第1節 生態環境和生物圈
一、教學目標
1.舉例說明什么是生態系統。
2.討論某一生態系統的結構。
3.嘗試建構生態系統的結構模型。
二、教學重點和難點
1.教學重點
討論生態系統的結構。
2.教學難點
說明生態系統是一個整體。
三、教學設想
學生對“生態系統”一詞并不陌生，對其最基本的內涵通過初中生物課的學習已有初步的了解。生態系統的概念是形成生態學思想的基礎，本章是圍繞著剖析生態系統概念的實質展開的。因此，在教學中要突出生態系統內各組分的相互聯系與相互作用、有序與和諧、多樣與復雜等。要從培養學生的生態學思想的角度，制定教學策略。
本節可以結合“思考與討論”中的素材，討論“你認為什么是生態系統”的話題。讓學生根據自己對生態系統的理解，列舉五個生態系統的實例，并列出生態系統的判斷要點。學生之間相互交換作業，并對同伴的作業作出評判。
四、教學過程
生物在生命活動中要從環境中不斷地攝取物質和能量，因而受到環境的限制，同時生物的生命活動又能不斷地影響和改變環境。這說明生物與環境是一個統一的整體。研究生物與生物之間以及生物與環境之間相互關系的科學叫生態學。那么，環境對生物的影響有什么規律呢？
在學生討論的基礎上，教師以池塘生態系統為例，進一步分析“思考與討論”中提出的問題。有條件的學校，教師可制作若干個不同控制條件的“生態缸”，讓學生觀察各個生態缸中的狀況，增加感性認識。問題7是讓學生嘗試建構生態系統的結構模型，這是本節的教學目標之一。生態系統中各種生物和非生物成分繁多且關系復雜，無法逐個研究它們在生態系統中的結構和功能，所以引入了生產者、消費者和分解者的概念，將營養功能相同的生物類群看成一個整體結構，研究其中的物質與能量變化、信息傳遞，使研究問題得到簡化。這是一種系統科學的研究方法，在其他宏觀研究中也常常要應用這種方法。
生態系統的結構包括兩方面的內容：生態系統的'成分，食物鏈和食物網。大多數學生在討論了問題1~5后，應當能達成這一教學目標。對此，教師可進一步提出本節“問題探討”中的素材，讓學生演練，使學生對生態系統具有一定的結構有一定認識。
生物群落與其無機環境之間的關系不是靜止的，而是處于動態的變化之中：能量在其中流動，物質在其中循環，信息在其中傳遞，多種多樣的生物及其與環境之間構建起了動態平衡的關系。
一、環境、環境因子與生態因子的概念及關系
環境是指某一特定生物體或生物群體以外的空間及直接、間接影響該生物體或生物群體生存的一切事物的總和。生物的環境因子是指生物體周圍直接或間接地影響生物生存的全部因素。生態因子是指環境中影響生物的形態、生理、行為和分布的因素，如光、溫度、水分、空氣等。而海拔高度、水域深度等因素則只屬于環境因子，因為它們的作用是通過溫度、光照、氣壓等生態因子間接地體現出來的，它們本身對生物沒有直接影響。
二、謝爾福德耐受性定律
謝爾福德耐受性定律表明，每一種生物對每一個生態因子都有一個耐受的上限和下限，上、下限之間的范圍被稱為能耐受范圍（這個范圍又稱為生態幅），而能耐受范圍中又存在著一個最適范圍（又稱最適區），耐受范圍的兩端（即除去最適范圍后所剩的部分）為生理受抑區，若再往外延伸超出能耐受范圍后，則為不能耐受區。
生態系統的空間大小各異，一個池塘、一片草地、一塊農田、一座山林、一條河流等，都可以各自成為一個生態系統。地球上的全部生物及其無機環境構成的生態系統稱為生物圈。在生物圈中，繁衍著各種各樣的生物，每一種生物都生活在各自的特定環境中，它們既利用環境資源滿足了自身生長發育的需要，使種群得到延續，同時，它們自身也是構成環境的重要因素。
通過列舉生態系統的各種類型，啟發學生思考生態系統類型多種多樣，但在結構上具有許多共同點。重點從“生產者、消費者、分解者”之間的關系，闡釋生態系統中各組成成分之間緊密聯系構成一個統一整體，體現一定的結構和功能。
“生態系統是一個統一整體”是教學的難點。在各種類型的生態系統中，都包含有非生物的物質和能量、植物、動物和微生物等組成成分。這些組成成分之間并不是毫無聯系的，而是通過物質和能量的聯系形成一定的結構。
關于“食物鏈與食物網”的教學，教師要向學生說明：群落是生態系統中有生命的部分，群落中生物間的“營養聯系”就是生態系統的“生命線”，其主要形式就是“食物聯系”。接著以教材中的圖示為例，分析生物之間的食物關系，從而建立食物鏈、營養級和食物網的概念。
生態系統的營養結構
生態系統內各要素之間的作用是通過以食物聯系連接的營養結構實現的。營養結構包括食物鏈與食物網。
（1）食物鏈
食物鏈是指生產者所固定的能量和物質，通過一系列取食和被食關系在生態系統中傳遞，各種生物按其食物聯系排列的鏈狀順序。食物鏈上的每一環節，稱為營養階層（營養級）。自然生態系統主要有三種類型的食物鏈。
①牧食食物鏈或捕食食物鏈：是以活的綠色植物為基礎，從食草動物開始的食物鏈，例如，小麥→蚜蟲→瓢蟲→食蟲鳥。
②碎屑食物鏈或分解食物鏈：是以死亡的動植物殘體為基礎，從真菌、細菌和某些土壤動物開始的食物鏈，例如，死亡的動植物殘體→跳蟲、螨類→食蟲昆蟲、蜘蛛→食蟲鳥、小型哺乳動物。
③寄生食物鏈：以活的動植物有機體為基礎，從某些專門營寄生生活的動植物開始的食物鏈，例如，鳥類→跳蚤→鼠疫細菌。
生態系統中的食物鏈不是固定不變的，它不僅在進化歷史上有改變，在短時間內也有改變。動物在個體發育的不同階段里，食物的改變（如蛙）就會引起食物鏈的改變。動物食性的季節性變化也會引起食物鏈的改變。因此，食物鏈往往具有暫時的性質，只有在生物群落組成中成為核心的、數量上占優勢的種類，食物鏈才是比較穩定的。
一般生態系統中的能量在沿著食物鏈的傳遞過程中，從前一環節到后一環節，能量大約要損失90％左右（能量轉化效率大約是10％）。因此，越是處于食物鏈頂端的動物，生物量越小，能量也就越少。處于頂位的肉食動物最少，以致于不可能再有別的動物以它們為食，因為從它們身上所獲得的能量不足以彌補為搜捕它們所消耗的能量。一般說來，能量從太陽開始沿著食物鏈傳遞幾次以后就所剩無幾了，所以食物鏈一般都很短，通常只由4~5個環節構成，很少有超過6個環節的。
（2）食物網
在生態系統中，一種生物不可能固定在一條食物鏈上，而往往同時屬于數條食物鏈。實際上，生態系統中的食物鏈很少單條、孤立地出現（除非食性是專一的），它們往往相互交叉，形成復雜的網絡式結構，即食物網。食物網形象地反映了生態系統內各生物有機體間的營養位置和相互關系，生物正是通過食物網發生直接和間接的聯系，保持著生態系統結構和功能的相對穩定。
五、教后感: 一般地說，具有復雜食物網的生態系統，一種生物的消失不致引起整個生態系統的失調，但食物網簡單的系統，尤其是在生態系統功能上起關鍵作用的種，一旦消失或遭受嚴重破壞，就可能引起這個系統的劇烈變動。教育學生要有環保意識,自覺保持環境。
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