高中生物人教版必修3教学案第5章 第1节 生态系统的结构.docx
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高中生物人教版必修3教学案第5章第1节生态系统的结构
第1节
生态系统的结构
1.由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体叫做生态系统。
2．生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构。
3．生态系统的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。
4．生产者都是自养生物，包括绿色植物和硝化细菌等。
5．消费者都是异养生物，主要是动物和营寄生生活的生物。
6．分解者都是异养生物，主要是营腐生生活的细菌、真菌和一些营腐生的动物，如蚯蚓、蜣螂等。
7．食物链和食物网是生态系统的营养结构，是物质循环和能量流动的渠道。
一、生态系统的范围
1．概念
生态系统是指由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。
2．范围
生态系统的空间范围有大有小。
生物圈是地球上最大的生态系统，它包括地球上的全部生物及其无机环境。
3．类型[选择正确的序号填空]
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
二、生态系统的结构
1．结构
生态系统的结构包括组成成分和营养结构，营养结构包括食物链和食物网。
2．组成成分[连线]
3．食物链和食物网
（1）食物链
①概念：
生态系统中各种生物因食物关系形成的一种联系。
②特点：
生产者为第一营养级；消费者所处的营养级并不是一成不变的；食物链上一般不超过5个营养级。
③实例：
（2）食物网
①概念：
生态系统中许多食物链彼此相互交错，连接成的复杂营养结构。
②形成的原因：
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。
（3）功能
①是生态系统的营养结构，是能量流动和物质循环的渠道。
②是生态系统保持相对稳定的重要条件，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。
1．判断下列叙述的正误
（1）河流中所有生物和底泥共同组成河流生态系统（×）
（2）自养型生物一定是生产者，生产者一定是自养型生物（√）
（3）细菌都是分解者，但分解者并不都是细菌（×）
（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，其中生产者处于主导地位（√）
（5）食物网中两种生物之间都是捕食关系（×）
（6）在一条食物链中，生产者为第一营养级，消费者所处营养级不固定（√）
2．某自然保护区里的各种植物、动物和看不见的微生物以及水和光等无机条件，它们共同构成了一个（ ）
A．种群 B．生物群落
C．生态系统D．物种
解析：
选C 由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。
保护区内的各种生物和无机环境构成了生态系统。
3．从生态系统的组成成分看，光合细菌和蚯蚓分别属于（ ）
A．生产者、消费者B．生产者、分解者
C．分解者、消费者D．消费者、分解者
解析：
选B 光合细菌属于自养型微生物，在生态系统中属于生产者；蚯蚓为腐食动物即营腐生生活，在生态系统中属于分解者。
4．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
解析：
选D 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、排泄物等所含的有机物，分解成简单的无机物，归还到无机自然界中。
5．生态系统的结构包括（ ）
A．食物链、食物网
B．非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者
C．生态系统的组成成分、食物链和食物网
D．阳光、热能、空气
解析：
选C 生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构，其中组成成分包括非生物的物质和能量（阳光、热能、空气），生产者、消费者和分解者，营养结构包括食物链和食物网。
6．在“草→兔→狐”食物链中，狐所处的消费者级别及营养级分别是（ ）
A．初级消费者、第二营养级
B．次级消费者、第三营养级
C．三级消费者、第二营养级
D．初级消费者、第三营养级
解析：
选B 在此食物链中，狐属于次级消费者，第三营养级。
1．个体、种群、群落及生态系统的关系
2．对生态系统概念的理解
（1）空间性：
一定的空间范畴。
因为生态系统的种群和群落都强调一定的自然区域。
在生物圈这个最大的生态系统中，还可以分出很多不同的生态系统。
（2）成分及联系：
（3）整体性：
生态系统中的生物与生物、生物与非生物之间，通过能量流动、物质循环和信息传递相互影响和相互制约，组成一个具有一定调节能力的统一整体。
3．生态系统各成分的比较
比较项目
组成内容
作用
生物同化类型
地位
非生物的物质和能量
阳光、热能、空气、水、无机盐等
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
—
必需成分
生产者
①光合作用：
绿色植物、光合细菌、蓝藻②化能合成作用：
硝化细菌
无机物→有机物；光能、无机化学能→有机化学能；为消费者提供食物和栖息场所
自养型
主要成分（基石）
消费者
包括营捕食生活的生物和营寄生生活的生物（如菟丝子）
加快生态系统中的物质循环，有利于植物的传粉和种子的传播
异养型
最活跃的成分
分解者
营腐生生活的微生物及腐食性的动物（如蚯蚓、蜣螂）
通过分解作用将生物遗体、排泄物分解为无机物，供生产者重新利用
异养型
物质循环中的关键成分
[名师点拨] 生态系统成分理解的误区及特例
成分
理解误区
特例
生产者
所有的植物都是生产者，且生产者都是植物
①菟丝子营寄生生活，属于消费者②光合细菌、化能合成细菌、蓝藻等原核生物也属于生产者
消费者
动物都是消费者
秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者
分解者
细菌都是分解者
硝化细菌和光合细菌是自养型，属于生产者；寄生细菌属于消费者
4．生态系统各成分的相互关系
[题组冲关]
1.
如图表示生态系统、群落、种群和个体的从属关系。
据图分析，下列叙述正确的是（ ）
A．甲是生物进化的基本单位
B．乙数量达到环境容纳量后不再发生波动
C．丙是由生产者和消费者构成的
D．丁多样性的形成受无机环境影响
解析：
选D 由图分析可知，甲表示个体，乙表示种群，丙表示群落，丁表示生态系统。
生物进化的基本单位应该是种群（乙）；种群数量达到环境容纳量（K值）后，种群数量会在K值附近上下波动；群落应包括生态系统中所有的生物成分，即生产者、消费者和分解者；生态系统多样性的形成是生物与生物之间、生物与无机环境之间共同进化的结果。
2．下列有关生态系统组成成分的叙述，不正确的是（ ）
A．太阳光来自地球以外，但是也属于生态系统的成分
B．原核生物和部分真菌在生态系统中都属于分解者
C．真核生物也可能属于分解者，原核生物也可能属于生产者
D．蚯蚓是需氧生物，在生态系统中属于分解者
解析：
选B 生态系统的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，太阳光（太阳能）属于非生物的物质和能量；蓝藻和硝化细菌等原核生物属于自养型生物，在生态系统中属于生产者；真核生物中，像蚯蚓和蘑菇属于分解者。
1．关于食物链的分析
食物链
草―→兔―→狐―→狼
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
营养级别
第一营
养级
第二营
养级
第三营
养级
第四营
养级
所属类型
主要是绿
色植物
植食性
动物
小型肉食
性动物
大型肉食
性动物
（1）每条捕食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，中间任何间断都不能算完整的食物链。
（2）食物链中只存在捕食关系，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。
（3）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。
（4）箭头表示物质和能量流动的方向，是从一个营养级到下一个营养级，同时体现捕食与被捕食的关系。
（5）消费者级别与营养级的关系：
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，即在食物链中营养级级别＝消费者级别＋1。
（6）食物链中的捕食关系是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。
（7）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。
[名师点拨] 广义食物链的三种类型
（1）捕食链：
生物通过捕食关系而形成的食物链，如：
草→兔→狐。
（2）寄生链：
以寄生关系形成的食物链，如：
鸟类→跳蚤→原生动物→细菌→病毒。
（3）腐生链：
专以动植物遗体为食形成的食物链，如：
植物残体→蚯蚓→线虫类→节肢动物。
教材中所说的食物链是指捕食食物链，只有生产者和消费者两种成分。
2．关于食物网的分析
（1）营养级位置：
同一种消费者在不同的食物链中，可以占有不同的营养级，如猫头鹰在食物网中分别占有第三、第四、第五营养级，这就是说猫头鹰在该食物网中占有三个不同的营养级。
（2）种间关系：
在食物网中，两种生物之间可能有多种种间关系。
如蛇与猫头鹰，二者之间既有捕食关系，又有竞争关系。
（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，并非取决于生物数量。
3．食物链（网）中生物数量变化的分析与判断
（1）第一营养级的生物减少对其他物种的影响：
第一营养级生物数量减少会导致其他生物都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级生物是其他生物直接或间接的食物来源。
（2）“天敌”减少，对被捕食者数量变化的影响：
“天敌”减少，则被捕食者数量增加。
但随着被捕食者数量的增加，种内斗争加剧，种群密度会下降，直到趋于稳定，但结果比原来数量要大。
（3）复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析：
①在食物网中，当一种生物因某种原因而大量减少对另一种生物的影响沿不同的线路分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。
考虑方向和顺序为：
从高营养级依次到低营养级。
②生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不需考虑生产者数量的增加或减少。
③捕食者有多种食物来源时，若其中某一捕食对象减少，则它对其他捕食对象的捕食量会增加，而自身的数量在短期内将维持稳定。
如在右图所示食物网中，青蛙突然减少，则以它为食的蛇也将减少，鹰就要过多地捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少。
因为鹰不只捕食蛇一种生物，它可依靠其他食物来源来维持其数量基本不变。
[题组冲关]
3．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．小鱼吃的小虾 B．泥巴中的藻类
C．吃小鱼的大鱼D．泥巴中的大肠杆菌
解析：
选B 生产者处于生态系统第一营养级，泥巴中的藻类是生产者；根据题意，小虾是初级消费者，小鱼是次级消费者，大鱼是三级消费者，泥巴中的大肠杆菌属于分解者。
4．下图为某草原生态系统的食物网，请据图判断下列叙述正确的是（ ）
A．属于次级消费者的是食草鸟、蜘蛛、蟾蜍、猫头鹰
B．猫头鹰占有第三、第四、第五、第六共四个营养级
C．蟾蜍和蜘蛛只是捕食关系
D．如果昆虫突然减少，一段时间后食草鸟数目将不发生变化
解析：
选B 食草鸟属于初级消费者；在该生态系统中，蜘蛛和蟾蜍既有捕食关系，还有竞争关系；如果以草为食的昆虫突然减少，一段时间后食草鸟数目将会增加。
一、选择题
1．在阳光明媚、水草丰茂的鄂尔多斯草原上，生活着牛、羊、鹿、狼、兔、鼠，还有秃鹫、蜣螂、细菌、真菌等。
关于它们的叙述正确的是（ ）
①它们共同构成一个生态系统 ②它们中的牛、羊、鹿分别组成了3个种群 ③它们中的所有动物是一个生物群落 ④它们中的蜣螂、腐生菌是分解者
A．①② B．③④
C．②③D．①④
解析：
选D 草等为生产者，牛、羊、鹿、狼、兔、鼠是消费者，秃鹫、蜣螂、营腐生生活的细菌和真菌为分解者，此处还包括了阳光、空气等无机环境，因此它们共同构成一个生态系统。
其中的牛、羊、鹿分别是3种动物的总称，每一种动物都会涉及很多具体的种类，因而不能看作是3个种群。
它们中的所有动物只是其中的一部分，并没有包含所有的生物。
2．在生态系统中能将太阳能转化到生物群落中的是（ ）
A．蚯蚓B．硅藻
C．硝化细菌D．酵母菌
解析：
选B 生态系统中生产者可通过光合作用将太阳能转化到生物群落中，上述生物中，只有硅藻能进行光合作用；硝化细菌虽然是生产者，但不能进行光合作用，只能进行化能合成作用；蚯蚓和酵母菌都是分解者。
3．下列食物链书写正确的是（ ）
A．草→兔子→狐狸→狼B．植物遗体→真菌→动物
C．庄稼←田鼠←蛇←山鹰D．青蛙←蛇←鼠←猫头鹰
解析：
选A A选项中的食物链，符合正确书写；B选项中的食物链出现了分解者；C选项中的食物链中的箭头指向错误；D选项中的食物链中没有生产者，并且取食关系表示错误。
4．“螳螂捕蝉，黄雀在后”。
此成语隐含的食物链具有的营养级数至少有（ ）
A．2个B．3个
C．4个D．5个
解析：
选C 由于食物链的起点为生产者，该食物链为：
植物→蝉→螳螂→黄雀，因此该成语中至少含有4个营养级。
5．下面为生态系统的结构关系图，a代表的成分是（ ）
A．生产者B．消费者
C．分解者D．非生物的能量
解析：
选B 依图中箭头表示的方向可以判断出a、b和c分别表示消费者、生产者和分解者。
6．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，都可以通过光合作用合成有机物
B．动物都是消费者，其中食草动物为初级消费者
C．分解者都是腐生生物，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
解析：
选C 自养生物都属于生产者，但不一定都通过光合作用合成有机物，还可以通过化能合成作用合成有机物；动物并不都是消费者，如腐食性的动物（蚯蚓等）属于分解者；细菌不属于非生物的物质和能量。
7．下列属于生态系统食物网特征的是（ ）
A．同一营养级的动物一定是一个种群
B．一种生物只能被另一种生物捕食
C．第一营养级的生物通常指绿色植物
D．同一种动物只能占据一个营养级
解析：
选C 同一营养级的动物可以包括多个物种、多个种群；一种生物可以被一种或多种生物捕食；第一营养级的生物是生产者，绝大多数生态系统的生产者是绿色植物；同一种动物可以捕食多种生物，在食物网的不同食物链中可占据不同营养级。
8．下列最可能用于同一生物的一组名词是（ ）
①初级消费者，第二营养级 ②次级消费者，自养生物 ③分解者，腐生生物 ④消费者，自养生物 ⑤食草动物，异养生物 ⑥自养生物，第一营养级 ⑦自养生物，初级消费者
A．①③⑤B．②④⑥
C．①③⑤⑥D．①⑥⑦
解析：
选C 第一营养级是生产者，属于自养生物；第二营养级是初级消费者，是异养生物；第三营养级是次级消费者，是异养生物；分解者是腐生生物。
9．下面是某草原生态系统中部分食物网简图，据图判断下列叙述不正确的是（ ）
A．青蛙和蜘蛛之间既有竞争关系，也有捕食关系
B．图中的所有生物构成此生态系统中的生物群落
C．图中所示的食物网中共有4条食物链
D．蛇在此食物网中处于两个不同营养级
解析：
选B 由图可知，青蛙和蜘蛛同时以蝗虫为食，即构成竞争关系，而青蛙又捕食蜘蛛，构成捕食关系；生物群落是指同一时间内聚集在一定区域中各种生物的集合，而图中仅有生产者和消费者，缺少了分解者；图中一共包含4条食物链；蛇同时处于第四和第五营养级。
二、非选择题
10．下图1为生态系统的组成成分之间的关系，图2为某生态系统的食物网情况。
据图1回答：
（1）从营养功能的角度来填写成分：
B.____________、C.______________________。
（2）B主要是指___________________________________________________________。
（3）__________和__________是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”（填字母）。
据图2回答：
（4）该生态系统共有________条食物链。
（5）要使该生态系统完整，还需要增加的成分是____________________________________
________________________________________________________________________。
（6）鹰占有________个营养级，请写出鹰作为最高营养级的一条食物链________________________________。
（7）鹰和蛇的关系是______________________________________________________，
若蛇绝种，鹰的数量可能__________。
解析：
无机环境和生产者之间的物质联系是双向的，因此图1中A是消费者，B是分解者，C是非生物的物质和能量，D是生产者；分解者主要是指营腐生生活的细菌和真菌；生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”，是生态系统必不可少的组成成分。
食物链以生产者为起点，以不能再被其他生物捕食的生物为终点，图2中的植物是各条食物链的起点，共有8条食物链；在不同食物链中鹰占有4个营养级，其中鹰占最高营养级的食物链是最长的食物链；蛇和鹰存在捕食关系，都以食虫鸟或老鼠为食时，二者是竞争关系；该食物网中只包括生产者和消费者，一个完整的生态系统还应有分解者、非生物的物质和能量；若蛇绝种，鹰会以老鼠、食虫鸟为食，鹰的食物增多，数量也增加。
答案：
（1）分解者 非生物的物质和能量
（2）营腐生生活的细菌和真菌 （3）D B （4）8
（5）分解者、非生物的物质和能量
（6）4 植物→植食性昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰
（7）捕食和竞争 增多
一、选择题
1．下列组合中，依次属于种群、群落和生态系统的一组是（ ）
①公园中的全部菊花；②一块棉田中的所有的棉蚜；③一个果园中所有的苹果树及其无机环境；④一片原始森林中的全部动物和绿色植物；⑤长江中的全部生物；⑥密云水库中的全部生物及其无机环境
A．①③⑥B．②④③
C．②⑤⑥D．①⑤③
解析：
选C 种群是同种生物，①菊花不一定是同一物种；生态系统包括生物群落和无机环境，③中没有包括全部生物；群落是一定地域中的所有生物，④不是全部生物。
2．下图中的圆分别表示：
a——生产者、b——分解者、c——原核生物、d——蓝藻、e——腐生细菌。
能正确表示它们之间相互关系的是（ ）
解析：
选A 根据教材知识可知，d——蓝藻（原核生物）属于a——生产者，e——腐生细菌（原核生物）属于b——分解者，即原核生物与生产者和分解者之间分别有交集。
3．下图表示某生态系统中生物成分之间的关系，有关叙述正确的是（ ）
A．图示结构中所有成分可以组成生态系统
B．图中可能组成三条食物链
C．“鸟”属于生态系统的第三营养级、三级消费者
D．蚯蚓在生态系统中的功能与图中腐生微生物相同
解析：
选D 生态系统包括生物成分和非生物的物质和能量；图中只有一条食物链，为树→虫→鸟；鸟属于该生态系统的第三营养级，次级消费者；蚯蚓属于分解者，与图中腐生微生物的功能相同。
4．下图表示生态系统中生物的部分代谢过程。
相关叙述正确的是（ ）
A．能进行过程①或者③的生物肯定属于生态系统中的生产者
B．能进行过程②或者④的生物肯定属于生态系统中的消费者
C．各种生物都能通过过程②为自身的生命活动提供能量
D．过程②和④不能在生物体的同一细胞内进行
解析：
选A 由图可知，过程①是光合作用，过程②是有氧呼吸，过程③是化能合成作用，过程④属于无氧呼吸。
能进行过程①或者③的生物的同化类型都是自养型，属于生态系统中的生产者；生态系统中的分解者和生产者也可以进行有氧呼吸或无氧呼吸；厌氧型生物
通过无氧呼吸提供能量；过程②和④可以发生在同一细胞内，如酵母菌。
5.农田生态系统中，假设有两条主要的食物链（如右图），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：
选B 大量捕捉蛙以后，害虫失去了天敌，所以害虫数量会迅速增加；蛙减少以后，蛇的数量不会变化很大，因为蛇有蛙和鼠两个食物来源，但鼠的数量会因蛇的大量捕食而减少。
6．下图a、b、c表示在某生态系统中三个种群数量变化相互关系，下列描述正确的是（ ）
A．a肯定是生产者，b肯定是初级消费者
B．a→b→c构成一条捕食关系
C．a与b、b与c为捕食关系
D．a与c为竞争关系
解析：
选C 从图中只能判断出a与b、b与c为捕食关系（a捕食b，b捕食c），但无法判断a、b、c哪个为生产者或者消费者。
二、非选择题
7.右面是某草原生态系统食物网示意图，请据图回答问题：
（1）影响种群E的大小和密度的直接因素是________________________；某研究性小组对该食物网中的物种D进行种群密度的调查，所用的调查方法一般为________________法。
（2）本食物网中一共包括食物链________条；其中D和F的种间关系为__________。
（3）图中能够固定太阳能的生物是____________，属于次级消费者的是________________，其中____________占有的营养级最多。
（4）一般认为，食物网越复杂，其所在生态系统抵抗外界干扰的能力就________（填“越强”或“越弱”）。
（5）假设由于某种原因种群E全部迁移到别处，则种群B的数量________（填“增加”“减少”或“基本不变”）。
解析：
（1）出生率和死亡率及迁入率和迁出率是影响种群大小和密度的直接因素。
一般调查动物种群密度的方法是标志重捕法。
（2）由图可知：
A、B应是生产者，则该食物网中共有A→G→H、A→F→G→H、A→E→F→G→H、A→E→D→C、B→C、B→D→C、B→E→D→C、B→E→F→G→H8条食物链；D和F都以E为食，所以二者的种间关系为竞争关系。
（3）可以根据上述食物链去分析和归纳A～H中哪个属于次级消费者、哪个占有的营养级最多。
（4）一般认为食物网越复杂，则其所在生态系统的营养结构越复杂，即相应的生态系统的抵抗力越强。
（5）B是生产者，当食物链中种群E全部迁移到别处，种群B的数量基本不变。
答案：
（1）出生率和死亡率及迁入率和迁出率 标志重捕
（2）8 竞争 （3）A和B C、D、F、G、H C、G、H （4）越强 （5）基本不变
8．[实验探究]某生物兴趣小组进行稻田养鱼的实验研究。
6月5日在一定面积的实验小区插秧后放养300条小鲫鱼（杂食性），稻田水深8～10cm。
对照小区不放鱼，其他条件相同。
所有处理设置3次重复实验持续2个月，期间检测浮游植物生物量（干重）。
请回答下列问题：
（1）每个处理设置3次重复，其主要目的是____________________________________。
（2）实验的第一个月期间，检测发现实验组浮游植物生物量显著高于对照组，原因分析如下：
放养鱼对浮游植物的不利之处是鱼的取食作用；有利之处是鱼粪为浮游植物提供营养物质，以及鱼会大量捕
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