推荐高中生物 第4章 生态系统的稳态 第1节 生态系统和生物圈学案 苏教版必修3.docx

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推荐高中生物第4章生态系统的稳态第1节生态系统和生物圈学案苏教版必修3

第一节　生态系统和生物圈

学习目标

知识概览（教师用书独具）

1.分析生态系统的组成成分及相互关系。

（重点）

2.列举食物链和食物网。

（重难点）

3.分析生态系统的类型和生物圈的组成。

[自主预习·探新知]

1．环境对生物非常重要

（1）生态因子

①概念：

环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布等有直接或间接影响的因子，称为生态因子。

②分类：

分为非生物因子和生物因子。

前者包括光、温度、水等，后者包括生物之间的各种相互关系，如捕食、竞争等。

（2）生态因子在低于或超过生物体的耐受极限时，均会成为限制因子，在生态因子的耐受范围内，每种生物都具有一个最适区。

2．生物与环境构成生态系统

（1）生态系统的概念

生态系统是在一定空间中的生物群落与无机环境相互作用而形成的统一体。

（2）生态系统组成成分

①非生物成分：

无机盐、空气、光、水及非生物的有机物等。

②生物成分

按在生态系统中的功能可分为三类：

ⅰ生产者

a．地位：

最基本、最关键。

b．范围：

主要是各种绿色植物。

ⅱ消费者

a．地位：

直接或间接地以植物为食。

b．范围：

主要是指以其他生物为食物的各种动物，根据食性特点分为植食性动物和肉食性动物。

ⅲ分解者

a．作用：

将动植物遗体、粪便等有机物分解为无机物。

b．范围：

主要是细菌和真菌，还包括蚯蚓、秃鹫等腐生动物。

（3）营养结构

①食物链

生态系统中的生物之间由于营养关系而形成的营养结构。

②食物网

ⅰ概念：

生态系统中的许多食物链相互交错形成更为复杂的网状营养结构。

ⅱ作用：

增强生态系统结构和功能的稳定性。

③营养级

ⅰ概念：

指处于食物链某一环节上的各种生物的总和。

ⅱ分类

a．第一营养级：

生产者。

b．第二营养级：

初级消费者。

c．第三营养级：

次级消费者。

3．生物圈是最大的生态系统

（1）概念：

地球上的全部生物及其无机环境的总和。

（2）范围：

包括岩石圈上层、水圈和大气圈的下层。

水圈中生活着多种多样的水生生物，而陆生生物主要生活在大气圈下层与岩石圈上层。

（3）地位：

生物圈是地球上最大的多层次的生态系统，还可以分出很多个生态系统。

（4）作用：

人类的生存和发展离不开整个生物圈的繁荣，保护生物圈就是保护人类自身。

（5）分类

①自然生态系统

ⅰ陆地生态系统有冻原生态系统、荒漠生态系统、草地生态系统和林地生态系统等。

ⅱ水域生态系统主要包括海洋生态系统和淡水生态系统。

②人工生态系统：

可分为农业生态系统、城市生态系统等。

[基础自测]

1．判断对错

（1）生产者都是自养生物，但主要类群是绿色植物。

（√）

（2）消费者都是动物，都营异养生活。

（×）

提示：

有的植物和微生物也可作消费者。

（3）生产者、分解者是联系非生物成分与生物群落的桥梁，其中生产者处于主导地位。

（√）

（4）我国南方热带雨林中分解者的代谢活动比北方森林中的弱。

（×）

提示：

热带雨林中分解者代谢活动强。

（5）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。

（√）

2．一个完整的生态系统的结构应包括（　　）

【导学号：

85732165】

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

D　[一个完整的生态系统的结构应包括生态系统的组成成分、食物链和食物网，而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、分解者。

综上分析，A、B、C三项均错误，D正确。

]

3．下列关于生态系统食物网的叙述，正确的是（　　）

A．食物网中一种生物只能被另一种生物捕食

B．同一种动物只能占据一个营养级

C．第一营养级的生物通常指绿色植物

D．同一营养级的动物一定是一个种群

C　[一种生物可能被多种生物捕食，A错误；同一种动物可以捕食多种生物，在食物网不同食物链中可占据不同营养级，B错误；第一营养级的生物是生产者，绝大多数生产者是绿色植物，C正确；同一营养级的动物可以是多个物种、多个种群，D错误。

]

[合作探究·攻重难]

生态系统及其组成成分

[思考交流]（教师用书独具）

1．观察下图，分析各种生态因子对一株小麦植株生长发育的影响

提示：

由图可以看出，小麦植株的生长发育要受到各种生态因子的影响，这些生态因子是综合起来共同对小麦的生长发育起作用的。

2．组成生产者的生物除绿色植物外还有哪些生物？

提示：

光能合成细菌和化能合成细菌，比如硝化细菌、硫细菌。

3．菟丝子无叶绿体，直接从宿主韧皮部吸取养分以维持生活，菟丝子在生态系统中属于哪种成分？

提示：

消费者。

4．细菌可以在生态系统中作哪些成分？

提示：

细菌可以是生产者、消费者，也可以是分解者，因营养方式不同而不同。

如硝化细菌等自养型细菌是生产者，肺炎双球菌等寄生细菌则为消费者，枯草杆菌等营腐生生活的则为分解者。

[归纳总结]

1．生态因子≠环境因子

（1）生态因子是环境中能影响生物生长、发育、生殖、行为和分布的因子，生态因子只是周围环境因子的一部分，如阳光、温度、水及其他生物。

（2）海拔高度、水域深度等虽然是对环境因子的一种描述，但它们并不能直接影响生物的生长、发育、生殖、行为和分布，其作用是通过阳光、温度、水、气压等其他因子的作用体现出来的，因而海拔高度、水域深度是环境因子而不是生态因子。

2．判断生态系统的方法

（1）一看一定空间：

生态系统具有一定的自然空间。

（2）二看组成成分：

生态系统的组成成分包括各种生物和无机环境。

（3）三看相互关系：

生态系统中的生物与环境之间及生物之间有物质和能量的交流、信息的传递。

3．生态系统中四种成分的联系

由图示可知，四种成分的关系表示为：

（1）非生物的物质和能量：

包括阳光、水和空气等，它是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源，是生物群落赖以生存和发展的基础。

（2）生产者：

主要是绿色植物，还有化能自养型生物，它是生态系统的主要成分，是生态系统的基石。

（3）消费者：

主要是动物，还有营寄生生活的生物，它是生态系统最活跃的成分，能加快生态系统的物质循环。

（4）分解者：

包括细菌等营腐生生活的生物，它是生态系统的关键成分，如果一个生态系统中没有分解者，物质循环就会受阻，生态系统就会崩溃。

特别提醒：

生态系统成分中的三个“不等于”

（1）生产者≠植物：

生产者不一定都是植物，某些细菌也可以是生产者，如硝化细菌等；植物也不一定都是生产者，如菟丝子是消费者。

（2）消费者≠动物：

消费者不一定都是动物，如某些营寄生生活的微生物；动物也不一定都是消费者，如营腐生生活的蚯蚓是分解者。

（3）分解者≠微生物：

分解者不一定都是微生物，还有某些营腐生生活的动物如蚯蚓；微生物也不一定都是分解者，如硝化细菌是生产者。

[典例通关]（教师用书独具）

以下关于生态系统的成分的叙述中，正确的有（　　）

①植物一定是生产者，生产者一定是植物

②动物一定是消费者，消费者一定是动物

③微生物一定是分解者，分解者一定是微生物

④自养型生物一定是生产者，生产者一定是自养型生物

⑤异养型生物一定是消费者，消费者一定是异养型生物

A．0项　　　B．1项

C．3项D．5项

【技巧点拨】　

（1）明确生产者、消费者、分解者的含义；

（2）熟知生产者、消费者、分解者的生物类型。

B　[能进行光合作用的绿色植物一定是生产者，但生产者不一定是植物，如光合细菌不是植物，①错误；动物不一定是消费者，如蚯蚓，消费者也不一定是动物，如寄生细菌，②错误；微生物不一定是分解者，如光合细菌是生产者，分解者也不一定是微生物，如蚯蚓是动物，③错误；自养型生物一定是生产者，生产者一定是自养型生物，④正确；异养型生物不一定是消费者，也可以是分解者，⑤错误。

]

[活学活用]

1．下图是5种鱼对温度和含盐量的耐受程度。

这些鱼种中能分布在北极海域、热带湖泊或全球分布的分别是（　　）

A．4　1　5B．3　2　4

C．5　4　2D．2　1　5

A　[坐标中的横轴表示盐分，纵轴表示温度，由坐标可看出，鱼1需要温度高、盐分低的环境，鱼2需要温度低、盐分低的环境；鱼3需要温度高、盐分高的环境；鱼4需要温度低、盐分高的环境；鱼5能够适应各种环境，全球都能分布。

北极海域温度低、盐分高，因此鱼4能适应；热带湖泊温度高，盐分低，因此鱼1能适应。

]

2．下图是生态系统成分的关系图，下图对a、b、c所代表的成分的说法，正确的是（　　）

【导学号：

85732166】

A．b中有真核生物，也有原核生物，但都是自养型生物

B．a中全是异养型真核生物

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

A　[从箭头的方向上分析，a的物质和能量来自b，并可传递给c，所以a是消费者，b是生产者，c是分解者。

生产者大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（如硝化细菌）；消费者都是异养型，但并不都是真核生物，如细菌中有很多都属于寄生菌类，属于消费者，但属于原核生物；分解者除了有腐生细菌和真菌外，还有腐生动物，如蚯蚓、蜣螂等；生态系统的基石是生产者。

]

生态系统的营养结构

[思考交流]

1．分析下图，探究食物网中各生物的营养级别及相互关系。

（1）图示食物网中包含有多少条食物链？

提示：

10条。

（2）图中属于次级消费者的生物有哪些？

提示：

狐、猫头鹰、吃虫的鸟、蜘蛛、青蛙、蛇。

（3）图中猫头鹰同时占有哪些营养级别？

提示：

三、四、五、六。

（4）该图作为生态系统缺少的成分是什么？

提示：

非生物成分和分解者。

（5）从图中可以看出，青蛙和蜘蛛之间的关系是什么？

提示：

竞争和捕食。

2．如何理解生态系统和生物圈的区别？

提示：

（1）生物圈是地球上最大的多层次的生态系统，其结构和功能是不断变化的，并且不断趋向于相对稳定的状态。

（2）生态系统是生物圈的结构和功能的基本单位。

[归纳总结]

1．分析食物链的成分、营养级别及所属类型

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）食物链的方向：

被捕食者→捕食者，经长期自然选择形成。

（2）食物链的成分。

①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。

②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．分析食物网的构成

（1）模型图示：

（2）相关说明

①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，如兔是初级消费者，处于第二营养级。

②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。

③同一种消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级，如狼分别是第三、第四营养级。

④食物链的营养级越多，最高营养级获得的能量和物质就越少。

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的食物来源。

（2）“天敌”一方减少，对被捕食者数量的影响。

若“天敌”减少，则被捕食者数量增加，种内斗争加剧，种群数量又会下降，直到趋于稳定，但最终结果比原来数量要大。

特别提醒：

（1）生产者数量相对稳定，即生产者数量比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不需要考虑生产者数量的变化。

（2）处于最高营养级的种群有多种食物来源时，若其中一条食物链被中断，则该种群可通过捕食其他食物来维持其数量基本不变。

（3）食物网的复杂程度主要取决于生物的种类，并非生物的数量。

[典例通关]

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）上图中共有________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？

________________________________________________

____________________________________________________________。

【技巧点拨】　解答本题需要注意以下两点：

（1）隐含信息：

食物链只由生产者和消费者构成，与分解者无关；

（2）关键知识：

食物链的起点是生产者，而终点是不被捕食的消费者。

[解析]　

（1）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）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，相思鸟的数量减少，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）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。

[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，一段时间后减少，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

（1）请写出图中最长的一条食物链，说出它含有几个营养级？

（2）若蛇大量死亡，则鹰的数量将会如何变化？

为什么？

（1）提示：

绿色植物→蚱蜢→蜥蜴→蛇→鹰，包含5个营养级。

（2）提示：

鹰的数量将增加。

因为蛇大量死亡，鹰捕食相思鸟和兔子的比例变大，而这两条食物链都比鹰捕食蛇的短，能量损失的少。

[活学活用]

1．有关下图的叙述正确的是（　　）

【导学号：

85732167】

A．图示的各种成分在生态学上可以构成一个生态系统

B．图示的绿色植物和各种动物在生态学上可以构成一个生物群落

C．细菌与蝉之间的关系属于竞争

D．蛇属于三级消费者

A　[分析题图可知，图示的各种成分既有生物，也有生物生活的无机环境，符合生态系统的概念；群落应指该地区所有生物的总和；在这个图中细菌是分解者，不参与构成食物链，不能与蝉构成竞争关系；在这个生态系统中蛇处于第五营养级，是四级消费者。

]

2．如图是处于平衡状态的简单淡水生态系统的部分成分，请回答：

（1）此生态系统中共有________条食物链。

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

（3）此生态系统中各种生物的总和，在生态学上称为________。

（4）生态系统的4种成分中，图中未体现的两种成分是______________________________________________________________

__________________________________________________________。

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

[解析]　

（1）图中的食物链有：

①水藻→甲壳类→水鸟；②水绵→水蚤→小鱼→大鱼→水鸟；③水绵→水蚤→淡水虾→大鱼→水鸟，共3条食物链。

（2）若所有水鸟迁徙到别处，则短时间内大鱼和甲壳类被捕食减少，所以其数目将增加；甲壳类增多会增加对水藻的捕食，所以水藻数目将减少。

（3）生态系统中各种生物的总和，在生态学上称为生物群落。

（4）生态系统的组成包括生物部分（生产者、消费者、分解者）和非生物部分，图中的水绵、水藻是生产者，其他各种动物属于消费者，因此此生态系统还缺少非生物成分和分解者。

（5）淡水虾和小鱼都以水蚤为食物，属于竞争关系；大鱼可以捕食小鱼，属于捕食关系。

根据图中食物链分析，此生态系统中属于第三营养级的动物是水鸟、小鱼、淡水虾。

[答案]　

（1）3　

（2）增加　减少　（3）群落　（4）非生物的物质和能量（无机环境）、分解者　（5）竞争　捕食　水鸟、小鱼、淡水虾

误区警示：

（1）每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所捕食的动物，即最高营养级消费者。

中间的任何停顿都不能算完整的食物链，分解者不参与构成食物链。

（2）食物网中，当某种生物有多个食物来源时，其中一个食物来源大量减少时，要根据食物链的长短来判断其对该种生物的影响：

若此被捕食者所在食物链较长，则捕食者数量增加；反之则减少。

[当堂达标·固双基]

1．海洋植物和高山植物均有分层现象，而沙漠地区动植物种类稀少。

造成这种现象的主要生态因子依次是（　　）

A．光照、温度、水　　　B．温度、光照、水

C．水、温度、光照D．光照、水、温度

A　[光线进入海水中，由于水分子及悬浮物质的吸收和散射作用，使得光线很快减弱，达到一定的深度后，光就完全消失了。

水域越深，光线越弱，海洋植物细胞内的叶绿素含量也越少。

所以，在海洋水域的不同水层中，导致植物出现明显分层现象的主要生态因子是阳光。

高山植物的分层现象，则与海拔高度的不同导致温度不同有关，温度直接影响生物的生命活动。

荒漠生态系统的生态条件极为严酷，年降雨量极少，所以说造成沙漠地区动植物种类稀少的主要生态因子是水。

]

2．如图所示成分可构成一个（　　）

A．食物网　　　　B．捕食网

C．种间关系D．生态系统

D　[一个完整地生态系统包括生物部分和非生物部分，非生物部分是指影响生物生存的空气、水等，而生物部分又由生产者（绿色植物，能进行光合作用制造出有机物）、消费者（动物，直接或间接的以植物为食）、分解者（细菌、真菌等，靠分解动植物的遗体为生）；如图所示成分有生产者、消费者、分解者、水、光等，可以构成一个生态系统。

]

3．下列有关生态系统组成成分的叙述，正确的是（　　）

【导学号：

85732168】

A．分解者只包括腐生细菌和真菌

B．自养生物一定是生产者，是生态系统的主要成分

C．异养生物一定是消费者，动物不一定是消费者

D．无机环境在生态系统中属于可有可无的成分

B　[分解者为营腐生生活的生物，也包括某些动物如蜣螂，A错误。

自养生物一定是生产者，是生态系统的主要成分，B正确。

异养生物有可能是消费者也有可能是分解者，C错误。

无机环境在生态系统中属于必需成分，D错误。

]

4．下列食物链能成立的是（　　）

A．阳光→草→兔→狐

B．田鼠→蛇→山鹰

C．植物→鹿→狮子→细菌

D．植物→鼠→蛇→山鹰

D　[食物链主要是通过捕食关系获取食物而建立的一种生物之间的相互联系，其起点为生产者，不包括非生物的物质和能量以及分解者。

A项中阳光属于非生物的物质和能量；B项中起点不是生产者；C项中细菌属于分解者。

]

5．如图为某生态系统示意图，请据图回答：

（1）从生态学观点看，图中的光、CO2、H2O、N2和各种生物共同构成________。

（2）图中有________条捕食关系的食物链。

（3）细菌在该生态系统中属于________，其主要作用是_____________________________________________________________

___________________________________________________________。

（4）蛇属于第________营养级。

（5）次级消费者是________。

[解析]　

（1）生态系统包括生物成分和非生物成分，图中的光、CO2、H2O、N2和各种生物共同构成生态系统；

（2）图中只有1条由捕食关系构成的食物链，其他生物不和分解者构成食物链；（3）细菌在该生态系统中扮演分解者的角色，分解者能够将死亡的有机体内的有机物分解为简单的无机物并释放出能量；（4）蛇属于第五营养级；（5）次级消费者也就是第三营养级的生物，为螳螂。

[答案]　

（1）生态系统　

（2）1　（3）分解者　将有机物分解为无机物　（4）五　（5）螳螂

[核心语句归纳]

1．生态因子包括生物因子和非生物因子，它们都影响生物的生长、发育、生殖、行为和分布。

2．生态系统是由生物群落和无机环境相互作用形成的统一体。

3．生态系统的生物成分包括生产者、消费者、分解者，非生物成分包括无机盐、空气、光和水及非生物的有机物等。

4．生产者是生态系统中最基本、最关键的生物成分。

5．各种动物所处的营养级的级别，并不是一成不变的，在不同食物链中有可能不同。

6．生产者永远是第一营养级，分解者不属于任何营养级。

7．自然生态系统可分为陆地生态系统和水域生态系统，生物圈是最大的生态系统。

予少家汉东，汉东僻陋无学者，吾家又贫无藏书。

州南有大姓李氏者，其于尧辅颇好学。

予为儿童时，多游其家，见有弊筐贮故书在壁间，发而视之，得唐《昌黎先生文集》六卷，脱落颠倒无次序，因乞李氏以归。

读之，见其言深厚而雄博，然予犹少，未能悉究其义．徒见其浩然无涯，若可爱。

是时天下学者杨、刘之作，号为时文，能者取科第，擅名声，以夸荣当世，未尝有道韩文者。

予亦方举进士，以礼部诗赋为事。

年十有七试于州，为有司所黜。

因取所藏韩氏之文复阅之，则喟然叹曰：

学者当至于是而止尔！

因怪时人之不道，而顾己亦未暇学，徒时时独念于予心，以谓方从进士干禄以养亲，苟得禄矣，当尽力于斯文，以偿其素志。