中处于第三营养级的生物有鼬和鹰，B错误；鹰捕食鼬，鹰和鼬都捕食鼠、兔，故鹰和鼬之间存在捕食和种间竞争的关系，C正确；鹰的食物种类有多种，故大量捕杀鼬不会导致鹰的数量明显下降，D正确。
8．(2023·河北衡水高二月考)如图表示某生态系统的食物网。下列有关叙述错误的是( )
A．生态系统中的食物链交错连接形成食物网的原因是多种生物在不同食物链中占有不同的营养级
B．蛇与鼠、食虫鸟与蛙的关系分别是捕食和种间竞争
C．该图仅体现了生态系统组成成分中的生产者、消费者和分解者
D．鹰在植物→鼠→蛇→鹰这条食物链中属于三级消费者
答案 C
解析 蛇与鼠之间是捕食关系，食虫鸟与蛙都捕食植食性昆虫和食虫昆虫，是种间竞争关系，B正确；该图中只有生产者和消费者，没有体现分解者和非生物的物质和能量，C错误；鹰在植物→鼠→蛇→鹰这条食物链中属于第四营养级、三级消费者，D正确。
9．如图表示某生态系统中的3种生物的二氧化碳释放量曲线图。下列说法错误的是( )
A．a曲线代表的生物可能是消费者或分解者
B．b、c可以说是生态系统的基石
C．a、b、c都有可能是细菌
D．b曲线代表的生物可能是任何一种生产者
答案 D
解析 a曲线代表的生物只释放二氧化碳，不吸收二氧化碳，所以可能是消费者或分解者，A正确；b、c曲线代表的生物都能吸收二氧化碳，所以b、c都属于生产者，可以说是生态系统的基石，B正确；a可能是异养型细菌，b可能是光合细菌，c可能是进行化能合成作用的细菌，如硝化细菌，C正确；b曲线不能代表所有的生产者，如硝化细菌，D错误。
10．(2023·山东青岛高二期中)某研究小组从某湖泊中选取了四种不同的生物，并对其消化道内食物组成进行了分析，结果如表所示。下列说法不正确的是( )
A.鱼甲在这四种生物中营养级最高
B．小球藻在该生态系统中属于生产者
C．鱼甲与鱼乙二者间的关系是捕食和种间竞争
D．表中生物形成的食物网共有4条食物链
答案 D
解析 该湖泊生态系统中处于最高营养级的生物是鱼甲，因为该湖泊生态系统中鱼甲不被其他生物捕食，A正确；小球藻属于低等植物，能进行光合作用，在该生态系统中属于生产者，B正确；根据消化道内食物组成分析，鱼甲可以捕食鱼乙，同时两者都以河虾为食，所以鱼甲与鱼乙二者间的关系是捕食和种间竞争，C正确；表中生物形成的食物网共有5条食物链，D错误。
11．(2022·江苏扬州高二期末)果树—草菇立体农业是利用果树下微弱的光照、较高的空气湿度和较低的风速等特殊环境条件， 在果树下人工栽培草菇。下列有关叙述正确的是( )
A．该生态系统中，树下的蚯蚓是消费者，草菇等真菌是分解者
B．该生态系统的营养结构中，可能存在鼠→蛇→鹰这样一条食物链
C．生产者都是自养型生物，自养型生物都能通过光合作用合成有机物
D．各种消费者的存在促进了生态系统的物质循环并使其更加稳定
答案 D
解析 蚯蚓和草菇在生态系统中都是分解者，A错误；食物链起始端必须是生产者，B错误；生产者都是自养型生物，但有光能自养型和化能自养型之分，故自养型生物并不是都能进行光合作用，C错误。
12．如图表示某生态系统的食物网。下列有关叙述错误的是( )
A．除绿色植物外，蓝细菌、硝化细菌、硫细菌等原核生物也可以充当生产者
B．若食虫鸟被人类大量捕杀，短期内植物虫害将严重
C．维持一个生态系统存在的不可缺少的成分有生产者和分解者
D．该食物网由6条食物链组成，鹰为最高营养级
答案 D
解析 从理论上分析，维持一个生态系统不可缺少的生物成分有生产者和分解者，C正确；由题图分析可知，该食物网由7条食物链组成，鹰为最高营养级，D错误。
13．为合理利用水域资源，某调查小组对一个开放性水库生态系统进行了初步调查，部分数据如表所示。分析回答相关问题：
(1)浮游藻类属于该生态系统成分中的________，它在该生态系统中的作用是________________________________________________________________________。
(2)浮游藻类的同化作用类型是______________，该生态系统中连接生物群落和无机自然界的主要生物是____________和_______________________________________________。
(3)浮游藻类所需的矿质营养可来自细菌、真菌等生物的________________，生活在水库淤泥中的细菌代谢类型主要为__________________________。
(4)该水库对游人开放一段时间后，检测发现水体已被氮、磷污染。为确定污染源是否来自游人，应检测________处浮游藻类的种类和数量。
答案 (1)生产者 将无机物转化成有机物并储存能量 (2)自养型 浮游藻类 淤泥中的真菌、细菌 (3)分解作用 异养厌氧型 (4)进水口
14．(2023·江苏镇江高二期中)如图是某草原生态系统食物网部分示意图。请据图回答下列问题：
(1)该生态系统中生产者是__________，处于第________营养级。
(2)该食物网中属于次级消费者的有_____________________________________________。
(3)鹰与蛇之间既有________关系又有________关系。
(4)图中一共有________条食物链，鹰处于第__________营养级。
(5)若要构成一个完整的生态系统，除了图中所示的成分外，还应该有__________和________________________________________________________________________。
答案 (1)草 一 (2)鹰、蛇 (3)种间竞争 捕食 (4)3 三、四 (5)分解者 非生物的物质和能量组成成分
地位
作用
实例
生物成分
生产者
生态系统的基石
物质：无机物→有机物；
能量：太阳能等→化学能
自养生物，主要是绿色植物
消费者
最活跃的成分
加快生态系统的物质循环；帮助植物传粉、传播种子等
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
将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物
主要是细菌和真菌
非生物的物质和能量
生态系统的基础
生物群落赖以生存和发展的基础
光、热、水、空气、无机盐等
项目
植物
植食性动物
肉食性动物
微生物
荒漠生态系统
柠条、地锦、胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿等
蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂等
姬蜂、步甲、园蛛、蜈蚣等
真菌、细菌、放线菌
池塘生态系统
栅藻、团藻、水草等
草履虫、水蚤、田螺、草鱼
青鱼、乌鳢
细菌、真菌
项目
植物
动物
微生物
荒漠生态系统
通过光合作用，将太阳能转化为化学能，储存在有机物中
通过捕食植物或其他动物获得物质和能量
通过分解动植物的遗体和动物的排遗物等获得物质和能量
池塘生态系统
项目
生产者
消费者
分解者
非生物的物质和能量
生态系统
自养生物，主要是绿色植物
动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等
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
光、热、水、大气、无机盐等
生物种类
鱼甲
河虾
鱼乙
水蚤
消化道内食物组成
鱼乙、河虾
水蚤、小球藻
水蚤、河虾
小球藻
进水口浮游藻类数量(年均)
出水口浮游藻类数量(年均)
水库淤泥中真菌、细菌数量
1.93 mg(干重)/L
1.02 mg(干重)/L
1013～1015个/m2