
舉例說明什么是生態(tài)系統(tǒng)(生命觀念、科學(xué)思維)
討論某一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(生命觀念、科學(xué)思維)
嘗試建構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型(科學(xué)思維)
大豆是發(fā)源于我國的重要糧食作物。大豆田里生長著稗草、苘麻、鴨跖草等多種雜草,分布著七星瓢蟲、大豆蚜等動(dòng)物,土壤里還有蚯蚓、線蟲,以及多種微生物。每公頃大豆與共生根瘤菌每年固氮可以超過100kg。
討論:1.大豆根系會(huì)給土壤帶來哪些變化?
與大豆根系共生的根瘤菌把空氣中的N2轉(zhuǎn)化成含氮的養(yǎng)料,增加土壤氮肥,同時(shí),促進(jìn)了大豆根系的生長,疏松了土壤
2.大豆與其他生物之間存在什么關(guān)系?
互利共生關(guān)系:大豆與根瘤菌種間競爭關(guān)系:大豆與稗草、苘麻、鴨跖草捕食關(guān)系:大豆與大豆蚜
3.根據(jù)以上討論結(jié)果,請(qǐng)用一句話概括生物與環(huán)境的關(guān)系。
在一定的空間內(nèi),由 與它的 相互作用而形成的 ,叫做生態(tài)系統(tǒng)。
在一個(gè)陰濕的山洼草叢中,有一堆長滿苔蘚的腐木,其中聚集著螞蟻、蚯蚓、蜘蛛、老鼠等動(dòng)物,這些生物與它們的非生物環(huán)境共同構(gòu)成了一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)
(1)從結(jié)構(gòu)上看:生態(tài)系統(tǒng)由 和 兩大部分組成。
(2)從功能上看:生態(tài)系統(tǒng)的生物成分與生物成分、生物成分與非生物成分之間通過 、 和 聯(lián)系在一起,是一個(gè)具有自我調(diào)節(jié)能力的統(tǒng)一整體。
(1)生態(tài)系統(tǒng)有一定的時(shí)間和空間范圍。由于任何一個(gè)生物群落都分布在 ,所以生態(tài)系統(tǒng)也有一定的空間范圍。
(2)生態(tài)系統(tǒng)的范圍 ,類型 。如一個(gè)池塘、一片草地、一塊農(nóng)田、一條河流等,都可各自成為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。
(3)小的生態(tài)系統(tǒng)可以聯(lián)合成大的生態(tài)系統(tǒng),簡單的生態(tài)系統(tǒng)可組合成復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)是( )。在不同類型的生態(tài)系統(tǒng)中,生物表現(xiàn)出不同的( )特征。
地球上 及其 的總和構(gòu)成地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——
在森林、草原、農(nóng)田、湖泊等生態(tài)系統(tǒng)中,挑選你和本小組同學(xué)熟悉的兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng),分析它們的組成成分及各組分之間的聯(lián)系。也可以用以下兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)為例來進(jìn)行分析。
在我國西北半干旱區(qū),豆科植物檸條常被用來進(jìn)行人工固沙。檸條扎根于沙粒間,頑強(qiáng)生長形成灌叢。在某沙化地區(qū)合理種植檸條之后,群落內(nèi)物種豐富度逐漸增加并趨于穩(wěn)定。群落中有地錦、胡枝子、畫眉草、狗尾草、豬毛蒿等植物。還分布著多種動(dòng)物,其中,植食性的有蝗蟲、螻蛄、葉蛾、土蜂等;肉食性昆蟲或其他小動(dòng)物有姬蜂、步甲、園蛛、蜈蚣等。在檸條根系周圍的土壤中,生活著難以計(jì)數(shù)的真菌、細(xì)菌、放線菌。群落處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),群落所棲居的土壤表層含水量增加,土壤養(yǎng)分也在改善。
生態(tài)系統(tǒng)1 某荒漠生態(tài)系統(tǒng)
下圖為一個(gè)池塘生態(tài)系統(tǒng)的示意圖。
生態(tài)系統(tǒng)2 某池塘生態(tài)系統(tǒng)
1. 分析上述生態(tài)系統(tǒng)中生物之間的食物關(guān)系,你能畫出多少條食物鏈?與其他同學(xué)畫出的食物鏈進(jìn)行比較,分析各自的食物鏈?zhǔn)欠裥枰薷模餐晟圃撋鷳B(tài)系統(tǒng)的食物鏈和食物網(wǎng)。
2. 按照不同種類生物的營養(yǎng)方式,以及它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中的作用,將上述生態(tài)系統(tǒng)中的生物進(jìn)行歸類。
生產(chǎn)者:消費(fèi)者:分解者:
水蚤、草履蟲、田螺、蝦、草魚、黑魚、青魚
3. 在上述生態(tài)系統(tǒng)中,食物鏈之外還有哪些成分?它們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)來說是不可缺少的嗎?為什么?
4.每個(gè)生物體的生存都離不開物質(zhì)和能量。這些生物是怎樣獲得物質(zhì)和能量的?不同種類的生物獲取物質(zhì)和能量的途徑一樣嗎?
5.參照一般系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式圖,嘗試畫出生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。
還有非生物的物質(zhì)和能量、分解者。物質(zhì)和能量是生命活動(dòng)存在的最基本條件,生命活動(dòng)本質(zhì)上也是物質(zhì)與能量的變化。非生物物質(zhì)還是生物賴以生存的環(huán)境。分解者能將動(dòng)植物遺體殘骸中的有機(jī)物分解成無機(jī)物,是生態(tài)系統(tǒng)的必需成分。
綠色植物:通過光合作用把無機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物,將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。動(dòng)物:通過攝取其他生物獲得物質(zhì)和能量。微生物:通過分解動(dòng)植物遺體和動(dòng)物的排遺物獲得物質(zhì)和能量。各種生物獲取物質(zhì)和能量的途徑是不一樣的。
二、生態(tài)系統(tǒng)具有一定的結(jié)構(gòu)
(1)非生物的物質(zhì)和能量
①物質(zhì):空氣、水、無機(jī)鹽等。
③功能:非生物的物質(zhì)和能量是生態(tài)系統(tǒng)中生物群落的物質(zhì)和能量的根本來源
①組成:自養(yǎng)生物,主要指的是綠色植物,還包括光和細(xì)菌和化能合成作用的自養(yǎng)生物(如硝化細(xì)菌)
②功能:生產(chǎn)者是生態(tài)系統(tǒng)中唯一能把無機(jī)物合成有機(jī)物并固定能量的成分,是生態(tài)系統(tǒng)的基石。
(3)消費(fèi)者:指各種動(dòng)物,它們直接或間接依賴綠色植物而生存。消費(fèi)者屬于異養(yǎng)生物。
②功能:能將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物(CO2、水、氨等),加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán);對(duì)于植物的傳粉和種子的傳播具有重要作用。消費(fèi)者是生態(tài)系統(tǒng)的重要成分,但不是必要成分。
一級(jí)(初級(jí))消費(fèi)者(植食性動(dòng)物):直接取食植物的消費(fèi)者
二級(jí)(次級(jí))消費(fèi)者(小型肉食性動(dòng)物):取食植食性動(dòng)物的消費(fèi)者
三級(jí)消費(fèi)者(大型肉食性動(dòng)物):取食小型肉食性動(dòng)物的消費(fèi)者
①組成:各種營腐生生活的生物,主要是細(xì)菌和真菌
②功能:分解動(dòng)植物遺體和動(dòng)物的排遺物中所含的有機(jī)物,并返還給非生物環(huán)境,保證物質(zhì)循環(huán)的順利進(jìn)行,是生態(tài)系統(tǒng)中不可缺少的成分。
比較生態(tài)系統(tǒng)的組成成分
光、熱、空氣、水、無機(jī)鹽等
綠色植物;光合細(xì)菌、藍(lán)藻;化能合成細(xì)菌
絕大多數(shù)動(dòng)物;寄生生物
腐生細(xì)菌和真菌;腐生動(dòng)物,如蚯蚓、蜣螂等
生態(tài)系統(tǒng)中四種成分的聯(lián)系
圖中①②③④分別代表什么生理過程?
(或化能合成作用)光合作用
(1)生產(chǎn)者都是自養(yǎng)生物,自養(yǎng)生物都是生產(chǎn)者。(2)消費(fèi)者一般從活的生物體取食,而分解者則從生物遺體、排遺物和殘落物中獲得物質(zhì)和能量。(3)并非所有的動(dòng)物都是消費(fèi)者,如腐生動(dòng)物蚯蚓、蜣螂等都屬于分解者。(4)并非所有的微生物都是分解者,如光合細(xì)菌和硝化細(xì)菌屬于生產(chǎn)者,寄生細(xì)菌屬于消費(fèi)者。(5)植物并不都是生產(chǎn)者,如菟絲子營寄生生活,屬于消費(fèi)者。
1.在生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者都是植物( )
2.在生態(tài)系統(tǒng)中動(dòng)物都是消費(fèi)者( )
3.在生態(tài)系統(tǒng)中分解者都是細(xì)菌( )
三、生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)——食物鏈和食物網(wǎng)
(1)概念:生態(tài)系統(tǒng)的各種生物之間通過食物關(guān)系形成的一種關(guān)系叫作食物鏈
(2)最常見的是通過捕食關(guān)系形成的捕食食物鏈,即我們通常所說的食物鏈。
①捕食鏈:指生物之間因捕食關(guān)系而形成的食物鏈,以活的綠色植物為基礎(chǔ),其第一營養(yǎng)級(jí)(開端)一定是生產(chǎn)者,第二營養(yǎng)級(jí)一定是植食性動(dòng)物。
②寄生鏈:生物間因寄生關(guān)系而形成的食物鏈,以活的動(dòng)植物有機(jī)體為基礎(chǔ),以某些專門營寄生生活的生物結(jié)束。例:牧草→黃鼠→跳蚤→鼠疫細(xì)菌。
③腐生鏈:某些生物專以動(dòng)植物遺體或動(dòng)物的排遺物涉及食物而形成的食物鏈,以死亡的動(dòng)植物遺體或動(dòng)物排遺物為基礎(chǔ),以真菌、細(xì)菌和某些土壤動(dòng)物結(jié)束。例:植物殘枝敗柳→蚯蚓→線蟲→節(jié)肢動(dòng)物
(3)營養(yǎng)級(jí):指生態(tài)系統(tǒng)中每條食物鏈同一環(huán)節(jié)上所有生物的總和。生產(chǎn)者一定是第一營養(yǎng)級(jí),所以消費(fèi)者級(jí)別和其營養(yǎng)級(jí)級(jí)別相差一級(jí)。
(4)在分析有關(guān)食物鏈的問題時(shí)要注意以下幾個(gè)問題:
①組成:食物鏈由生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者組成,每條食物鏈的起點(diǎn)都是生產(chǎn)者,終點(diǎn)是不能被其他動(dòng)物所食的大型肉食動(dòng)物。環(huán)境中的非生物的物質(zhì)和能量不參與構(gòu)成食物鏈,分解者也不參與構(gòu)成食物鏈。
②生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈不是固定不變的,原因是動(dòng)物食性的改變。因此食物鏈往往具有暫時(shí)性
③一條食物鏈上一般不會(huì)超過五個(gè)營養(yǎng)級(jí),原因是能量流動(dòng)沿食物鏈?zhǔn)侵鸺?jí)遞減的,且傳遞效率只有10%~20%,生產(chǎn)者固定的能量流經(jīng)五個(gè)營養(yǎng)級(jí)后,不足以再維持一個(gè)營養(yǎng)級(jí)
④食物鏈中的捕食關(guān)系是經(jīng)長期自然選擇形成的,不會(huì)倒轉(zhuǎn),因此箭頭一定是由上一個(gè)營養(yǎng)級(jí)指向下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)
⑤某一營養(yǎng)級(jí)的生物代表處于該營養(yǎng)級(jí)的所有生物,不代表單個(gè)生物個(gè)體,也不一定是某種群。
(1)概念:在生態(tài)系統(tǒng)中,許多食物鏈彼此相互交錯(cuò)連接成的復(fù)雜營養(yǎng)關(guān)系,叫作食物網(wǎng)。
(2)形成原因:生態(tài)系統(tǒng)中生物之間的食性關(guān)系是復(fù)雜的,一種生物可以攝食多種其他生物,一種生物也可以被多種生物所攝食。同一種生物在不同的食物鏈中可以占有不同的營養(yǎng)級(jí),要根據(jù)其所在的具體食物鏈來確定,即從生產(chǎn)者數(shù)起。
①圖示中共有6條食物鏈。數(shù)食物鏈規(guī)則:從沒有箭頭指向的生物即生產(chǎn)者A開始,沿箭頭方向一直數(shù)到最后,算一條。
②圖示中H占第三、第四、第五3個(gè)營養(yǎng)級(jí),分別與次級(jí)消費(fèi)者、三級(jí)消費(fèi)者、四級(jí)消費(fèi)者。對(duì)食物網(wǎng)中的某一動(dòng)物而言,其營養(yǎng)級(jí)是不固定的,視具體食物鏈而定。
③圖示中B和C的關(guān)系:競爭和捕食
④生物種類越多,形成的食物鏈越多,食物網(wǎng)越復(fù)雜
(4)食物網(wǎng)中各種生物之間的關(guān)系
①捕食關(guān)系:食物鏈和食物網(wǎng)是各種生物通過食物關(guān)系而形成的聯(lián)系,所以,其中最主要的是捕食與被捕食的關(guān)系。
②捕食和競爭關(guān)系:在食物網(wǎng)中,兩種生物之間可能既是捕食關(guān)系,又是競爭關(guān)系,如在食物鏈“草→鼠→鷹”和“草→鼠→蛇→鷹”中,蛇和鷹之間既是捕食關(guān)系,又是競爭關(guān)系(都以鼠為食)
③不同程度上相互影響的關(guān)系:在食物鏈中,當(dāng)某種生物因某種原因大量減少或增加時(shí),直接影響另一種生物的數(shù)量變動(dòng)。而在食物網(wǎng)中,這種影響會(huì)因某種生物所處的食物鏈的不同而有所不同。
(5)食物鏈和食物網(wǎng)的功能:食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu),也是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的渠道。
生態(tài)系統(tǒng)的組成成分及相互關(guān)系可以歸納為
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