高考、复习与学科能力：生物-2012名师一号（精品课件）：生态系统的结构.ppt

共 85 页,1,第五章 生态系统与环境保护 第35讲 生态系统的结构,共 85 页,2,教材基础回扣 一生态系统的概念及成分 1.概念:1生物群落与它所在的无机环境相互作用而形成的统一整体 2.生态系统的成分 (1)非生物的物质和能量 物质包括:水空气无机盐 能量:2阳光热能,共 85 页,3,(2)生产者 范围:主要是3绿色植物,属于4自养生物 地位:生态系统的基石 作用:通过5光合作用,将6太阳能转变成7化学能,共 85 页,4,思考1.生产者都能进行光合作用吗? 提示:不一定,如硝化细菌进行化能合成作用,共 85 页,5,(3)消费者 范围:主要是动物,包括8动物,肉食性动物,杂食性动物和寄生动物等 作用 a.通过自身的9新陈代谢,将10有机物转化为11无机物,加快生态系统的12物质循环 b.对于植物的13传粉和种子的传播等具有重要作用,共 85 页,6,思考2.没有消费者,生态系统能长期稳定存在吗? 提示:不能消费者直接或间接地以绿色植物为食,同时也是对绿色植物分解的过程若没有草食动物,必将增加分解者的负担,也不利于绿色植物被分解另外,消费者对于植物的传粉受精种子传播有重要作用,共 85 页,7,(4)分解者 范围:主要是营腐生生活的细菌和真菌 作用:将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物,共 85 页,8,二生态系统的营养结构 1.食物链 (1)概念:生态系统中各生物之间由于14食物关系而形成的一种联系 (2)特点:15生产者是食物链的开始,消费者所处营养级不固定,一般不会超过5个营养级,共 85 页,9,2.食物网 (1)概念:在一个生态系统中,许多食物链彼此相互交错连接形成的复杂的16营养结构 (2)功能:生态系统物质17循环18能量流动的渠道,共 85 页,10,考点迁移互动 考点1 生态系统的概念理解 1.生态系统的组成 (1)由两大部分组成:生物群落和无机环境 (2)四种基本成分:生产者消费者分解者和非生物的物质和能量,共 85 页,11,(3)关系如下:,共 85 页,12,2.生态系统的功能 生态系统各种组成成分之间通过能量流动物质循环和信息传递而联系在一起,是一个具有自我调节能力的统一整体 3.生态系统的范围 (1)生态系统有一定的时间和空间范围 (2)生态系统的空间范围有大有小,类型多种多样,它们具有多方面的差异: 分布区的气候等特点不同;生物种类及适应性特征不同;群落结构和种群密度及变化不同;生态意义不同;人的影响不同,共 85 页,13,4.种群群落和生态系统的关系 种群是一定时空内同种个体组成的有机单元,群落是一定时间内在一定生态因素作用下的各种群单元的集合体,而生态系统则是一定时空内群落及其相互作用的无机环境的总和所以种群群落和生态系统三个概念是上下位关系,范围不断增大,简而言之,同种个体的总和组成种群,不同的种群组成群落,而群落及其无机环境构成生态系统三者关系以集合图示如下:,共 85 页,14,共 85 页,15,5.常见的生态系统类型 生态系统类型众多,一般可分为自然生态系统和人工生态系统两大类自然生态系统又可分为水域生态系统和陆地生态系统水域生态系统可进一步分为海洋生态系统淡水生态系统等;陆地生态系统可进一步分为森林生态系统草原生态系统荒漠生态系统冻原生态系统等人工生态系统又可分为农田生态系统人工林生态系统果园生态系统城市生态系统等,共 85 页,16,深化拓展 湿地生态系统 (1)湿地生态系统的概念:一般说来,它包括沼泽地泥炭地湖泊河流河口以及海岸地带的滩涂红树林和珊瑚滩,甚至包括在低潮时水深不超过6米的浅海水域,还包括生态功能有限的人工湿地,共 85 页,17,(2)湿地生态系统的作用:湿地是地球上生物资源非常丰富以及生产力较高的生态系统;它在调节气候蓄洪防洪促淤造陆降解污染等方面有其特别功能,人们称其为“地球的肾”;湿地还向人类提供大量的粮食肉类鱼药材能源水源工业原料;湿地所特有的鹤类鹳类等大型水禽和湖泊海岸风光等是特有的美学资源,共 85 页,18,【例析1】 请阅读下列材料并回答问题: “不必说碧绿的菜畦,光滑的石井栏,高大的皂荚树,紫红的桑椹;也不必说鸣蝉在树叶里长吟,肥胖的黄蜂伏在菜花上,轻捷的叫天子(云雀)忽然从草间直窜向云霄里去了油蛉在这里低唱,蟋蟀们在这里弹琴”(选自鲁迅先生从百草园到三味书屋),共 85 页,19,(1)“百草园”这个生态系统的结构包括_,生物群落与无机环境通过_(填主要功能)构成一个有机的整体,其联系的纽带是_和_(填成分) (2)“叫天子”(云雀)忽然从草间直窜向云霄里去了,云雀飞翔所需的最终能量来源是_(阳光/草),生态系统的组成成分食物链和食物网,物质循环和能量流动,生产者,分解者,阳光,共 85 页,20,(3)请找出“百草园”中体现生态系统信息传递的一个例子:_ (4)如果“百草园”中有动植物死亡,其枯枝落叶或动物尸体是否会在园中堆积?_,请说明理由: _,鸣蝉长吟蟋蟀弹琴等(答出其中一点即可),否,分解者会分解枯枝落叶和动物尸体(答案合理即可),共 85 页,21,解析 生态系统的结构包括生态系统的组成成分食物链和食物网,生产者和分解者是生态系统必不可少的生物成分生态系统的主要功能是进行物质循环和能量流动,生物体进行生命活动所需能量的最终来源是光能生物与生物之间以及生物与无机环境之间可以进行信息交流分解者可以将动物的尸体粪便,植物的枯枝落叶分解掉,共 85 页,22,【互动探究1-1】 以下可称做生态系统的是( ) A.一个湖泊中的浮游生物和所有分解者 B.烧杯中取自池塘的水泥土和浮游生物 C.一个池塘中的所有水蚤和分解者 D.一个鱼缸中的所有金鱼和水草,共 85 页,23,解析 生态系统是指生物群落及其无机环境相互作用的自然系统生态系统的成分是按照它们的营养功能来区分的,一般包括四种成分:非生物的物质和能量生产者消费者和分解者由此可见,ACD三个选项中所描述的内容,与生物群落的概念都不相符,更谈不上是生态系统了 答案 B,共 85 页,24,【互动探究1-2】 下列关于农田生态系统特点的叙述,错误的是( ) A.生物种类少,营养结构简单 B.人的作用突出,朝着对人类有益的方向发展 C.有机物基本上保持在系统内部,基本上实现物质的自给自足 D.抵抗力稳定性低,易受旱涝灾害和病虫害的影响,共 85 页,25,解析 农田生态系统与自然生态系统相比,有许多不同特点:人的作用突出,种植哪些植物都由人决定,需要人不断劳动,才能保证农田生态系统朝着对人类有益的方向发展;系统内的生物成分,除按人们的意愿种养优势物种外,其他物种通常要予以排除或抑制,导致系统内生物种类少,营养结构简单;因此,农田生态系统的抵抗力稳定性差,容易受旱涝灾害的影响农田生态系统生产的农业副产品,往往被大量的输出到系统以外,所以需经常输入大量的物质,如肥料种子等,才能使农田生态系统的物质循环正常进行 答案 C,共 85 页,26,考点2 生态系统各成分的作用地位及其关系,共 85 页,27,共 85 页,28,特别提醒:(1)并不是所有的动物都是消费者,如腐生动物蚯蚓蜣螂等属于分解者 (2)并不是所有的微生物都是分解者,如光合细菌和硝化细菌属于生产者腐生细菌和霉菌属于分解者寄生细菌属于消费者 (3)并不是所有的植物都属于生产者,如寄生植物菟丝子属于消费者,共 85 页,29,(4)消费者不是生态系统的必备成分:理论上讲,消费者的功能活动不会影响生态系统的根本性质,所以消费者不是生态系统必要的基础成分但消费者的存在能够加快生态系统的物质循环此外,消费者对植物的传粉受精和种子的传播具有重要作用因此,在自然系统中,生产者消费者和分解者是紧密联系缺一不可的,共 85 页,30,深化拓展 1.正确分析生产者在生态系统中的主导地位 生产者是任何一个生态系统的最主要成分,没有生产者的生态系统是不存在的 其具体作用如下: (1)从生态系统的成分类型来看:在生态系统中,动物和微生物都是直接或间接依附于绿色植物而生存的,植物的种类越复杂,为动物和微生物提供的生活环境就越多样,动物和微生物的种类就越丰富,从而组成多样性的生态系统,共 85 页,31,(2)从生态系统的营养结构来看:生态系统的营养结构是食物链和食物网,而食物链的基础是绿色植物 (3)从物质循环来看:绿色植物的光合作用是生态系统中有机物的主要来源,也是生态系统中其他生物的食物来源,是沟通无机界与有机生物界的桥梁因此绿色植物的光合作用是生态系统中物质循环的最基本环节,共 85 页,32,(4)从能量流动来看:生态系统能量流动的起点是绿色植物固定的太阳能,它是生态系统中能量的最主要来源,所以,绿色植物光合作用又是生态系统能量流动的基本环节 总之,绿色植物几乎是一切物质和能量的制造者和根本贮存者,是生态系统中最重要的成分,共 85 页,33,2.分解者在生态系统中的地位 分解者可将动植物遗体残枝败叶粪便中的有机物分解为无机物,重新归还到无机环境中再度被生产者用来生产有机物,因而没有分解者,动植物遗体残骸将会堆积如山,生产者将会因原料枯竭而无法生产,生态系统就会崩溃 总之,生态系统各功能类群间是相互联系相互制约的在生态系统的生物成分中,有生产者消费者分解者三大功能类群,这三大功能类群的关系如下图:,共 85 页,34,共 85 页,35,【例析2-1】 下图中的圆分别表示:a生产者b分解者c原核生物d蓝藻e腐生细菌能正确表示它们之间相互关系的是( ),共 85 页,36,解析 生态系统的成分包括生产者消费者和分解者,其中生产者和分解者不可能是包容关系,两者是相互独立的原核生物中,一部分属于生产者(如蓝藻等),它们能进行光合作用制造有机物;一部分属于分解者腐生细菌属于分解者,而分解者有原核生物也有真核生物在题目给出的选项中,A选项符合要求 答案 A,共 85 页,37,【例析2-2】 生产者是生态系统的重要组成部分,下列关于生产者的叙述,不正确的是( ) A.都位于能量金字塔同一营养级 B.一定能固定CO2 C.都是生态系统能量转换的载体 D.一定是植物,共 85 页,38,解析 此题考查对生产者的理解生产者在生态系统中一定处于第一营养级,能够利用光能或化学能把CO2和H2O制造成有机物,其中绝大多数是绿色植物,但也有像硝化细菌等进行化能合成作用的微生物 答案 D,共 85 页,39,【互动探究2-1】 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,共 85 页,40,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的能量和物质来自b,并可传递给c,所以a是消费者 答案 B,共 85 页,41,【互动探究2-2】 关于生态系统组成成分的叙述,正确的是( ) 凡是细菌真菌都是分解者 凡是自养型生物都是生产者 植物都是生产者 动物都是消费者 异养型生物都是消费者 A. B. C. D.,共 85 页,42,解析 生产者是自养型生物,而有些植物如菟丝子等一些寄生植物,营养方式为异养,在生态系统中应属于消费者绿色植物是生产者,除了绿色植物以外,一些进行化能合成作用的细菌如硝化细菌硫细菌铁细菌等,以及含有菌绿素的光合细菌如紫硫细菌绿硫细菌等,还有蓝藻,它们都是自养型生物,所以也是生产者,共 85 页,43,消费者是异养类型中的捕食或寄生类型,不包括腐生类型如以上所述的菟丝子等一些寄生植物,还有营寄生生活的细菌或真菌,如大肠杆菌炭疽杆菌等,都属于消费者分解者是异养型中的腐生类型,除了营腐生生活的各种细菌真菌外,还有以枯木粪便等腐败物质为食的甲虫白蚁金龟子蚯蚓蜣螂及软体动物等秃鹰以腐肉为食,撕咬后的食物碎屑也便于分解者分解,所以,人们也将它们归入分解者的行列 答案 A,共 85 页,44,考点3 生态系统的营养结构食物链和食物网 1.食物链 生态系统中各种生物之间由于食物关系形成的一种联系,叫做食物链 在分析有关食物链的问题时要注意如下几个问题: (1)组成:由生产者和各级消费者组成,即每条食物链的起点都是生产者,终点是不能被其他动物所食的大型食肉动物,共 85 页,45,特别提醒:环境中非生物的物质和能量不参与构成任何食物链,分解者不参与构成我们现在讨论的捕食链 (2)同一种生物在不同的食物链中可以占有不同的营养级,要根据其所有的具体食物链来确定,即从生产者数起 (3)一条食物链上一般不会超过五个营养级,因为能量流动沿食物链是逐级递减的,且传递效率只有10%20%,生产者固定的能量流过五个营养级后,不足以再维持一个营养级了 (4)生产者一定是第一营养级,所以,消费者级别和营养级级别相差1对应关系如下表:,共 85 页,46,共 85 页,47,2.食物网 (1)形成原因 生态系统中生物之间的食性关系是复杂的,一种生物可以摄食多种其他生物,一种生物也可以被多种生物所摄食,共 85 页,48,(2)分析食物网时应注意的问题 分解者不参与营养结构:生态系统的食物链主要有三种类型:捕食链寄生链和腐生链高中生物中的食物链实际上是捕食链,它是由生产者和消费者之间通过捕食关系形成的,分解者只能分解动植物的遗体残骸,不能与动植物之间形成捕食关系,所以不参与食物链,不占营养级 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,共 85 页,49,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 在食物网中,两种生物的种间关系有可能出现不同概念上的重合,如蜘蛛和蟾蜍,二者之间既是捕食关系,又是竞争关系 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,沿不同路线分析结果不同时,应以中间环节少的作为分析依据,考虑的方向和顺序应从高营养级依次到低营养级,共 85 页,50,如图所示为某生态系统的食物网简图:,共 85 页,51,当图中猫头鹰数量减少时,食虫鸟增加,将导致蜘蛛减少,蟾蜍减少,蛇的数量也会减少而另一条食物链则不同,猫头鹰减少后导致鼠的数量增加,从而使蛇的数量增加此时由于在食物传递中导致的大量能量损耗,最终以后一条食物链对蛇影响最大,所以最终蛇会增加,共 85 页,52,【例析3】 下图为南极某海域的食物网据图判断正确的是( ),共 85 页,53,A.此食物网共有6条食物链 B.硅藻既是生产者,又是分解者 C.磷虾在不同食物链上都属于同一营养级 D.严禁过度捕杀蓝鲸是由于其对该食物网影响最大 解析 由图可知此食物网共有9条食物链,所以A错;硅藻是生产者而不是分解者,所以B错;蓝鲸在此食物网中占有非常重要的地位,但其对该食物网的影响不是最大,所以D错;磷虾在不同食物链上都是第二营养级,所以C对 答案 C,共 85 页,54,方法技巧 分析食物网时应注意的问题:(1)每条食 物链的起点是生产者,止点是不被其他动物所食的动物,即最高营养级,中间有任何停顿都不能算完整的食物链(2)消费者中的级别,在不同的食物链中可以不同,不是一成不变的因此,同一种生物在不同的食物链中,可以占有不同的营养级(3)营养级与消费级并不一致:如在草兔狐狼这条食物链中,兔狐和狼分别是第二第三第四营养级,而它们的消费级却是第一(初级消费)第二(次级消费)第三(三级消费)由此可见,营养级和消费级并不一致,而是差一级(营养级中生产者占了一级),共 85 页,55,【互动探究3-1】 下图表示生态系统中食物网的图解,相关叙述正确的是( ),共 85 页,56,A.图中共含有七条食物链,桉树合欢树属于生产者 B.叶状虫属于初级消费者,第一营养级 C.该生态系统中袋鼬所含的能量最多 D.属于第三营养级的生物有蜘蛛蜜雀 解析 考查食物网的分析此食物网中有八条食物链叶状虫直接以植物为食,属于初级消费者,是第二营养级该生态系统中含能量最多的是桉树和合欢树由于能量沿食物链是逐级递减的,所以袋鼬所含的能量最少 答案 D,共 85 页,57,【互动探究3-2】 如图所示的食物网中,由于某种原因蚱蜢大量减少,则蜘蛛数量的变化是( ),共 85 页,58,A.增加 B.减少 C.基本不变 D.可能增加也可能减少 解析 在该食物网中,由于蚱蜢大量减少,必然导致蜥蜴和蛇的食物来源短缺,从而使其数量减少鹰作为该食物网中的最高级消费者,由于失去了原先占有的一个营养来源,于是鹰将增加对兔和相思鸟的捕食,这样就会导致蜘蛛的天敌(相思鸟)数量减少,进而使蜘蛛的数量增加 答案 A,共 85 页,59,技巧热点探究 有关生态系统成分的实验设计 通过实验探究生态系统的四种成分的作用,尤其是生产者和分解者阳光等非生物成分对生态系统的必要作用是一类常见题型,实验过程中要注意对照原则及单一变量的设置,共 85 页,60,【典例】 土壤中含有大量微生物,它们绝大部分是重要的分解者在全国推广的秸秆还田技术中出现了一些问题,例如,有些地块在还田后却出现了作物长势差的现象,翌年翻耕土壤时发现粉碎的秸秆并没有完全腐烂,为此农技人员要求在还田时配合施入一些氮肥,有效地改变了以上情况,获得了高产对此有人认为是配合施氮肥后调整了土壤氮元素比例,有利于微生物生命活动,从而加速了秸秆的腐烂另一些人认为是氮肥有腐蚀秸秆的作用,加速了腐烂对此你的看法认为哪一种正确?请利用所给的土壤取样器,及相关的灭菌及培养箱等设备设计实验验证你的假设,共 85 页,61,(1)步骤一:用土壤取样器在相同地块同一土层取样多份,平均分为三组编号为ABC (2)步骤二:A组:加入适量的粉碎秸秆混合均匀 B组_ C组_,灭菌处理后加入等量的粉碎秸秆和适量氮肥混合均匀,同A组处理后,再加入适量氮肥混合均匀,共 85 页,62,(3)步骤三:将ABC三组放在相同的适宜条件下进行培养 (4)预期可能的结果及结论: _,比较三组秸秆腐烂程度: 如果CAB,说明氮肥不能加速秸秆分解,是微生物活动旺盛所致 如果CBA,说明氮肥能加速秸秆分解,不是微生物活动旺盛所致 如果CA=B,说明两种因素共同作用加速分解,共 85 页,63,(5)该实验中除了考虑土壤微生物这一变量之外,还应考虑_(至少两项)等无关变量 (6)“在同一地块同一土层取样多份平均分为三组”这句话体现了哪些设计原则_(三项),温度湿度氧气等,等量原则对照原则平衡重复原则,共 85 页,64,思维导析 该题为补充完善型实验,充分体现了一些变量思想及平衡处理措施,答题时充分考虑结果及结论的不确定性土壤中耕作层微生物较多,取样时要注意在耕作层进行,共 85 页,65,应用拓展 生态系统成分中分解者是不可缺少的,分解者能将动植物的遗体分解为无机物,重新被绿色植物利用下面是某小组的同学为证明细菌对植物遗体的分解作用提出的两种实验方案他们将同一种树的落叶分成甲乙两组,实验过程中不断地滴加蒸馏水,使树叶保持潮湿 方案一:将甲组放在无菌条件下,乙组放在自然条件下(暴露在空气中)观察记录落叶的变化,共 85 页,66,方案二:将甲组灭菌后放在无菌条件下,乙组放在自然条件下(暴露在空气中)观察记录落叶的变化,共 85 页,67,(1)上述两种实验方案能否达到实验目的?请说明理由 方案一: _ 方案二: _,不能甲乙两组均未进行灭菌处理,甲组落叶会被分解从而失去对照作用;在自然条件下空气中不仅含有细菌,且含有分解落叶的其他微生物,因此不能说乙组落叶分解只是由细菌引起的,不能在自然条件下,空气中不仅含有细菌,且含有分解落叶的其他微生物,因此不能说乙组落叶分解只是由细菌引起的,共 85 页,68,(2)甲乙两组为什么要用相同的树叶? _,因为该实验的目的是研究细菌对植物的分解作用,所以在设计对照组时,要控制其他可能影响实验结果的条件,即除了有无细菌的条件不同外,其他条件应完全相同,共 85 页,69,(3)请写出正确的实验方案: 将甲乙两组都进行_ 甲组放在无菌条件下,乙组_ 实验过程中_,使树叶保持潮湿 _,灭菌处理,接种细菌后放在无菌条件下,不断地滴加蒸馏水,观察记录落叶的变化,共 85 页,70,解析 根据题干要证明的问题可知:实验中的自变量是分解者(细菌)是否存在,所以设计实验应将一组严格控制无菌条件作对照,另一组在有细菌条件下,其他条件相同且适宜,观察落叶分解情况,由此判断两个方案均不能达到效果,原因都是没有严格控制好单一实验变量,共 85 页,71,高考模拟备选 1.(2009浙江理综,6)经调查,某生态系统中YXZ分别为第一第二和第三营养级,每个营养级不同物种的个体数量如图甲所示(图中每一柱条代表一个物种)一段时间后个体数量发生变化,结果如图乙所示,共 85 页,72,下列叙述正确的是( ) A.X营养级的生物被捕食的压力明显增加 B.Z营养级生物个体数量的增加是由捕食对象专一引起的 C.Y营养级生物个体数量的变化是由于捕食者对捕食对象有选择的结果 D.X营养级的生物之间存在明显的竞争关系,且其中某种生物处于竞争劣势,共 85 页,73,解析:由于X营养级三个物种数量都下降,而YZ营养级数量都上升,所以X营养级的生物被捕食的压力明显增加;同时也说明“Y营养级生物个体数量的变化是由于捕食者对捕食对象有选择的结果”说法错误;Z营养级生物个体数量的增加不是由捕食对象专一引起的,因为,若Z捕食对象单一,则Y中某物种应明显下降,但Y中没有这种现象;X营养级的生物之间即便存在竞争关系也不会很明显,这是因为若某种生物处于竞争劣势,共 85 页,74,则其数量会明显下降甚至被淘汰,但比较甲乙前后数量有变化,但同一时期三物种未体现谁胜谁劣 答案:A,共 85 页,75,2.(2008天津理综,4)下图是某生态系统的食物网示意图,甲庚代表不同的生物,箭头表示能量流动的方向和物种联系下列叙述正确的是( ),共 85 页,76,A.此食物网中有六条食物链,丁占有四个不同的营养级 B.戊接受的太阳能是流经此生态系统的总能量 C.丙可利用的总能量小于乙和丁可利用的总能量之和 D.向此生态系统大量引入外来物种,可增强该系统的稳定性,共 85 页,77,解析:此食物网中有6条食物链,丁占有三个不同的营养级戊所固定的太阳能是流经此生态系统的总能量向此生态系统大量引入外来物种,很有可能会对该生态系统原有的物