第1節生態系統的結構[學習目標]1.舉例說明什么是生態系統。2.通過分析生態系統的結構，歸納生態系統的組分，構建生態系統的結構模型。3.闡明生態系統是一個統一的整體。一、生態系統的范圍和組成成分1．生態系統的范圍(1)生態系統的概念：在一定空間內，由生物群落與它的非生物環境相互作用而形成的統一整體。(2)生態系統的范圍①生態系統的空間范圍有大有小。②生物圈是地球上最大的生態系統，包括地球上的全部生物及其非生物環境。(3)生態系統的類型生態系統eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(自然生態系統\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(水域生態系統,陸地生態系統)),,人工生態系統\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(農田生態系統,人工林生態系統,果園生態系統,城市生態系統))))2．生態系統的組成成分(1)生態系統的四種成分及比較組成成分地位作用實例生物成分生產者生態系統的基石物質：無機物→有機物；能量：太陽能等→化學能自養生物，主要是綠色植物消費者最活躍的成分加快生態系統的物質循環；幫助植物傳粉、傳播種子等主要是動物，還包括營寄生生活的生物分解者物質循環中的關鍵成分將動植物遺體和動物的排遺物分解成無機物主要是細菌和真菌非生物的物質和能量生態系統的基礎生物群落賴以生存和發展的基礎光、熱、水、空氣、無機鹽等(2)生態系統的結構模型判斷正誤(1)一個完整的生態系統應包括生物群落及其非生物環境()(2)所有的植物都是生產者，所有的動物都是消費者()(3)細菌在生態系統中可能是生產者，也可能是消費者或分解者()(4)生產者都是自養生物，消費者都是異養生物()(5)生產者、分解者是聯系非生物的物質和能量與生物群落的橋梁，其中生產者處于主導地位()答案(1)√(2)×(3)√(4)√(5)√任務一：分析生態系統的結構閱讀教材“思考·討論：分析生態系統的結構”，回答下列問題：1．這兩個生態系統中有哪些生物？盡可能多地列出它們的名稱，并完成下表。項目植物植食性動物肉食性動物微生物荒漠生態系統檸條、地錦、胡枝子、畫眉草、狗尾草、豬毛蒿等蝗蟲、螻蛄、葉蛾、土蜂等姬蜂、步甲、園蛛、蜈蚣等真菌、細菌、放線菌池塘生態系統柵藻、團藻、水草等草履蟲、水蚤、田螺、草魚青魚、烏鱧細菌、真菌2.在上述生態系統中，除生物之外還存在哪些成分？它們對生態系統來說是不可缺少的嗎？為什么？提示還存在非生物的物質和能量。它們對生態系統來說是不可缺少的。物質和能量是生命活動存在的最基本條件，生命活動本質上也是物質和能量的變化，非生物的物質和能量還是生物群落賴以生存和發展的基礎。3．每個生物體的生存都離不開物質和能量。這些生物是怎樣獲得物質和能量的？請完善下表。項目植物動物微生物荒漠生態系統通過光合作用，將太陽能轉化為化學能，儲存在有機物中通過捕食植物或其他動物獲得物質和能量通過分解動植物的遺體和動物的排遺物等獲得物質和能量池塘生態系統注：不同種類的生物獲得物質和能量的途徑不一樣。4．根據上述生物在生態系統中的作用及歸類，總結生態系統的組成成分，完善下表。項目生產者消費者分解者非生物的物質和能量生態系統自養生物，主要是綠色植物動物，包括植食性動物、肉食性動物、雜食性動物和寄生動物等能將動植物遺體殘骸中的有機物分解成無機物，主要是細菌和真菌光、熱、水、大氣、無機鹽等5.參照一般系統的結構模式圖(如圖)，嘗試畫出生態系統的結構模型。提示如圖所示辨析生態系統的組成成分(1)根據生物類型判斷生態系統的組成成分①“自養型生物”＝“生產者”，包括光能自養生物(如綠色植物和藍細菌等)和化能自養生物(如硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等)。②“捕食異養或寄生異養型生物”＝“消費者”，其不能直接把無機物合成有機物，而是以捕食或寄生的方式獲取現成的有機物來維持生活。③“腐生異養型生物”＝“分解者”，包括能把動植物的遺體和動物的排遺物分解成無機物的腐生生物，也包括少數的動物(如蚯蚓等)。(2)根據結構圖判斷生態系統的組成成分(3)三類“不一定”①生產者不一定是植物(如藍細菌、硝化細菌等是原核生物)，植物不一定是生產者(如菟絲子營寄生生活，屬于消費者)。②消費者不一定是動物(如營寄生生活的微生物等)，動物不一定是消費者(如禿鷲、蚯蚓、蜣螂等以動植物殘體或動物排遺物為食的腐生動物屬于分解者)。③分解者不一定是微生物(如蚯蚓等動物)，微生物不一定是分解者(如硝化細菌屬于生產者，寄生細菌屬于消費者)。1．下列有關生態系統組成成分的敘述，正確的是()A．能進行光合作用的生物才屬于生產者B．有的植物和微生物也可能是消費者C．細菌和真菌等微生物全部屬于分解者D．空氣和熱能等不屬于生態系統的組成成分答案B解析不能進行光合作用，但能進行化能合成作用的生物也屬于生產者，A錯誤；細菌不都屬于分解者，如硝化細菌屬于生產者，C錯誤；空氣和熱能等屬于生態系統的非生物的物質和能量，D錯誤。2．如圖為生態系統的組成成分的關系圖。下列對a、b、c所代表的成分的說法，正確的是()A．b中有真核生物，也有原核生物，但都是自養生物B．a中全是異養真核生物C．c只包括腐生細菌和真菌D．a是該生態系統的基石，一旦遭到破壞，會影響整個生態系統的穩定答案A解析由題圖中箭頭的方向分析可知，b是生產者，a是消費者，c是分解者。生產者多數是光能自養型的真核生物——綠色植物，但也有化能自養型的原核生物——硝化細菌等，A正確；消費者都是異養生物，但并不都是真核生物，如根瘤菌也是消費者，但屬于原核生物，B錯誤；細菌中有很多寄生菌類，屬于消費者，分解者除了包括腐生細菌和真菌外，還有腐生動物，如蚯蚓、禿鷲等，C錯誤；生態系統的基石是b(生產者)，D錯誤。二、生態系統的營養結構1．食物鏈(1)實例(2)特點：生產者為第一營養級，消費者所處營養級因食物關系而不固定，但一般不會超過五個營養級。2．食物網(1)概念：在生態系統中，許多食物鏈彼此相互交錯連接成的復雜營養關系。(2)形成的原因①一種綠色植物可能是多種植食性動物的食物。②一種植食性動物既可能吃多種植物，也可能被多種肉食性動物所食。(3)特征：如果一條食物鏈的某種動物減少或消失，它在食物鏈上的位置可能會由其他生物來取代。3．食物鏈和食物網的意義(1)食物鏈和食物網是生態系統的營養結構。(2)食物鏈和食物網是生態系統物質循環和能量流動的渠道。(3)錯綜復雜的食物網是使生態系統保持相對穩定的重要條件。一般認為，食物網越復雜，生態系統抵抗外界干擾的能力就越強。判斷正誤(1)食物鏈中只有生產者和消費者，無分解者()(2)食物網中兩種生物之間只有捕食關系()(3)同一生物在不同食物鏈中所占的營養級可能不同()(4)“螳螂捕蟬，黃雀在后”這條食物鏈中，螳螂是第二營養級()答案(1)√(2)×(3)√(4)×任務二：食物鏈和食物網請結合教材圖3－3和圖3－4以及教材中相關文字，思考回答以下問題：(1)食物鏈形成的根本原因是什么？提示形成食物鏈的根本原因是各種生物之間的食物關系。(2)食物鏈的第一營養級是什么？提示生產者。(3)消費級別與營養級別有何關系？提示消費級別＝營養級別－1。(4)食物鏈中沒有體現生態系統的什么組成成分？提示沒有體現分解者和非生物的物質和能量。(5)食物鏈上的營養級一般不超過五個，為什么？提示各個營養級的生物都會因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余的能量有一部分流入分解者，只有一小部分能夠被下一營養級的生物利用，流到第五營養級時，余下的能量已經很少，甚至不足以養活一個種群，因此食物鏈一般不超過五個營養級。(6)圖3－4中鷹處于哪幾個營養級？鷹和蛇之間是什么關系？提示第三、四、五、六營養級。捕食關系和種間競爭關系。(7)圖3－4中食物網的成因有哪些？提示一種綠色植物可能是多種植食性動物的食物，一種植食性動物既可能吃多種植物，也可能被多種肉食性動物所食。明確關于食物鏈和食物網的六個易誤點(1)每條食物鏈的起點都是生產者，終點是不被其他動物所食的動物，即最高營養級，中間有任何間斷都不算完整的食物鏈。(2)食物鏈由生產者和消費者構成，分解者及非生物的物質和能量不屬于食物鏈的成分，不出現在食物鏈(網)中。(3)由于第一營養級一定是生產者，因此一種動物在某一食物鏈中的營養級＝消費者級別＋1。(4)某一營養級的生物代表的是處于該營養級的所有生物，不代表單個生物個體，也不一定是一個種群。(5)同一種消費者在不同食物鏈中，可以占有不同的營養級。(6)在食物網中，兩種生物之間的種間關系可出現多種，如青蛙和蜘蛛既是捕食關系，又是種間競爭關系。3．(2023·江西撫州高二期末)下列有關食物鏈的敘述，正確的是()A．在食物鏈中，生產者一定是第一營養級；如果狼吃了羊，狼為第二營養級B．關于狼吃羊的食物鏈應寫成：羊→狼C．在生態系統中，最短的食物鏈由生產者與次級消費者構成D．在食物網中，各種動物所處的營養級并不是一成不變的答案D解析在食物鏈中，生產者一定是第一營養級；如果狼吃了羊，狼為第三營養級，A錯誤；食物鏈應該由生產者開始，B錯誤；在生態系統中，最短的食物鏈由生產者與初級消費者構成，C錯誤。4．下列有關圖示的各項敘述，正確的是()A．圖中有兩條食物鏈B．食物網中，狐與鳥之間既存在捕食關系，又存在種間競爭關系C．細菌占有第二、三、四、五營養級D．該圖中的所有成分構成生物群落，狐為第三、四營養級答案A解析根據題圖分析可知，食物網中，狐與鳥之間只存在捕食關系，B錯誤；細菌是分解者，分解者不參與食物鏈(網)的構成，C錯誤；該圖有陽光和二氧化碳等非生物成分，它們與圖示生物構成一個生態系統，D錯誤。題組一生態系統的組成成分1．在一個陰濕山洼的草叢中，有一些長滿苔蘚的朽木，其中聚集著螞蟻、蚯蚓、蜘蛛、老鼠、蛇、青蛙等生物，它們共同構成一個()A．生態系統 B．生物群落C．種群 D．食物網答案A2．“竹外桃花三兩枝，春江水暖鴨先知。蔞蒿滿地蘆芽短，正是河豚欲上時。”詩中沒有直接涉及的生態系統的組成成分是()A．非生物成分 B．生產者C．消費者 D．分解者答案D解析詩句中非生物的物質和能量(如水暖)、生產者(如蘆芽)、消費者(如河豚)都有提到，只有分解者未涉及。3．下列關于生態系統組成成分的敘述，正確的是()①自養型生物都是生產者②生產者都是自養型生物③異養型生物都是消費者④消費者都是異養型生物⑤植物都是生產者⑥細菌、真菌都是分解者⑦動物都是消費者A．②④⑥ B．①②④C．①⑤⑦ D．②⑤⑥答案B解析生產者(自養型生物)能夠通過光合作用或化能合成作用將無機物合成有機物，為自身和生物圈中的其他生物提供物質和能量，故自養型生物都是生產者，①②正確；消費者和分解者都是異養型生物，③錯誤，④正確；營寄生生活的植物是消費者，如菟絲子，⑤錯誤；只有營腐生生活的細菌、真菌才能將動植物遺體和動物的排遺物中的有機物分解成無機物，是分解者，而硝化細菌則為生產者，營寄生生活的細菌和真菌是消費者，⑥錯誤；腐生動物如蜣螂是分解者，⑦錯誤。綜上所述，B正確。4．(2023·山西太原高二質檢)連接生物界和無機自然界的兩個重要環節是()A．生產者和非生物成分B．消費者和非生物成分C．生產者和消費者D．生產者和分解者答案D解析生產者能將無機自然界中的無機物轉化為體內的有機物。分解者能將動植物遺體和動物排遺物中的有機物分解成簡單的無機物，歸還到無機自然界中。5.如圖表示某生態系統中四種組成成分之間的相互關系。下列相關敘述正確的是()A．甲是生產者，包括所有的植物和部分細菌B．所有的動物在生態系統中都屬于丙C．理論上，一個生態系統沒有丙也可以行使其功能D．甲和乙是一個生態系統的基石答案C解析分析題圖可知，甲為生產者，乙為分解者，丙為消費者，丁為非生物的物質和能量。并非所有的植物都屬于生產者，營寄生生活的植物屬于消費者，如菟絲子，A錯誤；一些營腐生生活的動物屬于分解者，如蚯蚓，B錯誤；生產者可以通過光合作用或化能合成作用，將光能或無機物中的化學能固定在它們所制造的有機物中，有機物中的化學能可供生物利用，所以生產者是一個生態系統的基石，D錯誤。題組二食物鏈和食物網6．一個完整的生態系統的結構應包括()A．全部的食物鏈和食物網B．生產者、消費者、分解者和食物網C．非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者D．生態系統的組成成分、食物鏈和食物網答案D解析生態系統的結構包括營養結構和組成成分，營養結構指食物鏈和食物網，組成成分包括非生物的物質和能量、生產者、消費者和分解者，D正確。7.(2022·江西宜春高二期末)如圖表示某草原生態系統中的食物網簡圖。下列相關敘述錯誤的是()A．該食物網中含有4條食物鏈B．處于第三營養級的生物只有鼬C．鷹和鼬之間存在捕食和種間競爭的關系D．大量捕殺鼬不會導致鷹的數量明顯下降答案B解析分析題圖可知，該食物網中含有4條食物鏈，A正確；在該食物網中處于第三營養級的生物有鼬和鷹，B錯誤；鷹捕食鼬，鷹和鼬都捕食鼠、兔，故鷹和鼬之間存在捕食和種間競爭的關系，C正確；鷹的食物種類有多種，故大量捕殺鼬不會導致鷹的數量明顯下降，D正確。8．(2023·河北衡水高二月考)如圖表示某生態系統的食物網。下列有關敘述錯誤的是()A．生態系統中的食物鏈交錯連接形成食物網的原因是多種生物在不同食物鏈中占有不同的營養級B．蛇與鼠、食蟲鳥與蛙的關系分別是捕食和種間競爭C．該圖僅體現了生態系統組成成分中的生產者、消費者和分解者D．鷹在植物→鼠→蛇→鷹這條食物鏈中屬于三級消費者答案C解析蛇與鼠之間是捕食關系，食蟲鳥與蛙都捕食植食性昆蟲和食蟲昆蟲，是種間競爭關系，B正確；該圖中只有生產者和消費者，沒有體現分解者和非生物的物質和能量，C錯誤；鷹在植物→鼠→蛇→鷹這條食物鏈中屬于第四營養級、三級消費者，D正確。9．如圖表示某生態系統中的3種生物的二氧化碳釋放量曲線圖。下列說法錯誤的是()A．a曲線代表的生物可能是消費者或分解者B．b、c可以說是生態系統的基石C．a、b、c都有可能是細菌D．b曲線代表的生物可能是任何一種生產者答案D解析a曲線代表的生物只釋放二氧化碳，不吸收二氧化碳，所以可能是消費者或分解者，A正確；b、c曲線代表的生物都能吸收二氧化碳，所以b、c都屬于生產者，可以說是生態系統的基石，B正確；a可能是異養型細菌，b可能是光合細菌，c可能是進行化能合成作用的細菌，如硝化細菌，C正確；b曲線不能代表所有的生產者，如硝化細菌，D錯誤。10．(2023·山東青島高二期中)某研究小組從某湖泊中選取了四種不同的生物，并對其消化道內食物組成進行了分析，結果如表所示。下列說法不正確的是()生物種類魚甲河蝦魚乙水蚤消化道內食物組成魚乙、河蝦水蚤、小球藻水蚤、河蝦小球藻A.魚甲在這四種生物中營養級最高B．小球藻在該生態系統中屬于生產者C．魚甲與魚乙二者間的關系是捕食和種間競爭D．表中生物形成的食物網共有4條食物鏈答案D解析該湖泊生態系統中處于最高營養級的生物是魚甲，因為該湖泊生態系統中魚甲不被其他生物捕食，A正確；小球藻屬于低等植物，能進行光合作用，在該生態系統中屬于生產者，B正確；根據消化道內食物組成分析，魚甲可以捕食魚乙，同時兩者都以河蝦為食，所以魚甲與魚乙二者間的關系是捕食和種間競爭，C正確；表中生物形成的食物網共有5條食物鏈，D錯誤。11．(2022·江蘇揚州高二期末)果樹—草菇立體農業是利用果樹下微弱的光照、較高的空氣濕度和較低的風速等特殊環境條件，在果樹下人工栽培草菇。下列有關敘述正確的是()A．該生態系統中，樹下的蚯蚓是消費者，草菇等真菌是分解者B．該生態系統的營養結構中，可能存在鼠→蛇→鷹這樣一條食物鏈C．生產者都是自養型生物，自養型生物都能通過光合作用合成有機物D．各種消費者的存在促進了生態系統的物質循環并使其更加穩定答案D解析蚯蚓和草菇在生態系統中都是分解者，A錯誤；食物鏈起始端必須是生產者，B錯誤；生產者都是自養型生物，但有光能自養型和化能自養型之分，故自養型生物并不是都能進行光合作用，C錯誤。12．如圖表示某生態系統的食物網。下列有關敘述錯誤的是()A．除綠色植物外，藍細菌、硝化細菌、硫細菌等原核生物也可以充當生產者B．若食蟲鳥被人類大量捕殺，短期內植物蟲害將嚴重C．維持一個生態系統存在的不可缺少的成分有生產者和分解者D．該食物網由6條食物鏈組成，鷹為最高營養級答案D解析從理論上分析，維持一個生態系統不可缺少的生物成分有生產者和分解者，C正確；由題圖分析可知，該食物網由7條食物鏈組成，鷹為最高營養級，D錯誤。13．為合理利用水域資源，某調查小組對一個開放性水庫生態系統進行了初步調查，部分數據如表所示。分析回答相關問題：進水口浮游藻類數量(年均)出水口浮游藻類數量(年均)水庫淤泥中真菌、細菌數量1.93mg(干重)/L1.02mg(干重)/L1013～1015個/m2(1)浮游藻類屬于該生態系統成分中的________，它在該生態系統中的作用是__________