生态系统的结构
【学习目标】
1、理解生态系统的概念，能举例说明生态系统的含义。
2、（重点）阐明生态系统的组成成分及其构成。
3、（难点）能正确分析理解生态系统的营养结构、明确食物链和食物网。
【要点梳理】软包
要点一、生态系统的概念与范围
1、生态系统的概念【高清课堂：生态系统的结构 399159 生态系统的概念 】
（1）在一定自然区域内,由生物落和无机环境构成的统一整体
（2）通过物质循环、能量流动和信息传递相互作用
（3）生物圈是最大的自然生态系统
（4）自然生态系统是生物圈的结构和功能单位
要点诠释：
理解生态系统的概念要注意以下几点：（1)一定的空间范畴。因为生态系统的种和落都强调一定的自然区域，即空间。 (2)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。生物不仅包括植物、动物，还有微生物。这些结构成分要“齐全”。（3)生物落和无机环境是“相互作用”的，这是生态系统的功能。生态系统中的生物与非生物之间、生物与无机环境之间是通过“能量和物质”相互联系在一起的。
2、不同生态系统类型举例（见下表）
类型 | 森林生态系统 | 草原生态系统 | 农田生态系统 |
划分依据 | 植物分布情况茂密的反义词 | ||
分布区域 | 湿润或较湿润地区 | 干旱地区 | 农耕区 |
主要植物 | 乔木 | 草本 | 农作物 |
主要动物 | 树栖动物为主 | 能挖洞和擅长奔跑的动物 | 动物种类较少 |
特点 | 动植物种类多，落结构复杂，种密度和落结构能较长时间保持稳定 | 动植物种类相对较少。落结构相对简单，种密度和落结构常发生剧烈变化 | 动植物种类少，落结构单一，人的作用非常关键，是在一定程度上受人工控制的生态系统 |
要点二、生态系统的成分
项目 | 非生物的 物质和能量 | 生产者 （主要成分） | 消费者 | 分解者 |
归类 | 无机环境 | 光能自养型生物、 化能自养型生物 | 异养型生物 | 异养型生物 |
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 | 有利于生产者的传粉或种子的传播；保证能量流动和物质循环通畅进行 | 将有机物分解为无机物，归还无机环境，保障物质循环的通畅进行 |
举例 | 光能、热能、水、空气、无机盐、有机物等 | 绿植物、光合细菌、化能合成细菌等 | 植食动物（初级消费者）、小型肉食动物（次级消费者）、大型肉食动物（三级消费者） | 腐生动物（蚯蚓、蜣螂等）、腐生真菌（霉菌、蘑菇等）、腐生细菌（枯草杆菌等） |
关系肉脯的做法 | 生产者和分解者是联系生物落和无机环境的两大“桥梁”；生产者与各级消费者以捕食关系建立的食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道 | |||
要点诠释：
①非生物环境：有阳光、空气、水分、矿质元素等没有生命的成分。
②生产者：对一个生态系统中的生物种来讲，生产者通过光合作用固定太阳能，并把CO2等无机物合成有机物，使非生物的物质和能量从无机环境进入生物落，这是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。并不是所有的植物都是生产者，如寄生植物菟丝子属于消费者。
③消费者：参与食物链，保证物质循环、能量流动的快速正常进行，并为植物传粉、受精、种子的传播等提供帮助。并不是所有动物都是消费者，如腐食性动物蚯蚓、蜣螂等属于分解者。
④分解者：把动植物遗体中的有机物又分解成无机物返回到无机环境中，为生产者的“再生产”提供原料。
并不是所有微生物都是分解者，如硝化细菌属于生产者，腐生细菌和霉菌属于分解者，寄生菌属于消费者。
因而生产者和分解者是生态系统中连接生物落和无机环境的两个重要环节。生态系统的四个成分之间是紧密联系，缺一不可的。关于消费者的地位，要从不同的角度进行分析。从物质和能量流通的完整性的角度看，它
是可有可无的；但从它在生态系统中与其他生物类的关系看，它有着自身的作用。
生态系统中各成分关系可用下图表示：
要点三、生态系统的营养结构
1、食物链——各种生物因食物关系而形成的联系
（1）高中生物中的食物链主要指捕食链，其组成有生产者、消费者，而没有分解者。
食物链类型 | 实例 |
捕食食物链 | 草→兔→狼 |
腐食食物链今年是建军节多少年 | 木材→白蚁→食蚁兽； 植物残体→蚯蚓→线虫→节肢动物 |
寄生食物链 | 鸟类→跳蚤→原生动物→细菌→病毒； 鼠→跳蚤 |
（2）起点是 生产者 ，终点是 消费者（不被其他动物所食的动物） 。
（3）一般模式：植物→植食性动物→小型动物→中型动物→大型肉食动物。
（4）一条食物链一般不超过 五 个营养级。
要点诠释：
①食物链：我国民间有句谚语：“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾，虾吃泥巴（藻类）。”它反映了一个生态系统中食物和能量的传递关系。这种关系好似一个食物的链条，我们称其为食物链（或营养链）。每一个食物链都包括几个环节，每个环节都可作为一个营养级。能量和食物从生产者到初级消费者，再到次级消费者，都是通过食物链进行的。
②营养级：是指食物链中处于某一环节上所有生物种类的总和，是能量流动中常用的一个概念。食物链中各种生物的结构模式与营养环节的关系如下表所示：
食物链生物 | 绿植物 | 植食动物 | 肉食动物 | 大型肉食动物 |
结构模式 | 生产者 | 初级消费者 | 次级消费者 | 三级消费者 |
营养环节 | 第一营养级 | 第二营养级 | 第三营养级 | 第四营养级 |
一般来说，一条食物链的营养级不超过五个。这是因为能量在沿着食物链的各个营养级流动时，大部分被消耗掉了。能量在逐级流动中的传递效率大约只有10%－20%。这样，在流经三、四个营养级之后，传递下来的能量就少到不足以再维持一个营养级的生命活动了。
2、食物网
形成原因：一种绿植物可能是多种植食性动物的食物；一种植食性动物既可以吃多种植物，也可被多种肉食动物所食。
3、食物链、食物网的综合分析
（1）非生物的物质、能量不参与食物链的组成。
（2）食物链、食物网是能量流动、物质循环的渠道。
（3）食物网越复杂，最高营养级生物就越能获得持续稳定的能量。食物网的复杂程度取决于事物联系的生物种类而非取决于生物的数量。
（4）化学杀虫剂和有害物质通过食物链逐级积累和浓缩，在生物体内高度富集。
（5）在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合，具体判断要根据它们之间的食物关系来确定。如蜘蛛与青蛙，二者之间既是捕食关系，又是 竞争关系。
（6）对某种生物减少可导致其他物种变动的分析：
①处于食物链中第一营养级的生物减少而导致其他物种变动：在某食物链中，若处于第一营养级的生物减少，则该食物链中的其他生物都减少。这是因为第一营养级是其他各种生物赖以生存的直接或间接食物来源，这一营养级生物的减少必然引起连锁反应，致使以下各营养级生物数量依次减少。
②若一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者数量会因此而迅速增加，但这种增加并不是无限的，而是随着数量的增加，种密度加大，种内斗争势必加剧，再加上没有了“天敌”的“压力”，被捕食者自身素质（如奔跑速度、警惕性、灵敏性等）必会下降，导致流行病蔓延，老弱病残者增多，最终导致密度减少，直到相对稳定，所以往往出现一个先上升，再下降，最后稳定的过程。
③若处于“中间”营养级的生物减少，则其后的各营养级依次减少，其前各营养级按捕食关系发生相应变化。注意：在一个食物网中，如果某种生物的食物来源不止一个，则其中某一被捕食对象的减少并不会引起该捕食者的减少，它可依靠其他食物来源而维持数量基本不变。
归纳总结：生态系统的组成成分及相互关系可以归纳为如下图解：
【典型例题】
类型一：生态系统的概念和范围
例1、下列属于生态系统的是 （ ）
A．草原上的羊 B．河水中的鲫鱼
C．湖中的生物 D．一个池塘
【答案】D
【解析】在一定的区域里，生物和环境相互作用所形成的统一整体叫做生态系统。据定义，草原上的羊、河水中的鲫鱼和西湖中的生物，它们都只强调生物而没有环境；一个池塘，包含了生物与相关的环境，因此属于生态系统。
【总结升华】本题考查的是生态系统的概念。
【举一反三】：
【变式一】
（2014海南高考）抖音闪退怎么回事. 在某水生生态系统中，分布有水鸟、藻类、芦苇等动植物，某些水鸟具有秋季迁徙的习性。下列叙述错误的是
A．该水生生态系统的物种数量随季节而发生变化
B．减少芦苇和藻类后，输入该水生生态系统的能量维持不变
u盘里东西删不掉
C．藻类和芦苇等生产者固定的能量是流经生态系统的总能量
D．该水生生态系统动植物残体被微生物分解后可产生含氮化合物
【答案】B
【解析】某些水鸟的迁徙会引起该物种周期性地离开和回归这一水生生态系统，引起该水生生态系统物种数量变化，A正确；太阳能被生态系统的生产者通过光合作用转化为化学能，固定在它们制造的有机物中，太阳能由此输入到第一营养级，C正确；减少芦苇和藻类等生产者，其固定的太阳能总量减少，输入该生态系统的能量减少，B错误；该水生生态系统动植物残体中含有大量蛋白质、核酸等含氮有机物，被分解后可产生含氮化合物。
【变式二】
以下可以称作生态系统的是( )
A．一个湖泊中的浮游生物和所有分解者
B．烧杯中的取自池塘的水、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
【答案】B
【解析】只要具备生态系统的4种成分(非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者)，就可以当作一个生态系统。分析四个选项，只有B项符合。
类型二：生态系统的成分
例2、细菌在生态系统中的作用，按营养功能划分，它应属于（ ）
A．生产者
B．分解者
C．消费者
D．因细菌的种类不同而不同
【答案】D
【解析】一些营腐生生活的细菌在生态系统中属于分解者；一些具有光合能力或能进行化能合成作用的细菌属于生产者，部分营寄生生活的细菌能够从外界摄取现成的有机物为食，则属于消费者。注意：不同生活方式的细菌在生态系统中担当的成分不同，要针对具体情况分析。绝大多数是作为分解者出现。
【总结升华】本题考查生态系统的成分，属基础题。
【举一反三】：
【变式一】
下列各组生物中，全部是生产者的一组是（ ）。
A．海带、梨树、酵母菌 B．蘑菇、水绵、洋葱
C．马铃薯、菠菜、乳酸菌 D．硝化细菌、紫菜、苹果树
【答案】D
【解析】生产者是一类能够自己合成有机物的自养生物，主要分为利用光能合成有机物的光能自养型生物和利用周围物质分解释放的化学能合成有机物的化能自养型生物两大类。在给出的选项中，酵母菌、乳酸菌和蘑菇都是异养生物。
【变式二】
有关“生产者是生态系统的主要成分”的理解，正确的是（ ）。
①生产者能将无机物合成有机物，属于自养型生物
②生产者的呼吸作用将有机物分解成无机物，实现了物质的循环
③绿植物的蒸腾作用降低了环境温度
④生态系统内流动的能量全是生产者固定的能量
A．①② B．②③ C．②④ D．①④
【答案】D
【解析】生产者是自养型生物，能够把无机物转变成有机物，这些有机物一部分用于满足自身的生长和代谢的需要，另一部分维持着生态系统内除生产者以外的全部有机体的生命活动。
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