生态系统的结构-生态系统结构ppt

生产者植物、消费者动物、分解者细菌、真菌、病毒等、非生物环境阳光、水分、空气二氧化碳、无机盐

生态系统的结构说课稿

一、说教材

本课的内容来自生物必修模块三，第5章第1节。教材第五章是以生态系统为框架，主要讲述了生态系统的类型、结构、能量流动、物质循环、稳定性等知识，主要体现宏观的生态学的内容。本节课内容是第五章的一个重点，是衔接生态系统类型与能量流动的重要环节，并为生态系统的能量流动和物质循环的物质基础提供了一个平台，埋下了一个伏笔。

二、说教学目标：

鉴于对教材的上述理解，根据新课标对学生学科学、用科学的要求及本课特点，我在知识、情感和技能三方面都确立了具体的目标，同时突出重点。

1．知识目标：

1能够分析生态系统的成分。

2理解生态系统的营养结构是“环环相扣、链链相交”的复杂网络体系。

2．能力目标：

1、概括出生态系统的成分，讲解各成分之间的联系与制约关系，发展学生的思维迁移能力。

2、学会分析一些生物的食物关系，从而建立食物链、营养级和食物网的概念。进而培养学生的运算能力和思维能力。

3、研究生态系统的规律，明确每一环节由哪些生物占据。当系统运行发生障碍时，找出问题可能发生在哪一环节，培养学生耐心细致的观察能力和识图能力。

3．情感目标：

通过带领学生做食物链和食物网的模拟游戏，培养学生遵循生态学原理去对待自然界的一草一木，同时培养一定的团队意识。

4、教学重点：

1生态系统的成分。

2食物链和食物网。

5、教学难点：

1生产者、消费者和分解者之间的关系。

2初级消费者和次级消费者的概念。

3第一营养级、第二营养级等概念。

三、说教法：

教学重点的落实方案：

1、利用身边的场景导入法。

2、课件展示的直观教学法。

3、联系实际的谈话法。

教学难点的突破策略：1、学生模拟实验法。2、讨论教学法。3、图形直观教学法。四、说学法

1、构建发现式学习方法。2、指导学生思维迁移。3、联系实际法。

教学过程一、组织教学，场景导入

本节课的内容就是大家身边最熟悉的环境和生物，在日常生活中或多或少的与我们有着联系，本着注重与现实生活中的联系的指导思想，所以我在这里用学生熟悉的场景引入，提高学生的兴趣。

（投影打出一幅美丽的池塘照片）

教师：同学们这块池塘漂亮吗？参天的大树，枝叶间透过的阳光，平坦的草坪，池塘中鱼儿在欢快地游泳，微风吹过，树叶沙沙作响，虫鸣鸟唱，此起彼伏。

二、讲授新课

学习生态结构的首要问题要知道生态系统的成分，由哪些部分组成的。所以，有关生态系统的成分有哪些，如何分析某个生态系统中的个生物的成分就是学生在本节课首先要掌握的知识点。针对以上知识点，我设计了以下一些问题，让学生来讨论，并得出答案。

1观察生态系统的成分。（教师提出问题，激发学生的探究欲望，调动其积极性。）

教师：这应该可以算是一个小型的池塘生态系统了，1在这个生态系统中有哪些成分？具有哪些生物？2能否说出这些生物在这个生态系统中所扮演的角色？3各生物之间有无联系？有怎样的联系？

由于这是学生常见的景观，而且我们在前一节课中有已经讲过生态因素以及类型，所以学生只要认真去思考都可以得出以下结论：

有动物，植物，微生物。以及很多非生物的成分在其中。

学生：通过讨论，生态系统的成分分为非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。生产者是能以简单的无机物制造有机物的自养型生物，指绿色植物。绿色植物通过光合作用，将非生物的能量太阳能和非生物的物质二氧化碳和水合成储存能量的有机物。正是绿色植物制造的有机物，才为一切消费者和分解者的生存提供了物质和能量，才为生态系统的稳定奠定了基础，所以把绿色植物称为生态系统的生产者。

生态系统中的各种动物也不能制造有机物，它必须利用现成的有机物，直接或间接地以绿色植物制造的有机物为食。所以，我们称这些动物为消费者。分解者是一些肉眼看不到的微生物，它们将有机物分解成简单的无机物，归还土壤，供植物重新利用。

为了加深学生的理解，尤其是对于消费者的等级问题如何区分，一直以来都有学生分不清，是这里的一个难点，因此我设计了几个问题，以进一步对重难点进行突破：

教师：（问题思考与讨论）

1、“非生物的物质和能量”中提到的“物质”除了包括水分、空气、无机盐等无机物以外，是否还包括有机物呢？

2、请说明一下作为消费者的生物有多少种，它们的等级是否相同？其同化作用的方式属于那种类型？

3、分解者主要指哪些生物？其同化作用的方式属于那种类型？

4、所有的植物都是生产者吗？

学生思考并讨论得出结论：生产者是能以简单的无机物制造有机物的自养型生物，主要是指绿色植物，还有硫细菌、铁细菌、硝化细菌等化能合成作用的生物。是生态系统的主要成分，在生态系统中占主导地位。消费者在生态系统中也有很重要的作用，对植物的传粉受精、种子传播等方面具有重要的作用。但消费者不同，它们的等级也不同。依据消费者直接或间接利用绿色植物制造的有机物的次序，将其分为：

A、初级消费者：直接以绿色植物为食的植食性动物。如：浮游动物，蝗虫等。

B、次级消费者：以植食性动物为食的小型肉食性动物称。如：蛙、食虫鸟等。

C、三级消费者：以次级消费者为食的大型肉食性动物。如：食肉鱼类，蛇、鹰等。此外，一些植物如菟丝子、猪笼草也是消费者。老师总结概括，学生应用解释实际问题：

经过以上的教学过程，我已经解决了什么是生态系统的问题，但是这里还有一个难题没有解决，就是学生在分析生态系统的时候，总是把生产者，消费者，分解者三者分开来考虑，但是在考察的时候，要求学生能够熟练的应用三者之间的关系，去解决实际问题。因此，为了直观的体现这三者相互依存的关系，我选用了两张照片的对比让学生讨论。

一张是公园的鱼池，还有一张是农田的鱼池，比较一下有何不同？这两个都是同样的池塘生态系统，为什么会造成这么大的差异呢？你是否可以解释其中的原因？

（通过学生讨论，从生态系统的生物成分来看，生产者、消费者、分解者之间是相互依存的关系。无论哪种生物都不是孤立于生态系统中，它需要其它生物的帮助，同时它们也需要自己的帮助。一个生态系统要稳定平衡的发展，生产者、消费者、分解者必须是紧密联系，缺一不可的。）

老师：既然三者之间紧密联系，下面我们就来学习有何联系。（学习食物链和食物网）

食物链：生物之间由于食物关系而形成的一种联系。营养级：食物链上的每一个环节。

在讲诉此处知识点时最常用的方法就是图视讲诉法，打出一张生物之间的关系图，然后讲解。但这种讲法平铺直叙，没有给学生多少的思考空间，尤其是在此处有几个知识点都是本节课的重点与难：食物网与食物链是下一节学习能量的流动和物质的循环的基础，后面的很多内容都是由此贯穿的；同时研究生态系统的规律，明确每一环节由哪些生物占据。

当系统运行发生障碍时，找出问题可能发生在哪一环节，培养学生耐心细致的观察能力和识图能力，学会分析这种联系是本节课的最大难点。学生经常会被这里面复杂的网络关系搞的混掉。此外还可以培养学生遵循生态学原理去对待自然界的一草一木的情感，同时培养一定的团队意识。因此如何使学生领悟生物的相互关系，让学生掌握难点，我在这个地方设计了一个模拟游戏：。

选8位同学上来扮演图中的8种生物。

1扮演的成分是什么？

2所处的营养级是几级？

3如果把游戏中的鸟拿出来，台上的同学是否还可以都在上面么？如果是把虫拿掉呢？又会发生什么样的变化呢？4这个模拟场景中共有几条食物链？最长的和最短的分别是哪条？有何特点？

学生讨论，教师点拨：在某种生态系统中，分析与判断因某种生物减少或增多时其他生物的变动情况，主要依据该生物在食物链或食物网中的具体位置关系来分析判断。

（1）处于第一营养级的生物减少，其它生物都将减少；

（2）天敌一方减少，则被捕食者数量因此会先迅速增加后减少，最后趋于稳定；

（3）处于中间营养级的生物减少，另一种生物的变化情况视具体的食物链确定。

经实验讨论最终得出以下结论：

1每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物。

2生产者总是为第一营养级。

3各种生物所处的营养级并不是一成不变的。

此外，为下节课铺垫，在这里埋下伏笔：

4一条食物链中的营养级一般不超过五个。

5分解者不属于任何一个营养级。

三、教师总结

这节课，我们学习了生态系统的成分，即非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者，以及营养结构包括食物链和食物网等。

生态系统的营养结构以营养为纽带，把生物和非生物紧密地结合起来，自然界中的能量（光能）和矿物质从绿色植物到草食动物，然后到肉食动物，都是通过食物链进行的。各种类型的生态系统中，它们的营养方式是各不相同的，但生态系统的物质总是处于经常不断的循环之中，而能量也是在各营养级之间进行流通。因此，食物链和食物网即生态系统的营养结构是生态系统最重要的结构特征。

四、课堂练习：

1、肉食动物不可能是一条食物链中的第几营养级

A．第五B．第二C．第三D．第四2、对水稻→鼠→蛇→鹰这条食物链的错误描述是

A水稻是生产者B鼠是初级消费者

C蛇是次级消费者D鹰属于第三营养级

3、在下列生物中，属于分解的是

A蓝藻B草履虫C蘑菇D蝗虫4、从生态系统的组成成分看，硝化细菌和蚯蚓属于

A生产者和分解者

B生产者和消费者

C消费者和分解者

D分解者和消费者

5、下列哪组生物可和无机环境组成一个生态系统

A．水藻、鸟

B．小鱼、大鱼

C．小草、昆虫、细菌

D．水藻、虾

6、对草→昆虫→食虫鸟→鹰这条食物链的叙述正确的是

A．有四个营养级，两个次级消费者B．有三个营养级，一个生产者

C．食虫鸟是第三营养级、次级消费者

D．有三个营养级，三个消费者

生产者植物、消费者动物、分解者细菌、真菌、病毒等、非生物环境阳光、水分、空气二氧化碳、无机盐

答案D

试题分析：生态系统结构包括营养结构和成分，营养结构指食物链和食物网，成分有非生物和能量、生产者、消费者和分解者。所以D选项正确。A、B、C选项错误。

考点：考查生态系统的结构。

点评：生态系统结构包括营养结构和成分，营养结构指食物链和食物网，成分有非生物和能量、生产者、消费者和分解者。

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2生态系统的组成成分

生态系统有四个主要的组成成分。即非生物环境、生产者、消费者和分解者

详细见以下内容

1生态系统的概念

生态系统是英国生态学家于年首先提上来的，指在一定的空间内生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。它把生物及其非生物环境看成是互相影响、彼此依存的统一整体。生态系统不论是自然的还是人工的，都具下列共同特性：（1）生态系统是生态学上的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次。（2）生态系统内部具有自我调节能力。

其结构越复杂，物种数越多，自我调节能力越强。（3）能量流动、物质循环是生态系统的两大功能。（4）生态系统营养级的数目因生产者固定能值所限及能流过程中能量的损失，一般不超过56个。（5）生态系统是一个动态系统，要经历一个从简单到复杂、从不成熟到成熟的发育过程。

生态系统概念的提出为生态学的研究和发展奠定了新的基础，极大地推动了生态学的发展。生态系统生态学是当代生态学研究的前沿。

2生态系统的组成成分

生态系统有四个主要的组成成分。即非生物环境、生产者、消费者和分解者。

（1）非生物环境包括：气候因子，如光、温度、湿度、风、雨雪等；无机物质，如C、H、O、N、CO2及各种无机盐等。有机物质，如蛋白质、碳水化合物、脂类和腐殖质等。

（2）生产者主要指绿色植物，也包括蓝绿藻和一些光合细菌，是能利用简单的无机物质制造食物的自养生物。在生态系统中起主导作用。

（3）消费者异养生物，主要指以其他生物为食的各种动物，包括植食动物、肉食动物、杂食动物和寄生动物等。

（4）分解者异养生物，主要是细菌和真菌，也包括某些原生动物和蚯蚓、白蚁、秃鹫等大型腐食性动物。它们分解动植物的残体、粪便和各种复杂的有机化合物，吸收某些分解产物，最终能将有机物分解为简单的无机物，而这些无机物参与物质循环后可被自养生物重新利用。

3生态系统的结构

生态系统的结构可以从两个方面理解。其一是形态结构，如生物种类，种群数量，种群的空间格局，种群的时间变化，以及群落的垂直和水平结构等。形态结构与植物群落的结构特征相一致，外加土壤、大气中非生物成分以及消费者、分解者的形态结构。其二为营养结构，营养结构是以营养为纽带，把生物和非生物紧密结合起来的功能单位，构成以生产者、消费者和分解者为中心的三大功能类群，它们与环境之间发生密切的物质循环和能量流动。

4生态系统的初级生产和次级生产

生态系统中的能量流动开始于绿色植物的光合作用。光合作用积累的能量是进入生态系统的初级能量，这种能量的积累过程就是初级生产。初级生产积累能量的速率称为初级生产力，所制造的有机物质则称为初级生产量或第一性生产量。

在初级生产量中，有一部分被植物自己的呼吸所消耗，剩下的部分才以可见有机物质的形式用于植物的生长和生殖，我们称这部分生产量为净初级生产量，而包括呼吸消耗的能量（R）在内的全部生产量称为总初级生产量。它们三者之间的关系是。GPP和NPP通常用每年每平方米所生产的有机物质干重（gm2a）或固定的能量值（Jm2a）来表示，此时它们称为总（净）初级生产力，生产力是率的概念，而生产量是量的概念。

某一特定时刻生态系统单位面积内所积存的生活有机物质量叫生物量。生物量是净生产量的积累量，某一时刻的生物量就是以往生态系统所累积下来的活有机物质总量。生物量通常用平均每平方米生物体的干重（gm2）或能值（Jm2）来表示。生物量和生产量是两个不同的概念，前者是生态系统结构的概念，而后者则是功能上的概念。如果，生物量增加；，生物量减少；GPR，则生物量不变，其中的GP代表某一营养级的生产量。

某一时期内某一营养级生物量的变化可用下式推算：，式中H代表被下一营养级所取食的生物量，D为死亡所损失的生物量。生物量在生态系统中具明显的垂直分布现象。

次级生产是除生产者外的其它有机体的生产，即消费者和分解者利用初级生产量进行同化作用，表现为动物和其它异养生物生长、繁殖和营养物质的贮存。动物和其它异养生物靠消耗植物的初级生产量制造的有机物质或固定的能量，称为次级生产量或第二性生产量，其生产或固定率称次级（第二性）生产力。动物的次级生产量可由下一公式表示：，式中，P为次级生产量，C代表动物从外界摄取的能量，FU代表以粪、尿形式损失的能量R代表呼吸过程中损失的能量。

5生态系统中的分解

生态系统的分解（或称分解作用）是指死有机物质的逐步降解过程。分解时，无机元素从有机物质中释放出来，得到矿化，与光合作用时无机元素的固定正好是相反的过程。从能量的角度看，前者是放能，后者是贮能。从物质的角度看，它们均是物质循环的调节器，分解的过程其实十分复杂，它包括物理粉碎、碎化、化学和生物降解、淋失、动物采食、风的转移及有时的人类干扰等几乎同步的各种作用。

将之简单化，可看作是碎裂、异化和淋溶三个过程的综合。由于物理的和生物的作用，把死残落物分解为颗粒状的碎屑称为碎裂；有机物质在酶的作用下分解，从聚合体变成单体，例如由纤维素变成葡萄糖，进而成为矿物成分，称为异化；淋溶则是可溶性物质被水淋洗出来，是一种纯物理过程。分解过程中，这三个过程是交叉进行、相互影响的。

分解过程的速率和特点，决定于资源的质量、分解者种类和理化环境条件三方面。资源质量包括物理性质和化学性质，物理性质包括表面特性和机械结构，化学性质如C：N比、木质素、纤维素含量等，它们在分解过程中均起重要作用。分解者则包括细菌、真菌和土壤动物（水生态系统中为水生小型动物）。理化环境主要指温度、湿度等。

6生态系统中的能量流动

能量是生态系统的基础，一切生命都存在着能量的流动和转化。没有能量的流动，就没有生命和生态系统。流量流动是生态系统的重要功能之一，能量的流动和转化是服从于热力学第一定律和第二定律的，因为热力学就是研究能量传递规律和能量形式转换规律的科学。

能量流动可在生态系统、食物链和种群三个水平上进行分析。生态系统水平上的能流分析，是以同一营养级上各个种群的总量来估计，即把每个种群都归属于一个特定的营养级中（依据其主要食性），然后精确地测定每个营养级能量的输入和输出值。这种分析多见于水生生态系统，因其边界明确、封闭性较强、内环境较稳定。

食物链层次上的能流分析是把每个种群作为能量从生产者到顶极消费者移动过程中的一个环节，当能量沿着一个食物链在几个物种间流动时，测定食物链每一个环节上的能量值，就可提供生态系统内一系列特定点上能流的详细和准确资料。实验种群层次上的能流分析，则是在实验室内控制各种无关变量，以研究能流过程中影响能量损失和能量储存的各种重要环境因子。

在这里我们还介绍一下食物链、食物网、营养级、生态金字塔等概念。植物所固定的能量通过一系列的取食和被取食关系在生态系统中的传递，这种生物之间的传递关系称为食物链。一般食物链是由45环节构成的，如草→昆虫→鸟→蛇→鹰。但在生态系统中生物之间的取食和被取食的关系错综复杂，这种联系象是一个无形的网把所有生物都包括在内，使它们彼此之间都有着某种直接或间接的关系，这就是食物网。

一般而言，食物网越复杂，生态系统抵抗外力干扰的能力就越强，反之亦然。在任何生态系统中都存在着两种最主要的食物链，即捕食食物链和碎屑食物链，前者是以活的动植物为起点的食物链，后者则以死生物或腐屑为起点。在大多数陆地和浅水生态系统中，腐屑食物链是最主要的，如一个杨树林的植物生物量除6是被动物取食处，其余94都是在枯死凋落后被分解者所分解。

一个营养级是指处于食物链某一环节上的所有生物种群的总和，在对生态系统的能流进行分析时，为了方便，常把每一生物种群置于一个确定的营养级上。生产者属第一营养级，植食动物属第二营养级，第三营养级包括所有以植食动物为食的肉食动物，一般一个生态系统的营养级数目为35个。生态金字塔是指各个营养级之间的数量关系，这种数量关系可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位分别构成生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。

7生态系统中的物质循环

生态系统的物质循环又称为生物地球化学循环，是指地球上各种化学元素，从周围的环境到生物体，再从生物体回到周围环境的周期性循环。能量流动和物质循环是生态系统的两个基本过程，它们使生态系统各个营养级之间和各种组成成分之间组织为一个完整的功能单位。但是能量流动和物质循环的性质不同，能量流经生态系统最终以热的形式消散，能量流动是单方向的，因此生态系统必须不断地从外界获得能量；而物质的流动是循环式的，各种物质都能以可被植物利用的形式重返环境。同时两者又是密切相关不可分割的。

生物地球化学循环可以用库和流通率两个概念加以描述。库是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量的某种化学物质所构成的。这些库借助于有关物质在库与库之间的转移而彼此相互联系，物质在生态系统单位面积（或体积）和单位时间的移动量就称为流通率。一个库的流通率（单位天）和该库中的营养物质总量之比即周转率，周转率的倒数为周转时间。

生物地球化学循环可分为三大类型，即水循环、气体型循环和沉积型循环。水循环的主要路线是从地球表面通过蒸发进入大气圈，同时又不断从大气圈通过降水而回到地球表面，H和O主要通过水循环参与生物地化循环。在气体型循环中，物质的主要储存库是大气和海洋，其循环与大气和海洋密切相关，具有明显的全球性，循环性能最为完善。属于气体型循环的物质有O2、CO2、N、Cl、Br、F等。

参与沉积型循环的物质，主要是通过岩石风化和沉积物的分解转变为可被生态系统利用的物质，它们的主要储存库是土壤、沉积物和岩石，循环的全球性不如气体型循环明显，循环性能一般也很不完善。属于沉积性循环的物质有P、K、Na、Ca、Ng、Fe、Mn、I、Cu、Si、Zn、Mo等，其中P是较典型的沉积型循环元素。气体型循环和沉积型循环都受到能流的驱动，并都依赖于水循环。

生物地化循环是一种开放的循环，其时间跨度较大。对生态系统来说，还有一种在系统内部土壤、空气和生物之间进行的元素的周期性循环，称生物循环。养分元素的生物循环又称为养分循环，它一般包括以下几个过程：吸收，即养分从土壤转移至植被；存留，指养分在动植物群落中的滞留；归还，即养分从动植物群落回归至地表的过程，主要以死残落物、降水淋溶、根系分泌物等形式完成；释放，指养分通过分解过程释放出来，同时在地表有一积累过程；储存，即养分在土壤中的贮存，土壤是养分库，除N外的养分元素均来自土壤。其中，吸收量存留量归还量。

生物圈的相关知识

生物圈的概念，以下几点是公认的：①地球上凡是生物分布的区域都属于生物圈；②生物圈是由生物与非生物环境组成的具有一定结构和功能的统一整体，是高度复杂而有序的系统，而不是松散无序的集合；③由于生物种类的迁移性与无机环境的连续性使其结构和功能不断变化，并且不断趋于相对稳定的状态。地球上最大的生态系统是生物圈，陆地上最大的生态系统是森林生态系统，我国最大的生态系统是草原生态系统