42 生态系统的稳态 第2课时 教案苏教版必修3.docx
《42 生态系统的稳态 第2课时 教案苏教版必修3.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《42 生态系统的稳态 第2课时 教案苏教版必修3.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
42生态系统的稳态第2课时教案苏教版必修3
4.2生态系统的稳态第2课时教案苏教版必修3
●课标要求
1．举例说出生态系统中的信息传递。
2．阐明生态系统的稳定性。
3．设计并制作生态瓶。
●课标解读
1．举例说出生态系统中信息传递的类型及作用。
2．描述信息传递在农业生产上的应用。
3．阐明生态系统的稳定性。
4．设计并制作生态瓶，观察并分析其稳定性。
●教学地位
生态系统的信息传递是生态系统的三大功能之一，它对维持生物正常生命活动和生物种群的繁衍以及生态系统的稳态都起着至关重要的作用。
信息传递在生产上的应用和生态系统的稳态维持和破坏是人类可持续发展研究的热点问题，也是高考重点考查的内容。
●教法指导
1．本节教学设计思路是：
结合学生所学的生态系统的知识及学生的生活经验，精心设计问题，使学生始终处于积极的思维状态中，在解决问题的过程中达成学习目标。
设计一连串的问题，把整堂课的内容有机地串联起来，将大的问题分解，引导学生的思维逐步深入，使学生把问题转化为根据自身的生活经验和生物学知识就能加以解决的程度。
例如：
把“信息在生态系统中是如何传递的？
”分解为：
同种生物之间的信息是如何传递的？
不同生物之间的信息是如何传递的？
生物与无机环境之间的信息是如何传递的？
层层推进，使学生建立起对生态系统信息传递的整体认识。
又如，信息传递的作用是本节的教学难点，把“生态系统的信息传递有什么作用？
”分解为，对生态系统的个体、种群、群落、生态系统分别有什么作用？
通过比较物质循环、能量流动和信息传递并建立模型，提高学生的分析归纳能力，并建立起对生态系统功能的全面认识，为学习生态系统的稳态打下基础。
2．课程标准中与本节内容有关的具体内容标准是“阐明生态系统的稳定性”，属理解水平，本节内容贴近生活，与环保联系密切，对学生情感态度与价值观领域的发展有重要价值。
可依据“注重与现实生活的联系”和“倡导探究性学习”的课程理念，课前布置“调查身边的生态系统”的探究任务，其目的一是使学生活动与教学内容相关的感性体验；二是希望活动促进学习方式的转变。
课堂教学围绕学生的调查结果展开，利用学生的经验，引导学生从实践中总结知识，进而运用知识解释现象，指导实践。
课标的活动建议“设计并制作生态瓶”，可采用课内设计、课外制作的方法，使学生得到充分的能力锻炼和情感体验。
●新课导入建议
以诗引入：
“竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知。
”和煦阳光、温暖的空气……将春天的信息传递给万物神灵，于是有了万物复苏，春花烂漫；有了燕子归来，蜂蝶飞舞。
在生态系统中，生物和生物之间、生物和环境之间在不断地进行着信息传递。
●教学流程设计
学生课前预习：
阅读教材P105－108，填写【课前自主导学】，完成“思考交流1、2”。
⇒步骤1：
情景导课：
以【新课导入建议】引出本节课题。
⇒步骤2：
以分组抢答的方式完成【正误判断】，检查学生的预习效果。
⇒步骤3：
引导学生根据了解到的生态系统信息传递的实例，结合【课堂互动探究】中“探究1”的“问题导思”，通过知识分析、归纳总结规律，通过例1分析提高。
⇓
步骤7：
引导学生以小组合作形式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评可参看【本课知识小结】的网络构建。
课下完成【课后知能检测】。
⇐步骤6：
以抢答方式完成【当堂双基达标】的1－5题，并分组互评。
⇐步骤5：
学生阅读教材P89【课题研究】的内容，分组交流讨论生态瓶的设计方案和制作方法，教师强调实验探究中应注意的事项。
参照【课堂互动探究】中【实验探究】的实验分析，当堂完成实验方案的设计并尝试解答例3，课外完成实验探究活动。
⇐步骤4：
以森林的适度砍伐、草原的合理放牧等感性材料为例，结合【课堂互动探究2】的分析，引导学生分析理解生态系统稳态的概念、生态系统的调节机制及生态系统稳态的相对性。
教师对例2的【审题导析】进行点拨后，学生尝试解答。
课 标 解 读
重 点 难 点
1.举例说出生态系统中信息传递的类型及作用。
2.描述信息传递在农业生产上的应用。
3.阐明生态系统的稳定性。
4.设计并制作生态瓶，观察并分析其稳定性。
1.生态系统中信息传递的类型及作用。
（重点）
2.生态系统稳态的维持及调节。
（难点）
生态系统中的信息传递
1.类型
概念
实例
物理
信息
以物理过程为传递形式的信息
光、声、热、电、磁等
化学
信息
以代谢产物等化学物质传递的信息，包括性外激素、告警外激素等
某些昆虫释放性外激素吸引异性前来交尾
行为
信息
以生物的表现或动作传递的信息，包括舞蹈、运动等
丹顶鹤雌雄求偶时双双起舞
营养
信息
以食物或养分传递的信息，包括食物的数量等
食物链和食物网是生物的营养信息系统
2.特点
信息传递是生态系统的基本功能之一，它既有从输入到输出的信息传递，也有从输出到输入的信息反馈，信息传递强化了生态系统的调节机制。
3．应用
用短日照处理能使菊花提前开花；在田间释放人工合成的性外激素，可以干扰害虫的正常交尾，减少害虫的繁殖数量，从而减少农药的使用量，达到减少环境污染的效果。
1．性激素属于化学信息吗？
【提示】 不属于。
化学信息是生物体释放于体外的化学物质，如性外激素。
性激素存在于生物体内，不属于化学信息。
生态系统稳态的维持
1.含义
指生态系统保持相对稳定的状态，是生态系统结构和功能协调发展的重要标志。
2．产生原因
生态系统对于外界的干扰，具有自我延续、自我修复和自我调节的能力。
3．决定因素
取决于物种组成、营养结构、生物与生物以及生物与环境的关系等。
4．稳态的维持
（1）途径：
通过各个生物种群所具有的调节能力和自我恢复能力来维持。
（2）条件：
生态系统中的生物具有多样性。
（3）调节机制：
负反馈调节。
当生态系统中某一成分发生变化后，通过负反馈调节能够抑制或减弱最初发生变化所产生的影响，使生态系统达到和维持稳态。
5．稳态破坏的原因
生态系统的稳态具有相对性，当受到大规模干扰和外界压力超过生态系统自我调节和自我修复能力时，导致生态系统的破坏，甚至引发生态系统崩溃。
2．对于已遭破坏的草原生态系统应采取什么措施加以调节，使其重新焕发生机？
【提示】 建立草原防护带、杜绝人为破坏等。
1．生命活动的正常进行离不开信息的作用，信息调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
（√）
2．生态系统的信息传递是单向的，只能从低营养级传递到高营养级。
（×）
【提示】 生态系统的信息传递是双向的，既能从低营养级传递到高营养级，也可从高营养级传递到低营养级。
3．生态系统的信息传递只发生在生物与生物之间。
（×）
【提示】 也发生在生物群落与无机环境之间。
4．任何生命形式，如果没有接受信息、处理信息和利用信息的能力，就谈不上对环境的适应，就不可避免地要被大自然所淘汰。
（√）
5．生态系统都具有抵抗干扰，保持相对稳定的自我调节和自我修复能力。
（√）
6．生态系统一旦达到稳态，将始终保持稳定。
（×）
【提示】 生态系统的稳态具有相对性，当外界干扰超过生态系统的自我调节和修复能力时，稳态被破坏，甚至会引起系统崩溃。
生态系统中的信息传递
【问题导思】
①生态系统中信息传递的形式有哪些？
其作用如何？
②生态系统的三个基本功能之间的关系如何？
1．信息的种类
类别
概念
传递形式
实例
物理
信息
生态系统中的光、声、温度、热湿度、磁等，通过物理过程传递的信息
物理过程
萤火虫的闪光、植物五颜六色的花
化学
信息
生物在生命活动过程中，自身产生的可以传递信息的化学物质
信息素
昆虫的性外激素、狗利用其小便记路
行为
信息
对于同种或异种生物能够通过其特殊行为特征传递的信息
植物或动
物的异常
表现及
行为
昆虫的舞蹈
营养
信息
以食物或养分传递的信息
食物或养分
食物链、食物网
2.信息传递的一般过程
信息源（信息产生）→传递（信息传播）→信宿（信息接受）。
3．信息传递的具体表现
信息传递存在于生态系统的各种成分之间，将生态系统的各个组成成分联系为一个统一的整体，而且具有调节生态系统稳定性的作用。
4．信息传递在生态系统中的作用
（1）利于生命活动的正常进行。
如莴苣的种子必须接受某种波长的光信息，才能萌发生长。
（2）利于生物种群的繁衍。
如由昆虫的体表腺体所分泌的性外激素，能引诱同种异性个体交尾。
（3）能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
如当雪兔数量减少时，会直接影响到猞猁的生存；猞猁数量的减少，又促进了雪兔数量的回升。
这样循环往复就形成了周期性的数量变化。
5．在农业生产中的作用体现
（1）提高农产品和畜产品的产量，如养鸡业在增加营养的基础上延长光照时间可以提高产蛋率。
（2）对有害动物进行控制，如人们在田间释放人工合成的性引诱剂，可以干扰害虫的正常交尾，减少害虫的繁殖数量，从而减少农药的使用量，减少对环境的污染。
6．与能量流动、物质循环的关系
（1）三个基本功能的区别与联系
比较项目
能量流动
物质循环
信息传递
特点
单向流动，
逐级递减
全球性，
循环性
既有信息传递，也有信息反馈
范围
生态系统
中各营养级
生物圈
生物之间，生物与环境之间
联系
同时进行、相互依存，不可分割，形成一个统一整体
（2）三个基本功能及其地位：
任何生态系统都具有能量流动、物质循环和信息传递，它们是生态系统的基本功能，三者密不可分，但各有不同。
生态系统
基本功能
关于生态系统中信息的种类判断的关键是分析信息传递的过程，分清其传播的途径。
生态信息的种类因传播途径的不同而不同，如孔雀开屏如果是通过行为传递给对方信息则属于行为信息，如果通过羽毛的颜色等传递给对方信息，则属于物理信息。
下列生产实践措施不是利用生态系统中信息传递的是（ ）
A．人工合成性外激素制剂，干扰害虫的正常交尾
B．控制日照时间以控制开花时间
C．利用“黑光灯”集中捕杀棉铃虫
D．利用生长素类似物杀死单子叶植物田地中的双子叶杂草
【思维导图】
【精讲精析】 性外激素的重要作用是引诱同种异性个体前来交尾，生产中常用性外激素制剂干扰害虫的正常交尾，以降低害虫种群密度。
植物开花需要一定时间的光照，光属于物理信息。
“黑光灯”可以发出较大剂量的紫外线，杀死一些对紫外线敏感的害虫，属于物理信息。
生长素类似物如2,4－D等，是人工合成的具有生长素效应的物质，原理是双子叶植物较单子叶植物对生长素浓度敏感，在其高浓度时可将其杀死，而对单子叶植物来说却有促进生长的作用。
虽然2,4－D是化学物质，但不是生物体自身产生的，不属于信息传递。
【答案】 D
生态系统稳态的维持
【问题导思】
①什么是生态系统的稳态？
②生态系统受到干扰时，如何调节才能保持其稳定？
③生物多样性与保持生态系统稳态有何关系？
1．生态系统稳态的关系（如图）
2．生态系统的自我调节和自我修复能力
（1）负反馈调节
①作用：
是生态系统自我调节和自我修复能力的基础，能使生态系统达到和保持相对稳定的状态。
②结果：
抑制或减弱最初发生的变化所产生的影响。
③实例：
草原上食草动物和植物的数量变化
（2）正反馈调节
①作用：
使生态系统远离平衡状态。
②结果：
加速最初发生变化的那种成分所引起的变化的发生。
③实例：
若一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡而减少，鱼体死亡腐烂后又会进一步加重污染并引起更多鱼类死亡。
因此，由于正反馈的作用，污染会越来越重，鱼类的死亡速度也会越来越快。
（3）自我调节和自我修复能力的大小
生态系统成分
食物网
自我调节和自我
修复能力
越多
越复杂
越大
越少
越简单
越小
1．生态系统的自我调节靠生物群落内生物间的关系，主要是通过捕食及种内斗争实现的，任何一个生态系统的自我调节和自我修复能力都是有一定限度的。
2．生态系统的结构和功能本身是相适应的，结构的稳定是其功能稳定的基础，而功能的稳定又是结构稳定的保证。
（2013·徐州高二期末）在下列生态系统中，能提高区域生态系统自我调节和自我修复能力的是（ ）
A．减少该生态系统内捕食者和寄生生物的数量
B．增加该生态系统内各营养级生物的种类
C．使该生态系统内生产者和消费者在数量上保持平衡
D．减少该生态系统内生物的种类
【审题导析】 提高生态系统自我调节和自我修复能力的措施应从生态系统中决定自我调节和自我修复能力的大小来分析。
【精讲精析】 生态系统之所以保持稳态，取决于生态系统的自我调节和自我修复能力，生态系统稳定的强弱与自我调节和自我修复能力的大小有关，而自我调节和自我修复能力的大小又取决于生态系统营养结构的复杂程度，生态系统营养结构的复杂程度又取决于生态系统中生物类群的种类数，所以，生物类群的物种种类数越多，营养结构就越复杂，自我调节和自我修复能力就越大，生态系统的稳定性就越强。
【答案】 B
生态系统自我调节和自我修复能力大小的判断
1．食物链越短，营养结构越稳定，自我调节和自我修复能力越大。
2．生产者越多，营养结构越稳定，自我调节和自我修复能力越大。
3．生物种类越多，营养结构越稳定，自我调节和自我修复能力越大。
4．生物关系越复杂，营养结构越稳定，自我调节和自我修复能力越大。
设计并制作生态瓶、探究维持生态系统相对稳定的条件
1．基本原理
一个生态系统能否在一定时间内保持自身结构和功能的相对稳定，是衡量这个生态系统稳定性的一个重要方面。
生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构和非生物因素等都有着密切的关系。
将少量的植物、直接或间接以这些植物为食的动物和其他非生物物质放入一个密闭的玻璃瓶中，便形成一个人工模拟的微型生态系统——生态瓶。
通过设计并制作生态瓶，观察其中动植物的生存状况和存活时间的长短，就可以初步学会观察生态系统的稳定性，并且进一步理解影响生态系统稳定性的各种因素。
2．操作流程
（1）根据研究的对象和实习条件确定模拟生态系统的种类
↓
（2）调查该种生态系统的主要生物群落及其无机环境，了解它们的基本情况
↓
（3）从各成分中选典型的种群，确定它们的数量关系，务必使它们互相连接成为一条或数条食物链，保证能完成生态系统的功能
↓
（7）封闭以后，生态系统内的生物数量会发生变化，这是由于食物链的调节作用引起的生态系统变化，最后趋于稳定。
此时生态系统即达到平衡状态，该生态系统的模拟可以算作成功。
观察并记录结果
↓
（8）结果分析与结论
3．设计要求与分析
设计要求
相关分析
生态瓶必须是封闭的
防止外界生物或非生物因素的干扰
生态瓶中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全（具有生产者、消费者和分解者）
生态瓶中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
生态瓶的材料必须透明
为光合作用提供光能；便于观察
生态瓶宜小不宜大，瓶中的水量应占其容积的4/5，要留出一定的空间
便于操作；瓶内储备一定量的空气
生态瓶的采光用较强的散射光
防止水温过高导致水生植物死亡
选择生命力强的生物，动物不宜太多，个体不宜太大
减少对O2的消耗，防止生产量<消耗量
4.生态瓶稳定性观察与分析
（1）观察稳定性，可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。
（2）由于生态瓶中的生态系统极为简单，自我调节能力极差，所以抵抗力稳定性极低，生态系统的稳定性极易被破坏。
因此，生态瓶内的生物只能保持一定时间的活性。
（3）如果生态瓶是一个开放的生态系统，则生态系统的成分复杂，自我调节、自我修复和自我延续的能力强，在没有巨大外界环境干扰的情况下会长期保持相对稳定。
（2013·南京高二测试）为观察生态系统稳定性，设计4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见下表。
经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。
组成成分
光
水草
藻类
浮游动物
小鱼
泥沙
生态瓶
编号
甲
＋
＋
＋
＋
－
＋
乙
－
＋
＋
＋
－
＋
丙
＋
＋
＋
＋
－
－
丁
＋
＋
＋
＋
＋
＋
注：
“＋”表示有；“－”表示无
请回答以下问题。
（1）乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为________________________________________________________________________，
原因是________________________________________________________________________。
（2）丙瓶比甲瓶有较多的有机物，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）丁瓶与甲瓶相比，氧气含量__________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）根据观测结果，得出结论：
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【审题导析】 分析题意和表格应从以下方面突破：
（1）联系生态系统的组成成分，分析四个生态瓶的成分。
（2）明确生态系统中各成分的作用。
（3）分析实验中的自变量与因变量，归纳出二者的关系。
【精讲精析】 据表格分析可知：
乙瓶无光照，藻类因无法进行光合作用而死亡，种群密度下降。
丙瓶与甲瓶相比，少泥沙，分解者很少，无法将该瓶中动植物遗体、动物的排泄物等中的有机物分解为无机物。
丁瓶与甲瓶相比多小鱼，小鱼进行呼吸作用要消耗水中大量的氧气，因此丁瓶与甲瓶相比，氧气含量低。
总结结论的方法：
找出该组实验中的自变量与因变量，归纳出自变量与因变量之间的关系。
据表格分析甲瓶为对照组，乙瓶、丙瓶、丁瓶都为实验组。
【答案】
（1）下降 缺乏光照藻类不能进行光合作用，不能生长
（2）缺乏泥沙，分解者数量太少，有机物累积不能被分解 （3）少消费者较多，消耗较多的氧气 （4）①生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物的物质和能量（太阳能） ②生产者、消费者以及分解者之间应保持适宜比例，以维持生态系统的相对稳定
1．非生物因素极易影响生态瓶中的生物。
因此要注意生态瓶中水温不能过高，以免导致藻类死亡，影响能量流动和物质循环，导致实验失败。
2．观察指标：
观察稳定性可以通过观察植物、动物的生活情况、水质变化、基质变化等判断。
本课知识小结
网络构建
结论语句
1．生态系统中存在着多种多样的信息传递形式，如物理信息、化学信息、行为信息和营养信息等。
2．生态系统中各种信息的作用不是孤立的，而是相互制约、互为因果的。
3．生态系统中的生物种类越多，食物链越复杂，生态系统的自我调节和自我修复的能力就越强，反之，则越弱。
4．生态系统的稳态主要是通过负反馈调节方式进行的。
5．任何一个生态系统的自我调节能力都是有一定限度的。
1．据了解，野生扬子鳄种群的雌雄比例一般稳定在5∶1左右，这样的性别比例是由孵化时的温度所决定的；繁殖季节雄性扬子鳄发出“轰”、“轰”的声音，雌性扬子鳄则根据声音的大小选择巢穴位置。
当声音大时，雌鳄选择将巢穴筑于山凹浓荫、潮湿、温度较低处，则产生较多的雌鳄。
以上事实说明生态系统中的信息传递（ ）
A．能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
B．影响生物种群的繁衍，维持种群数量的稳定
C．维持生物体正常的生命活动，调节生物内环境的稳态
D．对生物进行自然选择，促进生物进化
【解析】 题中信息显示与扬子鳄的繁殖产生后代有关，故说明生态系统中信息传递影响生物种群的繁衍，维持种群数量的稳定。
【答案】 B
2．（2013·周口高二测试）某池塘中，早期藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤大量繁殖，藻类减少，接着又引起水蚤减少。
后期排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，导致更多水蚤死亡。
关于上述过程的叙述，正确的是（ ）
A．早期不属于负反馈，后期属于负反馈
B．早期属于负反馈，后期不属于负反馈
C．早期、后期均属于负反馈
D．早期、后期均不属于负反馈
【解析】 食藻类浮游动物和藻类构成捕食关系，藻类减少，导致浮游动物减少，可构成负反馈；当排入污水后，浮游动物死亡，加剧了该池塘这一系列的污染，又导致更多的浮游动物死亡，直到所有动物全部死亡，这属于正反馈。
【答案】 B
3．如果一个生态系统中有a、b、c、d四种生物，它们之间可以形成下列四种结构，其中最稳定的是（ ）
A．a→b→c→d B．a→b
c
d
C．a→b
c
dD．a→b→c←d
【解析】 本题考查生态系统稳态的特点。
生产者是生态系统中最主要的成分，它可为消费者提供食物和栖息场所。
一旦生产者受到破坏，整个生态系统就会受到严重影响。
选项B中a、c、d均为生产者，缺少其中之一，生态系统仍能存在，故其稳定性最高。
【答案】 B
4．（2013·新乡测试）自然林区内的马尾松一般不容易发生虫害，但在一些人工马尾松林中却常会发生严重的松毛虫危害，其主要原因是（ ）
A．松毛虫繁殖能力强
B．马尾松抗虫害能力差
C．人工林营养结构简单
D．当地气候适宜松毛虫生长
【解析】 一般说来，自然林区经过了若干年的发展，种群数量多，营养结构复杂，自动调节能力强，当发生虫害时，以松毛虫为食的动物的数量也增多，限制了松毛虫的数量，保护了植物，故很少发生虫害。
而人工马尾松林营养结构简单，成分单一，自动调节能力小，故易发生虫害。
【答案】 C
5．如图是一个小生态缸示意图，回答下面的问题：
（1）保证生物生存的两项外界条件是________________。
（2）生态缸内所有生物共同构成一个________，这个生态缸是一个完整的生态系统，因为它既有________________，又有_______
升级会员 