版生物新学案同步必修三北师大版讲义第4章 生物与环境的协调发展 第1节 第1课时 Word版含答案.docx

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版生物新学案同步必修三北师大版讲义第4章生物与环境的协调发展第1节第1课时Word版含答案

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

[目标导读]　1.结合教材P90～91调查、P92图4－2至图4－5，理解生态系统的概念，分析生态系统的组成成分以及各成分的功能，构建出生态系统的结构。

2.结合教材P93构建模型、图4－6，构建食物网，并分析食物链中的各个环节以及能构成食物网的原因。

[重难点击]　1.生态系统各成分的功能。

2.食物链和食物网。

一　生态系统的概念和成分

从群落的演替可以看出，一定区域内无机环境的状况，能够决定在此生活的生物，而生物群落的存在，又改变着无机环境，它们之间有着密不可分的关系。

请分析：

1．观察下面两图思考：

（1）海洋中的生物与森林中的生物相同吗？

它们中的生物可以相互交换吗？

答案　不相同。

不能。

（2）从上述分析说明生物群落与其生存的无机环境之间是一个密不可分的整体，这样的一个整体就称为一个生态系统。

其含义是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。

（3）上面简图中，森林中的全部动物是一个生态系统吗？

全部动植物是吗？

为什么？

答案　都不是。

因为：

①一个生态系统包含该区域的各个物种，即所有生物。

②各种生物之间、生物与非生物成分相互作用形成统一整体才能叫做生态系统。

（4）辨别种群、群落、无机环境和生态系统的关系，思考种群、群落、非生物成分和生态系统可用图中的什么字母表示：

种群A和A′、群落B、非生物成分C、生态系统B＋C。

2．为什么说生态系统是一个整体呢？

以池塘生态系统示意图为例，分析其组成成分及各组分间的关系。

（1）非生物成分

①气候因素：

光照等。

②无机物：

水、无机盐、水中的氧等。

③有机物：

动植物的尸体、残遗物中包含的蛋白质、糖类、脂质和腐殖质等。

④其他：

水中pH等。

（2）水草、浮萍、栅藻、团藻等属于自养型生物，在生态系统组成成分中它们属于生产者，该成分中的主要生物是绿色植物。

其功能是把H2O、CO2等无机物合成为有机物质，并把太阳辐射能转化为化学能，储存在有机物的化学键中。

（3）虾、草鱼、黑鱼等动物只能依靠活的动植物为食，属于消费者。

其中只吃水草的草鱼是植食性动物，属于一级消费者，黑鱼只吃动物，是肉食性动物，可能属于二级或二级以上的消费者。

如果此池塘中没有能捕食黑鱼的其他动物，则黑鱼是顶级消费者。

（4）细菌、真菌等主要属于分解者，其能够将动植物产生的残遗有机物和死亡后的尸体中的有机物质分解成简单的无机物，并将其归还给环境，进行再循环，同时释放出能量。

（5）由上述探究试分析该生态系统的生物成分中各成分的地位：

①生产者是消费者和分解者唯一的能量来源，因此，生产者是生态系统中最基本、最关键的生物成分。

②消费者的存在，能够加快生态系统的物质循环，对于植物的传粉和种子的传播也具有重要的作用，因此，其是生态系统中最活跃的成分。

③若没有分解者，则动植物的遗体和动物的排遗物就会堆积如山，生态系统就会崩溃，因此，其是生态系统物质循环的关键成分。

3．结合生态系统的成分构建生态系统的模型

小贴士　

（1）生态系统成分的误区类型与特例

误区类型

特例

细菌都是分解者　

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

动物都是消费者

蚯蚓、蜣螂、秃鹰以及某些种类的软体动物是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、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者主要是绿色植物

植物都是生产者

菟丝子等一些寄生植物营寄生生活，属于消费者

（2）生态系统四种组成成分的判断技巧

①先据双向箭头“⇌”确定“非生物成分”和“生产者”，再判断两者中有“3”个指出箭头的D为“生产者”，有“3”个指入箭头的C为“非生物成分”，最后根据D→A→B，确定A为消费者、B为分解者。

②若问D、A、B具体是什么生物，则D主要为绿色植物，A主要为动物，B主要为营腐生生活的细菌和真菌等。

③图示中D、A、B共同构成生物群落。

归纳提炼

生态系统四种成分的组成内容、作用、地位的比较

比较项目

组成内容

作用

生物同化类型

地位

非生物成分　

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

必备

成分

生产者

主要是绿色植物，也包括化能自养型微生物（如硝化细菌等）

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、排遗物分解为无机物，供生产者重新利用

异养型

物质循环中的关键成分　　

活学活用

1．判断下列说法的正误：

（1）草原上的动物都属于消费者（　　）

（2）一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分（　　）

（3）分解者不一定都是微生物，微生物也不一定都是分解者（　　）

（4）生产者都是自养型生物，但主要类群是绿色植物（　　）

（5）没有了分解者，生态系统就会崩溃（　　）

（6）太阳光来源于地球以外，不属于生态系统的成分（　　）

（7）生产者、消费者和分解者三者紧密联系（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）√　（5）√　（6）×　（7）√

解析　

（1）草原上并不是所有动物都属于消费者，如蚯蚓、秃鹰等属于分解者；

（2）有的生物在生态系统中占据不同生物成分，如猪吃草，猪属于消费者，而当猪以其他家禽粪便为食时，便充当分解者。

（3）营腐生生活的细菌一定是分解者。

（4）生产者都是自养型生物，主要类群是绿色植物。

（5）没有了分解者，动植物的遗体和动物的排遗物就会堆积如山，生态系统就会崩溃。

（6）太阳光来源于地球以外，为生态系统提供非生物的能量，属于非生物成分。

（7）生产者、消费者和分解者是紧密联系的。

二　食物链和食物网

下图是某陆地生态系统的食物网，仔细分析，回答相关问题。

1．由上图看出食物链是指在生态系统中，生产者所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。

2．食物链的各个环节叫营养级。

每一个环节即为一个营养级，处在第几位即为第几营养级。

生产者是自养生物，为第一营养级。

一级消费者为第二营养级，二级消费者为第三营养级，三级消费者为第四营养级，由此看出，营养级的级别比消费者的级别多一个。

3．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

4.每一条食物链均以生产者为起点，以顶极消费者为终点。

因此，食物链中只包含生产者和消费者两种成分，食物链中没有的成分是非生物成分、分解者。

5．食物网是由许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。

上图共有食物链19条，最短的食物链有营养级3个，如：

草→兔→狐，最长的食物链有营养级5个，如：

草→蝗虫→蜘蛛→青蛙→蛇。

6．食虫鸟和蜘蛛之间的关系是捕食和竞争。

鹰的消费者级别为次级、三级、四级消费者，分别占有第三、四、五营养级，由此可看出：

消费者所处的营养级的级别，并不是固定的。

7．草（生产者）成分被破坏后对生态系统的影响最大。

如果食虫鸟迁走，对鹰的影响在短时间内较小（较大/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。

小贴士　1某一营养级的生物所代表的是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。

2在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐既是捕食关系，又是竞争关系。

3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。

归纳提炼

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。

但随着数量增加，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，鹰就要过多地吃兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少。

但因为鹰不只吃蛇一种生物，它可依靠其他食物来源来维持其数量基本不变。

活学活用

2．如图为一个陆地生态系统食物网的结构模式图，下列有关叙述，错误的是（　　）

①该食物网中共有6条食物链

②H占据3个营养级

③G和F之间存在竞争和捕食关系

④图中A、E均为生产者

⑤一旦G的数量大量减少，该生态系统就很难维持相对稳定的状态

A．①④B．③④

C．②③D．①⑤

问题导析　

（1）食物链的起点是生产者，图中的生产者为A、E。

（2）G以F为食物，G和F存在捕食关系，G、F都以E为食物，G和F存在竞争关系。

（3）该食物网是由8条食物链构成。

若G的数量大量减少，还有以C为最高营养级的生物的制约，所以生态系统能维持稳定。

答案　D

解析　每条食物链都是从生产者开始，结束于最高营养级，共有8条食物链；G的数量大量减少，还有以C为最高营养级的生物制约其他生物，故能维持相对稳定。

当堂检测

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，关于它们的叙述中正确的是（　　）

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。

2．生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者及非生物成分。

下列关于生态系统的成分的叙述，正确的是（　　）

A．动物都属于消费者

B．细菌都属于自养型生物

C．生产者都属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分

D．一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分

答案　C

解析　并不是所有动物都属于消费者，如蚯蚓、秃鹫等动物属于分解者；细菌有自养型的，如硝化细菌，属于生产者，有异养型的，如根瘤菌，属于消费者；有的生物在不同生态系统中占据不同的生物成分，如猪吃草，猪属于消费者，而当猪以其他家禽粪便为食时，便充当分解者。

3．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．其中的初级消费者只有植食性鸟

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；初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；食物网中只体现了生产者和消费者，没有包含分解者、非生物成分。

4．根据下面的南极食物网图回答下列问题：

（1）在此食物网中有________条食物链。

（2）________属于三级消费者。

（3）占有两个营养级的生物是________、________。

（4）大鱼与小鱼的关系是____________，海豹与小鱼的关系是__________，磷虾与须鲸的关系是______________。

（5）要构成生态系统，除了图中所示组成成分外，还应该包括__________________和________。

答案　

（1）5　

（2）虎鲸　（3）虎鲸　须鲸　（4）竞争　捕食　竞争与捕食　（5）非生物成分　分解者

解析　

（1）食物网中，浮游植物是生产者，虎鲸是最高营养级，共有5条食物链。

（2）在食物链中浮游植物→大鱼→企鹅→虎鲸和浮游植物→大鱼→海豹→虎鲸以及浮游植物→小鱼→海豹→虎鲸中虎鲸属于三级消费者，第四营养级。

（4）大鱼和小鱼都以浮游植物为食，所以二者属于竞争关系；海豹以小鱼为食，所以二者属于捕食关系；磷虾与须鲸都以浮游植物为食并且须鲸还以磷虾为食，所以二者之间既是捕食关系又是竞争关系。

40分钟课时作业

[学考达标]

知识点一　生态系统的概念和成分

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　生态系统的成分包括非生物成分、生产者、消费者和分解者。

图中的植物是生产者，鸟和虫是消费者，细菌是分解者。

以上各种成分构成了群落，同时图中显示了该群落的无机环境，所以该图表示的是一个生态系统。

2．下图为生态系统结构的关系图，a代表的成分是（　　）

A．生产者B．消费者

C．分解者D．不能确定

答案　B

解析　生态系统包括生物群落和无机环境，生物群落包括生产者、消费者和分解者。

从箭头的方向上分析，a是消费者，b是生产者，c是分解者。

3．下列有关生态系统结构的叙述，正确的是（　　）

A．生态系统的四种成分之间是相互独立的

B．动物都属于消费者，如蚯蚓

C．自养生物都是生产者，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

答案　C

解析　生态系统的四种成分之间是紧密联系的，生产者是生态系统的基石，分解者是不可缺少的成分；生产者的同化类型都是自养型；消费者主要指以其他生物为食的动物和寄生生物；分解者主要是细菌和真菌，也包括某些原生动物和蚯蚓、白蚁、秃鹫等动物；并非所有细菌都是分解者，如硝化细菌能进行化能合成作用，属于生产者。

4．要使一个生态系统长期存在，除了有非生物成分外，至少必须具有（　　）

A．消费者和分解者B．生产者和消费者

C．生产者和分解者D．生产者和人

答案　C

解析　生态系统的组成成分包括非生物成分、生产者、消费者和分解者。

非生物成分是生态系统存在的物质基础和能量基础。

生产者可把无机物转化成有机物，将无机环境中的能量转变成生物体内的化学能，输入生态系统中。

分解者可把动植物遗体、排遗物等所含有的复杂的有机物分解成简单的无机物，返回到无机环境中，没有分解者，动植物遗体将堆积如山，导致生态系统崩溃。

消费者直接或间接以生产者为食，缺少消费者，生态系统也可以长期维持平衡。

知识点二　食物链和食物网

5．如图是某生态系统中几种生物的食物关系，相关叙述正确的是（　　）

A．草属于第一营养级

B．青蛙是初级消费者

C．蛇只属于第三营养级

D．该食物网有2条食物链

答案　A

解析　草是生产者，属于第一营养级，A正确；青蛙是次级消费者，属于第三营养级，B错误；蛇属于第三、第四营养级，C错误；该食物网有3条食物链，D错误。

6．下图表示某生态系统的食物网，关于此食物网的叙述错误的是（　　）

A．该食物网共有4条食物链

B．野兔、鹿及昆虫均为初级消费者

C．狼和云豹在不同食物链上均属于同一营养级

D．鹰处于2个不同的营养级

答案　A

解析　图中所示的食物网共有6条食物链，A项错误。

[高考提能]

7．如图表示在某生态系统中，a、b、c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构成一条食物链

C．a与b、b与c为捕食关系

D．a与c为竞争关系

答案　C

解析　根据图中数量关系可以判断a、b、c三者构成的捕食关系为c→b→a，a为次级消费者，A错误；c→b→a构成一条食物链，B错误；a与b、b与c为捕食关系，C正确；a与c不存在竞争关系，D错误。

8.如图所示的是一个生态系统的营养结构，若A包含五个种群（A1、A2、A3、A4、A5），B包含两个种群（B1、B2），则其营养结构实际含有食物链（　　）

A．10条B．15条

C．20条D．25条

答案　D

解析　由B→E和B→C→E的食物链有4条，加入A后就有20条，由A→D的食物链有5条，所以共有食物链25条。

9．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，草增加，草增加了鼠和兔也增加，这对猫头鹰数量的增加是有利的。

草的增加对猫头鹰的增加也是有利的。

10．下图表示一个池塘生态系统中各种生物之间的关系。

下列叙述不正确的是（　　）

A．图中所有的生物构成了此池塘生态系统的生物群落

B．从外部引入消费者4可能会使生产者2的数量暂时增加

C．生产者是消费者和分解者的唯一能量来源

D．组成消费者的各种物质只能经分解者的分解作用返回无机环境

答案　D

解析　群落由系统中所有生物组成；消费者4数量的增多会导致消费者2快速减少，使生产者2的生存压力减小，生产者2的数量暂时增加；该生态系统的总能量包括光能、化能自养生物在内的全部生产者固定的能量；消费者可以通过呼吸作用将部分有机物分解为无机物返回无机环境。

11．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，请据图回答：

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）。

（4）最主要成分和最活跃成分分别是________、________（填字母）。

据图2回答：

（5）该生态系统共有________条食物链。

（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）蛇和鹰的关系是____________________________________________________________。

（8）要使该生态系统完整，还需要增加的成分是__________________________________。

（9）若蛇绝种，鹰的数量可能________。

（10）若植食性昆虫减少，在短期内哪种生物数量将锐减？

________，理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）分解者　非生物成分

（2）营腐生生活的细菌和真菌

（3）D　B　（4）D　A　（5）8

（6）4　植物→植食性昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰

（7）捕食和竞争

（8）分解者、非生物成分

（9）增多　（10）食虫昆虫　其食物单一，且有许多天敌

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是非生物成分，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；生产者是生态系统的最主要成分，数量众多的消费者在生态系统中起加快能量流动和物质循环的作用，是生态系统最活跃的成分。

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和非生物成分；若蛇绝种，鹰会以老鼠、食虫鸟为食，鹰的食物增多，数量增加；若植食性昆虫减少，在短期内食虫昆虫会锐减，因为其食物单一，且有许多天敌。

12．某岛屿栖息着狐和野兔，生态系统相对稳定。

后来有人登岛牧羊、捕食野兔和狐，狐也捕食羊羔。

第5年，岛上狐濒临灭绝，但野兔数量大大超过人登岛前的数量。

第6年，野兔种群爆发了由兔瘟热病毒引起的瘟疫，其数量骤减。

据此回答下列问题：

（1）人与狐的种间关系是________________，兔瘟热病毒与野兔的种间关系是________。

（2）画出由人、羊、狐、野兔和牧草组成的食物网。

（3）人登岛后的第5年，与登岛前相比，野兔种内竞争强度________（增加、减小、不变）。

（4）一般情况下，被捕食者传染病的流行程度将随捕食者种群密度的增加而________（增强、减弱、不变）。

答案　

（1）竞争和捕食　寄生

（2）如右图所示

（3）增加

（4）减弱

[个性拓展]

13．探究课题：

证明在一个生态系统中，非生物成分、生产者、分解者的重要性和不可缺少性。

探究准备：

等大的玻璃瓶四个、清水、河泥、生长状况和大小均相同的金鱼若干条、生长状况和大小相同的金鱼藻若干。

探究步骤：

（1）取玻璃瓶，分别编号为1、2、3、4。

（2）分别对4个玻璃瓶做以下处理：

（3）观察四个玻璃瓶中金鱼存活的时间。

结果讨论：

①1号和2号相比，哪一瓶存活时间长？

________，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②1号和4号对照，能否说明分解者是生态系统中的必备成分？

若不能，应如何改进实验？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

③金鱼存活时间最长的是________，原因是________________________________________

________________________________________________________________________。

④本实验的结论是________________________________________________________________

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