第3章　生态系统及其稳定性\n第1节　生态系统的结构\n课标要求核心素养1．举例说明什么是生态系统。(生命观念、科学思维)2．讨论某一生态系统的结构。(生命观念、科学思维)3．尝试建构生态系统的结构模型。(科学思维)1．运用具体生态系统的资料，阐明生态系统的组成成分。2．尝试建构生态系统的结构模型。3．分析生态系统各种成分之间的结构联系。4．结合实例理解食物链和食物网。\n知识导图\n课内探究•名师点睛训练巩固•课堂达标新知预习•双基夯实指点迷津•拨云见日学霸记忆•素养积累\n新知预习•双基夯实\n一、生态系统的概念及范围1．概念在一定空间内，由__________与它的____________相互作用而形成的__________叫作生态系统。2．范围生态系统的空间范围有大有小。地球上的全部生物及其非生物环境的总和，构成了地球上最大的生态系统——________。生物群落非生物环境统一整体生物圈\n3．类型生态系统的类型众多，一般可分为自然生态系统和______________两大类，前者又可划分为水域生态系统和陆地生态系统，后者又可分为农田生态系统、人工林生态系统等。人工生态系统\n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二、生态系统的组成成分基石自养生物加快\n组成成分地位作用实例生物成分分解者物质循环中的关键环节将动植物遗体和动物的排遗物中的有机物分解成________主要是________________________________________________生态系统的基础生物群落赖以生存和发展的基础阳光、空气、水等无机物(营腐生生活的)细菌和真菌非生物的物质和能量\n三、生态系统的营养结构——食物链和食物网1．食物链(1)概念：在生态系统中，生物之间由于捕食关系而形成的一种联系。(2)特点：________为第一营养级；植食性动物属于______消费者，为______营养级；以初级消费者为食的肉食性动物称为______消费者，为______营养级。(3)各种消费者所处的营养级并不是一成不变的，但食物链上一般不超过____个营养级。生产者初级第二次级第三五\n2．食物网(1)在生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系称为食物网。一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就______。(2)食物链和食物网是生态系统的营养结构，是生态系统____________________的渠道。越强物质循环和能量流动\n1．生态系统中的食物链交错连接成食物网的原因是多种生物在不同食物链中占有不同营养级。()2．我国南方热带雨林中分解者的代谢活动比北方森林中的弱。()3．河流中所有的生物和底泥共同组成河流生态系统。()4．动物的存在加快了人工松树林的物质循环。()5．在生态系统中，连接生物和非生物环境的两个重要组成成分是生产者和分解者。()活学巧练√××√√\n6．食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的渠道，是生态系统维持相对稳定的重要条件。()7．从生态系统的营养结构上看，蓝细菌处于第一营养级。()8．生态系统中生产者只能是绿色植物。()9．动物在食物链中的消费级别和营养级别是相同的。()10．“螳螂捕蝉，黄雀在后”中包含的食物链，共有四个营养级。()11．同一种生物在食物网中不可能占有多个营养级。()√√××√×\n思考：1．生物群落和非生物环境加在一起就是生态系统吗？提示：生态系统并不是生物群落和非生物环境简单的相加，生物与生物之间、生物与非生物环境之间存在着密切的联系，所以说生态系统是由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体。2．为什么说生命活动本质上也是物质与能量的变化？提示：生物是由物质组成的，物质是能量流动的载体，生命活动离不开物质和能量。(下面几节课即将学到生态系统的物质循环、能量流动和信息传递三种功能。)\n3．非生物的物质和能量的组成、作用和地位分别是什么？提示：(1)组成：光、热、水、空气、无机盐等。(2)作用：生物群落中物质和能量的根本来源。(3)地位：必需成分。4．蘑菇、木耳属于生态系统的哪种成分？提示：两者都是营腐生生活的真菌，属于分解者。5．食物网形成的原因是什么？提示：在生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食，使食物链彼此相互交错，连接成食物网。食物网的复杂程度取决于有食物联系的生物种类，而非取决于生物数量。\n学霸记忆•素养积累\n1．生态系统的概念：在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体。2．生态系统的结构：生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。3．生产者：自养生物，包括光能自养生物(绿色植物等)和化能自养生物(硝化细菌等)。将无机物制造成有机物，并固定能量，是生态系统的基石。\n4．消费者：异养生物，包括大多数动物，寄生的植物如菟丝子，某些寄生的细菌、真菌和病毒等。加快生态系统的物质循环，帮助植物传粉和传播种子，是生态系统最活跃的成分。5．分解者：异养生物，主要是营腐生生活的细菌和真菌。将动植物的遗体和动物的排遗物分解成无机物，是生态系统的关键成分。6．非生物的物质和能量：光、热、水、空气、无机盐等。是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源。7．食物链是生态系统中各生物之间由于食物关系而形成的一种联系。\n8．生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。9．食物链和食物网是生态系统物质循环和能量流动的渠道。\n课内探究•名师点睛\n知识点1．生态系统各组成成分的内容、作用及地位生态系统的组成成分项目同化作用类型组成成分在生态系统中的作用地位非生物的物质和能量—光、热、水、空气、无机盐等生物群落中物质和能量的根本来源必需成分\n项目同化作用类型组成成分在生态系统中的作用地位生物成分生产者自养①主要为绿色植物②光合细菌③化能合成细菌，如硝化细菌①把简单的无机物制造成复杂的有机物②将光能或无机物中的化学能转变为有机物中的化学能生态系统的基石，主要成分\n项目同化作用类型组成成分在生态系统中的作用地位生物成分消费者异养①绝大多数动物②寄生生物①加速生态系统的物质循环②帮助植物传粉、传播种子等最活跃的成分分解者异养①营腐生生活的细菌和真菌②腐食性动物，如蚯蚓、蜣螂等把动植物遗体和动物的排遗物中的有机物分解成简单的无机物必需的关键成分\n2.生态系统组成成分之间的关系(1)由上图可知，非生物的物质和能量是生态系统中生物群落物质和能量的最终来源。\n(2)生产者主要通过光合作用把太阳能转变为化学能，固定在有机物中，从而被生物所利用。(3)从理论上讲，消费者的活动不会影响生态系统的根本性质。(4)如果一个生态系统中没有分解者，动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山，生态系统就会崩溃。\n知识贴士生态系统组成成分的辨析(1)植物≠生产者，生产者＝自养生物：菟丝子营寄生生活，属于消费者；蓝细菌(原核生物)能进行光合作用，是自养生物，属于生产者。(2)动物≠消费者：秃鹫、蚯蚓等营腐生生活的动物属于分解者。(3)细菌≠分解者：硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于消费者。\n关于生态系统概念的理解，正确的是()A．一片森林是一个生态系统，包括植物、动物和非生物环境B．一个人工鱼塘中只放养着草鱼和鲤鱼，不属于生态系统C．地球陆地上的所有生物和非生物环境的总和构成生物圈D．一定空间内的所有生物和非生物环境构成一个生态系统典例1典例剖析D\n解析：一片森林是一个生态系统，包括其中的所有生物和非生物的成分，A项错误；一个人工鱼塘包含其中的所有生物和非生物成分，属于生态系统，B项错误；地球上的所有生物(包括陆地、海洋、空气中的生物)和非生物环境的总和构成生物圈，C项错误；一定空间内的所有生物和非生物环境构成一个生态系统，D项正确。\n1．下列有关生态系统组成成分的叙述，正确的是()A．太阳光来源于地球以外，不属于生态系统的成分B．蚯蚓是需氧生物，在生态系统中属于消费者C．病毒是异养生物，在生态系统中属于分解者D．硝化细菌是自养生物，在生态系统中属于生产者变式训练D\n解析：太阳光属于生态系统中的非生物的物质和能量，A项错误；蚯蚓是需氧生物，以土壤中腐烂的有机物为食，在生态系统中属于分解者，B项错误；病毒是异养生物，营寄生生活，在生态系统中属于消费者，C项错误；硝化细菌是自养生物，在生态系统中属于生产者，D项正确。\n知识点1．食物链(1)概念：在生态系统中，不同生物之间由于吃与被吃的关系而形成的链状结构。食物链和食物网\n(2)实例分析：食物链中各种生物所属环节和营养级级别之间的对应关系见下表。食物链草兔狐狼在生态系统中的成分生产者初级消费者次级消费者三级消费者营养级第一营级第二营养级第三营养级第四营养级所属生物类型主要是绿色植物植食性动物小型肉食性动物大型肉食性动物营养状况自养直接以植物为食(异养)以植食性动物为食(异养)以小型肉食性动物为食(异养)重要作用生态系统的物质循环、能量流动沿此渠道进行\n(3)食物链的特点①食物链的起点一定是生产者，终点是不被其他动物捕食的动物，中间不能有任何间断。②食物链中只有生产者和消费者，不包括分解者和非生物的物质和能量。③因为食物链中的捕食关系是经长期自然选择形成的，不会倒转，所以箭头方向一定是由被捕食者指向捕食者。④一般来说，一条食物链中营养级最多不超过5个。⑤消费者级别与营养级级别的关系：因为生产者是第一营养级，所以初级消费者是第二营养级，次级消费者是第三营养级，即消费者级别＋1＝营养级级别。\n2.食物网(1)概念：许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构，就是食物网。(2)形成原因：一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物；而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。(3)作用：是物质循环和能量流动的渠道，是生态系统保持稳定性的重要条件。\n(4)特点①对某种动物而言，其在不同的食物链中可以占据不同的营养级。②在食物网中，两种生物的种间关系可能不止一种，可能既有捕食关系，又有竞争关系。③食物网中某一营养级的生物既不是单个个体，也不是某个种群，而是该营养级的所有生物。④食物网的复杂程度取决于有食物联系的生物种类，而并非取决于生物数量。\n知识贴士(1)食物链的起点是生产者，终点是最高营养级。(2)食物链(网)中只含有生态系统成分中的生产者和消费者。(3)在食物网中，两种生物间可能既有捕食关系又有竞争关系。(4)营养级级别＝消费者级别＋1。注：此处提到的食物链均为捕食食物链。\n下图是某陆地生态系统食物网的结构模式图。下列各项叙述中错误的是()A．此生态系统中有8条食物链B．多种生物在食物链中占有不同营养级，使食物链交错连接形成食物网C．在甲→丙→丁→辛这条食物链中，辛属于三级消费者、第四营养级D．该图仅体现了生态系统组成成分中的生产者和消费者，未体现的成分是分解者典例2典例剖析D\n解析：此生态系统中甲和戊是生产者，共有8条食物链，A项正确。多种生物在食物链中占有不同营养级，如乙同时处于第二、三营养级，己同时处于第二、三营养级，B项正确。在甲→丙→丁→辛这条食物链中，辛属于三级消费者、第四营养级，C项正确。该图仅体现了生态系统组成成分中的生产者和消费者，未体现的成分是分解者与非生物的物质和能量，D项错误。\n2．下列与生态系统相关内容的叙述，错误的是()A．食物链中含有生态系统的全部组成成分B．在生态系统中，生产者由自养生物构成，一定位于第一营养级C．在生态系统中，生产者不一定是植物，消费者不一定是动物，分解者不一定是微生物D．在一条由捕食关系构成的食物链中，分解者一定不占营养级，无机成分也一定不占营养级变式训练A\n解析：食物链中不含非生物的物质和能量、分解者，A项错误。在生态系统中，生产者由自养生物构成，能将无机物合成有机物并储存能量，是生态系统的基石，生产者一定位于第一营养级，B项正确。在生态系统中，生产者不一定是植物，如硝化细菌也是生产者；消费者不一定是动物，如营寄生生活的细菌也是消费者；分解者不一定是微生物，如腐生的动物蚯蚓也是分解者，C项正确。食物链是由生产者和消费者的捕食关系形成的链状结构，故在一条由捕食关系构成的食物链中，分解者一定不占营养级，无机成分也一定不占营养级，D项正确。\n指点迷津•拨云见日\n1．生态系统组成成分的判断方法(1)根据生物类型判断生态系统的组成成分①“自养生物”＝“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“捕食异养生物或寄生异养生物”＝“消费者”，其不能直接把无机物合成为有机物，而是以捕食或寄生方式获取现成的有机物来维持生活。③“腐生异养生物”＝“分解者”，其是能把动植物的遗体和动物的排遗物中的有机物分解成无机物的腐生细菌、真菌，也包括少数的动物(如蚯蚓等)。\n(2)根据结构图判断生态系统的组成成分如右图所示，先根据双向箭头确定C、D一方为非生物的物质和能量，另一方为生产者，则A、B一方为消费者，另一方为分解者；再根据出入箭头数量的多少进一步判断，在C、D中指出箭头多的D为生产者，指入箭头多的C为非生物的物质和能量；最后根据D→B、A→B确定A为消费者，B为分解者。\n如图表示某生态系统中四种成分之间的相互关系，以下相关叙述正确的是()A．甲是生产者，包括全部植物和部分细菌B．丙能够加快生态系统的物质循环C．如果没有乙，生态系统也会维持稳定D．甲和丁是这个生态系统的基石典例3B\n解析：并非全部的植物都属于生产者，如营寄生生活的菟丝子属于消费者，A项错误。丙为消费者，消费者主要包括各种动物，在促进生物圈的物质循环中起重要作用，B项正确。乙为分解者，分解者是指营腐生生活的细菌和真菌等生物，它们能将动植物残体中的有机物分解成无机物归还无机环境，如果没有分解者，生态系统中的遗体残骸就会堆积如山，生态系统就会崩溃，C项错误。甲是生产者，生态系统中的消费者和分解者的物质和能量来源于生产者，所以生产者才是一个生态系统的基石，D项错误。\n二、快速找出食物网中食物链的条数找出食物网中同时被两种及两种以上生物捕食的被捕食者，并在所找到的被捕食者后面写上捕食它的生物种类数(生产者后面直接写出其捕食者种类数，其他营养级生物后面写出其捕食者种类数减1后所得的数值)，然后把各数字相加，所得的总和就是该食物网中食物链的条数。在较为复杂的食物网中，某生物可以捕食两种生物，但同时也可被另两种生物捕食，这就相当于一个分岔被用了两次，所以在该生物后面标注“＋1×2”，以此类推。如图食物网中的食物链条数为1＋4＋1＋1＋1×2＝9(条)。\n\n下图是一个简化的食物网，根据图示分析正确的是()A．该食物网由4条食物链组成，其中的初级消费者只有植食性鸟B．生物数量越多，食物网越复杂C．处于最高营养级的消费者只有鹰D．生态系统的4种成分中，该图中只体现了2种成分典例4典例剖析D\n解析：分析题图可知，该食物网由5条食物链组成，植食性鸟和食草昆虫都是初级消费者，A项错误。食物网的复杂程度取决于有食物联系的生物种类，并非取决于生物数量，B项错误。鹰和食虫鸟都处于最高营养级，C项错误。该图中只有生产者和消费者，缺少生态系统中的分解者及非生物的物质和能量，D项正确。\n三、生态系统各营养级生物数量变动对其他物种影响的分析与判断1．食物链中第一营养级生物数量减少会导致食物链中其他生物都减少，这是因为第一营养级生物是其他生物直接或间接的食物来源。2．若食物链中处于天敌地位的生物减少，则被捕食者数量会因此迅速增加，随着其数量增加，种内竞争加剧，导致种群密度下降，直到趋于稳定，但结果比原来数量要大。3．“中间”营养级的生物减少，另一种生物的变化情况视具体食物链而定。从天敌和食物两个角度分析，以中间环节少的为主。若中间环节一样多，则以天敌的影响为主。\n生产者往往数量较多且相对稳定，所以当某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。当捕食者有多种食物来源时，若其中一条食物链中断，则该种群可通过多食其他食物而维持其数量基本不变。\n下图为非洲某草原生态系统的食物网，下列相关叙述错误的是()A．该食物网中共有6条食物链B．狮子在这个食物网中占据3个营养级C．狮子和野狗的关系是捕食和竞争D．蛇的数量减少，狮子的数量不会发生明显的变化典例5A典例剖析\n解析：该食物网中共有5条食物链，A项错误；狮子在这个食物网中分别占据第三、第四、第五3个营养级，B项正确；狮子捕食野狗，两者为捕食关系，狮子和野狗都捕食羚羊，两者又为竞争关系，C项正确；蛇的数量减少，食蛇动物的数量会减少，但狮子会更多地捕食羚羊、野狗和斑马，故狮子的数量不会发生明显的变化，D项正确。\n解疑答惑\n思考讨论⇨P491．提示：根据生态系统中生物之间的食物关系，画出食物链。注意食物链的起点是生产者，终点是最高级的消费者。2．提示：可以分为生产者，如地锦、胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿、水草、栅藻、团藻等；消费者，如蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂、姬蜂、步甲、园蛛、蜈蚣、鱼、虾、草履虫等；分解者，如细菌、真菌、放线菌等。\n3．提示：还有非生物的物质和能量、分解者。物质和能量是生命活动存在的最基本条件，生命活动本质上也是物质与能量的变化。非生物物质还是生物赖以生存的环境。分解者能将动植物遗体和动物排遗物分解成无机物，是生态系统的必需成分。4．提示：绿色植物通过光合作用把无机物转变为有机物，将太阳能转化为化学能。动物通过摄取其他生物获得物质和能量。各种生物获取物质和能量的途径是不一样的。微生物通过呼吸作用将有机物分解成无机物，将有机物中的化学能转变成热能。\n5．提示：生态系统的结构模型可以有多种形式。在不考虑物质的输入和输出的情况下，可以表示为下图这样的简化模型。旁栏思考⇨P51具体内容将在本章第2节讲解。\n练习与应用⇨P52一、概念检测1．(1)√提示：植食性动物都是初级消费者。(2)×提示：食物链的起点是生产者，卷叶蛾是植食性动物，属于第二营养级，螳螂属于第三营养级。(3)×提示：中性昆虫在果园生态系统中也具有调节作用。(4)√提示：种草后，果园中生物的种类更多，食物网更复杂，抵抗外界干扰的能力更强。2．D\n3．它们不能构成一个群落，动物园也不是一个生态系统。解析：动物园中不同种动物是分开饲养的，彼此之间没有内在联系和相互影响，所以，动物园里饲养的各种动物和栽培的植物不能构成群落。同理，动物园也不是一个生态系统。\n二、拓展应用(1)阳光解析：在海洋生态系统中，随着海水深度的增加，光照强度减弱，生产者可利用的光能减少，阳光是影响这一变化的主要非生物因素。(2)10m左右(3)分解者解析：生活在100m以下的水域中，生产者固定太阳能的量为零，因而这一区域无生产者存在，动物的分布与植物的分布密切相关，此处生态系统的组成成分以分解者为主。\n训练巩固•课堂达标\n1．下列组合中，依次属于种群、群落、生态系统的一组是()①一块稻田中所有三化螟②观音湖中的所有鱼③公园的全部生物及非生物环境④百石绿洲中的全部生物A．②④③B．②③④C．①④③D．①②③解析：①一块稻田中所有三化螟，是一定空间范围内，同种生物的全部个体，属于种群；②观音湖中的所有鱼既不是种群(不是同一个物种)也不是群落(没有包括全部生物)；③公园的全部生物及非生物环境构成了一个生态系统；④百石绿洲中的全部生物是所有生物的集合体，属于群落，C项正确。C\n2．生态系统的结构是()A．生物群落和非生物环境B．非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者C．物质循环和能量流动D．生态系统的组成成分和食物链、食物网解析：生物群落和非生物环境相互作用形成生态系统，但生态系统的结构是指生态系统的组成成分以及食物链和食物网，A项错误，D项正确。生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，这只是生态系统结构的一部分，B项错误。物质循环和能量流动是生态系统的功能，C项错误。D\n3．有关“生产者是生态系统的基石”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绿色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部来自生产者固定的能量A．①②B．②③C．③④D．①④解析：生产者是自养生物，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生物的生命活动。D\n4．(不定项选择)下图所示为草原生态系统中的一个食物网。相关叙述正确的是()A．图中共含有3条食物链B．在该食物网中，鹰处于3个不同的营养级C．蛇和鹰既是捕食关系，又是种间竞争关系D．若兔大量减少，鹰也会大量减少BC\n解析：图中应有4条食物链，A项错误；鹰在这4条食物链中可处于第三、第四、第五营养级，即鹰共处于3个不同的营养级，B项正确；蛇和鹰因都捕食相思鸟而存在种间竞争关系，又因鹰捕食蛇而存在捕食关系，C项正确；若兔大量减少，鹰会更多地以相思鸟和蛇为食物，故鹰不会大量减少，D项错误。\n5．下图是处于平衡状态的简单淡水生态系统，请回答下列问题。(1)此生态系统中共有____条食物链。(2)此生态系统中属于第三营养级的动物是____________________，淡水虾与小鱼的关系是__________，大鱼与小鱼的关系是______。(3)若所有水鸟迁徙到别处，则短时间内大鱼数目______，水藻数目______，淡水虾数目______。3水鸟、小鱼、淡水虾种间竞争捕食增多减少减少\n(4)若此生态系统中的水绵大量减少，随之会发生的现象是______。A．水藻大量增多B．小鱼的数目增多C．水鸟的数目减少D．甲壳类的数目增加(5)此生态系统中各种生物的总和，在生态学上称为______。(6)生态系统的4种成分中，图中未体现的两种成分是____________________、________。AD群落非生物的物质和能量分解者\n解析：食物链的条数计算是从生产者算起，此题有2个生产者，应有2个起点，到达最高营养级有几条路径就有几条食物链，此生态系统中的食物链共3条。生产者为第一营养级，以此类推，可得出水鸟、小鱼、淡水虾处于第三营养级。若所有水鸟迁徙到别处，则甲壳类生物和大鱼因失去天敌而在短时间内增多，水藻因甲壳类生物的增多而减少，淡水虾因大鱼的增多而减少。若生态系统中水绵大量减少，水藻与水绵间的种间竞争减弱，水藻大量增多，甲壳类因食物增多而数目增加。