1、第一节 生态系统和生物圈课程标准讨论某一生态系统的结构。学习目标1简述生态系统的概念含义。2举例说出生态系统的类型。3举例说出生态系统的成分及其作用。4阐明生态系统各成分之间的相互关系。5举例说明生态系统的营养结构。6分析食物链、食物网中各种群所处的营养级以及不同种群之间数量变化的影响。7说明生态系统的整体性，认同生物与环境是一个统一的整体。温故“学而时习之，不亦乐乎？”1下列实例中，不能构成群落的是()A西双版纳的热带雨林B青藏高原上的高山苔原C海南岛清澜港保护区的红树林D大兴安岭的全部红松解析：西双版纳的热带雨林、青藏高原上的高山苔原都是由多种生物组成的，海南岛清澜港保护区的红树林，并不只
2、有一个红树物种，还包括与它有直接或间接关系的其他植物、动物、微生物等。而大兴安岭的全部红松，是由单一的物种红松组成的，不能构成群落而只是一个种群。答案：D2下列组合中，依次属于种群和群落的是()某池塘边的一棵柳树一片棉田中所有的幼年有翅和成熟无翅棉蚜一片农田中所有的普通小麦一片森林中的全部动物和植物某一池塘中的全部生物某草原的全部生物和无机环境A B C D解析：生活在一定区域内的同种生物的全部个体称为种群，各种生物的总和叫群落。某池塘边的一棵柳树，不能称为种群；一片棉田中的所有幼年有翅和成熟无翅棉蚜，也不能称为种群，因为棉蚜可能还包括幼年无翅和成熟有翅的，它不是同种生物个体的总和；一片农田中
3、所有普通小麦是同一物种的总和，属于种群；一片森林中的全部动物和植物，没有包括微生物，所以不能称为群落；某一池塘中的全部生物属于群落；某草原的全部生物和无机环境属于生态系统。答案：C知新先自学教材，并思考以下问题：从群落的演替可看出，某一自然区域的无机环境状况决定了在该区域内定居繁殖的生物类型，生物群落的存在又改变着环境。在环境条件相似的地方，群落的外貌和结构往往也相近或相似。为什么无机环境会影响群落的结构和外貌呢？生物和环境的相互关系是怎样的呢？通过本节课的学习，你会知道生态系统的概念、类型，明确生态系统的结构，从而更好地理解生物群落和无机环境之间的关系。【自学评价】1环境中对生物生长、发育、
4、生殖、和等有或影响的因子，称为生态因子。生态因子可以分为和。非生物因子包括、等，生物因子包括生物之间的，如捕食、竞争等。互动探究环境对生物非常重要行为分布直接间接非生物因子生物因子光温度水各种相互关系2生态因子在生物体的，均可成为限制因子，但在生态因子的耐受范围内，每种生物都具有一个。低于或超过耐受极限时最适区【名师点津】探究一：什么叫生态因子？非生物因子包括哪些成分？什么是限制因子？1生态因子(1)概念(略)(2)组成(3)举例：以一株小麦为例看各种生态因子对生物的影响：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。知识拓展：(
5、1)光：对植物的生理和分布起着决定作用。如阳生植物只有在较强光照下才能正常生长。此外，光对动物的繁殖、生活习性以及生长发育过程也有影响。(2)温度：能够影响酶的活性和生物膜的透性，从而影响生物的新陈代谢，生物的生长发育只能在一定的温度范围内进行，此外，温度还对生物的分布有重要影响。(3)水：水分过多过少都会对生物的生长发育有明显的影响，也是决定陆生生物分布的重要因素。2谢尔福德耐受性定律1913 年，谢尔福德(V.E.Shelford)提出了耐受性定律。任一生物的种群数量都会随某种生态因子的改变而改变，这种关系可以形象地表述为钟形耐受曲线(如下图)。谢尔福德耐受性定律图示特别说明：生物对每一种
6、生态因子都有其耐受的上限和下限，上下限之间就是生物对这种生态因子的耐受范围，也叫生态幅。对于同一生态因子，不同种类的生物耐受范围往往不相同。3生态因子的特征(1)整体性环境中的各个生态因子对生物体是同时共同起作用的，与其他因子相互联系、相互影响、相互制约，表现为多个生态因子的综合作用。(2)主导性对生物起作用的生态因子并非同等重要，其中有一个起决定性作用，它的改变会引起其他生态因子的变化，使生物的生长发育受到影响。(3)不可替代性和补偿性一方面，各种生态因子对生物的作用虽不是等价的，但都是不可缺少的；另一方面，在一定情况下，某一生态因子量上的不足，可以由其他生态因子的增加或减弱而得到补偿。知识
7、拓展：环境因子影响生态因子的常见类型例析：【尝试突破】【例 1】环境因子对生物的生长、发育、生殖、行为和分布等有直接或间接的影响。下列关于环境因子对生物影响的表述，不正确的是()A寒冷冬季，影响鹿群存活的关键因子是温度B鱼塘中，影响鱼类生存的非生物因子关键是溶氧含量C家鸡中，影响卵巢发育的重要因子是日照长短D连绵阴雨时，影响小麦灌浆的主要因子是光照强度解析：对生物有影响的环境因子有多种，在一定环境中往往有一种或几种因子起着决定作用。日照长短和光照强度分别决定着动物的繁殖和植物的光合作用，水中溶氧的含量则决定着水生生物的生存情况，在冬天影响鹿群存活的关键因子是食物，而非温度(鹿是恒温动物)。答案
8、：A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 t1t2 范围内 B温度在 t2t3 范围内C温度在 t2 以下D温度在 t3 以下解析：生物在适宜的环境条件中，其种群中出生率大于死亡率，种群数量增加。从图中可知，温度在 t2 以下时，更有利于物种甲的生存，物种甲占优势；温度在 t3 以上时，也是物种甲占优势。而温度在 t2t3 范围内，更有利于物种乙的生存，所以温度在 t2t3 范围内物种乙能竞争过物种甲。答案：B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
9、温度、光照、水C水、温度、光照 D光照、水、温度解析：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，到达一定的深度后，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。可见，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。答案：A【自学评价】1生态系统是指在一定的内，生物成分和非生物成分通过、和，相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。2生态
10、系统包括生物成分和非生物成分，其中生物成分包括、，非生物成分包括。生物与环境构成生态系统及生物圈是最大的生态系统空间物质循环能量流动信息传递生产者消费者分解者无机盐、空气、阳光和水等3生态系统中的生物由于而形成的结构称为食物链。食物链主要有、和三种类型。4营养级是指的总和。一条食物链由若干个营养级按一定顺序组成。5生态系统中的许多食物链所形成的更为复杂的网状食物关系称为食物网。是生态系统的营养结构。6生物圈指地球上的和一切适合于生物的场所，它包括岩石圈的上层、。营养关系捕食食物链腐生食物链寄生食物链处于食物链某一环节上的各种生物相互交错食物链和食物网全部生物栖息水圈和大气圈的下层【名师点津】探
11、究二：如何理解生态系统的概念？什么是生物圈？生态系统的组成成分有哪些？什么叫食物链和食物网？1生态系统(1)概念(略)(2)在理解生态系统的概念时要注意以下几点：空间性：一定的空间范畴。因为生态系统的种群和群落都需要一定的自然区域，生态系统的范围有大有小，地球上最大的生态系统是生物圈，在生物圈这个最大的生态系统中，还可以分出很多不同的生态系统。成分：生态系统的基本组成包括各种生物和它们生活的无机环境。生物不仅有植物、动物，还有微生物等，这些生物构成完整的群落。群落加上无机环境才构成生态系统。功能：生物群落和无机环境是相互作用的，生态系统中的生物与生物之间、生物与无机环境之间是通过能量流动、物质
12、循环和信息传递相互联系在一起的。(3)生态系统的类型归纳总结：名称分布特点陆地生态系统自然生态系统森林生态系统湿润或较湿润的地区动植物种类繁多，群落的结构复杂，种群密度和群落的结构能够长期处于较稳定的状态草原生态系统干旱、年降雨量很少的地区动植物种类少，群落结构也不复杂，种群密度和群落的结构常常发生剧烈变化冻原生态系统极地地区 动植物种类组成简单，对环境因子的改变十分敏感，自我调节能力极低。过度的人类活动会使其处于崩溃的边缘荒漠生态系统干旱地区和半干旱地区植被稀疏，生物生产力很低农田生态系统一是人工建立的生态系统人的作用非常突出，人们种植的各种农作物是生态系统的主要成员，动植物的种类较少，群落
13、的结构单人工生态系统城市生态系统人类起主导作用由自然系统、经济系统和社会系统组成。人类起主导作用，物质和能量流通量大，运转快、高度开放，易出现环境污染陆地生态系统水域生态系统海洋生态系统海洋占地球表面积的70.8%海洋中的动物大都能够在水中游动，不具有奔跑或飞翔的能力。海洋中的植物以浮游植物为主淡水生态系统沼泽地、河流、湖泊生活用水和工业用水的水源，有十分丰富的动植物资源一般来说，湿地生态系统包括沼泽、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，以及淡水生态系统。2生物圈(1)概念：地球上的全部生物和一
14、切适合于生物栖息的场所。(2)范围：包括大气圈的下层、岩石圈的上层(岩石圈上层极薄的一层土壤层)和水圈(地球上的一切水域如海洋、内陆江河、湖泊、地下水等)。(3)形成及关系：生物圈的形成是地球的理化环境与生物长期相互作用的结果。自然选择决定了生物与环境的和谐统一；生物的生命活动又不断改变着地球的理化环境，进而又影响着生物的进化。因此，生物圈是地球上生物与环境共同进化的产物，是生物与无机环境相互作用而形成的统一整体。地球上凡是有生物分布的区域都属于生物圈的范围。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。生物圈是地球上最大的多层次
15、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。生态系统是生物圈的结构和功能的基本单位。3生态系统的组成成分非生物成分生产者消费者分解者同化作用类型自养型异养型异养型作用为生物提供物质和能量为消费者、分解者提供物质和能量有利于植物的传粉和种子的传播；加快生态系统的物质循环将动植物遗体、粪便等中的有机物分解为无机物，保证物质循环畅通进行举例太阳光、水、空气、无机盐、有机物、热能等主要是各种绿色植物，还有蓝藻、光合细菌、化能合成细菌(如硝化细菌)等主要是各种动物，还有寄生细菌和真菌、病毒、某些植物(如菟丝子)等主要是腐生细菌和真菌，还有腐食动物(如蚯蚓、蜣螂等)、某些原生动物等
16、联系理论上生态系统中必不可少的成分是非生物的物质和能量、生产者和分解者，消费者不是必要成分，但在自然生态系统中，在完成能量流动，物质循环和信息传递过程中，消费者起了重要的推动作用，因此在实际的自然生态系统中，非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者是紧密联系、缺一不可的。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。所以应该说绿色植物是生产者，除绿色植物以外，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，以及含有光合色素的细菌如紫硫细菌和绿硫细菌、蓝藻等都是自养型生物，所以都是生产者。消费者是异养型中的捕食者或寄生类型，不包括腐生类
17、型。如前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、粪金龟子、蚯蚓、蜣螂及软体动物等。秃鹫以腐肉为食，撕咬后的食物碎屑也便于分解者分解，所以，人们也将它归入分解者行列。4食物链(1)概念：生态系统中各种生物之间由于营养关系而形成的结构称食物链。(2)营养级别分析如表：食物链绿色植物蚱蜢青蛙蛇鹰生态系统成分生产者初级消费者次级消费者三级消费者四级消费者营养级第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级第五营养级生物类群主要是绿色植物食草动物小型食肉动物
18、较大食肉动物大型食肉动物(3)类型捕食链：以绿色植物为基础，各种生物之间由于食物关系而形成。寄生链：以活的动植物为基础，以寄生方式而构成的食物链。腐生链：以死的动植物残骸为基础，是专以动植物遗体或碎屑为食而形成的。(1)捕食食物链的起点总是生产者，捕食食物链的最后一个环节是不被其它动物所食的动物，即最高营养级(又称顶级营养级)。中间有任何停顿都不能算完整的捕食食物链。(2)在捕食链中，植物(生产者)总是一条食物链的第一营养级；草食动物(即一级消费者)则必为第二营养级，属于初级消费者。动物的营养级级别和消费级别总是相差一级。(3)同一种生物在不同的食物链中，可以占有不同的营养级。肉食性动物和杂食
19、性动物所处的营养级往往不是一成不变的。(4)食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，不会倒转，因此箭头一定是由上一营养级指向下一营养级。(5)在食物链中，当某种生物数量大量增加时，一般会导致作为其食物的上一营养级数量减少，作为其天敌的下一营养级数量增多。(6)某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表生物个体，也不一定是某个种群。(7)高中生物中通常涉及的食物链，除非特别说明实际上是捕食食物链，它是由生产者和消费者通过捕食关系形成的，不包括分解者和通过寄生关系形成的寄生食物链等。5食物网概念：生态系统中许多食物链相互交错形成的更为复杂的网状食物关系称为食物网。(1)在食物网中，当某种生
20、物因外来因素而大量增加时，一般除导致上一营养级减少，下一营养级增加外，还会导致与其有竞争关系的生物数量下降。(2)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，沿不同的线路分析结果不同时，应该以中间环节少的作为分析依据。(3)食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类而并非取决于生物的数量。【尝试突破】【例 2】如图为南极某海域的食物网。据图判断正确的是()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：本题主要考查考生对食物链、食物网的理解。从左向右依次标出所给食物网中的每条
21、食物链上每个生物的营养级，进而计算出食物网中食物链的数量是解题的突破口。此食物网中有 9 条食物链。硅藻是植物，属于生产者，不是分解者。而磷虾仅以硅藻为食，在每一条食物链中都是第二营养级。在一个食物网中，对食物网影响最大的是最低营养级，即生产者，而不是最高营养级。答案：C点拨：第一步，据图找出生产者和最高营养级，把给出的食物网拉直、理顺，且尽可能不要出现交叉。第二步，确定图中食物链的条数和每种生物的营养级。如果生产者在最下，最高营养级在最上，则先从下向上、再从左向右，从生产者开始依次标出食物网中每条食物链上的每种生物的营养级。如果生产者在左，最高营养级在右，则先从左向右，再从上至下，从生产者开
22、始依次标出食物网中每条食物链上的每种生物的营养级。注意在标注每条食物链上的每种生物的营养级时，有几个标出几个，不要丢掉任何一个标注。生产者旁边标注出的数字之和就代表该食物网中食物链的数量；对每种生物旁边标注的不同数字合并同类项，不同的数字就代表该生物的营养级的级别。第三步，根据题中的各个选项依次进行相关判断。【例 3】下列关于生物圈概念的叙述，不正确的是A地球上凡是有生物分布的区域都属于生物圈的范围B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C生物圈是地球上最大的多层次生态系统，其结构和功能不断变化，不断趋向相对稳定D生物圈是地球上所有生物形成的特殊的圈层，是各类生物的总和解
23、析：本题考查的是生物圈的概念。生物圈是地球上最大的生态系统，地球上凡是有生物分布的区域都属于生物圈的范围，它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，其结构和功能不断变化，不断趋向相对稳定。从组成上看，生物圈的成分包括两个部分，即无机环境和生物群落，而D 选项只指出了生物成分，没有指出非生物成分，故是错误的。答案：D点拨：对于生物圈的理解，要注意从其概念、范围、组成等几个方面去把握其本质特征，同时也要注意生物圈与生态系统的区别。有一种生态农业模式是在水稻田中养鸭，利用鸭控制稻田中的杂草和害虫，鸭粪用作肥料。下列关于该模式的叙述中，错误的是()A杂草和水稻是生产者B鸭与害虫的种间关系为捕食和竞争关系C杂草和水稻的种间关系为竞争关系D水稻、鸭、害虫和杂草组成了一个农田生态系统解析：生态系统是指所有的生物及其生存的无机环境，水稻、鸭、害虫和杂草仅仅是部分生物，不能组成生态系统。答案：D根据下图所示的食物网回答问题。(1)该生态系统中有_条食物链。(2)图中的次级消费者是_。(3)图中占有两个不同营养级的生物是_。(4)如 果 由 于 灾 害 使 得 植 物 减 少，则 鹰 的 数 量 将 会_。答案：(1)4(2)鹰、狐、蛇(3)鹰(4)减少课堂小结