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2019-2020年高中生物《生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性》教案13人教版必修3 教學(xué)目標(biāo)： 1．知識方面：闡明生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。舉例說明抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。簡述提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施。 2．能力方面：設(shè)計并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性 3．情感態(tài)度與價值觀：認(rèn)同生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要性，關(guān)注人類活動對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。 教學(xué)重點： 闡明生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。 教學(xué)難點： 抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的概念。 教學(xué)方法： 利用多媒體課件，引用一些直觀的圖片，創(chuàng)設(shè)形象生動的教學(xué)氛圍，指導(dǎo)學(xué)生分析實例，總結(jié)規(guī)律，得出結(jié)論，運用實踐的能力。同時應(yīng)用講述法、比較法、討論法等，引導(dǎo)學(xué)生思考和分析一些實踐中的問題，使他們積極主動參與到教學(xué)中，在獲取知識的同時，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、比較、總結(jié)和應(yīng)用的能力。指導(dǎo)學(xué)生探究生態(tài)瓶制作方法，以及各種生態(tài)因素對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。 教學(xué)過程： [導(dǎo)入]：實物投影展示制作好的生態(tài)瓶 [講述]：現(xiàn)在同學(xué)們看到的是老師在幾天前制作好的生態(tài)瓶。 [提問]：你能結(jié)合已有的知識，嘗試分析一下這個生態(tài)瓶中含有哪些成分嗎？它們彼此間存在著什么樣的聯(lián)系？ [回答]：在這個密封的小型生態(tài)瓶中，有生產(chǎn)者水草，消費者小魚，還有分解者真菌和細(xì)菌，它們之間相生相克、相輔相成，構(gòu)成了完整和諧的物質(zhì)循環(huán)：水草通過光合作用為自身和小魚提供了營養(yǎng)物質(zhì)，也提供了呼吸作用所需的氧。水草、小魚呼吸放出的二氧化碳以及它們的殘落物被微生物分解，產(chǎn)生的二氧化碳又被植物利用。（學(xué)生上講臺結(jié)合投影畫面，進(jìn)行講解） [講述]：精彩的解說，掌聲鼓勵一下?？磥恚谶@個小小的生態(tài)瓶中也同樣進(jìn)行著物質(zhì)循環(huán)和能量流動。但是，人工生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力差，如果我們不加以呵護(hù)，它最終會因為某種成分的不適應(yīng)而打破生態(tài)平衡，使生態(tài)系統(tǒng)毀滅。 [設(shè)疑]：我們的自然生態(tài)系統(tǒng)也會遭受這樣的厄運嗎？ [講述]：地球上，亞馬遜森林、歐亞大陸草原以及北極苔原，都已經(jīng)存在至少上千萬年了，這些自然生態(tài)系統(tǒng)盡管經(jīng)常遭受洪澇、火燒、蟲害，也遭受人類的砍伐與放牧等活動的干擾，但是現(xiàn)在仍能基本保持原有的景觀，維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。 我們把生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定的能力，叫做生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 [板書]：一、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念 [提問]：生態(tài)系統(tǒng)在受到干擾后，為何仍能保持或恢復(fù)相對穩(wěn)定呢？你能舉例說明嗎？現(xiàn)在，我給大家兩分鐘時間，前后四人一組討論。 [學(xué)生活動]：四人一組，討論列舉生態(tài)系統(tǒng)通過自我調(diào)節(jié)保持或恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的實例。 注意：1、每組要能列舉兩個或兩個以上的實例，并對實例進(jìn)行分析。 2、每組要推舉一位代表，闡述本組的討論結(jié)果。 [學(xué)生展示]：學(xué)生列舉出了很多實例，如： ①當(dāng)河流受到輕微的污染時，能通過物理沉降、化學(xué)分解和微生物的分解，很快消除污染，河流中的生物種類和數(shù)量不會受到明顯的影響。 ②在森林中，當(dāng)害蟲數(shù)量增加時，食蟲鳥類由于食物豐富，數(shù)量也會增多，這樣，害蟲種群的增長就會受到抑制。 ③野火燒不盡，春風(fēng)吹又生。 [教師歸納]：同學(xué)們列舉的這么多實例，都說明生態(tài)系統(tǒng)之所以能維持相對穩(wěn)定，是由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)的能力。 [板書]：二、原因：自我調(diào)節(jié)能力 [講述]：老師也列舉了兩個生態(tài)系統(tǒng)通過自我調(diào)節(jié)能力維持穩(wěn)定的實例，我們共同來分析一下，好嗎？ [屏幕出示]： 實例一： 食物短缺 過度放牧 （減少）草 食草動物（減少） [師生共同分析]：草原上，牛、羊等食草動物過度放牧，直接導(dǎo)致草的數(shù)量減少。緊接著由于食物短缺，食草動物數(shù)量也會減少，從而使得食草動物的數(shù)量維持相對的穩(wěn)定。 [講述]：大家剛才列舉的實例中，在調(diào)節(jié)機制上有很多與此類似，調(diào)節(jié)的結(jié)果都是抑制和減弱最初發(fā)生的變化，這種調(diào)節(jié)機制叫做負(fù)反饋調(diào)節(jié)。負(fù)反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在，通過它的作用能使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到和保持穩(wěn)定，因此我們說負(fù)反饋調(diào)節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。 [過渡]：接下來，我們再來看看實例二。 [資料分析]：蘇州——江南水鄉(xiāng)，小橋流水人家。話說乾隆下江南時，就到了我們蘇州。水鄉(xiāng)人上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，可是即便如此，水仍然很清澈。這番景象讓乾隆大為驚奇?？墒?，他也發(fā)現(xiàn)蘇州虎丘外圍的河流被眾多染坊流出的廢水污染得骯臟不堪、臭氣熏天，他親自過問，追查此事。蘇州官衙立即頒發(fā)了布告，嚴(yán)禁商賈平民在虎丘一帶開設(shè)染坊，迫于官府的法令，虎丘一帶原有的數(shù)十家染坊不得不搬遷至遠(yuǎn)離虎丘的蘇州遠(yuǎn)郊，從此后虎丘重現(xiàn)綠水青山。 [思考討論]： 水鄉(xiāng)人在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣，河水為何仍能保持清澈？ [回答]：河流受到輕微的污染時，能通過物理沉降、化學(xué)分解和微生物的分解，很快消除污染。 [歸納概念]：這說明生態(tài)系統(tǒng)在受到外界輕度干擾時，具有抵抗外界干擾并使自身結(jié)構(gòu)和功能保持原狀的能力，我們把生態(tài)系統(tǒng)的這種能力，稱之為抵抗力穩(wěn)定性。 [屏幕出示]：抵抗力穩(wěn)定性：生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結(jié)構(gòu)與功能保持原狀的能力。 虎丘外圍的河流在染坊廢水的污染下，還能保持穩(wěn)定性嗎？這又說明了什么問題？ [回答]：不能，這說明一個生態(tài)系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)能力是有一定限度的，如果外界因素的干擾超過了這個限度，生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定狀態(tài)就會遭到破壞。 染坊停止排污后，虎丘外圍的河流出現(xiàn)了什么變化，這說明了什么？ [回答]：有恢復(fù)了原狀。說明外界因素的干擾消除后，生態(tài)系統(tǒng)具有重建穩(wěn)態(tài)的能力。 [歸納概念]：我們把生態(tài)系統(tǒng)在遭到外界干擾因素的破壞后恢復(fù)到原狀的能力，叫做恢復(fù)力穩(wěn)定性。 [屏幕出示]：恢復(fù)力穩(wěn)定性：生態(tài)系統(tǒng)在遭到外界干擾因素的破壞后恢復(fù)到原狀的能力。 [提問]：抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的兩個重要方面?，F(xiàn)在就請大家分分類，看看剛才列舉的實例中，哪些主要體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)具有抵抗力穩(wěn)定性？哪些又主要體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)具有恢復(fù)力穩(wěn)定性？ [學(xué)生分類]：①②為抵抗力穩(wěn)定性 ③為恢復(fù)力穩(wěn)定性 [提問]：很好，看來大家對這兩個概念把握的不錯。那，你能分別用8個字來概括抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的核心嗎？ [回答]：抵抗力穩(wěn)定性：抵抗干擾、保持原狀 恢復(fù)力穩(wěn)定性：受到破壞、恢復(fù)原狀 [過渡]：不同生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是不同的。 [屏幕展示]：北極苔原生態(tài)系統(tǒng)圖片 [提問]：結(jié)合書上的相關(guān)介紹，你認(rèn)為該生態(tài)系統(tǒng)的生物種類多嗎？營養(yǎng)結(jié)構(gòu)如何？ [回答]：種類稀少，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單。其中生產(chǎn)者主要是地衣，其他生物大都直接或間接地依靠地衣來維持生活。 [提問]：假設(shè)地衣大面積死亡，將產(chǎn)生什么結(jié)果？ [回答]：整個生態(tài)系統(tǒng)就會崩潰。 [提問]：由此可見，該生態(tài)系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)能力如何？抵抗力穩(wěn)定性又如何？ [回答]：自動調(diào)節(jié)能力小，抵抗力穩(wěn)定性低。 [師生共同歸納]：看來，一個生態(tài)系統(tǒng)的生物種類越少，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡單，自我調(diào)節(jié)能力越小，抵抗力穩(wěn)定性越低。 [屏幕展示]：熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)圖片 [提問]：你能以相同的方式，歸納一下熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的情況嗎？ [回答]：與北極苔原生態(tài)系統(tǒng)相比，熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的生物種類多，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自我調(diào)節(jié)能力大，抵抗力穩(wěn)定性高。 [提問]：熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的生物種類多，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是眾所周知的事實。但，為什么說它的自我調(diào)節(jié)能力大，抵抗力穩(wěn)定性高呢？ [回答]：熱帶雨林中，動植物種類繁多，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，假如其中的某種植食性動物大量減少，它在食物網(wǎng)中的位置還可以由這個營養(yǎng)級的多種生物來代替，整個生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能仍然能夠維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)。 [提問]：沒錯。如果將兩個生態(tài)系統(tǒng)放在一起比較，顯然北極苔原生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性低，熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性高。那么，恢復(fù)力穩(wěn)定性又是誰高誰低呢？為什么？ [回答]：要點①生態(tài)系統(tǒng)在受到不同程度的破壞后，其恢復(fù)速度與恢復(fù)時間是不一樣的。②一般情況下，生態(tài)系統(tǒng)的生物種類少，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單，如果遭到破壞，比較容易恢復(fù)。③但是，還要考慮生態(tài)系統(tǒng)所處的環(huán)境條件。如，當(dāng)受到一定強度的破壞后，熱帶雨林由于所處的環(huán)境高溫多雨，氣候適宜，故能夠較快地恢復(fù)；但極地苔原由于寒冷，天氣惡劣而須較長時間才能恢復(fù)。說明熱帶雨林的恢復(fù)力穩(wěn)定性比后者高。 [小結(jié)]：看來，比較恢復(fù)力穩(wěn)定性時，除了考慮營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度外，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單，遭到破壞后比較容易恢復(fù)，還生態(tài)系統(tǒng)所處的環(huán)境條件也是一個重要的考量因素。 [課堂鞏固]：1、比較熱帶雨林和人工林抵抗力穩(wěn)定性的高低？ 2、比較同等強度干擾下，草原生態(tài)系統(tǒng)和沙漠生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性的高低？ [過渡]：大家掌握的不錯。通過今天的學(xué)習(xí)，我們知道了生態(tài)系統(tǒng)具有保持和恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定的能力。可是，這種能力也是有限的。如今，我們的生態(tài)系統(tǒng)怎么樣了呢？ [視頻播放]：人類亂砍濫伐、濫捕亂殺的視頻 [講述]：視頻中的畫面給大家留下了深刻的印象，看來提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性勢在必行。 [提問]：思考:如果你是環(huán)保局長，將采取什么措施來提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性？ [回答]：各抒己見。 [小結(jié)]：措施：1.控制對生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度,對生態(tài)系統(tǒng)的利用應(yīng)該適度,不應(yīng)超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。 2.對人類利用強度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)實施相應(yīng)的物質(zhì)、能量投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。 [過渡]：為了進(jìn)一步加深對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的了解，我們可以自制生態(tài)瓶,觀察其穩(wěn)定性。 [實驗設(shè)計]：設(shè)計制作生態(tài)瓶,觀察其穩(wěn)定性 （引導(dǎo)學(xué)生在課后動手開展） 目標(biāo)：通過動手自制小型生態(tài)瓶，認(rèn)真觀察記錄這一人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 實驗材料:灌頭瓶（透明的飲料瓶等 ），柳條魚，小田螺，小蝦，水草，浮萍，砂土，池塘水足量。 [提問]：凡事預(yù)則利，不預(yù)則廢。我們不妨先來討論一下，如何制作小型生態(tài)瓶，才能使它在較長時間內(nèi)維持相對穩(wěn)定?制作時我們應(yīng)該注意哪些問題？ [學(xué)生討論，最后共同小結(jié)]： 提示步驟：在灌頭瓶或透明的飲料瓶下邊放上沙子，植入水草，裝進(jìn)池塘水（里邊有小型動物和藻類植物）放進(jìn)健康的小魚。最后，封上生態(tài)瓶蓋。 注意： 1.瓶中生物的生活力要強,并且數(shù)量不能過多。 2.生態(tài)瓶要放在有充足陽光照射的地方（如窗臺上）。 3.瓶中水量不能超過容積的4/5。 [拓展延伸]： 1.提出與維持生態(tài)瓶內(nèi)穩(wěn)定性相關(guān)的問題,例如： A.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與生物種類的多少有關(guān)嗎？ B.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與陽光有關(guān)系嗎？ 2.根據(jù)提的問題作出假設(shè) 3.小組討論，設(shè)計探究方案 [結(jié)語]：大家可以把制作好的生態(tài)瓶拍成照片和制作過程中的體會發(fā)給我，我們共同交流。