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生态系统与生态平衡学案

俗话说,凡事预则立,不预则废。作为教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以更好的帮助学生们打好基础,帮助教师更好的完成实现教学目标。那么一篇好的教案要怎么才能写好呢?下面是小编为大家整理的“生态系统与生态平衡学案”,仅供参考,欢迎大家阅读。

m.jab88.com第一节 生态系统与生态平衡
[学习目标定位] 1.了解生态系统的组成。2.理解生态平衡的特征。3.了解受损生态系统的表现及后果。
一、生态系统的组成
1.与生态系统有关的几个术语
(1)个体:独立存在的一个物种。
(2)种群:同一物种在一定空间内集合在一起。
(3)生物群落:指一个区域内①所有不同的生物种群。
(4)生态系统:指②生物群落及其环境的统一整体。
2.生态系统的组成
(1)生物成分:③生产者、消费者、分解者。
(2)非生物成分:④空气、水分、阳光和温度等。
思维活动
1.地球上最大的生态系统是什么?它是哪些事物的总和?
答案 生物圈是地球上最大的生态系统。它是地球上全部生物和它们的无机环境的总和。
2.生态系统和生物群落有何区别?
答案 各种生物体的组合构成了生物群落;生物群落及其环境的统一整体就是生态系统,它是由生物群体和无机环境组成的。
二、生态平衡
1.概念
在一个正常的生态系统中,它的结构和功能,包括生物的种类、各种群的数量和比例以及能量和物质的输入与输出,都处于⑤相对稳定的状态,这种持续性的⑥动态平衡叫作生态平衡。
2.平衡状态的生态系统的特征
(1)生物的组成和数量的比例相对⑦稳定;
(2)能量和物质的输入与输出保持平衡;
(3)食物链结构复杂、互相交叉而形成⑧食物网;
(4)在⑨生产者、消费者和分解者之间有完好的营养关系。
3.与生态平衡有关的几个术语
(1)自身调节:生态系统内部的自我调节能力,以保持其⑩稳定性。
(2)食物链:指食物中的能量从植物通过一系列的动物,像一个食物的链条依次传递的途径。
(3)食物网:由许多食物链相互交叉形成。
思维活动
3.以森林生态系统为例说明生态系统为什么具有自我调节能力?什么样的生态系统调节能力最强?为什么生态系统会遭到破坏?
答案 生态系统内物质循环和能量流动中的任何变化,都是对系统发出的信号。例如,森林生态系统中食叶昆虫数量增多导致林木受害,这种信号传递给食虫鸟类,促使其大量繁殖,捕食昆虫,从而使昆虫数量得到控制,于是,森林生态系统平衡逐步得到恢复。 生态系统的成分越复杂、越多样化,生态系统的调节能力越强。 因为生态系统的自我调节作用是有限的,超过这个限度就会引起生态失衡,乃至生态系统的破坏。
三、受损生态系统
1.原因:自然和人为干扰。
2.表现:原有生态系统的动态平衡被打破。
3.后果:系统的结构、功能发生障碍,形成波动性破坏或恶性循环。
4.森林破坏后的后果:生态退化、物种消失、气候变化。
思维活动
4.森林破坏以后会引起哪些连锁反应?森林破坏以后可能产生哪些具体后果?
答案 不良连锁反应:森林减少→生态退化→部分物种消失→气候恶化→森林减少。 具体后果:水源涵养能力降低、水土流失日趋严重、农业和森林病虫害增多、恶性杂草繁生、温差发生变化、降水减少、相对湿度下降、雾日减少、环境日趋恶化。
探究点一 生态系统的组成
探究活动 阅读材料,完成下列问题。
材料一 世界上第一个国家公园——黄石公园,位于美国西部怀俄明州的落基山谷。1872年3月1日,美国第十八任总统格兰特签署了《黄石公园法案》,世界上第一个国家公园诞生了。黄石公园不仅有原始的森林草地景观、珍稀的野生生物,而且还有3000多处温泉。
材料二 黄石公园堪称野生动物的宝库。唯一令人遗憾的是,由于大规模捕杀,狼在此已经绝迹,而麋鹿、驼鹿等大型鹿群成倍增长,植被遭到破坏。1995年1月,美国从加拿大引进8头灰狼,放归大自然。计划放归15头灰狼,通过自然繁殖,到2002年使其增至100头,恢复生态平衡。
(1)黄石公园大规模捕杀狼以后,植被为什么会遭到破坏?
(2)引进大灰狼以后,黄石公园的生态系统由哪些部分组成?
(3)1988年,一场森林大火差不多烧掉了公园的一半。有人说:“与其让这些可贵的森林被野火吞噬,还不如伐取、利用起来。”但另一部分人坚决反对,认为森林火灾和伐木是两回事。试运用所学知识,对上述观点作一评判。
答案 (1)狼以麋鹿、驼鹿为食,麋鹿、驼鹿以植物为食。大量捕杀狼,麋鹿、驼鹿成倍增长,所以植被遭到破坏。
(2)生产者:绿色植物;消费者:狼、麋鹿、驼鹿、野牛、熊等动物;分解者:微生物;非生物环境:空气、水分、养分、太阳光热等。
(3)伐木是将物质与能量取走,要在高海拔地区恢复这些营养物质则是个极为缓慢的过程,因此,伐木造成的生态平衡破坏,恢复起来需要很长的时间。森林火灾产生的灰烬补充土壤的养分,森林火灾也吞噬了危害植物生长的害虫,间接保护了没有遭受火灾的林地。
解析 这个案例是生态系统合理保护的典型事件,对生态系统的保护是对整个生态系统的保护,而不是对某一个环节的保护。
反思归纳 生态系统的组成
(1)生态系统的概念
生物群落及其环境的统一整体就是生态系统。
组成概念关系
生物种群是同一物种在一定空间内集合在一起,是一定区域相同物种的集合它们之间的包含关系由低级到高级依次是生物个体、生物种群、生物群落、生态系统
生物群落是一定区域内所有不同的生物种群生活在一起,是一定区域内不同种群的集合
生态系统是生物群落及其环境的统一整体,是一定区域内生物群落(包括生命系统)和其生存环境(包括非生命系统)的集合
(2)生态系统的结构
生态系统的结构指生态系统的组成及食物链和食物网。
生态系统的组成生物成分生产者、消费者、分解者
非生物成分养分、空气、水、气候因素
食物链指通过食物关系把一个生态系统中的各种生物连接起来。任何食物链都是以绿色植物为基础的食物链和食物网是以食物关系为基础的,它们成为物质和能量流动的渠道
食物网一个生态系统中许多食物链彼此相互交错连接的复杂营养关系。食物网是自然界普遍存在的
迁移应用1 阅读下面一段文字,完成下列问题。
小鱼刚刚隐约可见,翠鸟就蹬开苇秆,像箭一样飞过去,刹那间,叼起一条小鱼,贴着水面往远处飞走了。
(1)文中的翠鸟在其所属生态系统成分中是________,在食物链中是________。
(2)文中描述的是一个生态系统吗?说明理由。
答案 (1)生物个体 (次级)消费者
(2)是。文中有生物成分(苇秆、鱼、翠鸟)和非生物成分(水),加上隐含的大气、阳光、分解者、养分等成分,可以构成一个生态系统。
解析 生物个体和生物种群都是一种生物,但数量存在差别,个体指一个生物体,种群则是同一种生物体在一定空间内的集合。判断某物质结合是否属于生态系统的关键是看其是否包含生物成分和非生物成分。第(1)题,“一条小鱼”是题眼,文中描述的是一只翠鸟,翠鸟以小鱼为食。第(2)题,文中有生物成分(苇秆、鱼、翠鸟)和非生物成分(水)。
探究点二 生态平衡
探究活动 根据下面“澳大利亚食物网示意图”,完成下列问题。
(1)根据所学知识,在图中填上括号内供选择的次级消费者(狮、虎、豹、狼),如认为均不恰当,请说明理由。
(2)根据图中食物网,牧羊业的有利条件是________,存在的问题是________。
(3)袋鼠是澳大利亚的特有动物,袋鼠皮制成品价格高,因此其遭到滥杀。你认为应该对袋鼠采取怎样的措施?
答案 (1)均不恰当。澳大利亚缺少大型哺乳动物,羊、兔也是外来带入的。
(2)缺少大型哺乳动物,羊无天敌,自然放养,草场资源丰富 野兔大量繁殖,与羊争食
(3)有计划捕杀,保持数量稳定。
反思归纳 生态系统的动态平衡
(1)表现:①生物的组成和数量的比例相对稳定;②能量和物质的输入与输出保持平衡;③食物链结构复杂、相互交叉而形成食物网;④在生产者、消费者和分解者之间有完好的营养关系。
(2)特点:暂时的、相对的、动态平衡。
(3)过程:不平衡—平衡—不平衡。
(4)能量流动和物质循环
能量流动物质循环
过程
方向单向循环流动
特点收支平衡
迁移应用2 读“某森林中食物网示意图”,完成下列问题。
(1)如果该森林内的生态系统是平衡的,它具有哪些特征?
(2)如果该森林内蛇大量减少,但鹰的数量变化并不大,说明生态系统具有________作用。
(3)如果该地森林被大量砍伐,可能带来哪些后果?(提示:从生态、物种和气候三个方面归纳)
答案 (1)生物的组成和数量的比例相对稳定;能量和物质的输入与输出保持平衡;食物链结构复杂、相互交叉而形成食物网;在生产者、消费者和分解者之间有完好的营养关系。
(2)自身调节
(3)生态退化:涵养水源的能力下降,水土流失日趋严重,农业和森林病虫害剧增,恶性杂草大量繁殖。
物种:生存环境受到威胁,种群数量减少甚至消失。
气候变化:气温的日较差、年较差增加;降水减少;空气湿度降低等。
解析 第(1)题,生态平衡的特征应从生物的组成和数量比例,能量和物质的传输是否稳定,食物网结构的复杂程度,生产者、消费者和分解者间的关系等角度分析。第(2)题,鹰的食物来源是蛇、鼠和兔,蛇减少后,鼠类数量增加,说明生态系统具有自身调节作用。第(3)题,森林大量砍伐的后果可从生态、物种和气候三个方面分析归纳。
生态系统与生态平衡——生态系统的组成——物种—种群—生物群落—生态系统—生态平衡——概念—特征—受损生态系统
1.生态系统的基础与核心是()
A.土壤B.植被
C.水文D.大气
答案 B
解析 植被是能量的集聚者,因此是生态系统的基础和核心。
2.人在生态系统中属于()
A.生产者
B.消费者
C.分解者
D.既是生产者又是消费者
答案 B
解析 在生态系统中,生产者是指能够制造有机物的绿色植物;“人既是生产者,又是消费者”是从社会经济学的角度来说的。在生态系统中,人只能是消费者。
3.生态系统总是在不断地进行物质和能量的交换,推动自身的变化和发展,其发展过程为()
A.不平衡—平衡—不平衡
B.平衡—不平衡
C.平衡—不平衡—平衡
D.不平衡—平衡
答案 C
解析 生态平衡是相对的、暂时的,不是绝对的。一旦外界因素的干扰超过生态系统的自我调节能力时,生态平衡就会遭到破坏,直至建立新的平衡。
4.下列不属于生态平衡特征的是()
A.动植物在种类和数量上的相对稳定
B.物质和能量的输入和输出处于相对稳定状态
C.系统中生产、消费和分解过程处于相对平衡状态
D.动植物种类比较单一
答案 D
解析 要理解生态平衡的概念,需要明确动植物种类和数量的相对稳定是生态系统处于相对平衡状态的直观而明显的标志。
5.西部大开发必须注意改善和保护生态环境,实施可持续发展战略。据此完成下列问题。
(1)无机环境包括()
A.阳光、温度、水、动物等
B.大气、水、土壤、植物等
C.温度、水、地形、微生物等
D.阳光、温度、水、土壤等
(2)在一定的时间和空间内,生物群落与无机环境之间,通过不断地________和________而构成的有机整体称为生态系统。
(3)当生态系统达到动态平衡时,它能通过自我调节来维持正常功能。这种调节能力有大有小,生态系统的营养结构越复杂,各个营养级的________越多,自我调节能力就__________。但外来干扰超过________时,生态系统将________,其损失是难以估计的。
答案 (1)D
(2)能量流动 物质循环
(3)生物种类 越强 自我调节能力 失去平衡
[基础过关]
1.生活在一定自然区域内,相互间有直接或间接关系的各种生物的总体叫做()
A.生物群落B.生态系统
C.生态平衡D.生物圈
答案 A
解析 本题是对“生物群落”概念的考查。要注意它与生态系统、生态平衡、生物圈不是同一概念。
2.对生态系统的叙述,正确的是()
①一个完整的生态系统由生产者、消费者、分解者几部分组成 ②人用双手创造了世界,所以人在生态系统中是生产者
③消费者是那些直接或间接以植物为食物的各种动物
④分解者指细菌、真菌、放线菌等微生物
A.①②B.②③C.③④D.①④
答案 C
解析 完整的生态系统是由生物群落(生产者、消费者、分解者)和环境组成。
3.在珠江三角洲的“桑基鱼塘”生态系统中,消费者是()
①桑 ②基 ③蚕 ④鱼
A.①③B.①②C.③④D.①④
答案 C
解析 在生态系统中,桑基鱼塘的基是无机环境,桑是生产者,蚕和鱼都是消费者。
4.在一阴湿山洼草丛中,有一堆长满苔藓的腐木,其中聚集着蚂蚁、蚯蚓、蜘蛛、老鼠等动物。它们共同构成()
A.种群B.群落
C.食物网D.生态系统
答案 D
解析 生态系统是在空间和时间内,各种生物之间以及生物与无机环境之间,通过能量流动和物质循环相互作用而组成的一个自然系统。它的范围可大可小。阴湿山洼的草丛中,堆放着长满苔藓的腐木并生活着多种动物,它们通过能量流动和物质循环,构成了一个生态系统。
5.下列关于生态平衡的叙述,错误的是()
A.生态平衡是指动植物种类和数量上的平衡
B.生态平衡是相对的平衡
C.滥伐森林会破坏生态平衡
D.严重污染环境,也会破坏生态平衡
答案 A
解析 生态平衡的标志及特点要清楚。同时,要掌握一些破坏生态平衡的典型事例。
6.生态系统之所以能够保持动态平衡,主要是由于生态系统具有()
A.物质和能量B.食物链和食物网
C.自我调节能力D.分解者
答案 C
解析 在长期的进化过程中,生态系统内的各成分之间建立起相互协作、相互制约和相互补偿的关系,使生态系统保持一种稳定状态。一个生态系统发展到一定阶段,它的生产者、消费者和分解者之间,能够较长时间保持着一种动态平衡,是因为生态系统具有自我调节能力。生态平衡是一种相对平衡,不是一成不变的。
7.滥伐森林可能引起的环境问题是()
A.河流含沙量增大B.地下水位持续上升
C.土壤肥力增加D.河流水位下降
答案 A
解析 滥伐森林会加剧水土流失,表层土壤被冲刷掉,因此肥力下降,而表层土壤被冲入河流,导致河流含沙量大增,河床淤积,河流水位上升;森林失去涵养水源的作用,在同等降水的条件下,地下径流减少,地下水位下降。
8.下列人类活动,属于破坏生态平衡的是()
A.滥捕青蛙B.采集野果
C.开采矿藏D.修筑道路
答案 A
解析 在生态系统中,青蛙是消费者。滥捕青蛙会导致其数量发生变化,影响生态平衡。
[能力提升]
读“某区域示意图”,完成9~12题。
9.该图中的各地理要素可以构成一个()
A.生物个体B.生物种群
C.生物群落D.生态系统
答案 D
解析 图中既有生物成分,又有非生物成分,可以构成一个完整的生态系统。
10.图中表示生产者的是()
A.①B.②C.③D.④
答案 A
解析 图中的植物①利用太阳能、水、土、空气等非生物物质通过光合作用合成有机质,是生产者。
11.该区域中的各种生物可构成的食物网中,有________条食物链()
A.2B.3C.4D.5
答案 A
解析 图中显示出的食物链是植物—害虫—青蛙—蛇—鹰和植物—兔—鹰两条。
12.该系统中最长的食物链包含________类生物种群()
A.2B.3
C.4D.5
答案 D
解析 该系统中最长的食物链是植物—害虫—青蛙—蛇—鹰,包含5类生物种群。
13.19世纪中期,墨尔本动物园从英国运来24只澳大利亚没有的兔子供人观赏。不料,1863年动物园失火,幸免于难的兔子逃到草原上大量繁殖,造成了澳大利亚严重的生态灾难。据此回答下列问题。
(1)兔子在澳大利亚迅速繁殖的原因是什么?
(2)兔子对澳大利亚牧羊业的影响是什么?
(3)澳大利亚不引进兔子的天敌对付兔子的原因是什么?
(4)袋鼠是澳大利亚的特有动物,袋鼠皮制成品价格高,因此被大肆捕杀。出售袋鼠皮制品和肉制品,是否合理?为什么?
答案 (1)澳大利亚没有兔子的天敌,没有严寒的冬天,食物丰富,有利于兔子的繁殖。
(2)兔子吃掉了大量作为畜牧业基础的牧草,同羊争食,对牧羊业不利。
(3)可能会引起新的生态破坏。
(4)不合理。由于地质历史原因,澳大利亚无高级野生哺乳动物,袋鼠是其特有动物,是其生态系统的组成部分,对袋鼠要保护,大肆捕杀会令其锐减,甚至灭绝;当然,过多时应有计划的捕杀,以保持草原生态系统内动植物种类、数量的相对稳定,保持生态平衡。
解析 兔子对澳大利亚大陆来讲,是外来物种。因为澳大利亚大陆同其他大陆隔开,进化较慢,动植物都比较原始,特别是动物,只有袋类动物等低等动物。兔子进入澳大利亚后,因为缺乏天敌,又有温暖的气候和大量的牧草,因而繁殖迅速。兔子吃掉了大量牧草,同羊争食,从而影响了牧羊业。如果澳大利亚再引进兔子的天敌,可能会破坏生态系统平衡,引发新的生态破坏。袋鼠是澳大利亚特有动物,对其应加以保护,以维持生态平衡。
14.阅读下列材料,完成下列问题。
1870年,在美国开巴高原467平方千米的土地范围内,生活着4000多头鹿,同时有少量美洲狮和狼在此活动。人们为了繁殖更多的鹿,便开始捕杀狮和狼,到1924年,这两种肉食动物几乎绝迹,鹿群迅速繁殖到10万头。可是经过两个年头,鹿群减少到6万头,到1939年只剩下1万头。
(1)写出开巴高原上的食物链。
(2)1924年鹿群迅速繁殖、数量大增的原因是什么?
(3)狮和狼绝迹以后,鹿群数量又减少的主要原因是什么?
(4)说明该食物链上狮和狼的主要作用是什么?
答案 (1)草—鹿—狼—狮。
(2)狼和狮被大量捕杀,鹿群失去天敌。
(3)鹿群数量太多,破坏了草场,因饥饿而死。
(4)控制鹿群数量,维持生态平衡。
解析 食物链是以初级生产者为起点的。生态系统内部成分的改变会对生态系统产生影响,引起系统的改变。生态系统自身有一定的自我调节能力。
15.食物链、食物网是生态系统的营养结构,生态系统的物质循环和能量流动是沿着此渠道进行的。假如在某温带草原上存在如下图所示的食物网,分析回答下列问题。
(1)该生态系统的成分中,草属于________(生产者或消费者),猫头鹰属于________(生产者或消费者)。
(2)该食物网的各种生物中,含有能量最多的是________,该生态系统的能量最终来源于________,其能量流动的特点是____________________。
(3)在生态系统的物质循环中,碳元素以________的形式在生物群落与无机环境中进行循环,生产者通过________作用使碳元素进入到生物群落中,各种生物通过________作用使碳元素回到无机环境中。
答案 (1)生产者 消费者
(2)草 太阳辐射 单向流动,逐级递减
(3)二氧化碳(气体) 光合 呼吸

延伸阅读

生态系统的结构


教学设计方案
教学过程
一、首先复习生态系统的概念,把生态系统的概念与生物群落的概念加以区分,突出生态系统的结构与功能特点,指出生态系统的研究中心就是它的结构和功能,由此引出生态系统结构的学习课题。并引导学生分析:研究生态系统的结构,首先要研究清楚生态系统的组成成分,然后还要研究各组成成分之间的联系(即营养结构)。
二、学习生态系统的成分时,首先结合教材中一个池塘生态系统的示意图,引导学生观察分析该生态系统中的各种无机环境要素和生物组成,列举出这些成分;再引导学生从各成分在生态系统中的功能的角度对这些成分进行分类,给出生产者、消费者及分解者的名称。最后以板书的形式总结归纳出生态系统的成分(如下)。
三、对于生物成分的教学,注意引导学生分析三大功能类群在生态系统的地位。生产者是生态系统的主要成分,因为绿色植物固定太阳能,进行初级生产,是消费者和分解者获得能量的源泉,也是生态系统存在和发展的基础;分解者在生态系统占有重要地位,因为大约90%的陆地初级生产量都需分解者的分解功能归还给无机环境,供生产者再吸收;消费者则不会影响到生态系统的根本性质。
四、对于生态系统营养结构的教学,可以引导学生首先从分析生态系统各成分之间的关系入手研究,生态系统内部最重要的联系是生物之间的营养联系,由此引出食物链的概念,阐明食物链是生态系统中各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。然后引导学生观察教材“温带草原生态系统的食物网简图”,一方面观察食物链之间彼此相互交错连结的复杂营养关系,引出食物网的概念,另一方面让学生观察图中有多少条食物链,并列举出最长及最短的食物链,由此来强化对食物链和食物网概念的理解。
五、对于营养级的教学内容,教师引导学生注意生态系统的每一条食物链都包括几个环节,同一环节上所有生物的总和,可作为一个营养级。然后以一条食物链为例,分析该食物链上各个环节的生物属于哪一营养级;再引入食物网(同上)中判断某种生物所处的营养级,使学生认识到有些生物(如杂食、肉食动物)可以同时占有几个营养级别;同时指出一条食物链的营养级一般不超过五个,为后面生态系统功能的教学打下一个伏笔。
六、最后总结指出食物链和食物网是生态系统的营养结构,是生态系统功能的结构基础,生态系统的能量流动和物质循环就是顺着这种渠道流动的。教学结束后,可以选择适当的方式进行反馈测试,反馈的方式和题目略。
板书提纲
二、生态系统的结构
包括两个方面:生态系统的成分
 食物链和食物网
(一)生态系统的成分
1、非生物的物质和能量:阳光、空气、水分、矿物质等。
2、生产者:绿色植物。
3、消费者:各种动物。
 
4、分解者:腐生的细菌和真菌。
(二)食物链和食物网
1、食物链:各生物之间由于食物关系而形成的一种联系。
如:柳树叶片→蝉→螳螂→黄雀→鹰
特点:开始时是生产者
说明:捕食链、寄生链、腐生链
2、食物网
许多食物链彼此相互交错联结的复杂营养关系。
3、营养级:食物链上每个环节或食物网中同一环节上所有生物的总和。

说明:
小结:结构的两种含义

《生态系统的结构》


一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备,作为高中教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来,有效的提高课堂的教学效率。你知道如何去写好一份优秀的高中教案呢?下面是小编精心为您整理的“《生态系统的结构》”,仅供您在工作和学习中参考。

《生态系统的结构》一、教学目标

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.尝试建构生态系统的结构模型。二、教学重点和难点

1.教学重点

讨论生态系统的结构。

2.教学难点

说明生态系统是一个整体。三、教学策略

学生对“生态系统”一词并不陌生,对其最基本的内涵通过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,制定教学策略。

本节可以结合“思考与讨论”中的素材,讨论“你认为什么是生态系统”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。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1~5后,应当能达成这一教学目标。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定认识。

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。

生态系统的空间大小各异,一个池塘、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(参见表5-1)。

表5-1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通过列举生态系统的各种类型,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。

生态系统的结构导学案


生物导学案
第5章生态系统
第1节生态系统的结构

A:举例说明什么是生态系统。
讨论某一生态系统的结构。
B:尝试构建生态系统的结构模型。讨论某一生态系统的结构。
说明生态系统是一个整体。
15分钟

一、生态系统的概念、范围和类型
1.生态系统的概念:由___________及其_____________相互作用而形成的统一整体。
2.生态系统的范围:生态系统的范围有大有小,其中___________是地球上最大的生态系统,它是地球上全部生物及其无机环境的总和。

二、生态系统的结构:

(一)生态系统的成分:
1.非生物的物质和能量:空气、水、无机盐、阳光、热能等
作用:为生物成分提供________和__________
2.生产者:
是生态系统的_______成分。都属于______生物。例如:________________________,
3.消费者:
①生物种类:营捕食和寄生生活的生物,都属于_______生物。
例如:捕食的生物:植食性动物、肉食性动物、杂食性动物
寄生的生物:动物(蛔虫等)、细菌(结核杆菌、肺炎双球菌等)、寄生的真菌、病毒(SARS病毒、噬菌体等)。
绿色植物植食动物肉食动物大型肉食动物
消费级别
营养级别
______消费者:以植物为食的草食动物
②消费者的类型______消费者:以草食动物为食的肉食动物
______消费者:以小型肉食动物为食的大型肉食动物
③作用:加快生态系统的________、对于植物的传粉和种子的传播等有着重要作用。
4.分解者:
①生物种类:营腐生生活的生物.
例如:大部分细菌和真菌(乳酸菌等细菌,酵母菌、霉菌、蘑菇、木耳、

灵芝等真菌);一些动物(蚯蚓、蜣螂、白蚁等)。
②作用:是把动植物的遗体和动物的排泄物分解成无机物,归还无机环境,保证物质循环的通畅进行,是生态系统的重要成分。
思考:细菌可属于哪种成分?
植物一定是生产者吗?
生产者一定是绿色植物吗?
动物一定是消费者吗?
连接无机环境和生物群落的重要成分是?
生态系统的结构模型:如图

(二)食物网和食物链——营养结构

生态系统能量流动


例谈生态系统“能量流动”知识中的几个特殊问题
“能量流动”是生态系统的重要功能之一。在高中生物知识中,能量流动与物质循环的关系、能量流动的特点、能量传递的效率等知识共同构成了以“生态系统的能量流动”为中心的知识体系。然而在“能量流动”知识中,仍存在一些易被忽视或不常见的问题,如“能量值”的表示方式、最值的计算、能量流动与生态系统稳态的关系等。本文就此结合教材谈一谈对这些问题的认识,望能对教与学有所帮助。
一、能量流动的几种“最值”计算
由于一般情况下能量在两个相邻营养级之间的传递效率是10%~20%。故在能量流动的相关问题中,若题干中未做具体说明,则一般认为能量传递的最低效率为10%,最高效率为20%。所以,在已知较高营养级生物的能量求消耗较低营养级生物的能量时,若求“最多”值,则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递,若求“最(至)少”值,则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递。反之,已知较低营养级生物的能量求传递给较高营养级生物的能量时,若求“最多”值,则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递,若求“最少”值,则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递。这一关系可用下图来表示。
1.以生物的同化量(实际获取量)为标准的“最值”计算
例1.下图为某生态系统食物网简图,若E生物种群总能量为,B生物种群总能量为,从理论上计算,A贮存的总能量最少为()
A.B.
C.D.
解析:由图可知D为生产者,要使A获得的能量最少,则必须保证三个条件,即:一是能量来源途径最少;二是能量传递效率最低(按10%算);三是食物链要最长。故从理论上讲,与A贮存的总能量最少相关的食物链不可能是D→A,也不可能是D→A、D→E→C→A同时存在,只能是D→E→C→A。
为此,E的能量在传递给A的途径中,只有确保:①E在传递给B时用去的能量最多;②E的总能量减去传递给B的后再传给C时效率最低;③C在传递给A时效率最低,结果才能使A获得的能量最少。所以据此计算得A贮存的总能量最少为
故答案选B项。
2.以生物的积累量为标准的“最值”计算
例2.已知某营养级生物同化的能量为1000kJ,其中95%通过呼吸作用以热能的形式散失,则其下一营养级生物获得的能量最多为()
A.200kJB.40kJC.50kJD.10kJ
解析:本题具有较大的迷惑性,极易错选A项。由于该营养级的能量95%通过呼吸作用以热能的形式散失,故积累的能量只有5%,因而其最多也只有5%(即5%×1000=50kJ)的能量传递给下一营养级。因此答案选C项。
二、能量值的几种不同表示方式及相关计算
“能量值”除了用“焦耳”等能量单位表示外,在许多生物资料中,其还可用生物量、数量、面积、体积单位等形式来表示,因而使能量流动关系有了更加丰富的内涵,但是不管用何种单位形式表示,通常情况下能量的传递效率都遵循“10%~20%”的规律,下面结合一些例子分别加以阐述。
1.能量(单位)表示法及计算
以能量(单位)#0;#0;“焦耳”表示能量值的多少是“能量流动”知识中最常见的形式。在以“焦耳”为单位的能量传递过程中,各营养级的能量数值呈现出典型的“金字塔”形,不可能出现倒置。
1.1以生物体同化量的总量为特征的计算
如例1
1.2以ATP为特征的计算
这种形式的能量计算是建立在物质氧化分解的基础上的,它常涉及利用呼吸作用或光合作用的反应式。
例3:在能量金字塔中,如果生产者在光合作用过程中产生240mol的氧气,其全部用于初级消费者分解血糖,则其释放并贮存在ATP中的能量最多有()可被三级消费者捕获?
A.B.
C.D.
解析:依据有氧呼吸反应式,可知240mol的氧气能分解40mol的葡萄糖,又由于每摩尔葡萄糖彻底氧化分解产生的能量有1161kJ转移到ATP中,故初级消费者产生的ATP中的能量最多有“”被三级消费者捕获。
答案选C项。
2.生物量(质量单位)表示法及计算
例4:如果一个人食物有1/2来自绿色植物,1/4来自小型肉食动物,1/4来自羊肉,假如传递效率为10%,那么该人每增加1千克体重,约消耗植物()
A.10千克B.28千克C.100千克D.280千克
解析:解答本题时,首先应画出食物网,然后依据食物网和题干信息来解答。①通过“植物→人”这条链计算出消耗植物的量为0.5÷10%=5千克;②通过“植物→植食动物→小型肉食动物→人”这条链计算出消耗植物的量为0.25÷10%÷10%÷10%=250千克;③通过“植物→羊→人”这条链计算出植物的量为0.25÷10%÷10%=25千克。故要消耗植物的总量为280千克。
答案选D项。
3.数量(生物体数目)表示法及计算
例5:在一片草原上,假如一年中,至少有70000只昆虫生活才可养活一只食虫鸟,而食虫鸟若按10%的能量传递率将能量传给鹰,则理论上每年大约需要3000只食虫鸟才能维持一只鹰的生存,那么如果鹰只靠捕食食虫鸟来生活,则每年至少需要()只昆虫才能保证一只鹰的生存?
A.B.
C.D.无法统计
解析:生物体的数量通常能够反映出生物体能量的多少,一般情况下其间成正相关,故常可用生物体的数量来表示能量的多少。由题意可知,昆虫与食虫鸟之间、食虫鸟与鹰之间的能量传递效率只有保证为20%,才能实现“至少”维持一只鹰生存所需的能量供应。故维持一只鹰生存至少需要食虫鸟1500只,由此可计算出维持一只鹰生存至少需要昆虫的量为1500×70000=1.05×108只。答案选C项。
需要说明的是在以生物体数目表示的能量流动关系中,有时会出现“金字塔”倒置的现象。如下例。
例6.一片树林中,树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如下图所示。下列能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是(选项方框面积表示能量的大小)()
解析:在树林中,由于树具有较大的体积(包括其地上的树冠、茎和地下的根系),因而尽管树的量少,但其仍具有较多的能量。故一棵树上可生活着许多昆虫和食虫鸟,又由于食虫鸟以昆虫为食,故按能量流动的特点,其总能量必将小于昆虫的总能量。
答案选C项。
4.面积(单位)表示法及计算
例7.在“棉花→棉蚜→食蚜蝇→瓢虫→麻雀→鹰”这条食物链中,如果食蚜蝇要有5m2的生活空间才能满足自身的能量需求,则一只鹰的生活空间至少是()
A.B.C.D.
解析:本题以生物的生活范围来反映所具能量的大小。由题意可知鹰处于最高营养级,按能量最高传递效率可求出一只鹰至少所需的生活空间为:(1÷20%÷20%÷20%)×5m2=54m2。
答案选D项。
5.体积(单位)表示法及计算
例8:具有三个营养级的能量金字塔,最上层的体积是最下层的()
A.10%~20%B.1%~4%
C.0.1%~1%D.1%~10%
解析:具有三个营养级的能量金字塔,若用体积表示能量值的大小,则能量按最低传递效率传递时,最上层体积应为10%×10%=1%,按最高传递效率传递时,最上层体积应为20%×20%=4%。故答案选B项。
三、能量流动与生态系统的稳定性
能量流动效率能直接反映生态系统的稳定性,能量在传递过程中,若超过一定的限度,则容易引起种群的生长、繁殖或再生等的障碍,从而导致生态系统稳定性的破坏,故在研究生态系统的稳定性时必须时刻关注能量流动效率。
例9:某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W1和W2,当下列哪种情况发生时,最有可能使生态平衡遭到破坏?()
A.W110W2B.W15W2C.W110W2D.W15W2
解析:一般情况下,生态系统的能量在两个相邻营养级之间传递效率大约是10%~20%。小于或等于20%则不会导致其稳定性的破坏,而大于20%则有可能引起某些营养级生物量的大起大落或生态环境的改变,导致生态系统抵抗力稳定性被破坏。纵观本题的四个选项,A选项反映的能量传递效率小于10%,B选项反映的能量传递效率小于20%,C选项反映的能量传递效率大于10%(但不一定大于20%),只有D选项反映的能量传递效率大于20%。
故本题答案选D项。
例10:某海滩黄泥螺种群现存量约3000吨,正常状况下,每年该种群最多可增加300吨,为充分利用黄泥螺资源,又不影响可持续发展,理论上每年最多捕捞黄泥螺的吨数为()
A.3000B.1650C.1500D.不超过3000
解析:生态系统的稳定性是生物与无机环境长期相互作用形成的,要不影响可持续发展,又要能够获得最大的捕捞量,则必须注意在维持生态系统稳定性的前提下进行捕捞。
故答案选D项。

文章来源:http://m.jab88.com/j/79080.html

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