六升七 生物食物链课｜学会绘制食物网

1.课程导入：从身边的生态现象说起演讲人1.课程导入：从身边的生态现象说起2.食物链的核心要素与绘制规范3.从食物链到食物网：构建生物的复杂关系网4.实践操作：课堂练习与错误纠正5.食物网与我们的生活：现实意义与生态保护6.课程总结与回顾目录六升七生物食物链课｜学会绘制食物网各位即将升入初中的同学们，大家好！我是一名从事初中生物教学八年的一线教师，在过去的教学中，我见过太多同学对“生物之间的关系”充满好奇：比如校园里的麻雀为什么总在草丛里跳来跳去？鱼缸里的水草和小鱼到底谁依赖谁？今天这节课，我们就通过学习食物链与食物网，把这些日常观察变成严谨的生物学知识，最终掌握绘制食物网的方法。我们将从身边的小生态入手，循序渐进地拆解核心概念，再通过实践操作完成完整的食物网绘制，最后聊聊这张“生物之网”和我们的生活有什么关联。01课程导入：从身边的生态现象说起1日常观察中的生物关系我先请大家回忆一下自己的生活场景：早上在小区草坪上，你有没有见过草叶上的蚜虫？旁边会不会停着几只瓢虫？放学路上的农田里，农民伯伯会用农药治虫子，但也有人会放瓢虫来吃蚜虫；家里的鱼缸里，水草会吸收二氧化碳放出氧气，小鱼会吃掉水草的嫩叶，还会排出粪便给水草当肥料。这些看似零散的场景，其实都藏着生物之间的“食物纽带”。去年我带学生去校园植物园观察的时候，就发现蚜虫泛滥的第三天，成群的瓢虫就会聚集过来，短短一周时间蚜虫的数量就大幅下降——这就是最直观的食物关系在起作用。2从“吃与被吃”到生物学概念很多同学会说“这就是谁吃谁嘛”，没错，但生物学上我们把这种“通过食物建立的生物间联系”称为营养关系。为了清晰地表达这种关系，我们需要用一种标准化的方式来记录，这就是我们今天要学习的第一个核心工具：食物链。这节课的核心目标，就是从理解单个食物链开始，最终学会搭建完整的食物网。02食物链的核心要素与绘制规范食物链的核心要素与绘制规范在正式学习绘制之前，我们得先搞清楚一条合格的食物链里都有哪些“成员”，以及必须遵守的规则。1食物链的基本组成成分1.1生产者：食物链的起点生产者是指那些能自己制造有机物的生物，简单来说就是“不用靠吃别的生物活下去，自己就能生产食物”的生物。最常见的就是绿色植物，比如草、树、鱼缸里的水草，它们通过光合作用，把阳光、水和二氧化碳变成葡萄糖等营养物质，为其他生物提供能量来源。这里要注意，除了绿色植物，还有一些细菌比如硝化细菌也能自己制造有机物，但对于六升七的同学来说，重点记住“绿色植物是最主要的生产者”就足够了。1食物链的基本组成成分1.2消费者：食物链的中间环节消费者就是必须通过吃其他生物来获取能量的生物，它们自己不能制造有机物。根据它们的食物类型，我们还可以把消费者分成不同的等级：初级消费者：直接吃生产者的生物，也就是植食性动物，比如吃草的兔子、吃菜叶的蚜虫、啃水草的螺蛳；次级消费者：吃初级消费者的生物，也就是小型肉食动物，比如吃兔子的狐狸、吃蚜虫的瓢虫、吃螺蛳的小鱼；三级消费者：吃次级消费者的生物，比如吃狐狸的鹰、吃瓢虫的食虫鸟、吃小鱼的大鱼。当然，有些消费者的食物不止一种，比如麻雀既会吃草籽也会吃昆虫，这种情况我们后面讲食物网的时候会详细展开。321451食物链的基本组成成分1.3分解者：生态系统的“清洁工”这里要额外提一下分解者，比如细菌、真菌、蚯蚓，它们会分解动植物的遗体和粪便，把有机物变回无机物，重新回到环境里供生产者使用。不过要注意：在我们绘制的捕食链（也就是最常见的食物链）里，一般不会把分解者画进去，因为捕食链只记录“谁被谁吃”的直接捕食关系，分解者的作用是循环物质，不属于捕食链条的一环。2食物链的绘制规则掌握了组成成分，我们还要遵守严格的绘制规则，才能画出标准的食物链，这也是很多同学容易出错的地方：2食物链的绘制规则2.1起点必须是生产者这是最核心的规则，一条食物链的第一个环节一定是能自己制造食物的生物，比如草、小麦、水草，绝对不能从消费者开始，比如直接写“兔→鹰”，这是错误的，因为兔子自己不能制造食物，必须先有草作为起点。2食物链的绘制规则2.2箭头指向捕食者，代表能量流动方向很多同学会搞反箭头的方向，比如写成“兔→草”，这就完全错了。箭头的意思是“能量从被吃的生物流向捕食的生物”，也就是草被兔子吃，能量从草到兔子，所以箭头应该是“草→兔”。这个箭头方向千万不能搞反，这是判断食物链对错的关键标志。2食物链的绘制规则2.3一条食物链一般不超过5个营养级我们之前讲过，生产者是第一营养级，初级消费者是第二，以此类推。为什么不能太长呢？因为能量在生物之间传递的时候，每传递一次大概只能保留一小部分能量（这个比例我们不用深究具体数值，只要知道“传递效率不高”就可以）。比如草有1000单位的能量，传给兔子只能剩一小部分，兔子传给狐狸又会更少，再往上的话就没有足够的能量维持一个生物的生存了，所以一条食物链一般最多5个环节。2食物链的绘制规则2.4食物链中不能出现循环和重复比如“草→兔→草”这种循环是错误的，因为生物之间的捕食关系是单向的，不会出现循环；同时一条食物链里同一个生物不能重复出现，比如“草→兔→狐→兔”也是不对的，因为狐不会再被兔吃掉。03从食物链到食物网：构建生物的复杂关系网从食物链到食物网：构建生物的复杂关系网刚才我们学习的是单条的食物链，但在真实的自然界里，没有哪个生物只吃一种食物，也没有哪个生物只被一种生物吃。比如兔子不仅会被狐狸吃，还会被鹰吃；鹰不仅会吃兔子，还会吃蛇；蛇不仅会吃鼠，还会吃青蛙。当多条食物链互相交错连接之后，就形成了一张复杂的“食物网”。1食物网的核心概念简单来说，食物网就是一个生态系统里所有捕食关系的总和，是生物之间相互依赖、相互制约的直观体现。如果把单个食物链比作一条细线，那么食物网就是一张由无数细线织成的大网，任何一个节点的变化都会影响到整个网的结构。比如我之前带学生做过一个实验：在一个封闭的生态缸里只放了草和兔子，结果兔子很快就把草吃完了，自己也饿死了；但如果我们再加进狐狸和鹰，那么兔子的数量会被控制在合理范围内，草也不会被吃光，整个生态系统就能维持平衡——这就是食物网的作用。2食物网的绘制步骤（以草原生态系统为例）接下来我们以最常见的草原生态系统为例，一步步教大家如何绘制食物网，这也是本节课的核心技能：2食物网的绘制步骤（以草原生态系统为例）2.1第一步：确定研究区域的生物类群首先我们要列出草原生态系统里的主要生物，为了简化，我们选10种左右的生物，方便大家理解：初级消费者：蝗虫、鼠、兔、羚羊生产者：草（包括各种草本植物，比如针茅、羊草）次级消费者：狐狸、蛇、青蛙、食虫鸟2食物网的绘制步骤（以草原生态系统为例）三级消费者：鹰这里我们暂时不把分解者算进去，因为我们画的是捕食链组成的食物网。2食物网的绘制步骤（以草原生态系统为例）2.2第二步：梳理每条独立的食物链接下来我们要找出每一种生物的食物和天敌，把单条的食物链列出来：1草→蝗虫→青蛙→蛇→鹰2草→蝗虫→食虫鸟→鹰3草→鼠→狐→鹰4草→鼠→蛇→鹰5草→兔→狐→鹰6草→兔→鹰7草→羚羊→鹰8大家可以数一下，这里一共有7条独立的食物链，是不是比单条的要复杂很多？92食物网的绘制步骤（以草原生态系统为例）2.3第三步：连接交错的食物链，形成食物网现在我们把这些单条的食物链放在一起，把相同的生物连接起来：比如草是所有初级消费者的食物，所以所有初级消费者的箭头都指向草的箭头后面；然后蝗虫既会被青蛙吃也会被食虫鸟吃，所以蝗虫的箭头后面要同时连青蛙和食虫鸟；青蛙会被蛇吃，食虫鸟会被鹰吃，以此类推。当我们把所有的箭头都连起来之后，就会发现一张交错的网，这就是草原食物网的雏形。去年我带学生画这个草原食物网的时候，有个同学突然问“那蛇会不会被狐吃？”，这个问题非常好，因为我们刚才列的食物链里没有这一条，那我们就要补充进去：狐是肉食动物，它也会吃蛇，所以我们要在蛇的箭头后面加上狐吗？不对，应该是狐吃蛇的话，能量从蛇到狐，所以箭头是“蛇→狐”，那我们就要在原来的食物链里加上“草→鼠→蛇→狐→鹰”，这样就补充了一条新的食物链，食物网也变得更完整了。所以绘制食物网的时候，一定要仔细思考每一种生物的天敌和食物，不能遗漏。2食物网的绘制步骤（以草原生态系统为例）2.4第四步：标注营养级和能量流动方向为了更清晰地展示食物网的结构，我们可以给每个生物标注营养级：生产者是第一营养级，初级消费者是第二，次级是第三，三级是第四，以此类推。比如草是第一营养级，蝗虫是第二，青蛙是第三，蛇是第四，鹰是第五。同时我们要把所有的箭头都画清楚，确保每一个箭头都指向捕食者，代表能量流动的方向。3食物网的关键特征与生态意义在绘制完食物网之后，我们可以通过观察它来理解生态系统的运作规律：3食物网的关键特征与生态意义3.1某一种生物的变化会影响整个食物网比如如果草原上的草因为干旱减少了，那么所有的初级消费者（蝗虫、鼠、兔、羚羊）的食物都会减少，它们的数量也会跟着减少，进而影响到次级消费者和三级消费者的数量。再比如如果我们大量捕杀狐狸，那么鼠和兔的天敌就减少了，鼠和兔的数量会大量增加，进而吃掉更多的草，导致草原退化，这就是我们常说的“生态失衡”。3食物网的关键特征与生态意义3.2食物网越复杂，生态系统越稳定比如热带雨林的食物网非常复杂，有成千上万种生物，每一种生物都有很多天敌和食物来源，所以即使某一种生物减少了，其他生物可以替代它的位置，整个生态系统不会轻易崩溃。而像北极苔原的食物网就非常简单，只有少数几种生物，比如地衣→驯鹿→狼，如果地衣因为气候变化减少了，驯鹿的数量就会大量减少，进而导致狼的数量减少，整个生态系统很容易崩溃。这就是为什么保护生物多样性很重要，生物多样性越高，食物网越复杂，生态系统越稳定。04实践操作：课堂练习与错误纠正实践操作：课堂练习与错误纠正理论学习之后，我们需要通过实践来巩固技能，接下来我们进行课堂练习和错误纠正。1课堂练习案例：校园草地生态系统现在我们来做一个课堂练习，用我们刚才学的方法绘制校园草地的食物网，这样更贴近我们的生活：1课堂练习案例：校园草地生态系统1.1分组列出校园草地的生物类群0504020301我们分成4人一组，大家观察一下自己身边的校园草地，看看有哪些生物：生产者：狗尾草、三叶草、车前草、苔藓初级消费者：蚜虫、菜青虫、蜗牛、蝗虫次级消费者：瓢虫、食蚜蝇、蜘蛛、麻雀注意：蚯蚓是分解者，不能放在捕食链里；如果校园里有鹰的话可以加上，但一般校园里没有，所以我们可以简化到次级消费者。1课堂练习案例：校园草地生态系统1.2梳理并绘制单条食物链每组先列出3-4条单条食物链：1狗尾草→蚜虫→瓢虫→麻雀2三叶草→菜青虫→蜘蛛→麻雀3车前草→蜗牛→麻雀4苔藓→蝗虫→蜘蛛51课堂练习案例：校园草地生态系统1.3连接成完整的食物网现在把这些食物链连接起来，比如麻雀既会吃瓢虫，也会吃菜青虫，还会吃蜗牛和草籽，所以麻雀的箭头要连接到所有它吃的生物的后面；同时蜘蛛会吃菜青虫和蚜虫，所以蜘蛛的箭头后面要连麻雀，这样整个食物网就交错起来了。2常见错误示例与纠正在之前的教学中，我发现同学们经常会犯以下几种错误，我们一起来纠正一下：2常见错误示例与纠正2.1箭头方向画反比如写成“瓢虫→蚜虫”，正确的应该是“蚜虫→瓢虫”，因为蚜虫被瓢虫吃，能量从蚜虫流向瓢虫。很多同学会搞反，记住一个小技巧：箭头永远指向“吃的那个生物”，也就是“被吃的→吃的”。2常见错误示例与纠正2.2起点不是生产者比如直接写“蚜虫→瓢虫→麻雀”，这是错误的，因为蚜虫是消费者，必须先有草作为起点，正确的应该是“草→蚜虫→瓢虫→麻雀”。2常见错误示例与纠正2.3混淆分解者和消费者比如把蚯蚓放进食物链里，蚯蚓是分解者，不属于捕食链，所以不能画在食物链里，食物链里只有生产者和消费者（捕食关系的）。2常见错误示例与纠正2.4出现循环或重复比如“草→蚜虫→瓢虫→草”，这是循环，错误的，因为瓢虫不会吃草，而且捕食关系是单向的，不能循环。2常见错误示例与纠正2.5营养级标注错误比如把瓢虫标注为初级消费者，不对，瓢虫吃蚜虫，蚜虫是初级消费者，所以瓢虫是次级消费者，第三营养级，这个要注意区分。3拓展练习：设计小型人工生态瓶的食物网课后大家可以做一个拓展练习：设计一个小型的鱼缸生态瓶，里面有水草、小鱼、螺蛳、硝化细菌，然后绘制这个生态瓶的食物网，思考一下每个生物的位置和作用，比如硝化细菌是分解者，不算在捕食链里，所以食物网应该是“水草→螺蛳→小鱼”，“水草→小鱼”，大家可以试着补充更多的生物，比如虾，看看会形成什么样的食物网。05食物网与我们的生活：现实意义与生态保护食物网与我们的生活：现实意义与生态保护我们学习食物网，最实际的意义就是理解生态保护的重要性，这张“生物之网”和我们的生活息息相关。1生态保护的核心依据每一种生物都是食物网里的一个节点，如果我们破坏了其中一个节点，就会影响整个网的结构。比如之前提到的澳大利亚兔子泛滥的问题：澳大利亚本来没有兔子，19世纪欧洲移民带来了24只兔子，因为没有天敌（比如狐狸、鹰），兔子大量繁殖，吃掉了大量的草，导致当地的原生植物大量减少，土壤侵蚀，其他食草动物的生存受到威胁，整个生态系统遭到了严重破坏。后来人们用了很多方法来控制兔子的数量，比如引入病毒，才终于缓解了这个问题。这就是因为当初人们没有考虑到食物网的完整性，随意引入外来物种，破坏了当地的食物网。2农业生产中的生物防治应用现在很多农民伯伯都在使用生物防治的方法，比如用瓢虫治蚜虫，用青蛙治蝗虫，而不是大量使用农药。这就是因为农药不仅会杀死害虫，还会杀死害虫的天敌，破坏农田里的食物网，导致害虫更加泛滥，同时农药还会残留到农作物里，影响我们的健康。而生物防治就是保护食物网的平衡，让天敌来控制害虫的数量，既环保又有效。比如我老家的农田里，现在很多农民都会在田里放瓢虫，这样就不用打农药了，种出来的蔬菜更安全，同时也保护了农田的生态系统。3人类活动对食物网的影响我们人类的很多活动都会影响食物网，比如过度放牧会导致草原的草减少，破坏生产者的数量，进而影响整个草原的食物网；工业废水排放会污染水体，导致水里的藻类大量繁殖（水华），消