云南省隴川縣第一中學(xué)高二生物 第五章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性教學(xué)設(shè)計(jì)

1、云南省隴川縣第一中學(xué)高二生物 第五章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)：1、  列舉說明什么是生態(tài)系統(tǒng)，討論某一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，嘗試構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型2、 嘗試構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，分析生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的過程，得出能量流動(dòng)的特點(diǎn)3、概述能量流動(dòng)的意義，應(yīng)用能量流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算4、以碳循環(huán)為例，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)，5、 嘗試探究土壤微生物的分解作用。6、說明能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。7、舉例說出生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞，說出信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。8、舉例說明什么是生態(tài)系統(tǒng)，討論某一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，嘗試建構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。二、教學(xué)重難點(diǎn)

2、：1、 生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。2、 分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)3、 說出信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用 4、 討論生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。三、課時(shí)：4課時(shí)四、教學(xué)過程：第一課時(shí)：引入：生物群落與無機(jī)環(huán)境有著密不可分的聯(lián)系一）生態(tài)系統(tǒng)的范圍1、生態(tài)系統(tǒng)的概念2、地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)生物圈二）生態(tài)系統(tǒng)具有一定的結(jié)構(gòu)1、生態(tài)系統(tǒng)的組成成分（以池塘生態(tài)系統(tǒng)為例）(1)非生物的物質(zhì)和能量：陽光、空氣、水分、礦物質(zhì)等。(2)生產(chǎn)者：自養(yǎng)型生物。(3)消費(fèi)者：各種動(dòng)物，包括(4)分解者：腐生的細(xì)菌和真菌。觀察：生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型（P90）2、食物鏈和食物網(wǎng)（1）食物鏈：各生物之間由于食物關(guān)系而形成的一種聯(lián)系。如：

3、柳樹葉片蟬螳螂黃雀鷹（2）食物網(wǎng)：許多食物鏈彼此相互交錯(cuò)聯(lián)結(jié)的復(fù)雜營養(yǎng)關(guān)系。（3）營養(yǎng)級：食物鏈上每個(gè)環(huán)節(jié)或食物網(wǎng)中同一環(huán)節(jié)上所有生物的總和。（4）食物網(wǎng)越  復(fù)雜 ，生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾的能力  越強(qiáng) 。（5）食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)就是沿著這種渠道進(jìn)行。第二課時(shí)：一）生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)    1概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程。2過程（1） 起點(diǎn)：從生產(chǎn)者固定太陽能開始，（2）過程 特點(diǎn)：單向流動(dòng)，逐級第減 （4）研究目的：設(shè)法調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

4、方向，使能量流向使能量持續(xù)高效流向?qū)θ祟愖钜娴牟糠?。講述（1）幾乎所有生態(tài)系統(tǒng)的能量源頭是太陽能。植物通過光合作用，把太陽光能固定下來，這是生態(tài)系統(tǒng)繁榮的基礎(chǔ)。注意：植物光合作用固定的能量減去呼吸作用消耗的能量，才是能夠?yàn)橄乱粻I養(yǎng)級消費(fèi)的能量。所以，從能量的角度來看，植物的多少?zèng)Q定了生物種類和數(shù)量。在氣候溫暖、降雨充沛的地方，植物格外繁茂，各種生物就會(huì)非常繁榮，熱帶雨林就是這樣的情況；在氣候寒冷、降雨很少的地方，植物很難生長，各種生物的數(shù)量都很少，顯得荒涼而冷寂； （2）能量沿著食物鏈流動(dòng)時(shí)，每一營養(yǎng)級都有輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程；（3）生物的遺體殘骸是分解者能量的來源。 二）能量流動(dòng)的特

5、點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生討論分析課本圖5-8，進(jìn)一步總結(jié)得到：流入某一營養(yǎng)級的能量主要有以下去向：一部分通過該營養(yǎng)級的呼吸作用散失了；一部分作為排出物、遺體或殘枝敗葉不能進(jìn)入下一營養(yǎng)級，而為分解者所利用；還有一部分未能進(jìn)入（未被捕食）下一營養(yǎng)級。所以，流入某一營養(yǎng)級的能量不可能百分之百地流到下一營養(yǎng)級。講述生命活動(dòng)離不開能量，生物需要不斷從外界獲取能量才能維持生存；在生物獲得的能量中只有一部分貯存于生物體內(nèi)；由于能量沿食物鏈流動(dòng)過程中逐級遞減，因而能量相同的食物，動(dòng)物性食品比例越高，意味著消耗的總能量越多。能量流動(dòng)的特點(diǎn)：1.     生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的；2.

6、     能量在流動(dòng)過程中逐級遞減。三）研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義第三課時(shí)：引入以“問題探討”引入，學(xué)生思考回答師提示。提示循環(huán)利用。問題以“本節(jié)聚焦”再次引起學(xué)生的思考。一）碳循環(huán)1概念：指組成生物體的C、H、O、N等基本元素在生態(tài)系統(tǒng)的生物群落與無機(jī)環(huán)境之間形成的反復(fù)運(yùn)動(dòng)。（1）循環(huán)形式：CO2（2）循環(huán)途徑： （3）溫室效應(yīng)總結(jié)：生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)：組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，都不斷進(jìn)行著從無機(jī)環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無機(jī)環(huán)境的循環(huán)過程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。（生物地球化學(xué)循環(huán)） 二、能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系

7、區(qū)別  能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)形式含碳有機(jī)物CO2范圍生物群落的各營養(yǎng)級之間生物群落與無機(jī)環(huán)境之間特點(diǎn)單向流動(dòng)、逐級遞減全球性、循環(huán)流動(dòng)聯(lián)系物質(zhì)是能量流動(dòng)的載體，能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力。能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能，二者同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割，在生物群落中都是以食物鏈為流動(dòng)渠道。小結(jié)略。第四課時(shí)：信息：一般將可以傳播的消息、情報(bào)、指令、數(shù)據(jù)與信號(hào)等稱作信息。信息傳遞的一般過程（一般信息傳遞有三個(gè)基本環(huán)節(jié)）：信源（信息產(chǎn)生）；信道（信息傳輸）；信宿（信息接收）。一）生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類（1）物理信息：聲信息聲信息的特點(diǎn)有：多方位性；同步性；瞬時(shí)性；多變量。電信息磁信息

8、（2）化學(xué)信息化學(xué)信息主要是生命活動(dòng)的代謝產(chǎn)物以及性外激素等，有種內(nèi)信息素（外激素）和種間信息素（異種外激素）之分。種間信息素主要是次生代謝物（如生物堿、萜類、黃酮類）以及各種苷類、芳香族化合物等。（3）行為信息動(dòng)植物的許多特殊行為都可以傳遞某種信息，這種行為通常被稱為行為信息。如蜜蜂的舞蹈行為就是一種行為信息。草原中有一種鳥，當(dāng)雄鳥發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)就會(huì)急速起飛，并扇動(dòng)兩翼，給在孵卵的雌鳥發(fā)出逃避的信息。二）信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)的作用1.信息傳遞對生物個(gè)體生命活動(dòng)的正常進(jìn)行和種群的繁衍都具有重要意義。2.信息還能夠調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。三）信息傳遞在能業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用兩方面：提高農(nóng)產(chǎn)

9、品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量；對有害的動(dòng)物進(jìn)行控制。第五課時(shí)：以“問題探討”引入，學(xué)生思考回答老師提示。提示生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性：生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定的能力。一） 生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)：負(fù)反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在。講述生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力主要表現(xiàn)在3個(gè)方面：第一，   是同種生物的種群密度的調(diào)控，這是在有限空間內(nèi)比較普遍存在的種群變化規(guī)律；第二，是異種生物種群之間的數(shù)量調(diào)控，多出現(xiàn)于植物與動(dòng)物或動(dòng)物與動(dòng)物之間，常有食物鏈關(guān)系；第三，是生物與環(huán)境之間的相互調(diào)控。生態(tài)系統(tǒng)總是隨著時(shí)間的變化而變化的，并與周

10、圍的環(huán)境有著很密切的關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是以內(nèi)部生物群落為核心的，有著一定的承載力，因此生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有一定范圍的。講述在生態(tài)系統(tǒng)中關(guān)于正反饋的例子不多，例如，有一個(gè)湖泊受到了污染，魚類的數(shù)量就會(huì)因?yàn)樗劳龆鴾p少，魚類死亡的尸體腐爛，又會(huì)進(jìn)一步加重污染，引起更多的魚類的死亡。不同生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是不同的。一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的物種組成越復(fù)雜，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，功能越健全，生產(chǎn)能力越高，它的自我調(diào)節(jié)能力也就越高。因?yàn)槲锓N的減少往往使生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率下降，抵抗自然災(zāi)害、外來物種入侵和其他干擾的能力下降。而在物種多樣性高的生態(tài)系統(tǒng)中，擁有著生態(tài)功能相似而對環(huán)境反應(yīng)不同的物種，并以此來保障整

11、個(gè)生態(tài)系統(tǒng)可以因環(huán)境變化而調(diào)整自身以維持各項(xiàng)功能的發(fā)揮。因此，物種豐富的熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)要比物種單一的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力強(qiáng)。二） 抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性 講述“抵抗力穩(wěn)定性”的核心是“抵抗干擾，保持原狀”。“干擾”是指破壞穩(wěn)定狀態(tài)的外界因素；“保持”是指與干擾同時(shí)表現(xiàn)的系統(tǒng)內(nèi)在的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力?！盎謴?fù)力穩(wěn)定性”的核心是“遭到破壞，恢復(fù)原狀”?！捌茐摹笔侵甘芡饨缫蛩赜绊懯股鷳B(tài)系統(tǒng)較遠(yuǎn)地偏離了原來的穩(wěn)定范圍；“恢復(fù)”是指外界因素消除后，生態(tài)系統(tǒng)重新建立穩(wěn)定狀態(tài)。以往認(rèn)為，抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性是相關(guān)的，抵抗力穩(wěn)定性高的生態(tài)系統(tǒng)，其恢復(fù)力穩(wěn)定性低。也就是說，抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性一般呈相反的關(guān)系。但是，這一看法并不完全合理。例如，熱帶雨林大都具有很強(qiáng)的抵抗力穩(wěn)定性，因?yàn)樗鼈兊奈锓N組成十分豐富，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；然而，在熱帶雨林受到一定強(qiáng)度的破壞后，也能較快地恢復(fù)。相反，對于極地苔原（凍原），由于其物種組分單一、結(jié)構(gòu)簡單，它的抵抗力穩(wěn)定性很低，在遭到過度放牧、火災(zāi)等干擾后，恢復(fù)的時(shí)間也十分漫長。因此，直接將抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性比較，可能這種分析本身就不合適。如果要對一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的兩個(gè)方面進(jìn)行說