高中生物生态系统的结构教学设计.docx

1、高中生物生态系统的结构教学设计生态系统的结构教学设计 内涵在初中生物课的学习已有初步的了解。生态系统的概念是形成生态学思想的基础，本章是围绕着剖析生态系统概念的实质展开的。因此，在教学中要突出生态系统内各组分的相互联系与相互作用、有序与和谐、多样与复杂等。要从培养学生的生态学思想的角度来制定教学策略。 通过准备的音像资料和书中的图片，引入生物群落与无机环境的密切关系。生物群落与其无机环境之间的关系不是静止的，而是处于动态的变化之中：能量在其中流动，物质在其中循环，信息在其中传递，多种多样的生物及其与环境之间构建起了动态平衡的关系。然后导入生态系统的概念及范围。生态系统的空间大小各异，一个池塘、

2、一片草地、一块农田、一座山林、一条河流等，都可以各自成为一个生态系统。地球上的全部生物及其无机环境构成的生态系统称为生物圈。在生物圈中，繁衍着各种各样的生物，每一种生物都生活在各自的特定环境中，它们既利用环境资源满足了自身生长发育的需要，使种群得到延续，同时，它们自身也是构成环境的重要因素。 “生态系统的范围”这部分内容的教学，可以结合实例，采用列表比较的方法进行归类和总结参见下表。不同类型的生态系统举例类 型森林生态系统草原生态系统农田生态系统划分依据植物分布情况分布区域湿润或较湿润地区干旱地区农耕区主要植物乔木草本农作物主要动物树栖动物能挖洞和善奔跑的动物动物种类较少特 点动植物种类多，群

3、落结构复杂，种群密度和群落结构能较长时间保持稳定动植物种类相对较少，群落结构相对简单，种群密度和群落结构常发生剧烈变化动植物种类少，群落结构单一，人的作用非常关键，是在一定程度上受人工控制的生态系统 下面结合“思考与讨论”中的素材，讨论“生态系统中有哪些成分”的话题。让学生根据自己对生态系统的理解，列举五个生态系统的实例，并列出生态系统的判断要点。学生之间相互交换作业，并对同伴的作业作出评判。 在学生讨论的基础上，教师以池塘生态系统为例，进一步分析“思考与讨论”中提出的问题。有条件的学校，教师可制作若干个不同控制条件的“生态缸”，让学生观察各个生态缸中的状况，增加感性认识，充分理解生态系统的组

4、成成分。“问题”7是让学生尝试建构生态系统的结构模型，这是本节的教学目标之一。生态系统中各种生物和非生物成分繁多且关系复杂，无法逐个研究它们在生态系统中的结构和功能，所以引入了生产者、消费者和分解者的概念，将营养功能相同的生物类群看成一个整体结构，研究其中的物质与能量变化、信息传递，使研究问题得到简化。这是一种系统科学的研究方法，在其他宏观研究中也常常要应用这种方法。 生态系统的结构是教学的重点，其包括两方面的内容：生态系统的成分，食物链和食物网。大多数学生在讨论了问题15后，应当能达到这一教学目标。对此，教师可进一步提出本节“问题探讨”中的素材，让学生演练，使学生对生态系统具有一定的结构有一

5、定认识。通过对生态系统结构的学习，启发学生思考生态系统类型多种多样，但在结构上具有许多共同点。重点从“生产者、消费者、分解者”之间的关系，阐释生态系统中各组成成分之间紧密联系构成一个统一整体，体现一定的结构和功能。“生态系统是一个统一整体”是教学的难点。在各种类型的生态系统中，都包含有非生物的物质和能量、植物、动物和微生物等组成成分。这些组成成分之间并不是毫无联系的，而是通过物质和能量的联系形成一定的结构。 关于“食物链与食物网”的教学，教师要向学生说明：群落是生态系统中有生命的部分，群落中生物间的“营养联系”就是生态系统的“生命线”，其主要形式就是“食物联系”。接着以教材中的图示为例，分析生

6、物之间的食物关系，从而建立食物链、营养级和食物网的概念。教学重点 讨论生态系统的结构。教学难点 说明生态系统是一个整体。教具准备 1.视频1：1998年的洪涝灾害。2.视频2：南极科考。3.文字资料1：各种类型的生态系统。4.文字资料2：生态系统的结构模型。5.文字资料3：课堂练习。6.文字资料4：食物链与食物网、生物的富集作用。7.挂图：池塘生态系统。（如果没有视频资料，可以用文字资料、图像资料或课件来代替）课时安排 1课时三维目标1.举例说明什么是生态系统。2.讨论某一生态系统的结构。3.尝试运用系统方法分析生物学上的问题。4.构建生态系统的结构模型。5.理解生态系统的整体性。6.通过多媒

7、体让学生形象地认识到生态系统各成分之间的联系，掌握生态系统的概念和结构。7.学生对思考与讨论的问题进行相互之间的探讨、交流，增强课堂的气氛。8.尝试构建生态系统的结构模型。9.认同生物与环境是一个统一的整体，确立辩证唯物主义自然观。10.认识到保护生物种类对生态系统稳定的重要性。教学过程导入新课师 请大家看一下第5章的题图，本章题图选择了一幅在湖边草地上，牛、羊步态悠闲的图片：碧水如镜、蓝天倒映、草地青葱，生物与环境融为一体。压图诗则在画面的基础上进一步延伸，似乎是从宇宙苍茫深处看这颗生机盎然的星球。请思考一下：这幅图中有哪些生物和非生物？生 生物有牛、羊、草非生物有阳光、空气、土壤、水师 很

8、好，请问它们之间有什么样的联系呢？生1 牛、羊吃草；草吸收光能。生2 草通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气；牛、羊通过呼吸作用吸收氧气，释放二氧化碳。生3 牛、羊和草都需要水；草可以涵养水源、保持水土。生4 牛、羊的粪便可以肥沃土壤师 非常好，这就是我们要学习的由这些互相联系的生物和非生物所组成的生态系统以及它的稳定性。师 下面先请大家看两段视频片段，思考一下它们分别说明了什么问题？（多媒体播放视频1、2）（学生认真观看，思考）师 谁来回答视频1说明了什么问题？生 植被大量破坏，引起水土严重流失，气候变化异常，旱涝灾害频繁发生。师 很好，那谁来回答视频2说明了什么问题？生 农田中大量施用DDT

9、，随雨水冲刷进入水体后，导致水生生物中毒，远在南极的企鹅也未能幸免。师 很好。可见，生物群落与无机环境之间相互作用、相互影响、密不可分，它们之间形成一个有机统一的整体。而这个整体就是生态系统，今天我们就来学习生态系统和它的结构。 板 书： 第1节 生态系统的结构推进新课师 我们一起来看课本88页的问题探讨，看看土壤与生物的关系。然后，总结一下生物群落与无机环境的联系。关于后面的讨论，待会儿再解决。（学生看书，思考问题）师 看来土壤与生物的关系非常密切。下面谁来总结一下生物群落与无机环境的联系？生 一定区域内无机环境的状况，决定了哪些生物可以在这一区域定居和繁衍；生物群落的存在又改变着无机环境。

10、在环境大体相同的地方，群落的外貌和结构往往也相近或相似。师 不错，生物群落与无机环境确实有着密不可分的联系。师 我们把由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。对于生态系统的概念，大家要理解，不能死记硬背。大家能不能说说，具备什么样的条件，才能成为一个生态系统？生1 生物和无机环境。生2 刚才生1所说的生物应该包括一定区域内所有的生物，也就是生物群落。而且，生物群落中应该包括各种类型的生物。如：植物、动物、微生物等。生3 我还想补充一点，生物群落和无机环境应该是相互作用的。师 大家总结得非常好，要成为一个生态系统必须具备两个条件：一，要有生物群落和无机环境；二、它们之间要

11、能相互作用。师 请大家看一下88页左侧的问号，如何回答？生 动物园里的全部动物不是一个系统，全部植物和动物也不是一个系统。师 为什么？生 因为植物和动物不包括所有生物，而且生态系统还包括无机环境。师 很好，还有其他原因吗？生 动物园中的全部动物不能说是一个系统，因为不同种动物是分开饲养的，彼此之间没有内在联系和相互影响，不是一个有机的整体。同理，动物园中的全部动物和植物也不是一个系统。师 非常正确。生态系统的类型多种多样，下面请大家说说身边的生态系统以及它们的特点。生1 池塘生态系统，特点是水域环境，生长着一些水生生物。生2 森林生态系统，特点是分布在湿润地区，植物多为高大的乔木，动物多为树栖

12、种类。生3 农田生态系统，特点是农作物为主，受人为影响非常大。师 很好，看来生态系统的类型非常多，范围也有大有小。一个池塘、一片草地、一块农田、一片森林、一条河流，甚至一个鱼缸都可以成为一个生态系统。师:那么地球上最大的生态系统是什么呢？生 生物圈。师 正确。我们把地球上所有的生物及其无机环境的总和，称为生物圈。师 下面给大家总结了几个生态系统的特点，大家看一下。课件展示：类 型森林生态系统草原生态系统农田生态系统划分依据植物分布情况分布区域湿润或较湿润地区干旱地区农耕区主要植物乔木草本农作物主要动物树栖动物为主能挖洞和善奔跑的动物动物种类较少特 点动植物种类多，群落结构复杂，种群密度和群落结

13、构能较长时间保持稳定动植物种类相对较少，群落结构相对简单，种群密度和群落结构常发生剧烈变化动植物种类少，群落结构单一，人的作用非常关键，是在一定程度上受人工控制的生态系统师 生态系统可以分为两类：自然生态系统（如池塘、海洋、草原等自然界原本就存在的）和人工生态系统（如农田、城市等人工建立的）师 下面我们来学习生态系统的结构。首先，大家来看一下生态系统的组成成分。看“思考与讨论”的第1题。师 请大家把五个生态系统的生物写在纸上，可以相互讨论，最后相互检查。然后请同学回答。（学生讨论，并书写检查完毕）师 好，请五位同学分别来回答一下。生1 森林生态系统有老虎、蛇、猴子、松鼠、犀鸟、麻雀、喜鹊、乔木

14、、草、灌木生2 草原生态系统有草、老鹰、蛇、熊、兔子、老鼠、青蛙、犀牛生3 农田生态系统有各种农作物、杂草、害虫、青蛙、蛇、老鼠生4 湖泊生态系统有各种淡水鱼类、贝壳类、水草、藻类、浮游动物和植物、微生物等。生5 池塘生态系统和湖泊生态系统基本一样。师 很好，但是有一个问题。大家在讲生物时，植物和动物都讲到了，可是只有一位同学讲到了微生物。微生物是非常重要的一类生物，大家要特别注意。师 好，下面请看池塘生态系统的挂图。思考第3、4两个问题，大家可以讨论。（注意：第3题的食物链可以先换成生物来看）师 谁来回答第3题？生 还有土壤、空气、阳光、水等无机环境。它们是生态系统不可缺少的成分，因为它们为

15、生物提供了各种物质和能量，以及栖息场所。师 很好。生态系统除了生物以外，还有无机环境，也就是非生物的物质和能量。这也是生态系统必须具备的两个内容。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与能量的变化。非生物物质还是生物赖以生存的环境。师 好，这就是生态系统的第一个成分非生物的物质和能量。下面谁来回答第4个问题？生 绿色植物通过光合作用把无机物转变为有机物，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。微生物通过分解动植物的遗体、粪便等获得物质和能量。各种生物获取物质和能量的途径是不一样的。师 回答得非常好。下面谁来回答第5、6题？可以参照第4题。生 可分为生产者

16、、消费者、分解者。其他生态系统也一样。师 非常好。这就是生态系统的其他三个成分生产者、消费者、分解者。师 生态系统中各种生物繁多且关系复杂，无法逐个研究它们在生态系统中的结构和功能，所以引入了生产者、消费者和分解者的概念，将营养功能相同的生物类群看成一个整体结构，研究其中的物质与能量变化、信息传递，使研究问题得到简化。这是一种系统科学的研究方法，在其他宏观研究中也常常要应用这种方法。师 下面由我来介绍一下池塘生态系统（教材图51）中的四种成分。图中的指的是非生物的物质，包括生物体外的参加生态系统物质循环的无机盐、水、二氧化碳等无机化合物以及腐殖质等。能量包括光能、热能、化学能等。 图中的指的是

17、生产者，主要包括两类:一类是挺水植物、浮水植物和沉水植物(如香蒲、莲、睡莲、浮萍、金鱼藻等)，这些植物通常生活在浅水区域。另一类是形体微小的浮游植物多种淡水藻类(如硅藻、栅藻、蓝藻、团藻等)，各种淡水藻都分布在光线能够透入的浅水层中(课本图中靠近水面的各种淡水藻都比实物放大了许多倍)。淡水藻类虽然个体微小，但是数量极多，因此，它们是池塘生态系统中的主要生产者。 图中的指的是消费者，其中的1是指直接以植物为食的植食性动物初级消费者，它们又可以分为两类，即浮游动物(如剑水蚤等)和某些底栖动物(如生活在池塘底部的某些环节动物)；2是指以动物为食的小型肉食性动物次级消费者，如某些鱼类和某些水生的昆虫；

18、3是指以小型肉食动物为食的大型肉食性动物三级消费者，如凶猛的鳜鱼等。分解者主要是指细菌和真菌等营腐生生活的微生物。图中的指的就是细菌和真菌。师 请大家归纳一下四种成分。谁来回答一下？生1 非生物的物质和能量：阳光、热能、空气、水分、无机盐等。生2 生产者：自养生物、主要是绿色植物。生3 消费者：主要指各种动物。包括营捕食或寄生的各种动物。生4 分解者：异养生物，营腐生，主要指营腐生的细菌和真菌。师 有谁能对生产者做一下补充？生 生产者还包括其他一些自养型生物，如化能合成细菌、光能合成细菌等，以及能进行光合作用的动物，如绿眼虫。师 很好，那谁能对消费者做一下补充？生 消费者还包括一些食虫植物、寄

19、生植物以及寄生和共生的细菌。师 很好，那谁能对分解者做一下补充呢？生 分解者还包括腐生动物（如白蚁、蚯蚓、秃鹫等）。师 非常好，下面我来总结一下。食虫植物既是生产者，又是消费者；寄生植物是消费者；菌类中既有分解者，又有消费者，还有生产者；动物中既有消费者，又有分解者。师 那这些成分怎样形成一个统一的整体呢？请大家看课本90页。师 在生态系统中，生产者通过光合作用，把太阳能固定在它们所制造的有机物中。太阳能变成化学能，从而可以被生物所利用，因此，生产者可以说是生态系统的基石。消费者通过自身的新陈代谢，能将有机物转化为无机物（如二氧化碳、水、氨等），这些无机物排出体外后又可以被生产者重新利用。可见

20、，消费者的存在，能够加快生态系统的物质循环。此外，消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。分解者能将动植物的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。因此，生产者、消费者和分解者是紧密联系，缺一不可的。图511 生产者、消费者和分解者的关系 正是由于生态系统中各组成成分之间的紧密联系，才使生态系统成为一个统一的整体，具有一定的结构和功能。生态系统多种多样，但是在结构上有许多共同点，这可以用以下模型来表示。大家看书，然后参照书本图53，思考前面“思考与讨论”的第7题以及“问题探讨”的讨论。大家可以互相讨论，写在笔记本上。（学生

21、看书，讨论，书写）图5-1-2 生态系统结构模型师 哪位同学上黑板来写一下“问题探讨”的讨论？生图5-1-3师 构建得不错，哪位来写一下第7题？教师提示一下，可以用系统方法（把所有生物归纳为生产者、消费者、分解者）来构建，尽量简单易懂生图5-1-4师 非常好，看来大家掌握得不错。师 下面我们来看最后一部分内容，生态系统的营养结构食物链和食物网。请大家看书本91页的图54、图55和相关文字，并思考以下问题。课件展示： 1.什么是食物链和食物网？ 2.初级、次级、三级消费者的关系，以及消费者的级数与营养级的级数有何关系？ 3.食物链的第一营养级永远是什么？动物只能处于某一固定的营养级吗？ 4.食物

22、链中有分解者吗？ 5.食物链一般不超过五个营养级，为什么？ 6.请问课本图55中有多少条食物链？师 谁来回答一下这些问题？生1 在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的联系，叫做食物链。许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构，就是食物网。生2 直接以绿色植物为食的是初级消费者，以初级消费者为食的是次级消费者，以次级消费者为食的是三级消费者，以此类推。营养级的级数=消费者的级数+1。生3 第一营养级永远是生产者。动物所处的营养级，并不是一成不变的，某种动物可以处于多个营养级。生4 无分解者。生5 因为能量在食物链上流动时要散失掉一部分，营养级越高得到的能量就越少。如果营养级超过五个，那

23、么最高营养级所获得的能量就不能维持本营养级生物的生存。生6 16条。师 大家回答得很好，可是食物链的条数错了，有谁答案不一样？生7 19条。师 正确。那应该怎么数呢？生8 从第一营养级数到最高营养级，有一条算一条。师 很好。那这里面老鹰处于第几营养级呢？生7 第3、4、5营养级。师 不错。因为生物之间的食物关系十分复杂，所以生物所处的营养级也是可变的。但生产者一定处于第一营养级。师 我们书本中的食物链就是指捕食的关系，其实食物链还包括其他的形式。我们来熟悉一下。 食物链和食物网“螳螂捕蝉，黄雀在后”“大鱼吃小鱼，小鱼吃青虾，青虾吃泥巴(实际上，青虾吃的是水中的浮游生物)”，这是人们十分熟悉的谚

24、语。这些谚语中就具有食物链的含意。食物链主要有三种类型的弱肉强食，小的被大的吃食，这是生物界普遍存在的由捕食方式而形成的食物链，叫做捕食链(也叫牧食食物链)。生物体内以寄生方式而形成的食物链，叫做寄生链，如马蛔虫寄生在马的体内；某些原生动物又寄生在马蛔虫的体内专以动植物遗体为食物而形成的食物链，叫做腐生链；在热带雨林这样的生态系统中，腐生链就占有突出重要的地位(绿色植物体内的能量主要就是沿着腐食食物链的途径流动的)。师 这里要明确一点，如果没有特殊说明，我们以后遇到的食物链都是捕食链。师 关于问题5，这里有一个材料大家看一下。课件展示： 一般说来，一条食物链的营养级不超过五个。这是因为能量在沿

25、着食物链的各个营养级流动时，大部分被消耗掉了。能量在逐级流动中的传递效率大约只有10%20%。这样，在流经三四个营养级之后，传递下来的能量就少到不足以再维持一个营养级的生命活动的程度了。当然，自然界中有的食物链也可以多达六七级，如棉花棉蚜虫食蚜蝇瓢虫麻雀鹰食鹰动物。又如，一条食物链的营养级，如果算上人类，也可能超过五个。不过这样的例子毕竟是少数。师 下面再给大家补充一个知识点。 生物的富集作用：是指一些污染物（如重金属、化学农药等），通过食物链在生物体内大量聚集的过程。这些污染物的特点是化学性质稳定而不易被分解，在生物体内积累不易排出。因此生物的富集作用会随着食物链的延长而不断加强。师 也就是

26、说营养级越高，有害物质的积累浓度就越大。请大家记下。师 食物链上某一生物增加或减少，对整个生态系统有何影响？生 某一生物的增减都会影响到整个生态系统的稳定性。所以我们应该珍爱每种生物，特别是濒临灭绝的生物，确保生态系统平衡、健康地发展。师 回答得很好。生物种类越多，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。而且正是因为食物链和食物网的存在，才构成了生态系统的营养结构，保证了物质循环和能量流动沿着这条渠道顺利进行。师 对于生态系统的稳定性，我可以打个比方。把生态系统比作电线杆，食物链比作拉住电线杆的钢丝，如果某一种生物灭绝，那么它所处的食物链就消失了，也就是一根钢丝断了。虽然它的位置可能会

27、有其他的生物去代替，但这根钢丝却永远不能复原了。这样，势必会加重其他钢丝的负担。如果生物继续灭绝，钢丝会越来越少，直到电线杆倒塌。如果是对生态系统特别重要的，不可缺少的物种减少或灭绝，这个速度还会加快。所以我们应该热爱大自然，共同保护大自然。课堂小结 师 这节课，我们学习了生态系统的概念和范围，以及生态系统的结构。知道了如何才能构成一个生态系统；知道了生态系统有哪些成分和它们之间有什么联系；知道了食物链和食物网；知道了生物的种类和数量对于生态系统稳定的重要性；也学会了如何去构建生态系统的模型。希望大家课后能认真复习巩固所学知识，然后在日常的生活中要主动参与，力求保持生态系统的完整性，使生态系统

28、健康、平衡地发展。板书设计第5章 生态系统及其稳定性第1节 生态系统的结构一、生态系统的范围1.生态系统的概念2.生态系统必须具备的两个条件（1）要有生物群落和无机环境（2）两者要有联系3.生态系统的类型：最大的生态系统生物圈二、生态系统的结构1.生态系统的组成成分（1）非生物的物质和能量（2）生产者（3）消费者(4)分解者2.生态系统的营养结构：食物链和食物网三、构建生态系统模型四、生态系统的整体性活动与探究1.构建生态系统结构模型。2.组织学生到野外观察生态系统。注意：(1)进行必要的记录（如生物的种类、生物之间的关系等）。(2)对记录进行必要的分析和总结。(3)可以在学生休息日进行。(4

29、)注意安全问题。3.制作小生态瓶，观察生物之间的关系。注意：(1)可以参照商店里的生态瓶。(2)制作前向学生说明制作过程和注意事项。(3)以小组形式进行实验。（4）进行必要的记录和分析。注意事项：小生态瓶，是一个人工模拟的微型生态系统。它可以是模拟的微型池塘生态系统，也可以是模拟的微型陆地生态系统。我们就以模拟的微型池塘生态系统为例，介绍小生态瓶设计和制作的要求。（1）生态瓶制成后，形成的生态系统必须是封闭的。（2）生态瓶中投放的几种生物，必须具有很强的生活力，必须能够进行物质循环和能量流动，能使其在一定时期内保持稳定。（3）生态瓶的材料必须透明，可以让里面的生物得到阳光，并便于观察。（4）生

30、态瓶宜小不宜大，瓶中的水量应占其容积的45，要留出一定的空间，储备一定量的空气。（5）生态系统的各种成分要齐全。（6）小生态瓶制作完毕后,应该贴上标签,写上制作者的姓名与日期,然后将小生态瓶放在有较强散射光的地方。要注意不能将小生态瓶放在阳光能够直接照射到的地方,否则会导致水温过高,而使水草死亡。另外,在整个实验过程中,不要随意移动小生态瓶的位置。实例：人工模拟微型池塘生态系统的制作和观察。时间：1996年5月29日至1997年4月3日。地点：天津市南开中学。材料用具：水草(茨藻),椎实螺,凡士林,河水,沙子(洗净),标本瓶(或其他玻璃瓶)。方法步骤：（1）瓶子的处理。取一个标本瓶并将其洗净,

31、然后用开水烫一下瓶子和瓶盖。（2）放沙注水。往标本瓶中放入1 cm厚的沙子,再注入河水(占瓶子容积的4/5)。（3）投放生物。将1根新鲜茨藻和1个小型椎实螺放入标本瓶中。（4）加盖封口。在瓶盖周围涂上凡士林,盖紧瓶口,再在瓶口周围涂抹上一层凡士林。（5）粘贴标签。在制作好的小生态瓶上贴上标签,然后放在阳面窗台上(不要再移动位置)。（6）观察记录。每天观察1次，并作好记录。 说明：制作小生态瓶时,由于使用的是河水,因此,在这个密闭的生态系统中,除了放入的茨藻、椎实螺以外,水中还有单脆藻、原生动物和其他微生物。而且河水中还溶解有各种矿质元素,所以,它是一个完整的生态系统,但也是一个营养结构极为简单的生态系统。 在该生态系统中,茨藻和水中的藻类在光照下能够进行光合作用,并且放出氧气,除了供它们自身利用外,还可供椎实螺等其他生物进行呼吸。椎实螺可以用腹足爬行于瓶壁,并以齿舌刮取