資源簡介

生物選擇性必修2 生物與環境【教學設計】
第1節　生態系統的結構
[學習目標]
1.用系統的觀點分析生態系統由生產者、消費者和分解者等生物因素以及光、熱、水、空氣、無機鹽等非生物因素組成,形成生物與環境構成統一整體的生命觀念。
2.通過對某一生態系統食物鏈和食物網的討論,用科學的思維分析食物網的復雜程度與生態系統穩定性的關系,培養歸納與概括、批判性思維等思維方法。
3.分析特定生態系統的生物與非生物因素決定其營養結構,形成穩態與調節的生命觀念。
【課件自主預習】
一、生態系統的范圍
1.概念:在一定空間內,由生物群落與它的非生物環境相互作用而形成的統一整體,叫作生態系統。
2.生態系統的范圍及類型
(1)最大:地球上最大的生態系統是生物圈,它是地球上的全部生物及其非生物環境的總和。
(2)較小:一個池塘、一片草地、一片森林等。
二、生態系統具有一定的結構
1.結構:組成成分和營養結構(即食物鏈和食物網)。
2.生態系統的組成成分
成分 種類 作用
非生物的物 質和能量 光、熱、水、空氣、無機鹽等 為生物群落提供物質和能量
生產者 自養生物,主要是綠色植物 把太陽能轉變成化學能,從而可以被生物利用,是生態系統的基石
消費者 主要是動物,包括植食性動物、肉食性動物、雜食性動物和寄生動物等 將有機物轉化為無機物,加快生態系統的物質循環;幫助植物的傳粉和種子的傳播等
分解者 主要是細菌和真菌 將動植物遺體和動物的排遺物分解成無機物
3.食物鏈和食物網
(1)食物鏈
①概念:生態系統中各生物之間由于食物關系而形成的一種聯系。
②特點:生產者為第一營養級,消費者所處營養級因食物關系不固定,但一般不會超過五個營養級。
③實例
(2)食物網
①概念:生態系統中食物鏈彼此相互交錯連接成的復雜營養關系。
②特征:如果某種動物減少或消失,它在食物鏈上的位置可能會由其他生物來取代。
(3)意義
①生態系統保持相對穩定的重要條件,一般認為,食物網越復雜,生態系統抵抗外界干擾的能力越強。
②生態系統物質循環和能量流動的渠道。
【預習檢測】
1.判斷下面有關生態系統組成成分說法的正誤。
(1)生產者都是自養生物,但主要類群是綠色植物。(　√　)
(2)消費者都是動物,都營異養生活。(　×　)
(3)細菌都是分解者,但分解者并不都是細菌。(　×　)
(4)生產者、分解者是聯系非生物的物質和能量與生物群落的“橋梁”,其中生產者處于主導地位。(　√　)
2.判斷下面有關生態系統營養結構說法的正誤。
(1)食物網中兩種生物之間只有一種種間關系。(　×　)
(2)在一條食物鏈中,生產者為第一營養級,消費者所處營養級不固定。(　√　)
(3)食物鏈中只有生產者和消費者,無分解者。(　√　)
(4)同一生物在不同食物鏈中所占的營養級可能不同。(　√　)
(5)“螳螂捕蟬,黃雀在后”這條食物鏈中,螳螂是第二營養級。(　×　)
【課堂互動探究】
探究點一　生態系統的組成成分
[活動] 閱讀教材P49“思考·討論”,回答下列問題。
(1)根據“生態系統2　某池塘生態系統”示意圖,判斷下列哪些生物屬于生態系統的生產者,并闡明其原因。
①水草　②草魚、黑魚、青魚　③柵藻和團藻
④蝦　⑤細菌、真菌　⑥水蚤　⑦草履蟲　⑧田螺
提示:屬于生產者的是①③。①③能進行光合作用制造有機物,所以都屬于自養生物,在生態系統中都屬于生產者。
(2)生產者都是綠色植物嗎
提示:不都是,還包括光合細菌和化能合成細菌等。它們都可以把無機物轉化成有機物。
(3)根據“生態系統1　某荒漠生態系統”,判斷哪些生物屬于消費者 是不是消費者都是動物
提示:屬于消費者的生物有:蝗蟲、螻蛄、葉蛾、土蜂等(植食性動物);姬蜂、步甲、園蛛、蜈蚣等(肉食性昆蟲或其他小動物)。寄生細菌和部分營寄生生活的植物(如菟絲子)等也是消費者。
(4)分解者都是細菌和真菌嗎 請說明。
提示:不都是。一些營腐生生活的動物,如蚯蚓、蜣螂和禿鷲等是分解者。
[深度思考] 細菌在生態系統中的成分有哪些 請各舉一例說明。
提示:腐生的細菌是分解者,如枯草桿菌;寄生的細菌是消費者,如肺炎鏈球菌;自養型細菌是生產者,如硝化細菌。
[歸納總結] 對生態系統生物成分認識的四個誤區
錯誤說法 特例
細菌都是分解者 硝化細菌是自養生物,屬于生產者;寄生細菌屬于消費者
動物都是消費者 禿鷲、蚯蚓、蜣螂等以動植物殘體或排泄物為食的腐食性動物屬于分解者
生產者是綠色植物 藍細菌、硝化細菌等自養原核生物也是生產者,應該說生產者主要是綠色植物
植物都是生產者 菟絲子營寄生生活,屬于消費者
[應用] 生態系統的組成成分包括生產者、消費者、分解者及非生物的物質和能量。下列關于生態系統組成成分的敘述中,正確的是(　C　)
A.陽光來源于地球以外,不屬于生態系統的成分
B.細菌都屬于分解者,其異化作用類型主要是需氧型和厭氧型
C.生產者屬于自養型生物,是生態系統中最基本、最關鍵的生物成分
D.一種生物只能屬于生態系統中的一種生物成分
解析:陽光屬于非生物的物質和能量,屬于生態系統的組成成分;多數細菌是分解者,但硝化細菌、鐵細菌和硫細菌等是生產者,營寄生生活的細菌是消費者;生產者能將無機物合成有機物,屬于自養型生物,是生態系統中最基本、最關鍵的成分;一種生物可能屬于生態系統中的不同生物成分,如豬籠草在進行光合作用時是生產者,在捕食昆蟲時為消費者。
探究點二　食物鏈和食物網
[情境] 如圖表示某陸地生態系統的食物網。
[思考] (1)圖中共有幾條食物鏈 請寫出最長的食物鏈。
提示:圖中共有8條食物鏈,其中最長的食物鏈是草→食草昆蟲→蜘蛛→青蛙→蛇→貓頭鷹。
(2)圖中的食物鏈為什么能構成食物網
提示:因為有的生物可以被多種生物所捕食,有的生物可以捕食多種生物,食物鏈彼此相互交錯。
(3)圖中哪些生物同時具有兩種種間關系 并指出種間關系的名稱。
提示:吃蟲鳥和蜘蛛、青蛙和蜘蛛、貓頭鷹和蛇具有捕食和競爭關系。
(4)如果大量引入兔,短時間內會對其他生物的數量造成怎樣的影響
提示:狐的數量會增加,其他生物的數量會因兔大量吃草而減少。
(5)如果要構成一個生態系統,除了圖中的成分外還需要哪些成分
提示:還需要非生物的物質和能量、分解者。
[歸納總結] 食物鏈和食物網中的數量變化分析
(1)若處于食物鏈中第一營養級的生物(生產者)數量減少,整個食物鏈中的其他生物都會減少,簡單記為“一級生物若減少,其他生物跟著跑”。
(2)“天敵”一方減少,短時間內被捕食者數量會增加,但從長時間來看,會先增加后減少,最后趨于穩定,簡單記為“如果天敵患了病,先增后減再穩定”。
(3)若處于中間營養級的生物數量減少,則這種生物數量的變化視具體食物鏈而定:“中間生物被捕殺,不同情況要分家”。大體遵循如下思路:
①生產者數量相對穩定原則,即消費者某一種群數量發生變化時,一般不考慮生產者數量的增加或減少。
②最高營養級的生物種群數量相對穩定原則,即當處于最高營養級的生物種群的食物有多種來源時,若其中一條食物鏈中某種生物減少,該種群的數量不會發生較大變化。
③在食物網中,當某種生物因某種原因而數量減少時,對另一種生物數量的影響,沿不同的食物鏈分析結果不同時,應以中間環節少的為分析依據。簡單記為“食物網,食物鏈,生物數量好判斷,首先你要有主見,環節少的先看見”。
[應用] 如圖為非洲某草原生態系統的食物網,下列相關敘述錯誤的是(　A　)
A.該食物網中共有6條食物鏈
B.獅子在這個食物網中占據三個營養級
C.獅子和野狗的關系是捕食和競爭
D.蛇的數量減少,獅子的數量不會發生明顯的變化
解析:從草開始,到獅子結束,食物鏈有草→羚羊→獅子、草→斑馬→獅子、草→羚羊→野狗→獅子、草→斑馬→野狗→獅子、草→鼠→蛇→食蛇動物→獅子,共5條。草→羚羊→獅子、草→斑馬→獅子,這兩條食物鏈中,獅子處于第三營養級;草→羚羊→野狗→獅子、草→斑馬→野狗→獅子,這兩條食物鏈中,獅子處于第四營養級;草→鼠→蛇→食蛇動物→獅子,這條食物鏈中,獅子處于第五營養級。由圖可以直接看出,野狗和獅子都能以羚羊和斑馬為食,兩者之間存在競爭關系;野狗又能成為獅子的食物,兩者之間又存在著捕食關系。由于獅子的食物來源較廣泛,蛇的數量減少不會明顯影響到獅子數量的變化。
[方法指導] 明辨關于食物鏈和食物網的六個易錯點
(1)每條食物鏈的起點都是生產者,終點是不被其他動物所食的動物,即最高營養級,中間有任何間斷都不算完整的食物鏈。
(2)分解者及非生物的物質和能量不屬于食物鏈的成分,不出現在食物鏈(網)中。
(3)由于第一營養級一定是生產者,因此一種動物在某一食物鏈中的營養級=消費者級別+1。
(4)某一營養級的生物代表的是處于該營養級的所有生物,不代表單個生物個體,也不一定是一個種群。
(5)同一種消費者在不同食物鏈中,可以占有不同的營養級。
(6)在食物網中,兩種生物之間的種間關系可出現多種,如野狗和獅子既是捕食關系,又是競爭關系。
課堂小結
完善概念圖 記憶節節清
1.生態系統:在一定空間內,由生物群落與它的非生物環境相互作用而形成的統一整體。 2.生態系統的結構:包括組成成分和營養結構。 3.生態系統的基石:生產者。 4.食物網:許多食物鏈彼此相互交錯連接成的復雜營養關系是食物網,一種生物在食物網中可能占據多個營養級,兩種生物之間可能同時具有多種種間關系。
隨堂反饋
1.判斷下列關于生態系統的說法是否正確。
(1)生產者、分解者是聯系非生物的物質和能量與生物群落的橋梁,其中生產者是生態系統的基石。(　√　)
(2)在生態系統的營養結構中,食物網可使每種生物都限定在同一營養級上。(　×　)
(3)生態系統的食物鏈中營養級越高的生物,其體型必然越大。(　×　)
(4)食物鏈彼此相互交錯連接成的復雜營養關系,就是食物網。(　√　)
2.如圖是生態系統成分的關系圖,下列對a、b、c所代表的成分的說法,正確的是(　A　)
A.b中有真核生物,也有原核生物,但都是自養型生物
B.a中全是異養型真核生物
C.c只包括腐生細菌和真菌
D.a是該生態系統的基石,一旦遭到破壞,會影響整個生態系統的穩定
解析:生態系統包括生物群落和無機環境,生物群落包括生產者、消費者和分解者。從箭頭的方向上分析,a的物質和能量來自b,并可傳遞給c,所以b是生產者,a是消費者,c是分解者。生產者多數是光能自養型的真核生物,如綠色植物,但也有化能自養型的原核生物,如硝化細菌等;消費者都是異養型的,但并不都是真核生物,如根瘤菌也是消費者,但屬于原核生物;分解者除了有腐生細菌和真菌外,還有腐生動物,如蚯蚓、禿鷲等;生態系統的基石是b(生產者)。
3.如圖表示一個海灘濕地生態系統中部分生物的食物關系。下列有關分析錯誤的是(　B　)
A.細菌既可作為分解者,又可作為消費者的食物
B.第三營養級的生物有食草蟲、線蟲、海螺
C.若大米草死亡,將導致細菌數量增多,沼蟹數量亦增多
D.若噴灑只殺滅食草蟲的殺蟲劑,則蜘蛛數量將減少
解析:細菌能分解題述動植物遺體和動物的排遺物,因此可作為分解者,同時,線蟲又以細菌為食,因此細菌又可作為消費者的食物;食物鏈的起點是生產者,海螺、線蟲和食草蟲均能以生產者為食,故三者應為第二營養級;大米草與藻類之間存在競爭關系,大米草死亡會導致藻類數量增多,還會使細菌數量增多,細菌和藻類數量增多會導致線蟲數量增多,進而導致以線蟲為食的沼蟹數量增多;殺蟲劑殺死食草蟲,會導致蜘蛛的食物減少,進而導致蜘蛛數量減少。
4.(不定項選擇)下圖表示某生態系統中的三種類型生物的CO2釋放量(相對值)的曲線圖,下列敘述錯誤的是(　AD　)
A.乙代表的生物可能是任何一種生產者
B.甲、乙、丙都有可能是細菌
C.甲代表的生物是消費者或分解者
D.甲、乙、丙三種生物可組成一個生態系統
解析:乙代表的生物的CO2釋放量隨光照強度的變化而變化,可以代表進行光合作用的生產者;甲釋放CO2恒定,甲可能是恒溫動物或恒溫環境下的生物,如寄生菌,丙能利用CO2制造有機物,可能是化能合成型細菌,乙可能是光能自養型細菌;生態系統的組成成分包括生產者、消費者、分解者和非生物的物質和能量,甲、乙、丙可以代表生產者、消費者、分解者,缺少非生物的物質和能量,不能組成一個生態系統。
5.某島嶼居民與該島上的植物、兔、鼠、鼬和鷹構成的食物網如圖。某個時期,當地居民大量捕殺鼬,導致島上鼠種群爆發,隨后由鼠疫桿菌引起的鼠疫通過跳蚤使人感染。請分析回答下列問題。
(1)該食物網中,植物中的能量能通過　　　　條食物鏈傳遞給鷹,鷹所處的營養級為　　　　　　　　　　　　;兔與人的種間關系是　　　　　　　。鼠疫桿菌與人的種間關系是　　　　。
(2)通常情況下寄生在鼠身上的跳蚤對鼠種群數量的影響　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)鼬對鼠種群數量的影響。大量捕殺鼬會導致鼠種內競爭　　　　(填“增強”“不變”或“減弱”)。
(3)生長在該島上的蘑菇屬于生態系統的　　　　　　(填“生產者”“消費者”或“分解者”)。
解析:(2)跳蚤寄生在鼠身上,而鼬捕食鼠,因此鼬對鼠種群數量的影響更大;大量捕殺鼬,會使鼬的數量減少,即鼠的天敵減少,鼠的數量增加,鼠種內競爭增強。
(3)蘑菇分解枯枝爛葉,從中獲取能量,屬于分解者。
答案:(1)4　第三營養級和第四營養級　種間競爭和捕食　寄生　(2)小于　增強　(3)分解者

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