2024-2025學年高中生物第四章生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)第1節(jié)生態(tài)系統(tǒng)和生物圈學案蘇教版必修3

PAGE12-第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)和生物圈學習目標核心素養(yǎng)1.闡明生態(tài)系統(tǒng)由生產(chǎn)者、消費者和分解者等生物因素以及陽光、空氣、水等非生物因素組成，各組分緊密聯(lián)系使生態(tài)系統(tǒng)成為具有肯定結構和功能的統(tǒng)一體。2.探討某生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者和消費者通過食物鏈和食物網(wǎng)聯(lián)系在一起形成的困難的養(yǎng)分結構。1.通過圖表等直觀方式理解生態(tài)系統(tǒng)的組成成分及各成分之間的關系。2.結合實例理解食物鏈和食物網(wǎng)。3.嘗試建構生態(tài)系統(tǒng)的結構模型。1．環(huán)境對生物特別重要(1)生態(tài)因子①概念：環(huán)境中對生物的生長、發(fā)育、生殖、行為和分布等有干脆或間接影響的因子，稱為生態(tài)因子。②分類：分為非生物因子和生物因子。前者包括光、溫度、水等，后者包括生物之間的各種相互關系，如捕食、競爭等。(2)生態(tài)因子在低于或超過生物體的耐受極限時，均會成為限制因子。在生態(tài)因子的耐受范圍內(nèi)，每種生物都具有一個最適區(qū)。2．生物與環(huán)境構成生態(tài)系統(tǒng)(1)生態(tài)系統(tǒng)的概念生態(tài)系統(tǒng)是在肯定空間中的生物群落與無機環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一體。(2)生態(tài)系統(tǒng)的組成成分①非生物成分：無機鹽、空氣、光、水及非生物的有機物等。②生物成分按在生態(tài)系統(tǒng)中的功能可分為三類：a．生產(chǎn)者ⅰ.地位：最基本、最關鍵。ⅱ.范圍：主要是各種綠色植物。b．消費者ⅰ.地位：干脆或間接地以植物為食。ⅱ.范圍：主要是指以其他生物為食物的各種動物，依據(jù)食性特點分為植食性動物和肉食性動物。c．分解者ⅰ.作用：將動植物遺體、糞便等有機物分解為無機物。ⅱ.范圍：主要是細菌和真菌，還包括蚯蚓、禿鷲等腐生動物。(3)生態(tài)系統(tǒng)中的養(yǎng)分結構①食物鏈生態(tài)系統(tǒng)中的生物之間由于養(yǎng)分關系而形成的養(yǎng)分結構。②食物網(wǎng)a．概念：生態(tài)系統(tǒng)中的很多食物鏈相互交織形成更為困難的網(wǎng)狀養(yǎng)分結構。b．作用：增加生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的穩(wěn)定性。③養(yǎng)分級a．概念：指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的各種生物的總和。b．分類ⅰ.第一養(yǎng)分級：生產(chǎn)者。ⅱ.其次養(yǎng)分級：初級消費者。ⅲ.第三養(yǎng)分級：次級消費者。3．生物圈是最大的生態(tài)系統(tǒng)(1)生物圈的概念：地球上的全部生物及其無機環(huán)境的總和。(2)范圍：包括巖石圈上層、水圈和大氣圈下層。水圈中生活著多種多樣的水生生物，而陸生生物主要生活在大氣圈下層與巖石圈上層。(3)地位：生物圈是地球上最大的多層次的生態(tài)系統(tǒng)，還可以分出很多個生態(tài)系統(tǒng)。(4)作用：人類的生存和發(fā)展離不開整個生物圈的旺盛，愛護生物圈就是愛護人類自身。(5)分類①自然生態(tài)系統(tǒng)a．陸地生態(tài)系統(tǒng)有凍原生態(tài)系統(tǒng)、荒漠生態(tài)系統(tǒng)、草地生態(tài)系統(tǒng)和林地生態(tài)系統(tǒng)等。b．水域生態(tài)系統(tǒng)主要包括海洋生態(tài)系統(tǒng)和淡水生態(tài)系統(tǒng)。②人工生態(tài)系統(tǒng)：可分為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)等。(1)生產(chǎn)者都是自養(yǎng)生物，但主要類群是綠色植物。 (√)(2)消費者都是動物，都營異養(yǎng)生活。 (×)提示：有的植物和微生物也可以是消費者。(3)生產(chǎn)者、分解者是聯(lián)系非生物成分與生物群落的橋梁，其中生產(chǎn)者處于主導地位。 (√)(4)我國南方熱帶雨林中分解者的代謝活動比北方森林中的弱。 (×)提示：熱帶雨林中分解者代謝活動強。(5)在一條食物鏈中，生產(chǎn)者為第一養(yǎng)分級，消費者所處養(yǎng)分級不固定。 (√)生態(tài)系統(tǒng)及其組成成分[問題探究]“敕勒川，陰山下，天似穹廬，籠蓋四野。天蒼蒼，野茫茫，風吹草低見牛羊。”——《敕勒歌》詩歌中向我們描繪了漂亮的草原風光。詩歌中出現(xiàn)的草、牛、羊是否構成了草原生態(tài)系統(tǒng)？草原生態(tài)系統(tǒng)應當包含哪些生物成分？提示：草、牛、羊只是草原生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者和消費者，還缺少分解者和非生物成分，不能構成草原生態(tài)系統(tǒng)。草原生態(tài)系統(tǒng)的生物成分應當包含生產(chǎn)者、消費者和分解者。[講解歸納]1．環(huán)境對生物特別重要(1)生態(tài)因子≠環(huán)境因子①生態(tài)因子是環(huán)境中能影響生物生長、發(fā)育、生殖、行為和分布的因子，生態(tài)因子只是四周環(huán)境因子的一部分，如陽光、溫度、水及其他生物。②海拔高度、水域深度等雖然是對環(huán)境因子的一種描述，但它們并不能干脆影響生物的生長、發(fā)育、生殖、行為和分布，其作用是通過陽光、溫度、水、氣壓等其他因子的作用體現(xiàn)出來的，因而海拔高度、水域深度是環(huán)境因子而不是生態(tài)因子。(2)謝爾福德耐受性定律說明①生物對每一種生態(tài)因子都有其耐受的上限和下限，上下限之間就是生物對這種生態(tài)因子的耐受范圍，也叫生態(tài)幅。②對于同一種生態(tài)因子，不同種類的生物耐受范圍不同。③生物的生存和繁殖依靠于各種生態(tài)因子的綜合作用，但是其中必有一種或少數(shù)幾種因子是限制生物生存和繁殖的關鍵性因子，這些關鍵性因子就是所謂的限制因子。④任何一種生態(tài)因子只要接近或超過生物的耐受范圍，就會成為這種生物的限制因子。特殊提示：當某一生態(tài)因子成為限制因子時，即使其他生態(tài)因子都賜予足夠的供應，生物的生長、發(fā)育和繁殖仍將受到限制因子的限制，甚至導致生物死亡。2．生物與環(huán)境構成生態(tài)系統(tǒng)(1)生態(tài)系統(tǒng)的概念理解①成分比較項目范圍作用地位非生物成分光、水、空氣、無機鹽等為生物供應物質(zhì)和能量生物賴以生存和發(fā)展的基礎生產(chǎn)者主要指綠色植物把簡潔的無機物制造成困難的有機物，把光能轉化成化學能儲存生態(tài)系統(tǒng)中最基本、最關鍵的生物成分消費者動物，包括植食性、肉食性、雜食性動物和寄生動物加快了生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)中最活躍的成分分解者細菌、真菌和腐生動物(如蚯蚓和禿鷲)把有機物分解為無機物關鍵成分②整體性：生態(tài)系統(tǒng)中的生物與生物、生物與非生物之間，通過能量流淌、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞而相互影響和相互制約，組成一個具有肯定調(diào)整實力的統(tǒng)一整體。③推斷生態(tài)系統(tǒng)的方法。a．一看肯定空間：生態(tài)系統(tǒng)具有肯定的自然空間。b．二看組成成分：生態(tài)系統(tǒng)的組成成分包括各種生物和無機環(huán)境。c．三看相互關系：生態(tài)系統(tǒng)中的生物與環(huán)境之間及不同生物之間有物質(zhì)和能量的溝通和信息的傳遞。(2)生態(tài)系統(tǒng)中四種成分的聯(lián)系由圖可知，四種成分在生態(tài)系統(tǒng)中的功能：①非生物的物質(zhì)和能量：包括陽光、水和空氣等，它是生態(tài)系統(tǒng)中生物群落的物質(zhì)和能量的最終來源，是生物群落賴以生存和發(fā)展的基礎。②生產(chǎn)者：主要是綠色植物，還有化能自養(yǎng)型生物，它是生態(tài)系統(tǒng)的主要成分，是生態(tài)系統(tǒng)的基石。③消費者：主要是動物，還有營寄生生活的生物，它是生態(tài)系統(tǒng)最活躍的成分，能加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。④分解者：包括細菌等營腐生生活的生物，它是生態(tài)系統(tǒng)的關鍵成分，假如一個生態(tài)系統(tǒng)中沒有分解者，物質(zhì)循環(huán)就會受阻，生態(tài)系統(tǒng)就會崩潰。特殊提示：生態(tài)系統(tǒng)成分中的三個“不等于”1生產(chǎn)者≠植物：生產(chǎn)者不肯定都是植物，某些細菌也可以是生產(chǎn)者，如硝化細菌等；植物也不肯定都是生產(chǎn)者，如菟絲子是消費者。2消費者≠動物：消費者不肯定都是動物，如某些營寄生生活的微生物；動物也不肯定都是消費者，如營腐生生活的蚯蚓是分解者。3分解者≠微生物：分解者不肯定都是微生物，還有某些營腐生生活的動物如蚯蚓；微生物也不肯定都是分解者，如硝化細菌是生產(chǎn)者。某學習小組擬調(diào)查一個池塘生態(tài)系統(tǒng)(如下圖)的組成成分，請依據(jù)下圖及供應的試驗器材，寫出調(diào)查項目。地點：池塘。器材：溫度計、光照強度測定儀、酸度計、溶氧測定儀、水網(wǎng)、顯微鏡、放大鏡、筆、記錄本等。調(diào)查項目：(1)非生物因素：_________________________________________________________________________________________________________________。(2)生物成分：①______________________________________________________________________________________________________________________________。②______________________________________________________________________________________________________________________________。③______________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]依據(jù)給出的調(diào)查儀器，可以調(diào)查池塘的非生物因素，如用溫度計測量水溫，用光照強度測定儀測定水面光照強度，用酸度計測定水中的pH，用溶氧測定儀測定水體中的溶氧量。同時也可以用水網(wǎng)、放大鏡和顯微鏡等視察水中生活的植物、動物及塘泥中的細菌等，并利用筆、記錄本等做好記錄，收集原始數(shù)據(jù)。經(jīng)幾次調(diào)查，對取得的材料、數(shù)據(jù)進行分析，最終得出相應結論撰寫試驗報告，在肯定范圍內(nèi)溝通。[答案](1)水溫、水中含氧量、水面光照強度、pH(2)①生產(chǎn)者：水草、浮萍、柵藻、團藻②消費者：蝦、草魚、黑魚③分解者：細菌、真菌食物鏈和食物網(wǎng)[問題探究]分析下圖，探究食物網(wǎng)中各生物的養(yǎng)分級別及相互關系。(1)上圖所示食物網(wǎng)中包含多少條食物鏈？提示：10條。(2)圖中屬于次級消費者的生物有哪些？提示：狐、貓頭鷹、吃蟲的鳥、蜘蛛、青蛙、蛇。(3)圖中貓頭鷹同時占有哪些養(yǎng)分級別？提示：三、四、五、六。(4)該圖作為生態(tài)系統(tǒng)缺少的成分是什么？提示：非生物成分和分解者。(5)從圖中可以看出，青蛙和蜘蛛之間的關系是什么？提示：競爭和捕食。[講解歸納]1．分析食物鏈的成分、養(yǎng)分級別及所屬類型(1)食物鏈的方向：被捕食者→捕食者，經(jīng)長期自然選擇形成。(2)食物鏈的成分①由生產(chǎn)者和消費者組成，分解者與非生物的物質(zhì)和能量都不參加食物鏈的組成。②起點是生產(chǎn)者，而終點是最高級消費者。(3)養(yǎng)分級：某一養(yǎng)分級的生物代表處于該養(yǎng)分級的全部生物，既不代表單個生物個體，也不肯定是某種群。2．食物網(wǎng)(1)概念：生態(tài)系統(tǒng)中的很多食物鏈相互交織形成更為困難的網(wǎng)狀養(yǎng)分結構——食物網(wǎng)(如下圖所示)。(2)食物網(wǎng)的分析①食物網(wǎng)的成因：在生態(tài)系統(tǒng)中，一種植物可能成為多種植食性動物的食物；一種植食性動物既可能取食多種植物，也可能被多種肉食性動物所捕食。②食物網(wǎng)的困難程度主要取決于有捕食聯(lián)系的生物種類的多少，并非取決于生物的數(shù)量。③某一養(yǎng)分級的生物代表處于該養(yǎng)分級的全部生物，不代表單個生物個體，也不肯定是一個種群。④食物鏈中的捕食關系是長期自然選擇形成的，不能逆轉，因此箭頭肯定是由上一養(yǎng)分級指向下一養(yǎng)分級，如草→兔→狐。⑤在食物網(wǎng)中，兩種生物之間的種間關系有可能出現(xiàn)不同概念上的重合，如貓頭鷹與蛇，二者之間既存在捕食關系(貓頭鷹捕食蛇)，又存在競爭關系(貓頭鷹與蛇均捕食鼠)。⑥對某種動物而言，在不同的食物鏈中可以占有不同的養(yǎng)分級或消費者級別。如貓頭鷹在不同的食物鏈中占有第三、第四、第五養(yǎng)分級，也就是說。貓頭鷹在該食物網(wǎng)中占有三個不同的養(yǎng)分級。1．如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)，下列相關敘述正確的是()A．圖中共含有7條食物鏈B．伯勞鳥和袋鼬只存在捕食關系C．該食物網(wǎng)中最長的食物鏈含有6個養(yǎng)分級D．食物鏈中養(yǎng)分級越高的生物，體型越大C[此食物網(wǎng)中共含有8條食物鏈，A錯誤；伯勞鳥和袋鼬既存在捕食關系，又存在競爭關系，B錯誤；該食物網(wǎng)中最長的食物鏈有6個養(yǎng)分級，如桉樹→甲蟲→蜘蛛→知更鳥→伯勞鳥→袋鼬(或合歡樹→葉狀蟲→蜘蛛→知更鳥→伯勞鳥→袋鼬)，C正確；甲蟲的養(yǎng)分級雖比桉樹高，但甲蟲體型比桉樹小，D錯誤。]2．在草原生態(tài)系統(tǒng)中生活著多種動植物，其中由部分生物組成的食物關系如圖所示，請據(jù)圖回答下列問題：(1)依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的組成成分來劃分，________屬于生產(chǎn)者，蚯蚓屬于________。(2)上圖中共有________條食物鏈，其中鷹占有第____________養(yǎng)分級。(3)若某種緣由導致兔子全部死亡，則蚯蚓的數(shù)量將會如何改變？_______________________________________________________________________________________________________________________________，緣由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)上述生物包括生產(chǎn)者、消費者和分解者，能否說上述生物共同組成一個群落？為什么？_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)圖中綠色植物屬于生產(chǎn)者，蚯蚓屬于分解者，其他生物屬于消費者。(2)圖中共有3條食物鏈，鷹占有第三、五養(yǎng)分級。(3)兔子全部死亡，鷹捕食相思鳥的比例變大，相思鳥的數(shù)量削減，導致蚯蚓的數(shù)量增加，隨后由于反饋調(diào)整使蚯蚓的數(shù)量削減，最終趨于穩(wěn)定。(4)圖中的生物只是草原生態(tài)系統(tǒng)中的部分生物，不能構成一個群落。[答案](1)綠色植物分解者(2)3三、五(3)先增加后削減，最終趨于穩(wěn)定兔子全部死亡，鷹捕食相思鳥的比例變大，相思鳥的數(shù)量削減，從而引起蚯蚓的數(shù)量增加，一段時間后削減，最終趨于穩(wěn)定(4)不能。因為這些生物只是草原生態(tài)系統(tǒng)中的部分生物，而群落應包括這個區(qū)域的全部生物[課堂小結]知識網(wǎng)絡構建核心語句歸納1.生態(tài)因子包括生物因子和非生物因子，它們都影響生物的生長、發(fā)育、生殖、行為和分布。2.生態(tài)系統(tǒng)是由生物群落和無機環(huán)境相互作用形成的統(tǒng)一體。3.生態(tài)系統(tǒng)的生物成分包括生產(chǎn)者、消費者和分解者，非生物成分包括無機鹽、空氣、光和水及非生物的有機物等。4.生產(chǎn)者是生態(tài)系統(tǒng)中最基本、最關鍵的生物成分。5.各種動物所處的養(yǎng)分級的級別，并不是一成不變的，在不同食物鏈中有可能不同。6.生產(chǎn)者恒久是第一養(yǎng)分級，分解者不屬于任何養(yǎng)分級。7.自然生態(tài)系統(tǒng)可分為陸地生態(tài)系統(tǒng)和水域生態(tài)系統(tǒng)，生物圈是最大的生態(tài)系統(tǒng)。1．以下關于生態(tài)因子的敘述，不正確的是()A．陽光通過生產(chǎn)者對草食動物產(chǎn)生影響，所以陽光也是影響草食動物的生態(tài)因子B．光照時間長短是影響綠色開花植物繁殖的重要生態(tài)因子C．對于海洋生物來說，水分不是影響其分布的主要生態(tài)因子D．CO2是光合作用的原料，但在生物圈中是勻稱分布的，所以不屬于生態(tài)因子D[本題考查生態(tài)因子對生物的影響。生態(tài)因子是指環(huán)境中對生物生長、發(fā)育、生殖、行為和分布等有干脆或間接影響的因子。CO2是光合作用的原料，屬于生態(tài)因子。]2．如圖表示生產(chǎn)者、消費者和分解者之間的關系，下列相關敘述錯誤的是()A．甲是生產(chǎn)者，乙是消費者B．丙屬于次級消費者C．丙可以為甲供應無機鹽D．丙不屬于食物鏈B[從圖中三種成分的關系可以推斷出，甲是生產(chǎn)者，乙是消費者，丙是分解者。分解者可以將有機物分解，產(chǎn)生的無機鹽被生產(chǎn)者利用。食物鏈由生產(chǎn)者和消費者組成，分解者不參加食物鏈的構成。]3．下列有關生態(tài)系統(tǒng)的成分的敘述，正確的是()A．絕大多數(shù)動物屬于消費者，其中食草動物屬于初級消費者B．細菌都屬于分解者，異化作用類型有需氧型和厭氧型C．自養(yǎng)生物都能進行光合作用，是生態(tài)系統(tǒng)的主要成分D．一種生物只能屬于生態(tài)系統(tǒng)中的一種生物成分A[細菌中的硝化細菌屬于生產(chǎn)者；硝化細菌是自養(yǎng)生物，但它不能進行光合作用，而是進行化能合成作用；植物中的豬籠草既可以充當生產(chǎn)者，又可作為消費者。]4．如圖是某草原生態(tài)系統(tǒng)中部分食物網(wǎng)的簡圖。據(jù)圖推斷，下列說法錯誤的是()①全部生物構成了該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)②箭頭表示捕食關系和能量的循環(huán)方向③蝗蟲→青蛙→蛇，這條食物鏈有三個養(yǎng)分級④該生態(tài)系統(tǒng)中青蛙和蜘蛛同化的總能量大于蝗蟲同化的總能量⑤假如蜘蛛種群的數(shù)量下降10%，則蛇的數(shù)量不會發(fā)生明顯改變A．①②③④B．①③④⑤C．②③④⑤D．①②④⑤A[①生態(tài)系統(tǒng)由無機環(huán)境與生物群落構成，①錯誤；②圖中箭頭表示捕食關系和能量的流淌方向，②錯誤；③食物鏈的起點為生產(chǎn)者，故狗尾草→蝗蟲→青蛙→蛇有四個養(yǎng)分級，③錯誤；④能量流淌的特點是單向流淌、逐級遞減，該生態(tài)系統(tǒng)中青蛙和蜘蛛同化的總能量小于蝗蟲同化的總能量，④錯誤；⑤在該食物網(wǎng)中，由于蛇以青蛙為食，青蛙以蝗蟲和蜘蛛為食，因此假如蜘蛛種群的數(shù)量下降，青蛙、蛇的數(shù)量不會有明顯的改變，⑤正確。][教材課上思索答案](老師用書獨具)[主動思維]謝爾福德耐受性定律說明白什么？(1)生物對每一種生態(tài)因子都有其耐受的上