3.1 生态系统的结构

教案

一、教学目标

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，建构生态系统的结构模型。

3.阐明生态系统是一个统一的整体。

二、教学重难点

1.教学重点

分析生态系统的结构，归纳生态系统的组分，建构生态系统的结构模型。

2.教学难点

（1）建构生态系统的结构模型。

（2）阐明生态系统是一个统一的整体。

三、教学过程

【本节聚焦】

1. 生态系统有哪些主要组成成分？它们是如何构成生态系统的？
2. 生态系统具有怎样的营养结构？
3. 食物网的复杂性对于解决生态学问题有什么启示？

【导入】问题探讨：大豆是发源于我国的重要粮食作物。大豆田里生长着稗草、苘麻、鸭跖草等多种杂草，分布着七星瓢虫、大豆蚜等动物，土壤里还有蚯蚓、线虫，以及多种微生物。每公顷大豆与共生根瘤菌每年固氮可以超过100kg。

讨论：

1.大豆根系会给土壤带来哪些变化？   

答：大豆的根会吸收土壤中的水和无机盐，使土壤的水和无机盐减少；大豆根的呼吸作用会增加土壤中CO2的含量；大豆与根瘤菌互利共生固氮，会增加土壤中氮的含量；死亡和脱落的大豆根，会增加土壤中有机物的含量。

2.大豆与其他生物之间存在什么关系？

答：种间竞争：大豆与稗草、苘麻、鸭跖草。捕食：大豆蚜与大豆。互利共生：大豆与根瘤菌。

3.根据以上讨论结果，请用一句话概括生物与环境的关系。

答：环境决定了哪些生物可以在这里生存，生物反过来会影响和改变环境；生物与环境相互依赖、相互影响；生物与环境之间有复杂的相互作用；生物与环境是统一的整体。

总结：上述材料分析说明：生物群落和非生物环境有着密不可分的关系。

【一、生态系统的范围】

1.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.生态系统的范围  生态系统的空间范围有大有小； 生物圈是地球上最大的生态系统。 

3.生态系统的类型（详见课件）

【二、生态系统具有一定的结构】

要分析生态系统的结构，首先要分析生态系统有哪些组成成分，以及各组分之间的关系。

思考讨论：分析生态系统的结构

在森林、草原、农田、湖泊等生态系统中，挑选你和本小组同学熟悉的两个生态系统，分析它们的组成成分及各组分之间的联系。也可以用以下两个生态系统为例来进行分析。

   生态系统1    某荒漠生态系统

   在我国西北半干旱区，豆科植物柠条常被用来进行人工固沙。柠条扎根于沙粒间，顽强生长形成灌丛。在某沙化地区合理种植柠条之后，群落内物种丰富度逐渐增加并趋于稳定。群落中有地锦、胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿等植物。还分布着多种动物，其中，植食性的有蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂等；肉食性昆虫或其他小动物有姬蜂、步甲、园蛛、蜈蚣等。在柠条根系周围的土壤中，生活着难以计数的真菌、细菌、放线菌。群落处于稳定状态时，群落所栖居的土壤表层含水量增加，土壤养分也在改善。

生态系统2    某池塘生态系统

 下图为一个池塘生态系统的示意图。

讨论：

1.分析上述生态系统中生物之间的食物关系，你能画出多少条食物链？与其他同学画出的食物链进行比较，分析各自的食物链是否需要修改，共同完善该生态系统的食物链和食物网。

答：略

2.按照不同种类生物的营养方式，以及它们在生态系统中的作用，将上述生态系统中的生物进行归类。

答：生产者：栅藻、团藻、水草

消费者：水蚤、草履虫、田螺、虾、草鱼、黑鱼、青鱼

分解者：细菌、真菌

3.在上述生态系统中，食物链之外还有哪些成分？它们对生态系统来说是不可缺少的吗？为什么？

答：食物链中只包含生产者和消费者，因此缺少分解者和非生物的物质和能量；它们对生态系统来说是不可或缺的。

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和能量的变化，非生物物质还是生物赖以生存的环境成分；

分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，如果没有分解者，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。

4.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？不同种类的生物获取物质和能量的途径一样吗？

答：绿色植物通过光合作用将无机物转化为有机物，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；

 细菌、真菌等通过分解动植物遗体和动物的排遗物获得物质和能量；

 不同种类的生物获取物质和能量的途径是不尽相同的。

5.参照一般系统的结构模式图（下图），尝试画出生态系统的结构模型。

【二、生态系统具有一定的结构】

1．生态系统的组成成分

2.生态系统各组成成分的相互关系

3.食物链和食物网

（1）食物链：生物之间由于捕食关系而形成的一种联系。

①食物链的组成：生产者+消费者，不包括分解者和非生物的物质和能量。

②每条食物链的起点总是生产者，生产者总是为第一营养级，终点是不被其他动物所食的动物。

③箭头方向为物质和能量流动的方向,同时还表示捕食关系，方向具有不可逆性，是长期自然选择的结果。

④各种生物所处的营养级并不是一成不变的。

⑤食物链一般不超过五个营养级。

（2）食物网：食物链彼此相互交错的复杂营养关系。

①形成原因：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。

②特点：

      在食物网中,两种生物之间的种间关系可能不止一种。

      在食物网中的同一消费者的营养级并不是一成不变的，可能处于多个营养级。

（3）食物链和食物网的功能

①一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。

原因： 如果一条食物链的某种动物减少或消失，它在食物链上的位置可能会由其他生物来取代。

②食物链和食物网是生态系统的营养结构，是生态系统物质循环和能量流动的渠道。