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第四节生态系统的结构和功能[教学目标]：1、能复述生态系统的概念、能区别生态系统与种群、群落，并能运用概念来判定生态系统。2、知道生态系统类型以及生态系统的多样性。3、能在具体的生态系统中列举出生态系统的各组成成分，说出四种组成成分的功能地位及相互关系。4、能结合生态系统的特征正确书写出食物链，并知道食物链与食物网之间的区别与联系。5、能说出生态系统的能量流动和物质循环的过程及意义，并能说明物质循环与能量流动的特点，说明能量流动与物质循环间的区别与联系。21世纪教育网版权所有[教学重点]：1．生态系统的概念。2．生态系统的四种组成成分的功能地位及及相互关系。3．能量流动和物质循环的特点及两者的区别与联系。[教学难点]：1．生态系统的的概念2．能量流动和物质循环间的区别与联系3．食物链的书写。[教学课时]：2课时[教学过程]：第一课时教学设计自我评改复习引入：1．什么是种群？什么是群落？两者有何区别与联系？2．下列属于种群的是（），属于群落的是（）A．草原上的所有羊B.整个草原C.池塘中的所有生物.D.整个池塘二、进行新课：1．生态系统的概念：生物群落和它所生活的环境中的非生物因素一起组成的统一整体，称之为生态系统。问题：生态系统与群落相比较有何不同之处？引导归纳：生态系统=生物群落+非生物因素。问题：非生物因素包括哪些？非生物因素包括：土壤、空气、水、温度、阳光等。强调：生态系统这一概念强调生物与环境的统一（不是生物与非生物因素的简单拼凑）。问题：生物群落是指一定生活环境中的所有生物的总和，不同的生活环境会有不同的生物群落。那么，不同的生活环境中会不会存在不同的生态系统呢？2．生态系统的多样性：（1）生活区域大小不同导致生态系统的多样性：地球上最大的生态系统------生物圈。生物圈含义：地球上的全部生物以及它们所生活的环境中的非生物因素所组成的统一整体。生物圈的范围：上限可达离地面约10千米的高空，下限可达距海平面约12千米的海沟底部，或者距地面深达2~3千米的岩石层。思考：离地约10千米高空中以及距海平面约12千米处的生物可能有哪些类型？为什么？学生思考，作答，补充。较小的生态系统：有时侯可以将一棵树，甚至一滴水可以看作一个生态系统。（2）非生物和生物因素的差异导致生态系统的多样性：见课件练习：观察相关生态系统的图片（P52），通过比较说出它们之间有什么相同点和不同点？并解释导致草原生态系统与森林生态系统不同的主要因素有哪些？学生读图，比较，思考，回答交流。归纳：1．各个生态系统尽管外形或结构千差万别，但是其组成要素都包括生物群落和非生物因素两方面是肯定相同的。2．非生物因素的不同（如气温、降水），会导致植物的生长状况不同，从而进一步影响到动物的不同，从而导致生态系统的特点不同。问题讨论：以森林生态系统为例，请具体说说其组成要素各有哪些？演示：观看森林生态系统的相关图片（或录像）问题讨论：A．森林生态系统中有哪些生物群落和非生物因素组成？B．森林生态系统各组成因素之间有何关系？C．为什么说生态系统中各要素是密切地联系在一起而成为一个统一的整体，而不是简单的拼凑，试以森林生态系统为例加以说明？学生思考、讨论，补充，归纳：A．归纳：森林生态系统是陆地上最复杂的生态系统。其非生物因素包括：阳光、空气、水、土壤等；组成生物包括植物（乔木、灌木、苔藓等）、动物（草食和肉食动物）、微生物（细菌、真菌）等。B．各组成要素间的关系：生物与非生物的关系-----森林中的绿色植物（乔木、灌木、苔藓等）通过光合作用（利用阳光将二氧化碳和水）合成有机物并贮存能量；生物与生物的关系-------（营养关系）草食动物以植物为食，肉食动物又以草食动物为食；各种微生物（如细菌和真菌）又可以通过寄生或腐生的方式从植物或动物中摄取营养，从而使各种生物与生物、生物与环境之间密切地联系在一起，构成一个统一的整体。问题：其它生态系统也有类似的特点吗？问题：比较森林生态系统与农田生态系统，说说它们生物复杂性的差异有何不同？学生思考，回答，补充。（农田生态系统的生物种类简单、数量少）引导学生讨论：P53三个讨论题。问题：草原生态系统与森林生态系统相比，动植物的种类在哪类生态系统中更多？（森林）问题：影响海洋生物的非生物因素与陆地生态系统相比有很大的不同，其主要区别有哪些？（水、阳光、温度）问题：农田生态系统与森林、草原、海洋等生态系统有所不同，在农田生态系统中起主导作用的是什么？（人，农田生态系统容易建立也容易消退）思考：1、校园是一个生态系统吗？2、你所在的地区有哪些类型的生态系统？3、下列属于生态系统的是（）A．海洋中的所有生物B森林中的所有桦树C．一个花坛D一个蜂巢E一个池塘问题：1．为什么一个花坛、一个池塘可以称为一个生态系统，而一个蜂巢却不能呢？2．一个花坛和一个池塘在组成成分上有哪些相似之处呢？其他生态系统的成分也有类似之处吗？3．读图分析资料问题3：在一个生态系统中，生产者、分解者各起什么作用？你认为它们对于一个生态系统的持久稳定有何意义？思考、表达交流，补充：结论：生产者主要功能之一是制造有机物，为其它各种生物的生存提供物质。分解者能把动植物的尸体、排泄物和残落物等所含有机物分解成较简单的无机物、供植物再利用。要使一个生态系统持久稳定，两种成分缺一不可。（有些生态系统中可能没有消费者）。小结：生态系统的概念、类型、成分。练习：课件第二课时教学设计自我评改“螳螂捕蝉，黄雀在后”说的是什么生物现象？五、生物之间的食物联系a)食物链：生态系统中，各种生物之间通过食物关系而形成的一种联系。b)食物链的书写规则：例麦子蝗虫食虫鸟鹰A．食物链（捕食食物链）反应的是生产者与消费者之间的食物关系，不包括分解者。B．用箭头表示食物关系，从被食者指向捕食者。C．食物链的起点是绿色植物。D．食物链包含的环节（包括生产者）一般不超过五个。E．食物链必须是客观真实的，不能随意编造。练习：1、书写出P55图2-19中的食物链。2、课件讲授：在自然生态系统中，特别是较为复杂的生态系统中，由于生物的种类非常多，它们之间的食物关系并非单一的链状关系，而是错综复杂的。生态系统的组成成分生产者（绿色植物）消费者（各种动物）分解者（细菌、真菌、某些原生动物及腐食性动物）非生物的物质和能量（太阳能、热量、水、空气、矿物质等）构成生物群落初级消费者（草食动物）次级消费者（肉食动物）引导学生阅读书本P55图2-20食物网。要求思考问题：1、食物网与食物链有何关系？2、与鹰相关的食物链共有哪几条，请书写出来？3、你认为该生态系统中，虎与鹰有联系吗？为什么？学生思考，表达交流、教师给予指导。引导归纳：食物网的概念：食物相互交错成网状的形式。食物网是由多条有一定内在联系的食物链组成的。问题讨论：1.在一个生态系统中，主要生物有麦子、蝗虫、食虫鸟、鹰以及一些微生物等。鹰不吃麦子。如果大量破坏麦子，你认为这对鹰会有影响吗？为什么？2.比较食物链：植物昆虫蛙→蛇鹰和植物兔鹰如果植物体内的有机物和固定的太阳能是相同的，你认为通过哪一条食物链，鹰获得的能量较多？3.如果某地受环境污染，一些重金属元素进入土壤，假设这些重金属能被植物吸收，且又不能被各种生物排出体外，你认为在问题8所对应的生态系统中，最终在哪一种生物体内该重金属的含量最高？引导归纳：在食物链中，经历的环节越少，处于食物链最顶端的生物（如鹰），获得的能量就越多。重金属等能被植物吸引却又不易被生物排出体外的元素，会随食物链在各种生物体内富集，食物链顶端的生物（如鹰），富集程度越高。问题：在一个生态系统中，存在着“麦子蝗虫食虫鸟鹰”这一食物链。如果分别去除这一生态系统中的麦子和鹰，你认为哪一种后果更为严重？归纳：六．食物链中各成分的地位：1．一个生态系统中，生产者一旦被彻底毁坏，其后果是毁灭性的，即各种消费者即会相继消失。2．去除食物链顶端的生物，对生态系统的影响相对较小。经历一定时间后，生态系统的其它成分一般可以恢得正常水平。讨论问题：在上述食物链中，如果去彻底地除去鹰后，请你猜测一下，食虫鸟的数量将会有何变化？讨论，表达，引导完善：食虫鸟的数量先增加，后减少最终维持在一定水平。问题：比较课本P55图2-19和图2-20。思考：假如两图分别表达两个不同生态系统中的食物关系，如果两个生态系统中的青蛙全部被除去，你认为这对哪一生态系统的影响更严重？为什么？思考，表达交流，引导归纳：七、食物关系的复杂性与抵抗破坏能力：食物关系越错综复杂，各种生物的数量就越稳定，抗破坏能力就越强。问题讨论：“植物昆虫食虫鸟鹰”这一食物链中，如果气候适宜，草木繁殖旺盛，会不会导致昆虫繁殖过多，而把草吃光，从而使生态系统被彻底破坏的现象呢？补充讨论：你认为上述食物链中，数量最多的生物是什么？最少的是什么？为什么？学生自由表达，交流，教师引导完善。“探索食物网”1、交流所画出的食物链（或食物网）2、交流问题：“如果将图中的某种动物除去，对你的生命活动会有很大影响吗？”课前练习复习引入：1、生态系统由哪些成分组成？引导学生阅读课本P57图2-21，回答2、生态系统中，生产者、消费者和分解者每时每刻在进行着新陈代谢，新陈代谢所需的能量各是从何而来的？问题2。归纳：A生产者（绿色植物）：通过光合作用将太阳光能贮存在它所制造的有机物中（化学能）。B消费者：通过（捕食）食物链直接或间接地获取生产者所贮存着有机物中的（由太阳能转化而来的）化学能。C分解者：利用生产者或消费者的尸体、排泄物和残落物中所含的有机物中的化学能。强调说明：通过食物链和食物网，使得生产者所固定的太阳能在其他各种生物之间不断地传递。问题：3．能量传递过程中，其起点、渠道和终点各是什么？4．能量在食物链中的传递方向有何特点？为什么食物链一般不超过五个环节？结论1：能量传递的起点是生产者固定的太阳能；传递的渠道是食物链和食物网；终点是呼吸作用放出的热量。2．能量流动是单向的、不可逆的，由于生物的呼吸作用，上一环节到下一环节能量的传递逐渐减少（效率仅10~20%）所以，一般的食物链不超过5个环节。问题讨论5：（1）什么是物质循环？（2）碳元素是如何循环的，有何特点？（3）物质循环与能量流动之间有什么联系？1、概念：组成生物体的一些基本元素（如C、H、O、N、P、S等），在生物群落和无机环境之间的反复的循环运动。碳元素的主要循环利用大致如下：思考：人类哪些行为会破坏碳循环间的平衡，易导致温室效应的加剧？要有效地减少温室效为什么必须需要各个国家的合作？思考，回答。2.物质循环的特点：A循环不息；B全球性。3：物质物质循环与能量流动的联系：物质循环中常伴随着能量流动。问题6．在生物圈中，氮元素是如何循环的？（结合碳循环的模式图加以表达）要求学生结合课本，说出上图中（1）~（6）的含义（1表示固氮作用，2表示某些植物可以直接固体加以利用）。问题：7、氮循环与碳循环相比较，有何相似之处和不同之处？问题：8、食物链和食物网对于物质循环和能量流动来说有何意义？学生思考，引导归纳：对问题7的回答：相似之处罗列：都涉及生物与环境之间、生物与生物之间的物质流动，且物质可以反复利用；都涉及食物链或食物网；都涉及分解者的分解作用；都涉及能量流动等。不同之处罗列：氮循环中有固氮作用、大多数生物不能直接利用大气中的游离态氮等。对问题8的回答：食物链和食物网是物质循环和能量流动的渠道。离开了食物链和食物网，物质循环和能量流动就不可能顺利地进行，这也是生态系统的功能。正是有这一功能，使得生物与环境之间、以及各种生物之间紧密地联系在一起，才能使生态系统成为一个统一的整体小结：能量流动和物质循环练习：课件[教后反思]