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2019-2020年高中生物《生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性》教案7 中圖版必修3 一、知識(shí)結(jié)構(gòu) 抵抗力穩(wěn)定性 恢復(fù)力穩(wěn)定性 二、教學(xué)目標(biāo) 1、闡明生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。 2、舉例說明抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。 3、簡(jiǎn)述提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施。 4、設(shè)計(jì)并制作生態(tài)缸,觀察其穩(wěn)定性。 5、認(rèn)同生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要性,關(guān)注人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。 三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法 1、教學(xué)重點(diǎn)及解決方法 [教學(xué)重點(diǎn)] 闡明生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。 [解決方法] 以具體的實(shí)例來說明生物群落內(nèi)部負(fù)反饋調(diào)節(jié)的存在,進(jìn)而闡明生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。 2、教學(xué)難點(diǎn)及解決方法 [教學(xué)難點(diǎn)] 抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的概念。 [解決方法] 通過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力的教學(xué),已為學(xué)生理解抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的概念打下了伏筆,再借實(shí)例說明之。 四、課時(shí)安排 2課時(shí)。 五、教學(xué)方法 講解法。 六、教具準(zhǔn)備 圖片、動(dòng)畫。 七、學(xué)生活動(dòng) 1、問題探討、思考與討論。 2、設(shè)計(jì)并制作生態(tài)缸。 八、教學(xué)程序 (一)明確目標(biāo) (二)重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程 第1課時(shí) 導(dǎo)入:[問題探討]教材P109,引導(dǎo)學(xué)生從群落的種間關(guān)系,生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能討論生態(tài)系統(tǒng)具有穩(wěn)定性;再設(shè)問:“人類能否在生物圈之外建造一個(gè)適于人類長(zhǎng)期生活的生態(tài)系統(tǒng)呢?”引出“生物圈2號(hào)”實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生思考生物圈2號(hào)失敗的原因。上述正反兩個(gè)實(shí)例,可以說明自然界中生態(tài)具有相對(duì)穩(wěn)定性,穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于生物生存至關(guān)重要。那么,什么是生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性呢? 學(xué)生閱讀教材P109相關(guān)內(nèi)容。教師指出:只有生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定階段,它的生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者三大功能類群齊全,能量的輸入保持穩(wěn)定,物質(zhì)的輸入和輸出相對(duì)平衡時(shí)才表現(xiàn)出來。穩(wěn)定性表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定和功能相對(duì)穩(wěn)定上。例如,原始森林生態(tài)系統(tǒng)是經(jīng)過千百年來形成的,盡管其中的生物生生死死,遷入遷出,無機(jī)環(huán)境也不斷變化,但從某一階段來看,該系統(tǒng)內(nèi)各種生物的種類和數(shù)量總是大體相同的。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性指的是生態(tài)系統(tǒng)的一種能力或特性,而不是一種狀態(tài)。它包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性兩個(gè)方面。 設(shè)問:為什么生態(tài)系統(tǒng)具有穩(wěn)定性? 學(xué)生閱讀教材P109——110相關(guān)內(nèi)容,動(dòng)畫模擬演示兔種群與植物種群之間的負(fù)反饋示意圖。設(shè)置下列問題: 1、草原中生活著野兔和狼,由于狼的捕食,野兔數(shù)量減少,分析草、野兔、狼的種群數(shù)量是如何逐步達(dá)到穩(wěn)定的? 2、為什么森林中害蟲數(shù)量不會(huì)持續(xù)大幅度增長(zhǎng)? 3、適度捕撈后,池塘中魚的種群數(shù)量為什么不會(huì)減少? 4、森林局部大火過后,為什么植株能較快生長(zhǎng)? 5、生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是無限的嗎? 教師總結(jié)歸納。 學(xué)生閱讀教材P110——111相關(guān)內(nèi)容,思考回答下列問題: 1、什么是抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性? 2、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的核心分別是什么? 3、草原、北極苔原、森林生態(tài)系統(tǒng),抵抗力穩(wěn)定性誰強(qiáng)誰弱?恢復(fù)力穩(wěn)定性誰高誰低? 4、抵抗力穩(wěn)定性與生態(tài)系統(tǒng)自身的組分和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)關(guān)系如何?恢復(fù)力穩(wěn)定性呢? 5、抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性關(guān)系如何? 教師總結(jié)歸納:“抵抗力穩(wěn)定性”要強(qiáng)調(diào)其核心是“抵抗干擾,保持原狀”?！案蓴_”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”要強(qiáng)調(diào)其核心是“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)”是指外界因素消除了,生態(tài)系統(tǒng)重新建立穩(wěn)定狀態(tài)。 1、自動(dòng)調(diào)節(jié)能力取決于生態(tài)系統(tǒng)自身的凈化作用和完善的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。凈化作用包括物理沉降、化學(xué)分解和微生物的分解三個(gè)方面,它是河流生態(tài)系統(tǒng)抵抗環(huán)境污染的有效途徑。 完善的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)使生態(tài)系統(tǒng)具有一種反饋調(diào)節(jié)機(jī)制,進(jìn)而抵抗外界干擾,維持自身穩(wěn)定。反饋調(diào)節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ),如在森林中,當(dāng)害蟲數(shù)量增加時(shí),食蟲鳥類由于食物豐富,數(shù)量也會(huì)增加,害蟲種群數(shù)量增加時(shí),食蟲鳥類由于食物豐富,數(shù)量也會(huì)增加,害蟲種群的增長(zhǎng)就會(huì)受到抑制。生態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)主要依靠群落內(nèi)種間關(guān)系(主要是捕食)和種群內(nèi)的種內(nèi)斗爭(zhēng)而實(shí)現(xiàn)的。 2、自動(dòng)調(diào)節(jié)能力與生態(tài)系統(tǒng)成分和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的關(guān)系 生態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力與其自身的成分和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)成正比。一般來說,生態(tài)系統(tǒng)的成分越單純,營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單,自動(dòng)調(diào)節(jié)能力就越小,反之就越大。 3、生態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力與抵抗力穩(wěn)定性的關(guān)系 生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性的強(qiáng)弱取決于自動(dòng)調(diào)節(jié)能力的大小,它們之間呈正相關(guān),即生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性與其自身的成分和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度成正比關(guān)系。 4、生態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力與恢復(fù)力穩(wěn)定性的關(guān)系 生態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力是有限度的,當(dāng)外界干擾超過了這一限度時(shí),生態(tài)系統(tǒng)原有的穩(wěn)定性遭到破壞,抵抗力穩(wěn)定性不能發(fā)揮作用于,恢復(fù)力穩(wěn)定性得以充分體現(xiàn),最終使其恢復(fù)接近原狀或代之以另一全新的生態(tài)系統(tǒng),并且重新具備抵抗力穩(wěn)定性,又表現(xiàn)出自動(dòng)調(diào)節(jié)能力。 一方面,不同的生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)出的穩(wěn)定性是不一樣的;另一方面,生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性也取決于外界因素的影響程度。 我們?nèi)绾翁岣呱鷳B(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性呢? 學(xué)生閱讀教材P111相關(guān)內(nèi)容。 教師指出:自然生態(tài)系統(tǒng)是人類生存的基本環(huán)境;人類活動(dòng)的干擾正在全球范圍內(nèi)使生態(tài)系統(tǒng)偏離狀態(tài);人類生存與發(fā)展的命運(yùn)就掌握在自己手中,但又受到自然規(guī)律的制約。 (三)總結(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力,抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。 (四)作業(yè)布置 教材P112練習(xí)。 (五)板書設(shè)計(jì) 第5節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 一、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念和自我調(diào)節(jié)能力 1、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性 2、反饋調(diào)節(jié) 二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性 概念 1、抵抗力穩(wěn)定性 原因 規(guī)律 2、恢復(fù)力穩(wěn)定性 3、二者的關(guān)系 三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 第2課時(shí) 一、目的要求 設(shè)計(jì)一個(gè)生態(tài)缸,觀察這一人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 二、基本原理 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與它的物種組成,營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)和非生物因素等有密切的關(guān)系。在有限的空間內(nèi),依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)原理將生態(tài)系統(tǒng)具有的基本成分進(jìn)行組織,設(shè)計(jì)時(shí)考慮系統(tǒng)內(nèi)不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物之間的合適比例,構(gòu)建一個(gè)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的人工微生態(tài)系統(tǒng)是可能的,將少量的植物(如浮萍、水草、蕨類植物和一些低矮雜草、仙人掌、仙球等),以這些植物為食的動(dòng)物(如蚯蚓、蝸牛、小烏龜?shù)?和微生物(如花土中的微生物等)和非生物的物質(zhì)和能量(如陽光、花土、沙土、水分、礦物質(zhì)、二氧化碳、含氮有機(jī)物等)放在一個(gè)玻璃缸(大小約:100cm70cm50cm)內(nèi),密封,就形成了一個(gè)人工模擬的微生態(tài)系統(tǒng)——生態(tài)缸。 在生態(tài)缸的生態(tài)系統(tǒng)中,浮萍、水草、蕨類植物、雜草、仙人掌、仙人球等植物能在光照下進(jìn)行光合作用,釋放O2,除供自身呼吸以外,還可供蚯蚓、蝸牛、小烏龜?shù)葎?dòng)物的呼吸。同時(shí)還給這些動(dòng)物提供了食物。植物的殘枝落葉和動(dòng)物的糞便被其中的微生物分解,分解產(chǎn)物又可作為生產(chǎn)者的養(yǎng)料。植物、動(dòng)物和微生物呼吸放出的CO2,也為植物進(jìn)行光合作用提供了原料。 由此可以看出,在生態(tài)缸中,由于既有生產(chǎn)者,消費(fèi)者和分解者,又有非生物的物質(zhì)和能量,既有物質(zhì)循環(huán)又有能量流動(dòng),因此該生態(tài)缸能保持較長(zhǎng)時(shí)間的相對(duì)穩(wěn)定。 三、實(shí)驗(yàn)材料 蚯蚓8——10條,蝸牛5——7個(gè),小烏龜2——3只。 浮萍、水草、蕨類植物和一些低矮雜草,仙人掌或仙人球2——3株。 玻璃板4——5m2,粘膠足量;沙土8——10kg,含腐殖質(zhì)較多的花土40——50kg,自來水足量。 四、方法步驟 按100cm70cm50cm的標(biāo)準(zhǔn)制作生態(tài)缸框架。 在生態(tài)缸內(nèi)底部鋪墊沙土和花土,花土在下,一邊高,一邊低;沙土在上,沙土層厚5——10cm。在缸內(nèi)低處倒進(jìn)水。將收集或購(gòu)買的動(dòng)物和植物放在生態(tài)缸中,其中浮萍,水草與小烏龜放在水中,仙人掌或仙人球移值到沙土上,蕨類植物和雜草移植到花土上,蚯蚓與蝸牛也放置在花土上。 封上生態(tài)缸蓋。將生態(tài)缸放置于室內(nèi)通風(fēng)光線良好的地方,但要避免陽光直接照射。每一個(gè)星期觀察一次生態(tài)缸內(nèi)的生物種類與數(shù)量的變化,并且進(jìn)行記錄。 ⑴生態(tài)缸可制作成封閉型,也可制作成開放型(即不加蓋)。前者對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的基本成分及其比例有著更嚴(yán)格的要求。 ⑵生態(tài)缸中放置的生物學(xué)必須具有較強(qiáng)的生活力,放置的生物數(shù)量要合適。 ⑶為了使生態(tài)缸內(nèi)的沙土保持干燥,可在沙土下鋪墊一張塑料布,以防止缸中水(氣)滲透上來。 ⑷生態(tài)缸制作完畢后,應(yīng)該貼上標(biāo)簽,在上面寫上制作者的姓名與制作日期。 五、觀察記錄 ⑴讓學(xué)生設(shè)計(jì)一份觀察記錄表,內(nèi)容包括植物、動(dòng)物的生活情況,水質(zhì)情況(由顏色變化進(jìn)行判別)及基質(zhì)變化等。 ⑵定期觀察,同時(shí)做好觀察記錄。 ⑶如果發(fā)現(xiàn)生態(tài)缸中的生物已經(jīng)全部死亡,說明此時(shí)生態(tài)缸系統(tǒng)的穩(wěn)定性已破壞,記錄下發(fā)現(xiàn)的時(shí)間。 ⑷依據(jù)觀察記錄,對(duì)不同生態(tài)缸進(jìn)行比較、分析,說明生態(tài)缸中生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性差異的原因。 六、結(jié)果和結(jié)論 根據(jù)觀察結(jié)果完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 (三)總結(jié)] 制作生態(tài)缸的要點(diǎn)。 (四)作業(yè)布置 教材P114技能訓(xùn)練和教材P115自我檢測(cè)。 (五)板書設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)并制作生態(tài)缸,觀察其穩(wěn)定性 目的要求 ↓ 基本原理 ↓ 實(shí)驗(yàn)材料 ↓ 方法步驟 ↓ 觀察記錄 ↓ 結(jié)果和結(jié)論