苏教版高中生物必修三《生态系统和生物圈》导学案新版.docx
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苏教版高中生物必修三《生态系统和生物圈》导学案新版
第一节生态环境和生物圈
【学习目标】
1.通过查阅资料、师生互动，举例说明什么是生态系统；
2.理解生态系统的组成成分及生态系统的营养结构，尝试建构生态系统的结构模型；
3.通过观看图像、动画以及阅读文本，能够描绘营养级与食物链的关系。
【学习重点】
1.生态系统的组成成分和类型。
2.生态因子的种类。
3.食物链和食物网。
4.生物圈的组成。
【学习难点】
1.说明生态系统是一个整体。
2.全面认识生态因素对生物的影响，理解各种生态因素的不同作用，把握生态因素的综合作用和某种生态因素的主导作用。
“看”——知识经纬
生态环境和生物圈
“导”—自主预习
一、环境对生物非常重要
1.概念：
环境中对生物_________，_________，_________，_________，和_________，等有直接或间接影响的因子。
2.分类：
非生物因子包括___________________________等。
生物因子包括_________和_________。
3.耐受性定律：
生态因子在低于或超过生物体的耐受极限时均可成为________，但在生态因子的耐受范围内，每种生物都具有一个________。
二、生物与环境构成生态系统
1.生态系统：
在_________内，生物成分和非生物成分通过_________、能量流动和_________，彼此相互作用、相互依存而构成的一个___________单位。
2.组成成分
（1）非生物成分：
________________________等。
（2）生物成分
定位
范围
生产者
最基本、最关键的生物成分
主要指各种植物
消费者
直接或间接以________为食
主要指以其他生物为食的各种
分解者
将动植物遗体、粪便等分解为_________
主要是腐生细菌和真菌，还包括蚯蚓等生物
3.营养结构
（1）食物链
①概念：
生态系统中的生物由于__________而形成的结构。
②分类：
主要有_____食物链、_____食物链和捕食食物链。
③实例（捕食食物链）
（2）食物网
①概念：
生态系统中的许多____________相互交错形成的更为复杂的网状食物关系。
②作用：
增强生态系统________和功能的稳定。
（3）营养级
①概念：
处于食物链某一环节上的__________的总和。
②分类
a.第一营养级：
生产者
b.第二营养级：
_______________，即植食性动物。
c.第三营养级：
二级消费者，即以____________为食的动物。
4.分类
（1）水域生态系统：
___________________、淡水生态系统。
（2）陆地生态系统
自然形成：
冻原生态系统、荒漠生态系统、_____________、_______________。
人工形成：
_________________、城市生态系统。
三、最大的生态系统——生物圈
1.概念：
地球上的全部生物和一切适合于______________的场所。
2.范围：
包括岩石圈上层、水圈和__________。
水圈由生活着多种多样的_____________，而陆生生物主要生活在大气圈下层与岩石圈的上层。
3.作用：
人类的生存和发展离不开整个生物圈的繁荣；___________________是实现人类社会可持续发展的基础。
“学”—互动探究
探究一环境、环境因子与生态因子的概念及关系
阅读课本P75-76相关内容，思考并小组讨论下列问题：
1.对一只生活在田野里的蝗虫来说，它的环境因子包括哪些因素？
提示：
田野中各种植物和蛇、蛙等动物，同时包括田野里的其他蝗虫；阳光、空气、温度、土壤等因素——即生物体外部的全部环境因素。
2.环境因子与生态因子是同一个概念吗？
提示：
不是。
环境因子是指生物体周围直接或间接地影响生物生存的所有因素，而生态因子只指其中的直接影响因素，如温度、水分、阳光、空气等是直接影响的，而海拔高度、水域深度等不能直接影响，只能通过阳光、温度、气压等影响生物，这些属于环境因子，而不是生态因子。
因此，可以将生物体周围的环境因素分为两大类：
一是对生物的生存有直接影响的称为生态因子；一是对生物生存无直接影响的称为非生态因子。
即：
3.如何理解谢尔福德耐受定律？
提示：
谢尔福德耐受定律表明，每一种生物对每一个生态因子都有一个耐受的上限和下限。
上、下限之间的范围被称为能耐受范围（这个范围又称为生态幅），而能耐受范围中又存在着一个最适范围（又称为最适区），耐受范围的两端（即除去最适范围所剩的部分）为生理受抑区，若再往外延伸超出能耐受范围后，则为不耐受区。
4.温度对动、植物有哪些影响？
提示：
（1）影响植物的分布：
寒针温阔，南橘北柑。
苹果、梨不宜在热带栽种，香蕉、凤梨不宜在寒冷地区栽种。
在我国沿海岸线从南往北，植物群落的分布特点是：
热带雨林→常绿阔叶林→落叶阔叶林→北方针叶林。
高山植物的垂直分布特点是：
森林→灌木林→高山草甸→雪线。
类似于从南到北不同纬度上的植被分布情况。
（2）影响动物的形态：
寒大热小。
北极熊体大，黑熊体小。
（3）影响动物的生活习性：
知了在24℃以上才叫，蛇冬眠，箭猪夏眠。
（4）影响生物的生长和发育速度：
猪在18—20℃时增重最快。
5.光照对动、植物的生长发育是否有影响？
具体表现在哪些方面？
提示：
有。
光对生物的影响包括光照强度、光质（即光的波长）、光照时间三个方面：
（1）植物：
光对植物的影响概括为：
（2）动物：
光对动物的影响概括为：
①日照时间影响动物的繁殖：
许多鸟类在春夏之际交配繁殖。
②光照影响动物的活动时间：
蝴蝶在白天活动，飞蛾在夜晚活动。
③光照影响动物的习性、视觉：
某种雷鸟冬天白羽，夏秋褐羽；鸡夜晚看不到。
6.生物的生长发育离不开水，水分对生物的影响主要表现在哪些方面？
提示：
（1）限制陆生生物的分布：
我国从东到西，森林覆盖率逐渐减少；从南到北，颜色越来越黄。
在我国的北纬35°～45°之间的自然地带，从东到西的植物群落的分布特征是：
森林→草原→荒漠→沙漠。
（3）影响植物的形态：
沙漠中植物茎内质化，叶变成刺；雨林中植物叶片宽大。
【典例解析】下列生态因子中对动物分布影响最小的是（）
A.土壤B.温度C.水分D.光照
【解析】本题考查了生态因子对生物的影响。
土壤、温度、水分、光照这四个生态因子都能影响动物的分布。
在干旱的荒漠地区，只有少数耐干旱的动物能够生存；日照的长短会影响动物的繁殖行为，从而影响动物的分布；寒冷地区与热带地区的动物在种类和形态上有着截然不同的区别。
而不同地区的土壤有着的基本内含物，所以对动物分布的影响最小。
【解答】A
【变式训练】1.下列生态因素均影响红腹锦鸡的产卵量,但不同季节限制红腹锦鸡产卵量的关键因素各不相同：
春天是______；夏天是_____________；冬天是__________。
A.温度过高B.日照过短C.食物不足D.温度过低
探究二生物与环境构成生态系统
阅读课本P76-P78相关内容，思考并小组讨论下列问题：
1.生态系统的组成层次如果？
提示：
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。
其组成层次如下：
2.生物种内斗争与竞争的区别是什么？
提示：
种内斗争是同种生物个体间为争夺食物、生存空间等而发生的斗争，属种内关系。
而竞争是不同种的生物之间为争夺资源及空间等而进行的斗争，属种间关系。
具竞争关系的两种生物生活习性越相似，竞争往往越激烈。
3.如何识别互利共生、竞争、捕食三种关系曲线图？
提示：
如图所示：
甲乙丙
互利共生是两种生物之间互惠互利、相互依存的关系，即一荣俱荣、一损俱损，二者表现出同步增减的关系，两条曲线互相平行，如图中的甲。
捕食关系的两种生物之间的关系为：
被捕食者（食物）增多，捕食者随之增多，但随着捕食者的增多，又会引起被捕食者的减少；被捕食者少了，食物来源减少了，随后必然引起捕食者的减少。
二者总是存在波动的关系，且二者不同步，相差一个时间段。
如图中的乙。
竞争的两种生物之间随着时间的推移而发展为强者更强、弱者更弱，呈现出两极分化的趋势，当一种生物减少时对另一物种的增加并无抑制作用，如图中的丙。
4.分析2—3问可知生态系统具有哪些特点？
提示：
在一定的空间和时间范围内，在各种生物之间以及生物群落和无机环境之间，通过能量流动和物质循环而相互作用形成的一个统一整体。
5.生态系统中哪些生物属生产者？
哪些生物属于消费者？
哪些生物又是分解者？
各成分的地位及关系如何？
提示：
（1）生产者是生态系统的基石，是生态系统中最重要、最基本的成分。
包括：
绿色植物（光合作用）、蓝藻、化能合成细菌（如：
硝化细菌）。
（2）消费者：
主要是动物可加快生态系统的物质循环。
包括：
植食性动物，小型肉食性动物，大型肉食性动物。
（3）分解者包括：
腐食性微生物（酵母菌、蘑菇等）、腐生性动物（蚯蚓、蜣螂）。
生态系统中各成分的地位与关系如下图：
6.何为食物链？
食物网又是指的是什么？
又各具有什么特点？
在食物网中的某种生物只能处于一个营养级吗？
提示：
（1）一个生态系统中的各种生物彼此互相由食物关系而连接起来，形成食物链。
食物链一般包括若干个环节，每个环节可作为一个营养级，而能量沿着食物链从一个营养级流动到另一个营养级。
能是沿着太阳→生产者→消费者→分解者的途径流动，在这个过程中，能量不断散失。
（2）各食物链又相互交错地连结在一起而形成复杂的食物网。
食物网中一种生物可能同时占据多个营养级；食物网中两种生物可能具有多种种间关系。
追问：
生产者、一级消费者，第一营养级是相同的意思吗?
提示：
否。
生产者：
主要是绿色植物以及一些光合细菌，是能利用简单的无机物制造食物的自养生物。
是整个生态系统的物质生成者，为第一营养级。
一级消费者（初级消费者）指草食动物，为第二营养级。
二级消费者（次级消费者）以草食动物为食的动物，为第三营养级。
7.为什么说生态系统中的食物链是比较稳定的？
提示：
生态系统中的食物链不是固定不变的，它不仅在进化历史上有改变，在短时间内也有改变。
动物在个体发育的不同阶段里，食物的改变（如蛙）就会引起食物链的改变。
动物食性的季节性变化也会引起食物链的改变。
因此，食物链往往具有暂时的性质，只有在生物群落组成中成为核心的、数量上占优势的种类，食物链才是比较稳定的。
8.所有微生物都是分解者吗？
提示：
不是，如硝化细菌为生物者，酵母菌为消费者。
【典例解析】如图所示系统为食物网的结构模式图，下列叙述中不正确的是（）
A.在该食物网中，共有5条食物链存在
B.在该食物网中，H处于三个不同的营养级
C.若B种群中各年龄期的个体数目比例适中，则该种群的密度在一段时间内会明显变大
D.在该食物网中，如果C种群的数量下降10%，则H的数量不会发生明显变化
【解析】在这个食物网中，从生产者到最高营养级的消费者，不重复的食物链有：
①A→B→H；②A→C→D→H；③A→C→F→G→H；④A→E→D→H；⑤A→E→F→G→H，共5条。
在该食物网的5条食物链中，H分别处于第三（链①中）、第四（链②、④中）和第五（链③、⑤中）营养级。
C项先要清楚种群的年龄结构与种群增长率之间的关系。
若B种群中各年龄期的个体数目比例适中，则该种群的年龄结构为稳定型，种群密度在一段时间内会保持稳定，而不会有明显变化。
在该食物网中，若C种群的数量下降，则可由同一营养级的其他生物（B或E）来弥补，通过食物网中生物的这种相互补偿、相互制约的自动调节机制，生态系统可维持平衡状态，生物的种类和数量能保持相对的稳定。
【答案】C
【变式训练】2.在生态系统中，连接生物和无机环境的两个重要组成成分及主要生理过程是（）
A.生产者、非生物的物质和能量光合作用、细胞呼吸
B.消费者、有机物质细胞呼吸、光合作用
C.生产者、消费者光合作用、细胞呼吸
D.生产者、分解者光合作用、细胞呼吸
3.下列关于生态系统的组成成分的叙述，正确的是（）
A.动物都属于消费者，其中植食性动物属于第二营养级
B.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
C.生产者属于自养型生物，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
探究三生物圈是最大的生态系统
1.原始森林、冻原、海洋等生态系统是否受到人类的干预？
提示：
按生态系统形成的原动力和影响力，可分为自然生态系统、半自然生态系统和人工生态系统三类。
凡是未受人类干预和扶持，在一定空间和时间范围内，依靠生物和环境本身的自我调节能力来维持相对稳定的生态系统，均属自然生态系统。
如原始森林、冻原、海洋等生态系统；
2.半自然生态系统和人工生态系统有什么区别？
提示：
按人类的需求建立起来，受人类活动强烈干预的生态系统为人工生态系统，如城市、农田、人工林、人工气候室等；经过了人为干预，但仍保持了一定自然状态的生态系统为半自然生态系统，如天然放牧的草原、人类经营和管理的天然林等。
3.海洋生态系统与陆地生态系统的主要区别是什么？
提示：
（1）生产者均为小型。
主要由体型极小（约在2—25μm）、数量极大、种类繁多的浮游植物和一些微生物所组成。
（2）海洋为消费者提供了广阔的活动场所。
海洋面积大，为海洋动物提供了宽广的活动场所；海洋中有大量的营养物质，是海洋动物吃不完的食料；复杂的海洋条件，有浅有深，有咸有淡，有冷有暖，在这些多样的生活环境下，形成了种类各异、数量繁多的海洋动物。
（3）生产者转化为初级消费者的物质循环效率高，但海洋生态系统的生产力远低于陆地生态系统的生产力。
消费者，特别是初级消费者有许多是杂食性种类，在数量的调节上起着一定的作用。
（4）生物分布的范围很广。
4.森林生态系统具有什么特点？
举例分析其作用？
提示：
特点：
动植物种类最多，结构最为复杂和稳定。
作用：
（1）森林生态系统是人类的资源宝库，森林除了能够提供大量木材外，还能生产松香、樟脑、桐油、橡胶等具有很大经济价值的产品。
森林中既有大量的食用植物，如枣、柿、栗、猕猴桃、荔枝等，又有很多油料植物，如油茶、油桐、文冠果等，还有丰富的药材资源。
（2）它能调节生物圈中氧气与二氧化碳平衡，改善生态环境，涵养水源、保持水土、防风固沙、调节气候、净化空气、消除污染等。
5.地球上最大的生态系统是什么？
如何理解该概念？
提示：
生物圈。
关于生物圈的概念，有以下几点是大家公认的：
第一，地球上凡是有生物分布的区域都属于生物圈的范围。
第二，生物圈是由生物与非生物环境组成的具有一定结构和功能的统一整体，是高度复杂而有序的系统，而不是松散无序的集合体。
第三，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。
【典例解析】下列有关生态系统的问题，请回答：
（1）某生物小组为验证生态系统各种成分的重要性和不可缺少性，进行了如下实验设计：
取同样形状、同样体积的锥形瓶三个，分别标记为1、2、3号，均加等量的水，3号加少许河泥，再在l、2、3中加入同样的金鱼，2、3号加入等量的金鱼藻，均用橡皮塞塞紧，然后放在阳光下。
记录结果如下表所示：
瓶号
1号瓶
2号瓶
3号瓶
瓶中金鱼生存的时间（周）
3
11
25
①2号和3号锥形瓶相比较，2号锥形瓶中的金鱼存活的时间较短，主要说明________是生态系统成分中不可缺少的。
②________两个锥形瓶的实验结果相比较，说明生产者是生态系统成分中不可缺少的。
③该实验的无关变量为（最少答出两项）_______________________________
________________________________________。
（2）请继续设计实验探究阳光对生态系统的影响。
方法步骤：
第一步：
取同样形状、同样体积的4号锥形瓶，4号锥形瓶的设计处理应该与________号锥形瓶作对照。
第二步：
______________________________。
第三步：
观察记录瓶中金鱼生存的时间。
推测最可能的实验结果：
_________
_________________。
【解析】2号和3号锥形瓶相比较，2号锥形瓶中缺少泥沙提供的分解者，说明分解者是生态系统成分中不可缺少的成分。
l号和2号锥形瓶相比较，1号缺少金鱼藻，说明生产者是生态系统成分中不可缺少的。
温度、金鱼的数目、金鱼藻的数目等为无关变量。
探究阳光对生态系统的影响，应加4号锥形瓶与3号对照，3号、4号锥形瓶中都有水、河泥、金鱼藻，3号有光照，4号无光照，观察记录瓶中金鱼生存的时间，3号锥形瓶的金鱼藻能进行光合作用释放氧气，4号锥形瓶的金鱼藻无光照，不能进行光合作用释放氧气，生存的时间短。
【答案】
（1）①分解者②1号和2号③温度、金鱼的数目、金鱼藻的数目等
（2）34号锥形瓶作遮光处理4号锥形瓶中金鱼生存的时间比3号锥形瓶中金鱼生存的时间短
【变式训练】4.下列生命现象的主导生态因素依次是
苹果不宜在热带栽种——
沙漠地区生物种类少——
三七在阴湿处生长——
貂在夏季繁殖——
猪在冬季增重缓慢——
植物叶片萎蔫使生长受阻——
“思”—课堂小结
同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格中，以便及时总结、弥补知识缺漏，不吃夹生饭，不做欠账人。
收获
内容
疑点
内容
“练”—当堂检测
1.我国从东到西，森林覆盖率逐渐减少，起主要作用的生态因素是（）
A.水B.温度C.阳光D.大气
2.海水退潮后露出的海边岩石上有各种海藻附着，它们从上到下呈带状水平分布，造成这种现象的原因是不同深度的海水（）
A.温度不同B.盐度不同C.含氧量不同D.光谱成分不同
3.从生态学观点看问题，解释水稻种植过密反而减产的主要原因是（）
A.阳光很难照到全部水稻叶子上
B.种植过密妨碍传粉结实
C.种植过密妨碍空气流通
D.水稻个体间存在着种内斗争
4.如下图所示，曲线1和曲线2分别代表物种甲和物种乙的耐热范围，在什么条件下物种乙能竞争过物种甲（）
A.温度在t1~t2范围内
B.温度在t2~t3范围内
C.温度在t2以下
D.温度在t3以下
5.下图为某地食物网简图，据此图回答下列各问题：
（1）此食物网中有_______条食物链。
（2）图中最短的食物链是__________，该食物链有_____个营养级，鹰在此食物链中是______级消费者。
（3）此食物网中主要成分是____________。
（4）该食物网中占有两个营养级的生物是____________。
（5）从上述简图可知鹰与蛇的关系是_______________。
参考答案
【变式训练】
1.CAB2.D3.C4.温度水阳光阳光温度水
【当堂检测】
1.A2.D3.D4.B
5.
（1）3
（2）草→鼠→鹰三二（3）草（4）鹰（5）捕食和竞争
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