高中生物 6162生态系统的营养结构生态系统中的生产量和课件 浙科版必修

第一节 生态系统的营养结构,第二节 生态系统中的生产量和生物量,课程标准 讨论某一生态系统的结构。 课标解读 1举例说出生态系统的概念和组成成分，树立人与自然和谐 发展的自然科学观。 2举例说明食物链与食物网，并说出其中的生物所处的营养 级，形成环境保护的意识和树立可持续发展的观念。 3评述生物放大。 4尝试建构生态系统的结构模型。 5举例说明生态金字塔。 6举例说出生态系统中初级生产量、次级生产量和生物量。,生态系统及其组成成分,1概念 由_及_所构成的一个生态学功能系统。 2类型：分为_和_两类。 3成分：通常由无机物、有机物、_、能源、_、 _和_七大成分组成。 4功能： _和_。,生物群落,非生物环境,自然生态系统,人为生态系统,气候,生产者,消费者,分解者,能量流动,物质循环,思维激活1 自养生物一定是生产者，异养生物一定是消费者，对吗？ 提示 前者正确，后者错误，异养生物包括消费者和分解者。,1生态系统的概念,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。 例如，在一个池塘中，生活着浮游植物、浮游动物、各种鱼类、虾类，还有一些微生物，同时，池塘中的阳光、水、无机盐、氧和二氧化碳、腐屑等组成了池塘的非生物环境。它们共同构成一个生态系统。 提醒 (1)生态系统有大有小，大的生态系统如整个海洋、陆地。其他的诸如一片森林、一片草原、一条河流，甚至一块农田、一个池塘都可看做是一个生态系统。 (2)小的生态系统可联合成大的生态系统，简单的生态系统可组合成复杂的生态系统。,(3)地球上最大的生态系统是生物圈。 (4)生态学基本概念的关系：,(5)组成成分：无机物、有机物、气候、能源、生产者、消费者和分解者等成分组成。 (6)两大主要功能：能量流动和物质循环。,2. 生态系统的组成成分,生态系统各组成成分之间的关系,3.,生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量。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，其中食草动物属于第二营养级 B细菌都属于自养生物，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,【巩固1】,解析 并不是所有动物都属于消费者，如蚯蚓、秃鹫等属于分解者；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。 答案 C,食物链：在生态系统各生物之间，通过一系列的_ _关系，不断传递着_所固定的能量，这种_的营养关系叫食物链。捕食食物链是以_ _为起点的；腐食食物链是以_为起点的。陆地生态系统通常以_为主，而海洋生态系统则以_为主。 生物放大：食物链不仅是_流动和_移动的通道，而且也是杀虫剂和各种有害物质_的通道。化学杀虫剂和有害物质通过_逐级积累和浓缩，在生物体内高度_ ，导致危害的现象就叫生物放大。,食物链和生物放大,1,2,取食和,生产者,单方向,活的动植,死亡生物或现成有机物,腐食食物链,能量,物质,移动和浓缩,食物链,富集,物,被取食,捕食食物链,在一个生态系统中，_彼此相互交错连接的复杂营养关系，叫做食物网。食物网越_，生态系统抵抗外力干扰的能力就越_；食物网越_ ，生态系统就越容易发生波动甚至毁灭。 _是地球上最稳定的生态系统，而_是最脆弱的生态系统。,3,4,许多食物链,复杂,简单,热带雨林,苔原,强,思维激活2 分析食物链和食物网时应注意的问题是什么？ 提示 分析食物链和食物网时应注意的问题： 每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物。中间若有任何脱节都不算完整的食物链。 同一种生物在不同的食物链中，可以占有不同的营养级。 在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现概念上的重合，如竞争、捕食。 在食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少时，对另一种生物的影响，沿不同的食物链分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。,生态系统的营养结构包括食物链和食物网 (1)食物链 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食物链。 提醒 食物链的类型 捕食链：弱肉强食，小的被大的捕食，即生物之间通过捕食关系而形成的食物链。如草兔狐。 寄生链：生物体内以寄生方式而形成的食物链。如鸟类跳蚤原生动物细菌过滤性病毒。 腐生链：专以动植物遗体为食物而形成的食物链。如植物残体蚯蚓线虫类节肢动物。,2,(2)食物网 一个生态系统中可能有多条食物链，每条食物链并不是彼此分离的，许多食物链彼此相互交错连接的复杂营养关系，叫做食物网。因为食物链的每一个环节都不止与上下一种生物发生联系，而与周围的很多种生物有着错综复杂联系，所以形成食物网。 提醒 食物网越复杂，生态系统抵抗外力干扰的能力就越强；食物网越简单，生态系统就越容易发生波动和毁灭。,(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，可以千万倍的放大起来。 (3)危害：对位于食物链顶位的物种造成灾难性影响。,2生物放大及其危害,在水藻水蚤虾小鱼食鱼鸟这条食物链中，若食鱼鸟全部迁移别处，那么在一个时期内将会发生的现象是 ( )。 第四营养级生物的数目会减少 三级消费者的数量会增加 二级消费者的数量会增加 第三营养级生物的数量会减少 一级消费者的数量会减少 第二营养级的生物数量会增加 A B C D,【巩固2】,解析 小鱼是第四营养级，也是三级消费者，当其天敌食鱼鸟全部迁移后，其数量会迅速增加，从而引起上一营养级即二级消费者(第三营养级)虾的数量减少，再引起水蚤(一级消费者，第二营养级)数量的增多。 答案 B,营养级是指处于食物链同一环节上的_的总和。营养级的位置越高，归属于这个营养级能量越_。 生态金字塔是指各营养级之间的某种_关系，可以用_单位、 _单位和_单位表示，构成相应的金字塔。 _金字塔和_金字塔有倒置的，_金字塔绝对不会是倒置的，因为能量从一个营养级流向另一个营养级总是_的。,营养级和生态金字塔,1,2,3,全部生物,少,数量,生物量,能量,个体数量,生物量,能量,逐渐减少,数量,思维激活3 生态金字塔都是正立的吗？哪些特殊情况下会出现特例？ 提示 不是。生态金字塔在一些特殊情况下也会出现特例：,(1)数量金字塔在前一营养级的生物个 体很大，而后一营养级的生物个体很 小时，会出现倒置现象。如树林中， 树、昆虫和食虫鸟个体数比例关系可 形成如右图所示的数量金字塔。 (2)生物量金字塔也有特殊形状，如海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小，寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的浮游植物生物量可能要低于某,捕食者浮游动物的生物量。但这并不是说流过生产者这一环节的能量比流过浮游动物的要少。 (3)在人工生态系统中因能量可人为补充，可能会使能量金字塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生产者的能量未必比消费者(鱼)多。,食物链中各种生物的结构模式与营养环节的关系,1,2. 生态金字塔的类型,以下是四种生态系统的定量分析,不同的生态金字塔能形象地说明营养级与能量、生物量、数量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。,分析食物网时应注意的问题 (1)每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级。中间的任何停顿都不能算完整的食物链。 (2)同一种生物在不同的食物链中，可以占有不同的营养级，如猫头鹰可在不同的食物链中分别占有第三、第四、第五和第六营养级。这就是说猫头鹰在该食物网中可占有四个不同的营养级。 (3)在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合，如蜘蛛与青蛙，二者之间既是捕食关系，又是竞争关系。,3.,(4)食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少时，对另一生物的影响，沿不同的食物链分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。 (5)食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而不是取决于生物的数量。 (6)查食物网中有几条食物链的方法分枝法。 即：以生产者(第一营养级)为起点，查出它有几种捕食者一级消费者(第二营养级)，然后再以每一种一级消费者为起点，查出它有几种捕食者二级消费者(第三营养级)，以此类推。但要注意，以某种生物为起点，查其捕食者时，有几种写几种，不能与邻近链中的同种生物出现交叉，且每条链均要查到无捕食者为止。全部查完后，查出末端生物个数，即为食物链条数。,某种生物减少导致其他生物变化的分析方法 (1)处于食物链中第一营养级的生物减少而导致的其他物种变动：在某食物链中，若处于第一营养级的生物减少，则该食物链中的其他生物都减少。这是因为第一营养级是其他各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源，这一营养级生物的减少必会引起连锁反应，致使以下营养级依次减少。 (2)“天敌”一方减少，对被捕食者数量变动的影响：若一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者数量因此而迅速增加，但这种增加并不是无限的。而是随着数量的增加，种群密度加大，种内斗争势必加剧，再加上没有了天敌的“压力”，被捕食者自身素质(如奔跑速度、,4,警惕性、灵敏性等)必会下降，导致流行病蔓延，老弱病残者增多，最终造成种群密度减小，直至相对稳定，即天敌减少，造成被捕食方先增加后减少，最后趋向稳定。 (3)若处于“中间”营养级的生物减少，另一种生物的变化情况应视具体食物链确定。,如图所示的食物网中，蚱蜢突然减少，则以它为食的蜥蜴减少，蛇也减少，蛇减少则鹰就更多地吃兔和食草籽的鸟，从而导致兔及食草籽的鸟减少。在这里必须明确蛇并非鹰的唯一食物，所以蛇减少并不会造成鹰的减少，它可依靠其他食物来源而维持数量基本不变。,一组学生将叶捣碎成叶汁后混入一些池泥并放在黑暗中保存。在10 d中他们每天取些样品以确定叶汁中微生物的数量变化，结果如下图所示，下面哪一个结论是错误的 ( ),【巩固3】,A生物可能是生产者 B生物可能以生物为食 C生物紧随生物的出现而出现 D生物可能是捕食者,解析 该学生做的实验是在黑暗的条件下进行的，所以不可能有生产者。种群开始时显著增长是因为开始时资源充足而出现指数式增长；B和C的说法是有可能的，因为从曲线的消长情况看，两者被看成是捕食者和被捕食者的关系是合理的；D说法也有依据，曲线所代表的生物主要以、为食就有可能显示出曲线。 答案 A,生产量和生物量,1初级生产量：指绿色植物通过_所制造的有机物质或所固定的能量。 (1)总初级生产量：包括_在内的全部生产量，用GP表示。 (2)净初级生产量：在初级生产量中，有一部分被植物呼吸(R)消耗掉了，剩下的用于植物的_，这就是净初级生产量：用NP表示，即NPGPR。净初级生产量随_不同有很大差异。 2生物量：净生产量在某一调查时刻前的_。规律如下。,光合作用,呼吸消耗,生长和繁殖,温度和雨量,积累量,3次级生产量：异养生物(包括消费者和分解者)利用现成有机物质而生产出来的有机物质，是生态系统中 _的有机物质生产。 生产过程如下：,第二次,思维激活4 与陆地生态系统相比，海洋生态系统的总 初级生产量更大还是更小？次级生产量呢？,初级生产量、生物量和次级生产量的比较,下表是对某生态系统营养和能量流动情况的调查结果，表中甲、乙、丙、丁分别代表第一至第四营养级，戊为分解者单位：102 kJ/(m2a)。次级生产量最多的是 ( )。,【巩固4】,A甲 B乙 C丁 D戊 解析 第一营养级乙(生产者同化固定的能量最多)，但不属于次级生产量；甲、丙、丁、戊分别属于第三营养级、第四营养级、第二营养级和分解者，四者都是异养生物，都属于次级生产者，次级生产量最多的是戊。 答案 D,下列关于生态系统的成分的叙述中，正确的是( )。 A生产者一定是绿色植物 B消费者一定是动物 C分解者一定是微生物 D任何生态系统都需要非生物的物质和能量,【例1】,示例一 生态系统的成分,思维导图：,深度剖析 绿色植物是生产者，但生产者不一定是绿色植物，如硝化细菌等自养型生物都是生产者；动物是消费者，但消费者并非一定是动物，如营寄生生活的细菌、病毒等也是消费者；分解者主要是指营腐生生活的细菌、真菌和某些动物，如蜣螂等；非生物的物质和能量是生态系统赖以生存的基础。 答案 D 解题思路根据生态系统中各成分的功能进行分析。,下图是由5个物种(U、V、W、X、Y)组成的一个生态系统的食物网，Z表示分解者，箭头表示能量流动的方向。下列叙述正确的是 ( )。,【例2】,示例二 食物链和食物网中各种生物的关系,A流经该生态系统的总能量是V所固定的太阳能总量 B该生态系统共有7条食物链 C占有营养级别最多的生物是Z DY和U的关系只是捕食关系,思维导图：,深度剖析 生产者固定的太阳能是流经生态系统的总能量。从图中可判断V是生产者，因此食物链有VUW、VUY、VUXY、VY 4条，Z是分解者，在捕食链中不能算食物链的成分。U与Y既是捕食关系又是竞争关系。 答案 A 解题思路根据箭头的方向判断出食物链的数量和营养关系。,某同学为了研究环境中重金属元素对生物的污染情况，分别测定了池塘和草原生态系统中某种重金属元素在各种生物体内的质量分数，结果如下。请根据下表回答问题：,【例3】,示例三 生物放大,(1)请分别写出两个生态系统中最长的一条食物链： 池塘生态系统：_。 草原生态系统：_。 (2)重金属元素在这两条食物链的各种生物体内分布有什么规律：_。 (3)出现这种现象，合理的假设是_。 (4)在上述所给出的池塘生态系统中，属于生产者的是_，在上述所给的草原生态系统中，属于消费者的是_。 (5)人如果误服重金属盐会引起中毒，原因是_， 采取的相应措施是可服用大量的_。 A水 B牛乳 C食盐水 D糖浆,深度剖析 有毒有害物质在生物体内不能被利用，所以营养级越高，在生物体内的含量也越高。 答案 (1)浮游植物浮游动物小鱼大鱼 草鼠猫头鹰秃鹰 (2)越到食物链的顶端，重金属元素的质量分数越大 (3)生物体不能将进入体内的重金属元素排出，从而累积起来 (4)浮游植物 鼠、猫头鹰、秃鹰 (5)重金属盐能使人体内的蛋白质发生变性而失去生理活性 B 易错提醒营养级越高的生物，通过生物放大，体内所含杀虫剂和各种有害物质也越多。,生态环境优良的某海滩一种对虾种群现存量约2 000吨，一般情况下每年该种群最多可增加200吨，为达到可持续发展的目的，理论上每年最多可捕捞对虾的量是 ( )。 A2 000吨 B1 200吨 C100吨 D200吨 深度剖析 对于一个种群来说，最大捕捞量不应超过其每年的净生产量，为达到可持续发展的目的，必须要考虑鱼类的生命周期和捕捞数量间的关系。 答案 D 解题思路营养级越低，所含的能量、干重越多。净生产量生产量呼吸消耗量。,【例4】,示例四 生产量和生物量,先确定生产者，再确定一级消费者(草食动物)，依次类推。 某一动物的食物来源既有生产者又有消费者，则其食性为杂食性动物。 确定食物链时第一营养级一定为生产者。 食物网中只能出现捕食和竞争两种关系，不能出现寄生、腐生生物。,食物链营养级之间的关系及推断,技能必备,1,2,3,4,下面表格表示某生态系统的食物网情况(相应动物右边格中的表示此动物胃中含有的生物)，请据表分析回答下面的问题。,能力展示,(1)该生态系统共有_条食物链。 (2)鹰处于第五营养级的食物链有_条。 (3)蛇和鹰的关系是_。 (4)要使生态系统完整，还需要增加的成分是_。 解析 关于食物链的数目，一定要从生产者开始到该链的最高营养级为止，中间不能停，也不能从中间开始；不同食物链生物之间的关系不同，蛇吃食虫鸟或鼠等时与鹰的关系为竞争，鹰吃蛇时为捕食关系；完整的生态系统包括生物因素和非生物因素。 答案 (1)8 (2)3 (3)竞争和捕食 (4)非生物的物质和能量以及分解者,下列属于生态系统实例的是 ( )。 A池塘中的鱼 B池塘中的动物 C池塘中的生物 D一个池塘 解析 生态系统包括一定自然区域内所有的生物及其生存的非生物环境。选项A、B、C只包含了部分或全部生物，而没有非生物环境，成分不完整。只有D选项既包括了其中的生物，又包括了非生物环境。 答案 D,1,下列选项中，最可能属于同一生物的一组名词是( )。 A一级消费者、第一营养级 B二级消费者、厌氧生物 C分解者、腐生生物 D生产者、异养生物 解析 消费者等级与营养级之间相差一级；二级消费者不是厌氧生物；生产者应该是自养生物；分解者则是营腐生生活的生物。 答案 C,2,下列有关生物量的描述，不正确的是 ( )。 A生物量实际上就是净生产量在某一调查时刻前的积累 量 B构成植物体的有机物积累越多则其生物量越大 C生物量的单位通常用g/m2或J/m2表示 D生物量只能用于植物不能用于动物 解析 生物量既可用于植物，也可用于动物。 答案 D,3,以虫