高中生物第六章生态系统第13课时生态系统的营养结构教案必修3.docx
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高中生物第六章生态系统第13课时生态系统的营养结构教案必修3
第13课时 生态系统的营养结构
学考要求
知识内容
必考要求
加试要求
生态系统的概念和组成成分
a
a
食物链、食物网的概念及实例
b
b
食物网的复杂程度与生态系统稳定性的关系
b
b
生物放大
b
b
营养级
a
a
课时要求
（1）举例说出生态系统的概念和组成成分。
（2）举例说明食物链与食物网。
（3）说明生物放大的含义。
一、生态系统的概念和组成成分
1．概念
由生物群落及非生物环境所构成的一个生态学功能系统。
2．类型
分为自然生态系统和人为生态系统两类。
3．范围
生态系统的范围有大有小，地球上最大的生态系统是生物圈。
4．成分
生态系统包括
5．两大重要功能：
能量流动和物质循环。
探究1——实例分析
完善下面池塘生态系统示意图，然后思考：
（1）该池塘中的生物与森林中的生物相同吗？
不相同；它们包含的生物能否相互交换？
不能。
从上述分析说明生物群落与其生存的非生物环境之间是一个密不可分的整体，由生物群落及非生物环境所构成的一个生态学功能系统，称为生态系统。
（2）生态系统有多种，大至生物圈，小至森林和池塘；除了自然生态系统以外，还有很多人为生态系统，如农田、果园和自给自足的宇宙飞船等。
探究2——比较异同
生态系统中各生物成分的比较
项目
生产者
消费者
分解者
同化方式
自养型
异养型
异养型
生物种类
绿色植物、自养型的细菌
捕食动物、食虫植物、寄生菌类等
主要是腐生菌类、腐生动物（如蚯蚓、蜣螂等）
功能
制造有机物，为消费者提供食物和栖息场所
利于植物的传粉、受精、种子传播
将动植物的遗体分解成无机物
联系
生产者、消费者和分解者是紧密联系、缺一不可的
例1 下列表述中，属于生态系统的是（ ）
A．生活在人大肠内的生物
B．某一池塘中的全部鱼类
C．肺炎患者肺部的肺炎双球菌
D．一根枯木及枯木上所有的生物
答案 D
解析 生态系统是由生物群落和非生物环境所构成的一个生态学功能系统。
A、B、C三项均不包含非生物环境。
例2 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．①②B．③④C．②③D．①④
答案 D
解析 该草原上的草等自养生物为生产者，牛、羊、鹿、狼、兔、鼠为消费者，秃鹫、蜣螂、营腐生生活的细菌和真菌为分解者，此外还包括了阳光、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生物群落中的一部分，并没有包含所有的生物。
易混易错 生态系统成分的认识误区和特例
误区
特例
细菌都是分解者
光合细菌是自养型生物，属于生产者；寄生细菌属于特殊的消费者
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
生产者都是绿色植物
蓝细菌、硝化细菌等自养型原核生物也是生产者，应该说生产者主要指绿色植物
植物都是生产者
菟丝子营寄生生活，属于消费者
二、食物链、营养级和生物放大
1．食物链的概念
在生态系统各生物之间，通过一系列的取食和被取食关系，不断传递着生产者所固定的能量，这种单方向的营养关系叫做食物链。
2．食物链的类型
类型
起点
主要存在的生态系统
捕食食物链
活的动植物
海洋生态系统
腐食食物链
死亡生物或现成有机物
陆地生态系统
3.营养级
（1）含义：
指处于食物链某一环节上的全部生物的总和。
（2）特点：
营养级的位置越高，归属于这个营养级的生物种类、数量和能量就越少。
（3）食物链中各种生物的结构模式与营养环节的关系（如图）
思考 食物链能无限长吗？
为什么？
答案 不能。
由于能量每次传递都会损失掉一大半，所以食物链通常只有四五个环节。
4．生物放大
（1）含义：
某些化学杀虫剂和有害物质通过食物链逐级积累和浓缩，在生物体内高度富集，导致危害的现象。
（2）危害：
对位于食物链顶位的物种造成灾难性影响。
因为生物放大作用可使环境中低浓度的物质，在最高营养级生物体内的含量提高几十倍甚至成千上万倍。
探究1——归纳概括
（1）对食物链的分析
①形成：
生态系统中，各种生物因食物关系而形成的联系。
②基本模式：
生产者＋不同级别的消费者。
③一般书写原则：
植物（起点）→植食动物→（小型）肉食动物→（中型）肉食动物→（大型）肉食动物。
④环节：
一般不超过5个环节。
（2）以草→兔→狐为例，确定消费者级别和营养级级别之间的对应关系：
食物链
草―→兔―→狐
生态系统的成分
生产者
一级消费者
二级消费者
营养级级别
第一营养级
第二营养级
第三营养级
探究2——理性思维
观察下面图示，回答相关问题：
生物放大是指某些在自然界不能降解或难降解的化学物质，如DDT（如上图）、有机汞等物质，在环境中通过食物
链的延长和营养级的增加在生物体内逐级富集，浓度越来越大的现象。
（1）放大物特点：
化学性质稳定不易被分解；在生物体内积累而不易被排出。
（2）放大过程：
随着食物链的延长而不断加强，即营养级越高的生物体内放大物的浓度越高。
例如：
有机氯农药在水中溶解度虽然很低，但是通过“浮游植物→浮游动物→小鱼→肉食性鱼”这样一条食物链，可以千万倍的放大。
（3）危害：
对位于食物链顶位的物种造成灾难性影响。
例3 对“三叶草→蜗牛→鸫→雀鹰”这条食物链的叙述，正确的是（ ）
A．该食物链属于腐食食物链
B．蜗牛属于二级消费者
C．三叶草中化学杀虫剂的含量最高
D．大量捕捉雀鹰，会导致蜗牛数量减少
答案 D
解析 该食物链以活的三叶草为起点，属于捕食食物链；蜗牛位于食物链的第二营养级，属于一级消费者；由于生物放大作用，位于食物链顶位的雀鹰中化学杀虫剂含量最高；雀鹰减少，鸫会增多，从而增加对蜗牛的捕食，导致蜗牛数量减少。
方法技巧 巧判生态系统中的营养级
对于生物在生态系统中所处的营养级，先依据各种生物的生物量、能量、数量或有毒物质的生物放大等绘出食物链，然后加以判断。
（1）营养级的计算从生产者开始，每一个环节为一个营养级。
（2）营养级与消费者的级别并不一致，因为营养级是从生产者开始的，消费者级别是从一级消费者开始的。
所以营养级级别＝消费者级别＋1。
（3）分解者在生态系统中不能归入任何一个营养级。
这是由于分解者与动植物形成的是腐生关系而不是捕食关系，所以不能列入捕食食物链，也就不能列入营养级。
例4 （2014·浙江学业水平考试）下列各项中，能通过食物链传递引起生物放大现象的是（ ）
A．DDT污染B．大气中SO2污染
C．噪声污染D．大气中氟利昂污染
答案 A
解析 某些农药如DDT被生物摄入体内后不能被降解，从而沿食物链富集，即生物放大。
三、食物网及其与生态系统抵抗力的关系
1．概念
在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接的复杂营养关系。
2．食物网形成的原因
因为食物链的每一个环节都不止与上、下两种生物发生联系，而是与周围的很多种生物有着错综复杂的联系，好像有一张无形的网和无数的网结把所有生物都直接或间接地联系起来。
3．食物网与生态系统抵抗力的关系
食物网复杂程度
生态系统抗干扰能力
生态系统稳定性
实例
较复杂
较强
稳定
热带雨林
较简单
较弱
易发生波动和毁灭
苔原
归纳总结
（1）食物网中同一种生物在不同的食物链中可以占有不同的营养级，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合。
（2）食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而非取决于生物数量。
如果生物种类相同，则生产者种类多的生态系统更稳定，食物网越复杂，最高营养级生物就越能获得持续稳定的能量来源。
探究—实例分析
请根据某草原生态系统示意图回答下列问题：
（1）请写出图中一条最长的食物链：
绿色植物→食草昆虫→食虫鸟→鹰（或绿色植物→鼠→蛇→鹰或绿色植物→兔子→蛇→鹰）。
（2）若此生态系统受到铅污染，一段时间后体内积累铅最多的生物是鹰。
（3）图中②代表的重要生理作用是呼吸作用。
（4）哪种成分被破坏后对生态系统的成分影响最大？
绿色植物（生产者）。
（5）如果食虫鸟被迁走，对鹰的影响在短时间内较小（填“较大”或“较小”），其原因是鹰有多种食物来源，可通过捕食其他生物来生存。
（6）草原比农田生态系统稳定性强的原因是草原生态系统的生物种类多，营养结构复杂，自我调节能力强。
例5 （2017·浙江11月学考）下列关于食物链和食物网的叙述，正确的是（ ）
A．食物网中的植食动物属于不同的营养级
B．陆地生态系统中通常以捕食食物链为主
C．捕食食物链由生产者、消费者和分解者组成
D．难降解的有害物质会沿着食物链转移和富集
答案 D
解析 食物网中的植食动物属于第二营养级，A项错误；陆地生态系统中通常以腐食食物链为主，B项错误；捕食食物链中，不存在分解者，C项错误；难降解的有害物质会沿食物链转移和富集，D项正确。
例6 （2017·孝义模拟）如图所示为某生态系统的食物网，下列相关叙述正确的是（ ）
A．图中所有生物对应种群的集合，称为该生态系统的群落
B．食草昆虫的锐减对该生态系统的稳定性没有影响
C．该生态系统中共有10条食物链，其中狐处于两条食物链中
D．该食物网中，具有捕食和竞争关系的不仅仅是青蛙和蜘蛛
答案 D
解析 图中包括生产者和消费者，还缺少分解者，因此图中所有生物不能构成一个群落，A项错误；食草昆虫的锐减会导致该生态系统的营养结构简单化，致使生态系统的稳定性减弱，B项错误；该生态系统中共有9条食物链，C项错误；吃虫的鸟和蜘蛛之间、猫头鹰与蛇之间也是捕食和竞争关系，D项正确。
方法技巧 “找岔相加法”计算食物链的条数
（1）原理：
找出食物网中同时被两种或两种以上生物捕食的被捕食者，并在所找到的被捕食者后面写上捕食它的生物种类数（生产者后面直接写出它的捕食者数，其他营养级的生物则减去1），然后把各种数字相加所得的总和即为该食物网中食物链的条数。
在较为复杂的食物网中，某生物可以捕食两种生物，但同时也可被另两种生物捕食，这就相当于一个分岔被用了两次，所以在该生物后面要标注“＋1×2”，依此类推。
（2）示例：
如图所示，食物网中的食物链条数为1＋4＋1＋1＋1×2＝9（条）。
例7 在草原生态系统中生活着多种动植物，其中由部分生物组成的食物关系如图所示，请据图回答下列问题：
（1）根据生态系统的组成成分来划分，________属于生产者，蚯蚓属于________。
（2）图中共有________条食物链，其中鹰占有第________营养级。
（3）若某种原因导致兔子全部死亡，则蚯蚓的数量将会如何变化？
________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）上述生物包括生产者、消费者和分解者，能否说上述生物共同组成一个群落，为什么？
________________________________________________________________________。
答案
（1）绿色植物 分解者
（2）3 三、五 （3）先增加后减少，最后趋于稳定 兔子全部死亡，鹰捕食相思鸟的比例变大，相思鸟的数量减少，从而引起蚯蚓的数量增加，随后由于负反馈调节使蚯蚓的数量减少，最后趋于稳定 （4）不能，因为这些生物只是草原生态系统中的部分生物，群落应包括这个区域的所有生物（其他答案合理也可）
解析
（1）题图中绿色植物属于生产者，蚯蚓属于分解者，其他生物属于消费者。
（2）题图中共有3条食物链，鹰占有第三、五营养级。
（3）兔子全部死亡，鹰捕食相思鸟的比例变大，导致蚯蚓的数量增加，随后由于反馈调节使蚯蚓的数量减少，最后趋于稳定。
（4）题图中的生物只是草原生态系统中的部分生物，不能构成一个群落。
方法技巧 食物链（网）中各营养级生物数量变动的影响
（1）处于食物链中第一营养级的生物减少的情况：
若第一营养级的生物数量减少，则会导致其他营养级的生物数量都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级的生物是其他生物直接或间接的食物来源。
（2）“天敌”减少的情况：
若“天敌”减少，则被捕食者数量增加，但随着其数量的增加，种内斗争加剧，种群密度会下降，直到趋于稳定，但最终结果比原来的数量要增大。
（3）“中间”营养级生物减少的情况：
如图所示食物网中，青蛙突然减少，则被它捕食的食草昆虫将增多，以它为食的蛇将减少，鹰就要过多地捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少。
但因为鹰不只捕食蛇一种生物，它可依靠其他食物来维持其数量基本不变。
1.如图所示成分可构成一个（ ）
A．食物链B．食物网C．生物圈D．生态系统
答案 D
解析 图示中，光属于非生物成分，植物是生产者，虫和鸟是消费者，细菌属于分解者，植物、虫、鸟构成一个食物链，所以图示成分构成一个生态系统。
2．（2015·浙江9月学考测试）下列关于食物网的叙述，正确的是（ ）
A．一个草原生态系统中只有一个食物网
B．食物网仅表达了生物之间的数量关系
C．食物网中包含的生物种类是不会改变的
D．生态系统抗干扰能力与食物网的复杂程度无关
答案 A
解析 食物网是食物链彼此交错连接形成的网络结构，体现的是捕食关系；食物网的生物种类越多，营养结构越复杂，生态系统的稳定性越高，稳定性越强。
3．下图是几种生物的食物关系图，相关叙述正确的是（ ）
A．草属于生产者
B．食草昆虫属于第一营养级
C．该食物网中有3条食物链
D．猫头鹰只占有一个营养级
答案 A
解析 该食物网中有2条食物链，草属于生产者，食草昆虫属于第二营养级，猫头鹰占有第三、第四两个营养级。
4.某生态系统中含有鹿、蛇、猫头鹰、草、兔、鼠等生物，能使猫头鹰增多的条件是（ ）
A．蛇增多、鹿增多、草减少
B．鹿减少、蛇增多、鼠减少
C．兔减少、草减少、鼠减少
D．蛇减少、草增多、鹿减少
答案 D
解析 猫头鹰数量增多的条件是流入猫头鹰体内的能量要增加。
食物网中蛇减少，减少了与猫头鹰的竞争，对增加猫头鹰的数量是有利的；鹿减少，草增多，鼠和兔也增多，这对猫头鹰数量的增多是有利的。
5．下图表示某生态系统中的食物网，请据图回答下列问题。
（1）该生态系统从生物成分分析，缺少了________。
（2）该食物网有________条食物链，狼处于第________营养级。
（3）用难分解的农药处理杂草，最终发现在狼体内含量较高，这种现象称为________。
答案
（1）分解者
（2）5 三、四、五 （3）生物放大
题组一 生态系统的概念和组成成分
1．在一个朽木的空洞中，底部有积水长存，生物有细菌、原生动物、苔藓、蚊子和蜘蛛。
这一朽木洞可构成一个（ ）
A．种群B．群落
C．食物网D．生态系统
答案 D
解析 在题中叙述的这个特定的空间内，不仅生活着多种相互之间有联系的生物，而且具有朽木、积水、阳光、温度、空气等无机环境；该空间内生物与生物之间、生物与环境之间，通过能量流动和物质循环而相互作用，达到动态的稳定。
因此，它们共同构成了一个自然系统，即生态系统。
2．生长着各种动植物的一片草地，按生态学知识来看，草地、草地中的各种生物及草地中的东亚飞蝗，可依次称为（ ）
A．生态系统、群落、种群B．种群、群落、生态系统
C．群落、生态系统、种群D．群落、种群、生态系统
答案 A
解析 生物群落与其无机环境相互作用构成的统一整体是生态系统，草地中既有各种生物，也有无机环境，判断为生态系统；生物群落是指具有直接或间接关系的多种生物种群的有规律的组合，草地中的各种生物判断为群落；生态学上把在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群，东亚飞蝗为同一种生物，判断为种群。
3．下列各项叙述中，错误的是（ ）
A．分解者都是异养需氧型生物
B．生产者能将无机物制造成有机物
C．人体内的寄生虫是厌氧型的消费者
D．消费者消耗的有机物都直接或间接地来自生产者
答案 A
解析 营腐生生活的细菌、真菌和腐食性动物属于分解者，分解者都属于异养型生物，但不一定都是需氧型，如乳酸菌，A项错误；自养型生物都是生产者，能将无机物制造成有机物，B项正确；人体内的寄生虫属于厌氧型的消费者，C项正确；消费者的食物都直接或间接来自于生产者，D项正确。
题组二 营养级
4．谚语“螳螂捕蝉，黄雀在后”隐含了一条食物链，绿色植物属于第一营养级，则螳螂位于这条食物链的（ ）
A．第二营养级B．第三营养级
C．第四营养级D．第五营养级
答案 B
解析 根据该谚语可以写出如下食物链：
绿色植物→蝉→螳螂→黄雀，因此螳螂处在第三营养级。
5．在“小麦→蚜虫→瓢虫→食虫鸟”的食物链中，属于二级消费者和第二个营养级的生物分别是（ ）
A．蚜虫、蚜虫B．瓢虫、瓢虫
C．瓢虫、蚜虫D．蚜虫、瓢虫
答案 C
解析 在“小麦→蚜虫→瓢虫→食虫鸟”的食物链中，属于二级消费者的生物是瓢虫，属于第二个营养级的生物是蚜虫。
题组三 生物放大
6．某湖泊中，水里的DDT浓度为0.03ppm（即0.03μg/g），甲物种体内的DDT浓度为水中DDT浓度的7万倍，乙物种体内的DDT浓度为水中DDT浓度的17万倍，丙物种体内的DDT浓度为水中DDT浓度的100万倍。
由这三种生物构成的食物链，最可能的是（ ）
A．丙→乙→甲B．甲→乙→丙
C．甲→丙→乙D．乙→丙→甲
答案 B
解析 DDT可沿食物链积累和浓缩，具有生物放大效应。
7．生物体内残留有机汞的情况如下表所列
生物体
A
B
C
D
E
有机汞浓度（ppm）
0.05
7
0.51
68
0.39
那么，最可能的食物链构成应是（ ）
A．D→B→C→E→AB.
C.D．A→E→C→B→D
答案 B
解析 在生态系统中，有毒物质沿着食物链传递积累，因此营养级越高的生物体内有毒物质越多，营养级越低的生物体内有毒物质越少。
从表格中可以看出有毒物质有机汞的残留从少到多依次是A0.05、E0.39、C0.51、B7、D68。
其中E0.39和C0.51有毒物质差不多，可能是营养级别相同。
因此食物链是。
题组四 食物链、食物网的概念及实例
8．如图是一个简化的食物网，据图分析正确的是（ ）
A．该食物网由4条食物链组成
B．其中的一级消费者是植食性鸟
C．处于第三营养级的生物有3种
D．生态系统的4种成分中，该图上只体现了2种成分
答案 D
解析 该食物网由5条食物链组成；一级消费者是植食性鸟和食草昆虫；处于第三营养级的生物是鹰、食虫鸟、蜘蛛和青蛙；题图所示的食物网中只体现了生产者和消费者，没有包含分解者、非生物环境。
9．如图是某生态系统中食物网的图解，下列相关叙述正确的是（ ）
A．图中共含有7条食物链，桉树、合欢树属于生产者
B．蜜雀属于二级消费者，第二营养级
C．该生态系统中袋鼬所含的能量最多
D．伯劳鸟与袋鼬之间既有捕食关系，又有竞争关系
答案 D
解析 统计食物链时，应从生产者开始一直到最高营养级，题图食物网中共有10条食物链；蜜雀属于二级消费者，第三营养级；能量流动是逐级递减的，营养级越高，所含有的能量越少；袋鼬可以捕食伯劳鸟，两者又都可以捕食知更鸟和蜜雀，所以它们之间既有捕食关系，又有竞争关系。
10.（2017·温州一模）如图表示某生态系统的食物网。
下列有关叙述中不正确的是（ ）
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营养级
B．该食物网由8条食物链组成，蛇与鼠、食虫鸟与蛙的关系分别是捕食和竞争
C．该图仅体现了生态系统成分中的生产者和消费者，未体现的成分是分解者
D．鹰在植物→鼠→蛇→鹰这条食物链中属于三级消费者、第四营养级
答案 C
解析 食物网是生产者和消费者通过捕食关系形成的营养结构，其中食物链交错连接的原因是多种消费者可以占有不同的营养级，A项正确；本食物网中的生产者是植物，从生产者→最高营养级，共有8条食物链，蛇与鼠之间是捕食关系，食虫鸟与蛙之间是竞争关系，B项正确；生态系统的成分除了该图所示组成食物网的生产者、消费者外，还有分解者和非生物环境，C项错误；在食物链中，消费者等级＋1＝营养级级别，D项正确。
题组五 食物网的复杂程度与生态系统稳定性的关系
11．（2016·浙江10月学考）某海湾水体富营养化严重，大型鱼类种类减少，将导致（ ）
A．生物群落发生演替B．食物网复杂程度降低
C．食物链的环节增多D．生态系统稳定性增强
答案 B
解析 大型鱼类种类的减少不一定会导致生物群落类型发生改变，A项错误；鱼类种类的减少肯定会导致食物链环节减少，进而导致食物网复杂程度下降；食物网复杂程度下降会导致生态系统稳定性下降，故C、D项错误，B项正确。
12．（2017·兰州校级期末）如果一个生态系统中有甲、乙、丙、丁四种生物，它们之间可以形成下列四种结构，其中最稳定的是（ ）
A．甲→乙→丙→丁B．甲乙丁丙
C．甲丙乙丁D.
答案 D
解析 一般来说生态系统的组成成分越多，抵抗外力干扰的能力就越强；若生物成分一样多，则生产者种类越多，生态系统越稳定，故选D项。
题组六 综合应用
13．请据图回答：
（1）图解表示一个________的组成及各成分间的关系。
阳光是它的________。
（2）图中含能量最多的生物类群是________。
含能量最少的生物类群是________。
（3）蛇占有________条食物链，占有的营养级有__________________________。
（4）若螳螂全部迁走，则黄雀的数量将会________。
答案
（1）生态系统 能源
（2）绿色植物 蛇 （3）两 第四和第五营养级 （4）增多
解析
（1）图解表示一个生态系统的组成及各成分间的关系，阳光是它的能源。
（2）图中含能量最多的生物类群是绿色植物，含能量最少的生物类群是蛇。
（3）蛇占有两条食物链，占有的营养级有第四和第五营养级。
（4）若螳螂全部迁走，食物链缩短，消耗的能量减少，则黄雀的数量将会增多。
14．某水域被DDT所污染，经检测发现该水域中DDT浓度为0.0005ppm，该水域生态系统中A、B、C、D、E五种生物种群体内也均有不同浓度的DDT，经检测，其含量分别如下表。
试据表分析：
检测种群
A
B
C
D
E
DDT浓度（ppm）
0.005
2.0
0.5
25.5
0.04
（1）该水域生态系统中，食物链是________→________→________→________→________。
（2）该生态系统中必不可少的成分是表中的__________，即______________。
（3）若由于某种原因，该生态系统中的第二营养级的生物全部灭绝
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