2019-2020年八年級生物上冊 第23章第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能教案 北師大版.doc

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2019-2020年八年級生物上冊 第23章第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能教案 北師大版 一、教學(xué)目標： 1．了解生態(tài)系統(tǒng)的組成成分及生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，理解生態(tài)系統(tǒng)四種組分的功能地位及相互關(guān)系，理解營養(yǎng)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，掌握營養(yǎng)級的概念以及營養(yǎng)級與食物鏈的關(guān)系。 2．通過指導(dǎo)學(xué)生歸納生態(tài)系統(tǒng)的組成成分及分析生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生分析綜合和推理的思維能力。 3．通過了解生態(tài)系統(tǒng)各組分的相互關(guān)系及食物網(wǎng)，滲透普遍聯(lián)系的辯證觀點的教育；通過了解生態(tài)系統(tǒng)的組成成分，滲透“人是生態(tài)系統(tǒng)中一員”的觀點，從而對學(xué)生進行生態(tài)觀點的教育。 二、重點、難點分析： 1．生態(tài)系統(tǒng)生物功能類群及其地位是本節(jié)的教學(xué)重點，因為： （1）生態(tài)系統(tǒng)的組成可分為非生物部分和生物部分兩大部分，生物成分中，生產(chǎn)者、消費者和分解者，是依據(jù)它們各自代謝類型以及在生態(tài)系統(tǒng)中的功能特征而劃分的。因此，將它們統(tǒng)稱為三大功能類群，它們在生態(tài)系統(tǒng)中的功能和地位各不相同。 （2）三大功能類群之間以及它們與非生物部分之間的關(guān)系，構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)關(guān)系，是研究生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。 （3）三大功能類群之間以及它們與非生物部分之間的聯(lián)系，是滲透普遍聯(lián)系辯證觀點的教育素材，人作為消費者的一員，是滲透“人是生態(tài)系統(tǒng)中一員”觀點的教育素材。 2．生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容也是本節(jié)的重點知識，因為： （l）盡管生態(tài)系統(tǒng)的類型多種多樣，范圍有大有小，但它們組分中生產(chǎn)者、消費者與分解者之間的關(guān)系，歸根到底是食物的關(guān)系，也就是吃與被吃的關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各種生物之間的這種復(fù)雜的營養(yǎng)關(guān)系構(gòu)成了食物鏈、食物網(wǎng)，這就是生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。 （2）食物鏈與食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量就是沿著食物鏈（網(wǎng)）的各個營養(yǎng)級而流動的。掌握了有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的知識，就為理解生態(tài)系統(tǒng)的功能等知識打下了必要的基礎(chǔ)。 （3）生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的分析過程，利于培養(yǎng)學(xué)生的分析綜合和推理的思維能力；食物鏈和食物網(wǎng)概念中滲透著普遍聯(lián)系的辯證觀點。 3．食物鏈、食物網(wǎng)、營養(yǎng)級三個概念的區(qū)別和聯(lián)系是本節(jié)的難點知識，因為 （l）食物鏈是生物間單方向的食物聯(lián)結(jié)，食物網(wǎng)是生物間多方向的食物聯(lián)結(jié)，而營養(yǎng)級是食物鏈上同一環(huán)節(jié)上所有生物的總和，所以有的生物會占有不同的營養(yǎng)級。三個概念之間有相互包容的成分，也有本質(zhì)的不同，要加以區(qū)分。 （2）三個概念在被運用解答新的問題情景時，容易出現(xiàn)混淆，應(yīng)在對食物網(wǎng)中某一生物的營養(yǎng)級分析時加以區(qū)分。 三、教學(xué)內(nèi)容分析： 第2節(jié)是本章教學(xué)的重點內(nèi)容，學(xué)生在了解生態(tài)系統(tǒng)的組成的基礎(chǔ)上，要繼續(xù)了解生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。本節(jié)包括三個部分，首先認識生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，然后了解這種結(jié)構(gòu)具有什么主要功能。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，從感性認識到理性認識，每一部分都安排了分析討論活動。 （1）知識結(jié)構(gòu)： 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)——食物鏈與食物網(wǎng) 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)——碳循環(huán) 生態(tài)系統(tǒng)的功能 教學(xué)過程設(shè)計 一、本課題的參考課時為一課時。 二、教學(xué)思路： 1．首先復(fù)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的概念，把生態(tài)系統(tǒng)的概念與生物群落的概念加以區(qū)分，突出生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能特點，指出生態(tài)系統(tǒng)的研究中心就是它的結(jié)構(gòu)和功能，由此引出生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)課題。并引導(dǎo)學(xué)生分析：研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，首先要研究清楚生態(tài)系統(tǒng)的組成成分，然后還要研究各組成成分之間的聯(lián)系（即營養(yǎng)結(jié)構(gòu)）。 2．學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的成分時，首先結(jié)合教材中一個池塘生態(tài)系統(tǒng)的示意圖，引導(dǎo)學(xué)生觀察分析該生態(tài)系統(tǒng)中的各種無機環(huán)境要素和生物組成，列舉出這些成分；再引導(dǎo)學(xué)生從各成分在生態(tài)系統(tǒng)中的功能的角度對這些成分進行分類，給出生產(chǎn)者、消費者及分解者的名稱。最后以板書的形式總結(jié)歸納出生態(tài)系統(tǒng)的成分（如下）。 3．對于生物成分的教學(xué)，注意引導(dǎo)學(xué)生分析三大功能類群在生態(tài)系統(tǒng)的地位。生產(chǎn)者是生態(tài)系統(tǒng)的主要成分，因為綠色植物固定太陽能，進行初級生產(chǎn)，是消費者和分解者獲得能量的源泉，也是生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的基礎(chǔ)；分解者在生態(tài)系統(tǒng)占有重要地位，因為大約90％的陸地初級生產(chǎn)量都需分解者的分解功能歸還給無機環(huán)境，供生產(chǎn)者再吸收；消費者則不會影響到生態(tài)系統(tǒng)的根本性質(zhì)。 4．對于生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的教學(xué)，可以引導(dǎo)學(xué)生首先從分析生態(tài)系統(tǒng)各成分之間的關(guān)系入手研究，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部最重要的聯(lián)系是生物之間的營養(yǎng)聯(lián)系，由此引出食物鏈的概念，闡明食物鏈是生態(tài)系統(tǒng)中各種生物之間由于食物關(guān)系而形成的一種聯(lián)系。然后引導(dǎo)學(xué)生觀察教材“溫帶草原生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)簡圖”，一方面觀察食物鏈之間彼此相互交錯連結(jié)的復(fù)雜營養(yǎng)關(guān)系，引出食物網(wǎng)的概念，另一方面讓學(xué)生觀察圖中有多少條食物鏈，并列舉出最長及最短的食物鏈，由此來強化對食物鏈和食物網(wǎng)概念的理解。 對于營養(yǎng)級的教學(xué)內(nèi)容，教師引導(dǎo)學(xué)生注意生態(tài)系統(tǒng)的每一條食物鏈都包括幾個環(huán)節(jié)，同一環(huán)節(jié)上所有生物的總和，可作為一個營養(yǎng)級。然后以一條食物鏈為例，分析該食物鏈上各個環(huán)節(jié)的生物屬于哪一營養(yǎng)級；再引入食物網(wǎng)（同上）中判斷某種生物所處的營養(yǎng)級，使學(xué)生認識到有些生物（如雜食、肉食動物）可以同時占有幾個營養(yǎng)級別；同時指出一條食物鏈的營養(yǎng)級一般不超過五個，為后面生態(tài)系統(tǒng)功能的教學(xué)打下一個伏筆。 5．最后總結(jié)指出食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，是生態(tài)系統(tǒng)功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)就是順著這種渠道流動的。教學(xué)結(jié)束后，可以選擇適當(dāng)?shù)姆绞竭M行反饋測試，反饋的方式和題目略。 生態(tài)系統(tǒng)能量流動 生態(tài)系統(tǒng)能量流動的教學(xué)，應(yīng)首先強調(diào)說明能量是一切生命活動的動力，同樣也是生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的動力。然后引導(dǎo)學(xué)生分析生態(tài)系統(tǒng)總的能量來源是什么？再引導(dǎo)學(xué)生分析太陽能是如何輸入生態(tài)系統(tǒng)的？以及能量進入生態(tài)系統(tǒng)后的傳遞、消耗的大致過程怎么樣？由此了解生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概況，為后面的分析奠定基礎(chǔ)。 能量流動過程的教學(xué)，可以通過學(xué)生觀察“生態(tài)系統(tǒng)能量流動（圖解）”來分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程。即能量流動是從綠色植物把太陽能固定在體內(nèi)后開始的（起點）；并沿著食物鏈或食物網(wǎng)的各個營養(yǎng)級傳遞（渠道），最后以呼吸熱形式逸散。這是能量流動的總的過程。 教師還要注意引導(dǎo)學(xué)生對處于同一營養(yǎng)級的生物的能量輸入、利用、輸出作出觀察分析。即消費者通過取食（生產(chǎn)者是通過光合作用）獲得能量，通過呼吸消耗能量用于生命活動（呼吸熱形式逸散），貯存于生物體內(nèi)的能量被下一營養(yǎng)級生物取食獲得，或被分解者分解利用（還是以呼吸熱的形式逸散，只不過是分解者的呼吸熱形式）。這樣就從每一個營養(yǎng)級的“點”上，來理解生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義。 在能量流動的教學(xué)中，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生分析生產(chǎn)者在能量流動過程中的作用，即生產(chǎn)者是消費者和分解者獲得能量的源泉，是生態(tài)系統(tǒng)能量流動的基礎(chǔ)，由此突出生產(chǎn)者在生態(tài)系統(tǒng)中的重要地位。 能量流動特點的教學(xué)，可以在前面對能量流動過程分析的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度獨立分析。從傳遞過程的角度，引導(dǎo)學(xué)生分析能量流動的起點（生產(chǎn)者固定太陽能）、渠道（食物鏈或食物網(wǎng)）和終點（呼吸熱）；從傳遞方向的角度，引導(dǎo)學(xué)生分析由于食物鏈中各個營養(yǎng)級的關(guān)系不能逆轉(zhuǎn)，以呼吸熱形式選散的能量也不能被生產(chǎn)者再次固定，所以系統(tǒng)內(nèi)的能量流動是單向的；從傳遞數(shù)量的角度，引導(dǎo)學(xué)生分析由于各個營養(yǎng)級的生物本身生命活動要消耗能量，生物遺體、遺物內(nèi)含能量等，所以只有一部分能量沿著食物鏈的營養(yǎng)級依次傳遞；從傳遞效率的角度，引導(dǎo)學(xué)生分析由于各個營養(yǎng)級流動能量的損失（原因由學(xué)生自己分析），能量傳遞效率約為10％～20％。 能量金字塔的教學(xué)，可以從引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)分析能量流動的特點引出。即沿著食物鏈的各個營養(yǎng)級呈單方向流動的能量，每經(jīng)過一個營養(yǎng)級大致降低一個數(shù)量級，營養(yǎng)級別越高，能量傳遞比例則越低，這是各種生態(tài)系統(tǒng)能量流動的共同規(guī)律。這種能量流動的傳遞效率可以用一種方式形象地表示出來——能量金字塔。然后具體指出能量金字塔是用各個營養(yǎng)級能量數(shù)值繪制成的。再用“某一個湖的能量金字塔”的圖解具體說明能量金字塔的表示方法和意義。 最后引導(dǎo)學(xué)生分析研究能量流動的主要目的是什么——為人類自身服務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生分析認識到：通過調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)能量流動關(guān)系的方式，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧＝處熆梢砸龑?dǎo)學(xué)生列舉實例或教師自己列舉實例具體說明調(diào)整能量流動方向以更好地為人類服務(wù)。 生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán) 生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的教學(xué)，首先是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的概念教學(xué) 碳循環(huán)是生物圈內(nèi)基本的物質(zhì)循環(huán)之一，教師通過指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)碳循環(huán)來了解生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程。碳循環(huán)的教學(xué)應(yīng)加強直觀性，可以利用教材上“碳的循環(huán)”圖解來進行，即引導(dǎo)學(xué)生觀察“碳的循環(huán)”圖解，教師提出一系列的問題要學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上進行解答。 首先讓學(xué)生分析碳在生物圈中的存在部位和存在形式，注意引導(dǎo)學(xué)生從無機環(huán)境和生物群落兩個部位找出碳的存在形式。 然后讓學(xué)生分析碳在無機環(huán)境與生物群落之間的循環(huán)，要求答出循環(huán)的物質(zhì)形式是二氧化碳，從無機環(huán)境進入生物群落是通過生產(chǎn)者的光合作用，從生物群落進入無機環(huán)境主要是通過生物的呼吸作用（包括生產(chǎn)者、消費者、分解者的呼吸作用），此外還以化石燃料的形式儲藏于地層中或化石燃料的燃燒。 之后讓學(xué)生分析碳在生物群落之間的運動，從生產(chǎn)者到消費者，從生產(chǎn)者、消費者到分解者，應(yīng)讓學(xué)生分析出碳在生物群落之間的運動是沿著食物鏈或食物網(wǎng)進行的。最后教師可以以黑板板圖的形式畫出碳循環(huán)的圖解。 本課題教學(xué)中應(yīng)注意的問題： 1．注意教學(xué)內(nèi)容的嚴謹性。本節(jié)教學(xué)中，有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的基本知識很多，如生態(tài)系統(tǒng)的成分、食物鏈、食物網(wǎng)、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)等，要求學(xué)生準確地把握，因此教學(xué)中，不僅要注意教學(xué)語言的科學(xué)、嚴密，而且要注意概念講解和分析時的準確、科學(xué)，使得學(xué)生有明確、正確的理解。 2．注意教學(xué)內(nèi)容的開放性。生態(tài)系統(tǒng)本身就是豐富多樣的，生態(tài)系統(tǒng)也是多種多樣的，教學(xué)中教師要引導(dǎo)學(xué)生放開視野，從整體上把握生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，尤其注意把“人自身”引入生態(tài)系統(tǒng)，不但為生態(tài)系統(tǒng)研究的意義奠定基礎(chǔ)，也為正確認識人與自然界的關(guān)系奠定基礎(chǔ)。從另一方面來說，一個生態(tài)系統(tǒng)必須是開放的，與外界有物質(zhì)、能量、信息的交流，才有活力，才能發(fā)展，讓學(xué)生明確生態(tài)系統(tǒng)是開放的動態(tài)的。 3．注意本節(jié)課題教學(xué)的實踐性，有條件的要組織學(xué)生調(diào)查周圍環(huán)境，如校園、野外、公園等處的生態(tài)系統(tǒng)的成分和結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生通過實踐活動學(xué)到知識，受到能力的培養(yǎng)和觀點的教育。 小資料 食物鏈與食物網(wǎng)舉例： 1．達爾文在著名的《物種起源》一書中講了一個饒有興趣的“貓與牛”的故事。英國的牛主要靠優(yōu)質(zhì)的紅三葉草為飼料，而紅三葉草的興衰與給它傳粉的丸花蜂有很大關(guān)系。奇妙的是，丸花蜂的多少，又決定于田鼠的數(shù)量，因為田鼠吃蜂房和蜂幼蟲，田鼠勢旺丸花蜂便衰敗。而貓吃田鼠，貓多了，田鼠就少了，丸花蜂就多了，紅三葉草就興盛了，牛就養(yǎng)壯了。有趣的是當(dāng)時英國海軍的主要食品是牛肉罐頭，看起來，英國海軍的強大，貓應(yīng)立一功。一切生物處于普遍聯(lián)系之中，這是辯證法最基本的觀點，表面看起來不相關(guān)的生物卻盛衰依存，禍福倚伏。 2.食物鏈的理論是美國生態(tài)學(xué)家林德曼在 1942年首先提出的。他曾描述了這樣一個場景。這是一個風(fēng)和日麗的春天，一只彩蝶翩翩飛來落在鮮花上津津有味地吮吸花蜜，冷不防背后劃過一道綠色刀影，轉(zhuǎn)眼之間，蝴蝶已在螳螂的綠色大刀下奄奄一息。螳螂正要品嘗美餐，蛤蟆出其不意地吐射長舌，一下子把它卷入口中。蛤蟆還沒來得及吞咽螳螂，悄悄爬到近旁的長蛇猛地一竄，準確無誤地一口咬住蛤蟆。正在這時，盤旋在天空中的鷹一個猛子扎下去用利爪緊緊攫住蛇。在大自然里，這只是一個很普通的場面。 生物金字塔： 大草原上草叢一望無際，各種各樣的昆蟲隨處可見，無需查數(shù)，鳥雀要比昆蟲少，鷹比鳥雀少得多。食物鏈的營養(yǎng)級從低到高，生物數(shù)量越來越少。英國生態(tài)學(xué)家查爾斯研究了這種現(xiàn)象后，提出了生物金字塔的概念。下面是生物金字塔的例子。 1．生物數(shù)目金字塔：人們對一片草地上草牧鏈的所有生物成員作了統(tǒng)計： 生產(chǎn)者 （野草） 5842 424株； 消費者I（草原動物、昆蟲）708 624只； 消費者Ⅱ（肉食動物、吃昆蟲的小鳥） 354 904只； 消費者Ⅲ（肉食動物、吃小鳥的鷹）3只。 2．生物量金字塔：人們對一片海域中生態(tài)系統(tǒng)作了統(tǒng)計： 生產(chǎn)者（大葉藻） 4 800萬噸； 消費者 I（吃大葉藻的小魚蝦）1200萬噸； 消費者Ⅱ（吃小魚蝦的大魚）17萬噸； 消費者Ⅲ（吃大魚的魚）3萬噸。 3．生物能量金字塔：在某一生態(tài)系統(tǒng)1平方米的面積上： 生產(chǎn)者（植物）凈生產(chǎn)的能量是36 922千焦； 消費者I（草食動物）凈生產(chǎn)的能量是6 178千焦； 消費者Ⅱ（肉食動物）凈生產(chǎn)的能量是280千焦； 消費者Ⅲ（肉食動物）凈生產(chǎn)的能量是25千焦。