高二生物《生態(tài)環(huán)境和生物圈》教案
第1節 生態(tài)環(huán)境和生物圈
一、教學(xué)目標
1.舉例說(shuō)明什么是生態(tài)系統。
2.討論某一生態(tài)系統的結構。
3.嘗試建構生態(tài)系統的結構模型。
二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn)
討論生態(tài)系統的結構。
2.教學(xué)難點(diǎn)
說(shuō)明生態(tài)系統是一個(gè)整體。
三、教學(xué)設想
學(xué)生對“生態(tài)系統”一詞并不陌生，對其最基本的內涵通過(guò)初中生物課的學(xué)習已有初步的了解。生態(tài)系統的概念是形成生態(tài)學(xué)思想的基礎，本章是圍繞著(zhù)剖析生態(tài)系統概念的實(shí)質(zhì)展開(kāi)的。因此，在教學(xué)中要突出生態(tài)系統內各組分的相互聯(lián)系與相互作用、有序與和諧、多樣與復雜等。要從培養學(xué)生的生態(tài)學(xué)思想的角度，制定教學(xué)策略。
本節可以結合“思考與討論”中的素材，討論“你認為什么是生態(tài)系統”的話(huà)題。讓學(xué)生根據自己對生態(tài)系統的理解，列舉五個(gè)生態(tài)系統的實(shí)例，并列出生態(tài)系統的判斷要點(diǎn)。學(xué)生之間相互交換作業(yè)，并對同伴的作業(yè)作出評判。
四、教學(xué)過(guò)程
生物在生命活動(dòng)中要從環(huán)境中不斷地攝取物質(zhì)和能量，因而受到環(huán)境的限制，同時(shí)生物的生命活動(dòng)又能不斷地影響和改變環(huán)境。這說(shuō)明生物與環(huán)境是一個(gè)統一的整體。研究生物與生物之間以及生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)叫生態(tài)學(xué)。那么，環(huán)境對生物的影響有什么規律呢？
在學(xué)生討論的基礎上，教師以池塘生態(tài)系統為例，進(jìn)一步分析“思考與討論”中提出的問(wèn)題。有條件的學(xué)校，教師可制作若干個(gè)不同控制條件的“生態(tài)缸”，讓學(xué)生觀(guān)察各個(gè)生態(tài)缸中的狀況，增加感性認識。問(wèn)題7是讓學(xué)生嘗試建構生態(tài)系統的結構模型，這是本節的教學(xué)目標之一。生態(tài)系統中各種生物和非生物成分繁多且關(guān)系復雜，無(wú)法逐個(gè)研究它們在生態(tài)系統中的結構和功能，所以引入了生產(chǎn)者、消費者和分解者的概念，將營(yíng)養功能相同的生物類(lèi)群看成一個(gè)整體結構，研究其中的物質(zhì)與能量變化、信息傳遞，使研究問(wèn)題得到簡(jiǎn)化。這是一種系統科學(xué)的研究方法，在其他宏觀(guān)研究中也常常要應用這種方法。
生態(tài)系統的結構包括兩方面的內容：生態(tài)系統的成分，食物鏈和食物網(wǎng)。大多數學(xué)生在討論了問(wèn)題1~5后，應當能達成這一教學(xué)目標。對此，教師可進(jìn)一步提出本節“問(wèn)題探討”中的素材，讓學(xué)生演練，使學(xué)生對生態(tài)系統具有一定的結構有一定認識。
生物群落與其無(wú)機環(huán)境之間的關(guān)系不是靜止的，而是處于動(dòng)態(tài)的變化之中：能量在其中流動(dòng)，物質(zhì)在其中循環(huán)，信息在其中傳遞，多種多樣的生物及其與環(huán)境之間構建起了動(dòng)態(tài)平衡的關(guān)系。
一、環(huán)境、環(huán)境因子與生態(tài)因子的概念及關(guān)系
環(huán)境是指某一特定生物體或生物群體以外的空間及直接、間接影響該生物體或生物群體生存的一切事物的總和。生物的環(huán)境因子是指生物體周?chē)苯踊蜷g接地影響生物生存的全部因素。生態(tài)因子是指環(huán)境中影響生物的形態(tài)、生理、行為和分布的因素，如光、溫度、水分、空氣等。而海拔高度、水域深度等因素則只屬于環(huán)境因子，因為它們的作用是通過(guò)溫度、光照、氣壓等生態(tài)因子間接地體現出來(lái)的，它們本身對生物沒(méi)有直接影響。
二、謝爾福德耐受性定律
謝爾福德耐受性定律表明，每一種生物對每一個(gè)生態(tài)因子都有一個(gè)耐受的上限和下限，上、下限之間的范圍被稱(chēng)為能耐受范圍（這個(gè)范圍又稱(chēng)為生態(tài)幅），而能耐受范圍中又存在著(zhù)一個(gè)最適范圍（又稱(chēng)最適區），耐受范圍的兩端（即除去最適范圍后所剩的部分）為生理受抑區，若再往外延伸超出能耐受范圍后，則為不能耐受區。
生態(tài)系統的空間大小各異，一個(gè)池塘、一片草地、一塊農田、一座山林、一條河流等，都可以各自成為一個(gè)生態(tài)系統。地球上的全部生物及其無(wú)機環(huán)境構成的生態(tài)系統稱(chēng)為生物圈。在生物圈中，繁衍著(zhù)各種各樣的生物，每一種生物都生活在各自的特定環(huán)境中，它們既利用環(huán)境資源滿(mǎn)足了自身生長(cháng)發(fā)育的需要，使種群得到延續，同時(shí)，它們自身也是構成環(huán)境的重要因素。
通過(guò)列舉生態(tài)系統的各種類(lèi)型，啟發(fā)學(xué)生思考生態(tài)系統類(lèi)型多種多樣，但在結構上具有許多共同點(diǎn)。重點(diǎn)從“生產(chǎn)者、消費者、分解者”之間的關(guān)系，闡釋生態(tài)系統中各組成成分之間緊密聯(lián)系構成一個(gè)統一整體，體現一定的結構和功能。
“生態(tài)系統是一個(gè)統一整體”是教學(xué)的難點(diǎn)。在各種類(lèi)型的生態(tài)系統中，都包含有非生物的物質(zhì)和能量、植物、動(dòng)物和微生物等組成成分。這些組成成分之間并不是毫無(wú)聯(lián)系的，而是通過(guò)物質(zhì)和能量的聯(lián)系形成一定的結構。
關(guān)于“食物鏈與食物網(wǎng)”的教學(xué)，教師要向學(xué)生說(shuō)明：群落是生態(tài)系統中有生命的部分，群落中生物間的“營(yíng)養聯(lián)系”就是生態(tài)系統的“生命線(xiàn)”，其主要形式就是“食物聯(lián)系”。接著(zhù)以教材中的圖示為例，分析生物之間的食物關(guān)系，從而建立食物鏈、營(yíng)養級和食物網(wǎng)的概念。
生態(tài)系統的營(yíng)養結構
生態(tài)系統內各要素之間的作用是通過(guò)以食物聯(lián)系連接的`營(yíng)養結構實(shí)現的。營(yíng)養結構包括食物鏈與食物網(wǎng)。
�。�1）食物鏈
食物鏈是指生產(chǎn)者所固定的能量和物質(zhì)，通過(guò)一系列取食和被食關(guān)系在生態(tài)系統中傳遞，各種生物按其食物聯(lián)系排列的鏈狀順序。食物鏈上的每一環(huán)節，稱(chēng)為營(yíng)養階層（營(yíng)養級）。自然生態(tài)系統主要有三種類(lèi)型的食物鏈。
�、倌潦呈澄镦溁虿妒呈澄镦湥菏且曰畹木G色植物為基礎，從食草動(dòng)物開(kāi)始的食物鏈，例如，小麥→蚜蟲(chóng)→瓢蟲(chóng)→食蟲(chóng)鳥(niǎo)。
�、谒樾际澄镦溁蚍纸馐澄镦湥菏且运劳龅膭�(dòng)植物殘體為基礎，從真菌、細菌和某些土壤動(dòng)物開(kāi)始的食物鏈，例如，死亡的動(dòng)植物殘體→跳蟲(chóng)、螨類(lèi)→食蟲(chóng)昆蟲(chóng)、蜘蛛→食蟲(chóng)鳥(niǎo)、小型哺乳動(dòng)物。
�、奂纳澄镦湥阂曰畹膭�(dòng)植物有機體為基礎，從某些專(zhuān)門(mén)營(yíng)寄生生活的動(dòng)植物開(kāi)始的食物鏈，例如，鳥(niǎo)類(lèi)→跳蚤→鼠疫細菌。
生態(tài)系統中的食物鏈不是固定不變的，它不僅在進(jìn)化歷史上有改變，在短時(shí)間內也有改變。動(dòng)物在個(gè)體發(fā)育的不同階段里，食物的改變（如蛙）就會(huì )引起食物鏈的改變。動(dòng)物食性的季節性變化也會(huì )引起食物鏈的改變。因此，食物鏈往往具有暫時(shí)的性質(zhì)，只有在生物群落組成中成為核心的、數量上占優(yōu)勢的種類(lèi)，食物鏈才是比較穩定的。
一般生態(tài)系統中的能量在沿著(zhù)食物鏈的傳遞過(guò)程中，從前一環(huán)節到后一環(huán)節，能量大約要損失90％左右（能量轉化效率大約是10％）。因此，越是處于食物鏈頂端的動(dòng)物，生物量越小，能量也就越少。處于頂位的肉食動(dòng)物最少，以致于不可能再有別的動(dòng)物以它們?yōu)槭�，因為從它們身上所獲得的能量不足以彌補為搜捕它們所消耗的能量。一般說(shuō)來(lái)，能量從太陽(yáng)開(kāi)始沿著(zhù)食物鏈傳遞幾次以后就所剩無(wú)幾了，所以食物鏈一般都很短，通常只由4~5個(gè)環(huán)節構成，很少有超過(guò)6個(gè)環(huán)節的。
�。�2）食物網(wǎng)
在生態(tài)系統中，一種生物不可能固定在一條食物鏈上，而往往同時(shí)屬于數條食物鏈。實(shí)際上，生態(tài)系統中的食物鏈很少單條、孤立地出現（除非食性是專(zhuān)一的），它們往往相互交叉，形成復雜的網(wǎng)絡(luò )式結構，即食物網(wǎng)。食物網(wǎng)形象地反映了生態(tài)系統內各生物有機體間的營(yíng)養位置和相互關(guān)系，生物正是通過(guò)食物網(wǎng)發(fā)生直接和間接的聯(lián)系，保持著(zhù)生態(tài)系統結構和功能的相對穩定。
五、教后感: 一般地說(shuō)，具有復雜食物網(wǎng)的生態(tài)系統，一種生物的消失不致引起整個(gè)生態(tài)系統的失調，但食物網(wǎng)簡(jiǎn)單的系統，尤其是在生態(tài)系統功能上起關(guān)鍵作用的種，一旦消失或遭受?chē)乐仄茐�，就可能引起這個(gè)系統的劇烈變動(dòng)。教育學(xué)生要有環(huán)保意識,自覺(jué)保持環(huán)境。
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