2024年高中生物新教材同步选择性必修第二册讲义第3章 本章知识网络

2024年高中生物新教材同步选择性必修第二册讲义本章知识网络第1节生态系统的结构[学习目标]1.举例说明什么是生态系统。2.通过分析生态系统的结构，归纳生态系统的组分，构建生态系统的结构模型。3.阐明生态系统是一个统一的整体。一、生态系统的范围和组成成分1．生态系统的范围(1)生态系统的概念：在一定空间内，由____________与它的__________________相互作用而形成的统一整体。(2)生态系统的范围①生态系统的空间范围________________。②生物圈是地球上最大的生态系统，包括地球上的________________________________________________________________________。(3)生态系统的类型生态系统eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(自然生态系统\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(,陆地生态系统)),,人工生态系统\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(,人工林生态系统,果园生态系统,城市生态系统))))2．生态系统的组成成分(1)生态系统的四种成分及比较组成成分地位作用实例生物成分生产者生态系统的____物质：无机物→有机物；能量：太阳能等→化学能________________，主要是绿色植物消费者最活跃的成分________生态系统的物质循环；帮助植物传粉、传播种子等主要是动物，还包括营寄生生活的生物分解者物质循环中的关键成分将动植物遗体和动物的排遗物分解成_________________主要是_________________非生物的物质和能量生态系统的基础__________________赖以生存和发展的基础光、热、水、空气、无机盐等(2)生态系统的结构模型判断正误(1)一个完整的生态系统应包括生物群落及其非生物环境()(2)所有的植物都是生产者，所有的动物都是消费者()(3)细菌在生态系统中可能是生产者，也可能是消费者或分解者()(4)生产者都是自养生物，消费者都是异养生物()(5)生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，其中生产者处于主导地位()任务一：分析生态系统的结构阅读教材“思考·讨论：分析生态系统的结构”，回答下列问题：1．这两个生态系统中有哪些生物？尽可能多地列出它们的名称，并完成下表。

项目植物植食性动物肉食性动物微生物荒漠生态系统柠条、____、________、________、________、________等蝗虫、蝼蛄、____、土蜂等姬蜂、步甲、____、蜈蚣等真菌、细菌、____池塘生态系统栅藻、团藻、水草等草履虫、水蚤、____、草鱼青鱼、______细菌、真菌2.在上述生态系统中，除生物之外还存在哪些成分？它们对生态系统来说是不可缺少的吗？为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．每个生物体的生存都离不开物质和能量。这些生物是怎样获得物质和能量的？请完善下表。项目植物动物微生物荒漠生态系统通过捕食植物或其他动物获得物质和能量池塘生态系统注：不同种类的生物获得物质和能量的途径不一样。4．根据上述生物在生态系统中的作用及归类，总结生态系统的组成成分，完善下表。项目分解者生态系统自养生物，主要是绿色植物动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌光、热、水、大气、无机盐等5.参照一般系统的结构模式图(如图)，尝试画出生态系统的结构模型。辨析生态系统的组成成分(1)根据生物类型判断生态系统的组成成分①“自养型生物”＝“生产者”，包括光能自养生物(如绿色植物和蓝细菌等)和化能自养生物(如硝化细菌、硫细菌、铁细菌等)。②“捕食异养或寄生异养型生物”＝“消费者”，其不能直接把无机物合成有机物，而是以捕食或寄生的方式获取现成的有机物来维持生活。③“腐生异养型生物”＝“分解者”，包括能把动植物的遗体和动物的排遗物分解成无机物的腐生生物，也包括少数的动物(如蚯蚓等)。(2)根据结构图判断生态系统的组成成分(3)三类“不一定”①生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌等是原核生物)，植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者)。②消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等)，动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物残体或动物排遗物为食的腐生动物属于分解者)。③分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物不一定是分解者(如硝化细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者)。1．下列有关生态系统组成成分的叙述，正确的是()A．能进行光合作用的生物才属于生产者B．有的植物和微生物也可能是消费者C．细菌和真菌等微生物全部属于分解者D．空气和热能等不属于生态系统的组成成分2．如图为生态系统的组成成分的关系图。下列对a、b、c所代表的成分的说法，正确的是()A．b中有真核生物，也有原核生物，但都是自养生物B．a中全是异养真核生物C．c只包括腐生细菌和真菌D．a是该生态系统的基石，一旦遭到破坏，会影响整个生态系统的稳定二、生态系统的营养结构1．食物链(1)实例(2)特点：____________为第一营养级，消费者所处营养级因食物关系而不固定，但一般不会超过五个营养级。2．食物网(1)概念：在生态系统中，许多食物链________________连接成的复杂营养关系。(2)形成的原因①一种绿色植物可能是________植食性动物的食物。②一种植食性动物既可能吃________植物，也可能被________肉食性动物所食。(3)特征：如果一条食物链的某种动物减少或消失，它在____________上的位置可能会由其他生物来取代。3．食物链和食物网的意义(1)食物链和食物网是生态系统的__________________。(2)食物链和食物网是生态系统__________________和__________________的渠道。(3)错综复杂的食物网是使生态系统保持__________________的重要条件。一般认为，____________越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就________。判断正误(1)食物链中只有生产者和消费者，无分解者()(2)食物网中两种生物之间只有捕食关系()(3)同一生物在不同食物链中所占的营养级可能不同()(4)“螳螂捕蝉，黄雀在后”这条食物链中，螳螂是第二营养级()任务二：食物链和食物网请结合教材图3－3和图3－4以及教材中相关文字，思考回答以下问题：(1)食物链形成的根本原因是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)食物链的第一营养级是什么？________________________________________________________________________(3)消费级别与营养级别有何关系？________________________________________________________________________(4)食物链中没有体现生态系统的什么组成成分？________________________________________________________________________(5)食物链上的营养级一般不超过五个，为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(6)图3－4中鹰处于哪几个营养级？鹰和蛇之间是什么关系？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(7)图3－4中食物网的成因有哪些？________________________________________________________________________________________________________________________________________________明确关于食物链和食物网的六个易误点(1)每条食物链的起点都是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级，中间有任何间断都不算完整的食物链。(2)食物链由生产者和消费者构成，分解者及非生物的物质和能量不属于食物链的成分，不出现在食物链(网)中。(3)由于第一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级＝消费者级别＋1。(4)某一营养级的生物代表的是处于该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群。(5)同一种消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级。(6)在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如青蛙和蜘蛛既是捕食关系，又是种间竞争关系。3．(2023·江西抚州高二期末)下列有关食物链的叙述，正确的是()A．在食物链中，生产者一定是第一营养级；如果狼吃了羊，狼为第二营养级B．关于狼吃羊的食物链应写成：羊→狼C．在生态系统中，最短的食物链由生产者与次级消费者构成D．在食物网中，各种动物所处的营养级并不是一成不变的4．下列有关图示的各项叙述，正确的是()A．图中有两条食物链B．食物网中，狐与鸟之间既存在捕食关系，又存在种间竞争关系C．细菌占有第二、三、四、五营养级D．该图中的所有成分构成生物群落，狐为第三、四营养级第2节生态系统的能量流动第1课时能量流动的过程及特点[学习目标]1.通过分析能量在各营养级间的流动情况，建立生态系统能量流动的模型，概述生态系统能量流动的过程。2.通过定量分析赛达伯格湖的能量流动，概述生态系统能量流动的特点。1．能量流动的概念：生态系统的能量流动是指生态系统中能量的__________、________、________和________的过程。2．能量流动的过程(1)第一营养级能量的输入和输出①输入：生产者通过________________将太阳能转化为化学能，固定在有机物中。②输出a．在生产者的________________中以热能形式散失。b.(2)能量流经第二营养级的示意图(3)生态系统能量流动的示意图据图分析，流入各营养级(最高营养级除外)的能量的去路：①通过自身呼吸作用以________形式散失。②流入下一个营养级。③被____________分解利用。3．能量流动的特点4．能量传递效率的计算(1)计算公式能量传递效率＝eq\f(下一个营养级同化量,某一个营养级同化量)×100%。(2)一般生态系统中相邻两个营养级间的能量传递效率为____________。5．生态系统维持正常功能的条件任何生态系统都需要不断得到来自______的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。判断正误(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能()(2)散失的热能不可以被生产者固定再次进入生态系统()(3)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量()(4)蜣螂以牛粪为食，因此被牛同化的能量可流入蜣螂()任务一：研究能量流动的基本思路1．研究能量流经一个种群的情况，可以列举该种群中每一个个体的情况：如果以个体为单位研究能量流动，有什么问题？________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．如果将种群看作一个整体去研究能量流动，则可概括为如图形式，又会遇到什么问题？________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．如果以一个营养级的所有种群作为一个整体来研究，如图表示能量流动的情况，这种方式有什么优点？________________________________________________________________________________________________________________________________________________任务二：能量流动的过程1．绘图表示第一营养级的能量来源是什么，去路有哪些？并回答第一营养级的能量怎样传递到第二营养级？2．摄入量指植食性动物取食的总量，即食物总量；同化量是指该动物经过消化和吸收后转化为自身的能量。请回答下列问题：(1)请写出摄入量和同化量之间的关系。________________________________________________________________________(2)输入初级消费者的能量是哪部分？初级消费者粪便中的能量属于哪个营养级？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)构建第二营养级能量流动模型：尝试用方框代表第二营养级的能量，用箭头表示能量的来源和去路，并配以文字介绍。3．分析、比较分别流入第一、第二营养级的能量的去路，归纳二者的共同点。________________________________________________________________________________________________________________________________________________4．在生态系统中，能量流动大致可以概括为如图：(1)输入该生态系统的总能量是什么？________________________________________________________________________(2)生态系统中能量传递的形式和渠道分别是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)生态系统能量流动过程中能量是怎么转化的？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(4)生态系统中能量散失的途径和形式分别是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________任务三：定量研究能量流动的特点1．仔细分析教材“思考·讨论：分析赛达伯格湖的能量流动”，将图中的数据用表格的形式进行整理。营养级流入能量[J/(cm2·a)]能量的去向[J/(cm2·a)]生产者植食性动物肉食性动物根据上表，回答下列问题：(1)横向比较每一级的输入量和输出量，请问生态系统的能量流动是否遵循能量守恒定律？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)纵向比较各级输入量，能量沿着营养级流动时，有何特点？为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．生物之间经过长期的进化形成的吃与被吃的捕食关系不可逆转，因此能量流动还具有什么特点？________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．能量流动概念的理解2．流入某一营养级的能量的来源和去路(1)eq\a(,能量,,,来源)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①生产者的能量主要来自太阳能,②消费者的能量来自上一营养级同化的能量))(2)能量去向：流入某一营养级的能量去向可从以下两个角度分析：①各营养级同化量的去向(能量的最终去向)：②短时间内，某营养级的生物不会被全部捕食或死亡，因此同化量的去向(某段时间内的能量去向)还应该包括未被利用的能量。即：未被利用是指在统计能量流动的时间段内，某一营养级生物的同化量中未被自身呼吸作用消耗，也未被下一营养级捕食或分解者利用的能量。包括以化石燃料形式储存于地下未被人类开采的能量，还包括多年生植物上一年自身生长、发育的净积累量，如草原中一批羊，羊吃草可以长大，在统计期间，有被狼捕食的，有死亡的，还有未死亡的(未利用)。3．相关量的关系(1)摄入量＝同化量＋粪便量。(2)同化量＝摄入量－粪便量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量＝呼吸消耗量＋流入下一营养级的能量＋被分解者利用的能量(＋未利用能量)。(3)用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗量＝流入下一营养级的能量＋被分解者利用的能量(＋未利用能量)。1．如图为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，下列叙述正确的是()A．图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋iB．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%C．“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于dD．缩短食物链可以提高能量传递效率2．某同学绘制了如图所示的能量流动图解，下列叙述正确的是()A．生产者固定的总能量可表示为A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2B．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋D2C．初级消费者摄入的能量为A2＋B2＋C2D．W1＝D1＋D2第2课时生态金字塔和研究能量流动的实践意义[学习目标]1.用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系。2.概述研究生态系统能量流动的意义。一、生态金字塔1．类型：______________、________________、__________________。2．能量金字塔(1)概念：如果将单位时间内各营养级所得到的__________数值转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫作能量金字塔。(2)特点：通常呈________的金字塔形。3．生物量金字塔(1)概念：如果用同样的方法表示各个营养级________(每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系，就形成生物量金字塔。(2)特点：大多是上窄下宽的金字塔形。4．数量金字塔(1)概念：如果表示各个营养级的生物______________比值关系，就形成数量金字塔。(2)特点：一般呈上窄下宽的金字塔形，但也可呈上宽下窄______________的金字塔形，如________________。判断正误(1)由于能量在流动的过程中逐级递减，所以营养级越高，该营养级的总能量及生物的数量就会越少()(2)生物量金字塔、数量金字塔同能量金字塔一样都是正置的()任务一：生态金字塔的模型构建1．请列。赛达伯格湖的能量流动数据分析[单位：J/(cm2·a)]能量分析生产者植食性动物肉食性动物输入能量464.662.812.62．生态学家调查了不同生态系统中的生物个体数量和生物量(调查数据中排除了微生物和土壤动物)，所得数据如表格所示。P代表生产者，C1、C2、C3依次代表初级、次级和三级消费者。资料1夏季两个生态系统的生物个体数量统计表，单位为个·hm－2。名称某草地某温带森林P150000002000C120000001500000C29000001200000C31020(1)请根据资料1，分别建构这两个生态系统的数量金字塔。资料2夏季两个生态系统的生物量统计表，单位为g·m－2。名称某湖泊某海峡P964C11121C24—(2)根据资料2，分别建构两个生态系统的生物量金字塔。(3)分析数量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。________________________________________________________________________________________________________________________________________________(4)分析生物量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。________________________________________________________________________________________________________________________________________________生态金字塔的类型和特点项目能量金字塔生物量金字塔数量金字塔形状每一层含义单位时间内，食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少单位时间内，每一营养级生物所容纳的有机物的总干重每一营养级生物个体的数目特点通常都是上窄下宽的金字塔形一般为上窄下宽的金字塔形一般为上窄下宽的金字塔形象征意义能量在流动过程中逐级递减生物量(有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而逐级递减生物个体的数目在食物链中随营养级升高而逐级递减特殊形状－海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又会不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物，呈现倒置的金字塔形如果消费者个体小而生产者个体大，就会呈现倒置的金字塔形，如昆虫和树1.如图为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是()A．Ⅰ是消费者B．Ⅳ为分解者C．E1为太阳能，E2为热能D．能量可在食物链中循环利用2．甲、乙、丙、丁是某同学绘制的生态金字塔。下列与之相关的说法，错误的是()A．生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，基本呈现图丙所示形态B．由于能量流动具有逐级递减的特征，能量金字塔通常呈现图丙所示形态C．不能用图甲表示生物数量金字塔D．生态金字塔中每一层代表一个营养级，分解者不包含在其中二、研究能量流动的实践意义1．可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的____________。例如，间作套种、多层育苗、稻—萍—蛙等立体农业生产方式。2．可以帮助人们科学地规划和设计__________________，使能量得到______________。例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田，这样就实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。3．还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。例如，合理确定草场载畜量、麦田除草、除虫等。判断正误(1)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，提高生态系统的能量传递效率()(2)利用农作物秸秆培育蘑菇，实现了生态系统中能量的循环利用()(3)研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类()任务二：研究能量流动的实践意义资料“稻—鸭—萍”共作是一种新兴的生态农业模式，是在稻鸭共作的基础上，放养营养含量高且不占用水稻生长空间的红萍而形成的。其具有以下优点：(1)可以固氮富钾，红萍既可以从空气中固定氮，又能从水中富集钾，可提供水稻正常生长所需的70%的氮素和70%的钾素，并为鸭子提供饲料。(2)鸭子可以食用杂草，可大大减少多种水田杂草的发生和危害。(3)可以除虫，鸭子可以食用田间害虫，减少了害虫对水稻的危害，同时鸭子排出的粪便可以起到增肥的作用。总之，“稻—鸭—萍”立体农业利用生物间的相互关系，充分利用空间，将不同生物种群组合在一起，实现了多物种共存、多层次配置，提高了水田的物质能量利用率，具有明显的经济效益、生态效益和社会效益。1．从能量流动的角度分析，“稻—鸭—萍”共作模式与稻鸭共作模式相