人教版高中生物必修3示范教案第五章：第五章生态系统及其稳定性(必修三).pdf

1 第 5 章生态系统及其稳定性 5.1 生态系统的结构 一、教材分析 本节是高中生物必修三第5 章生态系统及其稳定性第一节。在教材中具有承上启下的作用。一方 面，加深对种群、群落内容的理解，另一方面是生态系统的能量流动、物质循环、信息传递、生态系统的 稳定性内容的基础。而通过本节的学习对培养学生系统分析的方法，建构模型的学习方法有积极意义，是 高中生物教学的重要内容之一。 二、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。 三、教学重点、难点及解决方法 1、教学重点及解决方法 教学重点 讨论某一生态系统的结构。 解决方法 结合教材中池塘生态系统的图解，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。 群落中生物之间的“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”。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。 解决方法 在各种类型的生态系统中，都包括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。 四、课时安排 1 课时。 五、教学方法 启发式、讲解法。教具准备：相关图片、资料。 六、学生活动 1、问题探讨、思考与讨论。 2、阅读教材。 七、教学程序 （一）明确目标 （二）重点、难点的学习与目标完成过程 导入：从群落的演替可以看出，一定区域内无机环境的状况，决定了哪些生物能够在这一区域定居和 繁衍；生物群落的存在又改变着无机环境。在环境条件大体相同的地方，群落的外貌和结构往往也相近或 相似。这些都说明生物群落与无机环境有着密不可分的联系。 生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。生态系统就是在一定的时间和 空间内， 在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而相互作用的一个自然系统。 生态系统有一定的范围，它的范围可大可小，地球上最大的生态系统是生物圈，它包括地球上的全部 生物及其无机环境。生态系统概论的内涵有四个方面：空间和时间界限；系统的基本组成；系统的基本功 能；系统在功能上统一的结构基础和发展趋势。 生态系统类型众多，分类如下： 2 我们研究生态系统的中心就是它的结构和功能，而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。 学生阅读教材P89 91 相关内容，投影池塘生态系统图解，食物链和食物网图解，设置下列问题： 1、这个生态系统中有哪些生物？尽可能多地列出它们的名称。 2、分析这些生物之间的食物联系，你能画出多少条食物链？与其他同学画出的食物链进行比较，分 析各自画出的食物链是否需要修改，共同完成该生态系统的食物链和食物网。 3、这个生态系统中，在食物链之外还有哪些成分？它们对这个生态系统来说是不可缺少的吗？为什 么？ 4、每一个生物体的生存都离不开物质和能量。这些生物都是怎样获得物质和能量的？不同种类的生 物获取物质和能量的途径一样吗？ 5、按照不同种类生物的营养方式和它们在生态系统中的作用，将生物进行归类。 6、联想其他生态系统的组成，对其中的生物是否也能做相同的归类？ 教师归纳总结 1、生态系统的组成成分 非生物的物质和能量：阳光、热能、水、空气、无机盐等 生态系统生产者：自养生物，主要是绿色植物 消费者：动物，包括植食性动物、肉食性运动、杂食性动物和寄生动物等。 分解者：能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌。 2、生态系统中各成分之间的关系 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，使生态系统成为一个统一整 体。 3、在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系，叫做食物链；在一个生态系统中，许 3 多食物链彼此相互交错连结的复杂的营养关系，叫做食物网。 食物链生物绿色植物植食动物小型肉食动物大型肉食动物 在生态系统中的成分生产者初级消费者次级消费者三级消费者 营养级别第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级 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”就是生态系统中的“生命线”，其主 要形式就是“食物联系”。食物链中只有生产者消费者两种成分；食物链中的捕食关系是长期自然选择形 成的，不会倒转；某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表生物个体，也不一定是某个种 群；各种动物所处的营养级并不是一成不变的；一条食物链的营养级一般不超过五个；食物网中的同一生 物从不同食物链分析时可以占有不同的营养级；食物网中，两种生物之间的种间关系既可能是捕食，又可 能是竞争关系。 食物链和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就是沿着这种渠道进行的。 错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定的重要条件。如果一条食物链上某种生物减少或消失，它 在食物链上的位置可能会由其它生物来取代。一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就 越强。 （三）总结 生态系统的组成成分和营养结构。 （四）作业布置 教材 P92 练习。 （五）板书设计 第 5 章生态系统及其稳定性 第 1 节 生态系统的结构 一、生态系统的范围 1、生态系统的概念 2、生态系统的范围 3、生态系统的类型 二、生态系统具有一定的结构 1、生态系统的组成成分 非生物的物质和能量：阳光、热能、水、空气、无机盐等 生态系统生产者：自养生物，主要是绿色植物 消费者：动物，包括植食性动物、肉食性运动、杂食性动物和寄生动物等。 分解者：能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌。 2、生产者、消费者、分解者之间的关系 4 3、食物链和食物网 概念 食物链生物绿色植物植食动物小型肉食动物大型肉食动物 在生态系统中的成分生产者初级消费者次级消费者三级消费者 营养级别第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级 特点：食物链和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就是沿着这种渠道进行 的。 注意点 5.2 生态系统的能量流动 一、教材分析 本节内容是人教版必修三“稳态与环境”中第五章第二节的内容。本小节内容包括：“生态系统中能 量流动的过程，能量流动的特点和研究能量流动的意义”三部分。由于生态系统能量的输入、利用、散失 等和必修一“细胞的能量供应和利用”、 “光合作用”、 “呼吸作用”相联系，同时能量作为生态系统内部物 质循环的动力，以及能量流动效率还能直接反映生态系统的稳定性，能量流动相关概念的学习为后续章节 作铺垫，因此本节内容的学习有承上启下的作用。 二、教学目标 1、分析生态系统能量流动的过程和特点。 2、概述研究能量流动的实践意义。 3、尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。 三、教学重点及解决方法 教学重点 生态系统能量流动的过程和特点。 解决方法 借助于某一具体的食物链，让学生分析能量流动的过程。 教师引导学生用数据来分析能量流动的特点，在学生归纳总结的基础上，教师阐述生态系统能量流 动具有的两个特点。 2、教学难点及解决方法 教学难点 同上。 解决方法 同上。 四、课时安排 2 课时。 五、教学方法 讨论法、讲解法。教具准备：图片、课件。 六、学生活动 1、学生讨论、阅读、交流相关内容。 2 、开展调查活动。 七、教学程序 （一）明确目标 （二）重点、难点的学习与目标完成过程 5 第 1 课时 提出问题： 1、在已学过的生物学知识中与能量相关的概念有哪些？ 2、请用概念图的形式，建立这些概念之间的联系。 分析、组织讨论： 1、就一个生物个体（如人）而言，能量是如何输入、储存和散失？ 2、如果考虑一个种群，我们如何研究能量的输入、储存和散失？ 小结： 生态系统存在着：生产者初级消费者次级消费者的营养结构。提出问题：能量是怎样输入生态 系统的？能量流动的渠道是什么？能量流动的过程是怎样的？ 小结：在生态系统中，能量的形式不断转换，如太阳辐射能通过绿色植物的光合作用转变为储存于有 机物化学链中的化学能；动物通过消耗自身体内储存的化学能变成爬、跳、飞、游的机械能。在这些过程 中，能量既不能凭空产生，也不会消灭，只能按严格的当量比例由一种形式转变为另一种形式。因此，对 于生态系统中的能量转换和传递过程，都可以根据热力学第一定律进行定量计算，并列出能量平衡表。 提示：能量在生态系统中的流动，很大部分被各个营养级的生物利用，通过呼吸作用以热的形式散失。 散失到空间的热能不能再回到生态系统参与流动。因为至今尚未发现以热能作为能源合成有机物的生物。 引入：赛达伯格湖的能量流动。 简介林德曼研究的背景，说明定量研究的重要性，并指导学生阅读教材中赛达伯格湖的能量流动图解。 提出问题： 1、请用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出” 整理成一份清单。 2、分析每一营养级上能量的“流入”和“流出”是否平衡。 3、分析流到下一营养级的能量占流入该营养级能量的百分比。 4、流入某一营养级的能量，为什么不能百分之百地流到下一营养级？ 5、通过以上分析，你能总结出什么规律？ 小结：林德曼的研究发现生态系统的能量流动具有两个明显的特点。 引出：能量金字塔。 讨论： “问题探讨”中的素材，引出“研究能量流动的实践意义”。 提出问题：在我国农村，很早以前就已有生态农业的思想，“桑基鱼塘”就是其中的一个例子。这种 方法是：利用桑叶喂蚕，蚕沙（蚕粪）养鱼，鱼塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成了一个良性循环，随着 社会的发展， “桑基鱼塘”也不断改进和完善。 请设计一个改进“桑基鱼塘”的方案，使能量更充分地有效地得到利用。 （三）总结 通过学习生态系统的能量流动，我们知道生态系统必须不断地从外界获取能量。能量是一切生命活动 的动力，是生态系统存在的基础。能量流动维持各个营养级的生命和繁衍，使得一个生态系统得以存在和 发展。 （四）作业布置 教材 P98 练习。 （五）板书设计 第 2 节 生态系统的能量流动 一、生态系统的能量流动的含义及能量流动分析的基本思路 1、生态系统的能量流动的含义 2、分析能量流动的基本思路 二、能量流动的过程 1、起点：从生产者固定太阳能开始 2、数量：流经生态系统的总能量，是生产者所固定的全部太阳能 3、渠道：食物链和食物网 4、过程： 6 三、能量流动的特点 1、单向流动（为什么？） 2、逐级递减（为什么？） 能量呈现金字塔型（生物数量呢？） 四、研究能量流动的实践意义 第 2 课时 复习提问： 1、简述能量流动的过程。2、能量流动有何特点？调查当地农田生态系统中的能量流动情 况 一、目的要求 1、调查当地的农田生态系统，明确它的组成成分。 2、分析农田生态系统中能量流动的情况，并作出评价。 3、对所调查的农田生态系统提出能量流动方面的改进建议。 二、活动建议 农村的同学要进行实地调查，城市的同学可以通过询问亲友、电话访谈、搜集资料、走访农业部门等 方式进行调查。 调查过程中要注意对以下问题进行分析 1、当地农田生态系统中生产者的主体是什么？还有哪些种类的生物是生产者？农民是用什么方法抑 制其他生产者的数量的？ 2、初级消费者有哪些？其中哪些是对农业生产有益的？哪些是有害的？对这些初级消费者，农民分 别采用了哪些措施？ 3、次级消费者有哪些？它们与农作物是什么关系？ 4、养殖动物的饲料来源是怎样的？ 5、农民对作物秸杆是如何处理的？ 6、人们通过什么方式来提高光能利用效率？ 7、怎样才能使该生态系统中的能量得到更充分的利用？ 三、撰写调查报告 整理调查结果，尽可能详尽地画出该农业生态系统的食物链和食物网，写一篇有关农业生态系统能量 流动情况的调查分析报告。 四、交流 就调查报告的主要内容与农民进行交流。农民对你们的建议持什么态度？如果实施你们的建议，他们 有什么现实困难？ 根据和农民沟通交流的情况，对调查报告作进一步修改。 （三）总结 （四）作业布置 1、撰写调查报告。 2、教材 P97 技能训练。 （五）板书设计 调查当地农田生态系统中的能量流动情况 目的要求 活动 7 撰写调查报告 交流 5.3 生态系统的物质循环 一、教材分析 本节内容是人教版必修三“稳态与环境”中第五章第三节的内容。本小节内容包括四部分：一是生态 系统物质循环的概念；二是碳循环； 三是能量流动和物质循环的关系；四是探究“土壤微生物的分解作用”。 本小节内容是“生态系统的结构” “生态系统的能量流动”以及第三章中新陈代谢特别是绿色植物“光 合作用”和“细胞呼吸”等知识的延伸，也为后面学习生态农业的构建奠定基础。 二、教学目标 1、以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。 2、尝试探究土壤微生物的分解作用。 3、说明能量流动和物质循环的关系。 三、教学重点、难点及解决方法 1、教学重点及解决方法 教学重点 分析生态系统中的物质循环。 解决方法 物质循环时时刻刻发生在我们身边, 让学生联系自身感受物质循环的存在。 以碳循环为例，分析物质循环过程。 2、教学难点及解决方法 教学难点 说明能量流动和物质循环的关系。 解决方法 通过讨论，列表比较来学习能量流动和物质循环的关系。 四、课时安排 2 课时。 五、教学方法 探究法、讲解法。教具准备：图、探究材料。 六、学生活动 1、讨论、分析、比较相关问题。 2、完成探究活动。 七、教学程序 明确目标 重点、难点的学习与目标完成过程 第 1 课时 问题探究 引导学生讨论教材P100 的讨论题。同时教师向学生讲清：煤炭、石油等是人类从事现代 工业活动的物质资源，而非生态系统中生命活动所需的物质资源；煤炭、石油等资源是有限的，这些资源 的形成需要相当长的时间，而消耗它们所需的时间却要短得多。 事实上， 物质循环时时刻刻发生在我们身边。呈现教材P101 碳循环模式图， 学生阅读材料P100 101 内容，回答下列问题： 1、什么叫生态系统的物质循环？ 2、物质循环中的物质指的是什么？ 3、这里的生态系统指的是什么生态系统？ 4、物质循环的范围是什么？ 5、物质在何种之间进行循环？ 6、碳在无机环境与生物群落之间物质循环的主要形式是什么？ 7、碳在生物群落内部主要以何种形式传递？ 8、连通物质在生物群落和无机环境之间循环的生态类群是什么？ 9、产生 CO2的途径有哪些？ 10、什么叫温室效应？ 11、产生温室效应的原因有哪些？ 8 12、温室效应会导致什么后果？ 13、如何减轻温室效应？ 14、物质循环有何特点？ 教师总结。 能量流动和物质物质循环是生态系统的两大功能，二者有何关系呢？ 1、区别 能量流动物质循环 形式主要以有机物形式流动在生物群落和无机环境之间以无机物形式循环，在群落 内部主要以有机物形式传递 特点单向流动、逐级递减往复循环、反复利用 范围各种生态系统都可进行生物圈（全球性） 2、联系：两者同时进行，相互依存，不可分割。 能量流动不能离开物质循环而单独进行，能量的固定、 储存、转移和释放， 离不开物质合成和分解。 物质是能量的载体，使能量能沿着食物链（网）流动，能量作为动力，使物质能不断地在生物群落 和无机环境之间循环往返。 生态系统中的各种组成部分非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，正是通过能量流 动和物质循环，才紧密联系在一起，形成一个统一的整体的，可以用图解表示如下： （三）总结 生态系统中物质循环的过程，物质循环与能量流动的关系。 （四）作业布置 教材 P104练习。 （五）板书设计 第 3 节 生态系统的物质循环 一、碳循环 1、物质循环的概念 2、碳循环 碳在无机环境与生物群落之间的物质循环主要是以CO2的形式进行的。 循环过程 3、物质循环的特点：具有全球性、反复出现、循环流动 4、温室效应 形成原因 影响 措施 二、能量流动和物质循环的关系 9 1、区别 能量流动物质循环 形式主要以有机物形式流动在生物群落和无机环境之间以无机物形式循环，在群落 内部主要以有机物形式传递 特点单向流动、逐级递减往复循环、反复利用 范围各种生态系统都可进行生物圈（全球性） 2、联系：两者同时进行，相互依存，不可分割。 第 2 课时 复习提问： 1、生态系统中碳循环的过程如何？2、物质循环与能量流动的关系是什么？ 今天我们来探究一下土壤微生物的分解作用。 1、引入探究内容“土壤微生物的分解作用” 由于学生缺乏微生物方面的知识，在指导学生进行该课题的探究时，教师可以先介绍有关知识背景， 比如可以用卡逊寂静的春天中如下一段话： 土壤中最小的有机体可能也是最重要的有机体，是那些肉眼看不见的细菌和丝状真菌。它们有着庞大 的天文学似的统计数学，一茶匙的表层土可以含有亿万个细菌。纵然这些细菌形体细微，但在一英亩肥沃 土壤的一英尺厚的表土中，其细菌总重量可以达到一千磅之多。长得像长线似的放线菌数目比细菌稍微少 一些，然而因为它们形体较大，所以它们在一定数量土壤中的总质量仍和细菌差不多。被称之为藻类的微 小绿色细胞体组成了土壤内极微小的植物生命。 细菌、真菌和藻类是使动、植物腐烂的主要原因，它们将动植物的残体还原为组成它们的无机物。假 若没有这些微小的生物，像碳、氮这些化学元素通过土壤、空气以及生物组织的循环运动是无法进行的。 例如，若没有固氮细菌，虽然植物被含氮的空气“海洋”所包围，但它们仍将难以得到氮素。其他有机体 产生了二氧化碳，并形成碳酸从而促进了岩石的分解。土壤中还有其他的微生物在促成着多种多样的氧化 和还原反应，通过这些反应使铁、锰和硫这样一些矿物质发生转移，并变成植物可吸收的状态。 另外，以惊人数量存在的还有微小的螨类和被称为跃尾虫的没有翅膀的原始昆虫 2、提出问题 让学生结合自己的生活经历，列举土壤微生物分解作用的实例，提出想探究的问题。教师予以启发、 指导。例如，落叶在土壤中能被分解掉，这究竟主要是土壤的物理化学因素的作用，还是土壤中微生物的 作用呢？ 3、作出假设 假设既可以是基于已有的知识或经验作出的解释，也可以是想像或猜测。要鼓励学生大胆提出假设， 通过讨论修正自己的假设。 4、制订计划 首先，要确定实验变量是什么？需要控制的变量有哪些？如何控制这些变量？等等。 其次，要确定探究的地点或场所：在野外？还是在实验室中？ 第三，设计实验方案。教材中提供了两则案例，供学生参考。 5、实施计划 建议本探究以小组的形式进行。 6、结果分析 可以将实验过程和现象列表整理，进行对比分析，得出实验结果。 补充讲解生物富集相关知识 （三）总结 探究的全过程。 （四）作业布置 10 完成实验报告。 （五）板书设计 土壤微生物的分解作用 提出问题 作出假设 制订计划 实施计划 结果分析 表达交流 5.4 生态系统的信息传递 一、教材分析 本节是人教版高中生物选修3 第四章第四节生态系统的信息传递，是生态学新的研究领域，既与细胞 间信息传递，生命活动调节相关教学内容联系比较，同时又能从信息角度对生态系统的整体性、稳定性深 入了解，将信息与物质、能量一样看待起十分重要作用。本节主要是基于对生物现象的描述，学生可通过 分析讨论理解掌握教学内容。按学生学习的循序渐近性（描述现象分析讨论得出结论实践运 用）为教学主线，以求培养，提高学生分析运用能力。 二、教学目标 1、举例说出生态系统中的信息传递。 2、说出信息传递在生态系统中的作用。 3、描述信息传递在农业生产中的应用。 三、教学重点、难点及解决方法 1、教学重点及解决方法 教学重点 说出信息传递在生态系统中的作用。 解决方法 播放一些生物之间信息交流的音像资料，或上网查询相关资料。引导学生分析教材中的四则资料。 2、教学难点及解决方法 教学难点 同上。 解决方法 同上。 四、课时安排 1 课时。 五、教学方法 讨论分析法。教具准备：图片、资料。 六、学生活动 1、组织学生讨论、分析相关资料。 2、阅读教材。 七、教学程序 （一）明确目标 （二）重点、难点的学习与目标完成过程 导入：信息在自然界和人们的日常生活中非常常见，是事物再现的一种普遍形式。在人类社会中，信 息往往以文字、图像、图形、语言、声音等形式出现。在生态系统中，生物之间也存在着信息传递。 问题探讨 教材 P105，引导学生分析讨论题。教师指出：研究生态系统的信息传递是生态学的研究领 域，随着科学技术的发展，人们已经认识到信息与物质、能量一样起着十分重要的作用。 学生阅读教材P105 106 内容，回答下列问题： 1、什么是生态系统中的物理信息？举例说明之。 11 2、什么是生态系统中的化学信息？举例说明之。 3、什么是生态系统中的行为信息？举例说明之。 教师总结归纳：信息传递一般有三个基本环节：信源（信息产生）；信道（信息传输） ；信宿（信息接 收） 。多个信息过程相连就使系统形成信息网，当信息在信息网中不断被转换和传递时，就形成了信息流。 信息只有通过传递才能体现其价值，发挥其作用。 注意：物理信息的来源既可以是无机环境，也可以是生物，只要可以被生物体接收，并传递相关信 息即可。 科学实验表明，昆虫、鱼类以及哺乳类等生物都存在能传递信息的化学物质信息素（外激素）， 它能在生物同种个体之间传递信息，性外激素是信息素的一种。 动物的行为信息丰富多彩，复杂而独特。 外激素一般是由昆虫的体表腺体分泌到体外的一类挥发性物质，作为化学信号来影响和控制同种的 其他个体，使它们反应。由于外激素起着在个体之间传递化学信息的作用，因此也叫信息激素。昆虫外激 素有多种，目前研究较多的是性外激素。 性外激素是成虫（多为雌性成虫）的腹部末端或其他部位的腺体所分泌的一种外激素。性外激素的作 用是引诱同种异性个体前来交尾。人们可根据这种原理来防治有害昆虫。例如：为了消灭大量害虫，可在 昆虫交尾生殖高峰期，多处喷洒性引诱剂，干扰其正常交尾，降低交尾成功率，降低交尾成功率，从而大 大量减少害虫数量。 资料分析 教材 P106 107 生态系统中信息传递的重要性，引导学生分析， 讨论之。教师总结归纳： 1生命活动的正常进行，离不开信息的作用。生物种类的繁衍，也离不开信息的传递。例如：蝙蝠 对周围环境的识别，取食与飞行，几乎完全依赖于声波；有些植物，像莴苣、茄、烟草的种子必须接受某 种波长的光信息，才能萌发生长；自然界中，植物开花需要光信息刺激；许多动物都能在特定时期释放用 于吸引异性的信息素，以完成生殖等等。由此可见，个体的生存与种族的繁衍都离不开信息传递。 2、信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。在生态系统中存在着复杂的营养结构 食物链和食物网，食物链上的相邻物种之间存在着“食”与“被食”的关系，相邻物种的某些个体行 为与种群特征为对方提供了大量的有用信息。例如：在草原上，当草原返青时，“绿色”为食草动物提供 了可以采集的信息；森林中，狼可以依据兔留下的气味去猎捕后者，兔同样也能够根据狼的气味或行为特 征躲避猎捕。 生物间的信息传递是长期进化的结果。 信息传递在农业生产中的应用有两个方面：一是提高生产品或畜产品的产量；二是对有害动物进行控 制。例如，利用光信息调节和控制生物的发育、利用各种昆虫对各种波长的趋光特点进行诱杀（昆虫都有 趋光的特点，但不同昆虫对各种波长的光反应不完全相同，因此可用不同的光来诱杀害虫。另外，各种害 虫活动时间不同，例如，水稻二化螟、三化螟、玉米螟、棉红铃虫、梨小食心虫、小地蚕等，都在22 时 30 分至次日凌晨4 时 30 分活动频繁；草木蛾、桃褐斑夜蛾及葡萄实紫褐夜蛾，都在夜间飞入果园刺吸果 汁，所以夜间点灯诱杀效果好）、养鸡业在给鸡增加营养的基础上延长光照时间可以提高产蛋率等。 教师应当指出，生态系统中存在着精巧的信息传递和联络，但是目前人们只能模糊地认识自然界的这 种“对话”。信息传递是生态学研究的前沿领域之一，随着研究的深入必定会取得更多的成果。 （三）总结 生态系统中信息的种类，信息传递的作用。 （四）作业布置 教材 P108练习。 （五）板书设计 第 4 节 生态系统的信息传递 一、生态系统信息的种类 1、生态系统中信息的种类 1、物理信息 2、化学信息 3、行为信息 二、信息传递在生态系统中的作用 1、生命活动的正常进行，离不开信息的作用；生物种群的繁衍，也离不开信息的传递。 2、信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。 三、信息传递在农业生产中的应用 1、提高农产品或畜产品的产量 2、对有害动物进行控制 12 5.5 生态系统的稳定性 一、教材分析 本节是人教出版社高中生物必修3 第五章生态系统及其稳定性第5 节生态系统的稳定性的内 容，包括生态系统的自我调节能力、抵抗力稳定性与恢复力稳定性、提高生态系统的稳定性等内容。在生 态系统的自我调节能力的内容中包含重要概念负反馈调节。本节内容既涉及前面所学的生态系统相关 部分的知识，又是对教材始终贯穿的精神人与自然和谐发展的终结诠释。目的在于培养人们尊重自然 发展规律，寻求人与自然和谐发展的途径。 二、教学目标 1、阐明生态系统的自我调节能力。 2、举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。 3、简述提高生态系统稳定性的措施。 4、设计并制作生态缸，观察其稳定性。 5、认同生态系统稳定性的重要性，关注人类活动对生态系统稳定性的影响。 三、教学重点、难点及解决方法 1、教学重点及解决方法 教学重点 阐明生态系统的自我调节能力。 解决方法 以具体的实例来说明生物群落内部负反馈调节的存在，进而阐明生态系统的自我调节能力。 2、教学难点及解决方法 教学难点 抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念。 解决方法 通过生态系统的自我调节能力的教学，已为学生理解抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念打 下了伏笔，再借实例说明之。 四、课时安排 2 课时。 五、教学方法 讲解法。教具准备：图片、动画。 六、学生活动 1、问题探讨、思考与讨论。2、设计并制作生态缸。 七、教学程序 （一）明确目标 （二）重点、难点的学习与目标完成过程 第 1 课时 导入： 问题探讨 教材 P109，引导学生从群落的种间关系，生态系统的结构与功能讨论生态系统具有 稳定性；再设问： “人类能否在生物圈之外建造一个适于人类长期生活的生态系统呢？”引出“生物圈2 号”实验，引导学生思考生物圈2 号失败的原因。上述正反两个实例，可以说明自然界中生态具有相对稳 定性，稳定的生态系统对于生物生存至关重要。那么，什么是生态系统的稳定性呢？ 学生阅读教材P109 相关内容。教师指出：只有生态系统发展到一定阶段，它的生产者、消费者和分 解者三大功能类群齐全，能量的输入保持稳定，物质的输入和输出相对平衡时才表现出来。稳定性表现在 结构相对稳定和功能相对稳定上。例如，原始森林生态系统是经过千百年来形成的，尽管其中的生物生生 死死，迁入迁出，无机环境也不断变化，但从某一阶段来看，该系统内各种生物的种类和数量总是大体相 同的。生态系统的稳定性指的是生态系统的一种能力或特性，而不是一种状态。它包括抵抗力稳定性和恢 复力稳定性两个方面。 设问：为什么生态系统具有稳定性？ 学生阅读教材P109 110 相关内容，动画模拟演示兔种群与植物种群之间的负反馈示意图。设置下 列问题： 1、草原中生活着野兔和狼，由于狼的捕食，野兔数量减少，分析草、野兔、狼的种群数量是如何逐 步达到稳定的？ 2、为什么森林中害虫数量不会持续大幅度增长？ 13 3、适度捕捞后，池塘中鱼的种群数量为什么不会减少？ 4、森林局部大火过后，为什么植株能较快生长？ 5、生态系统的自我调节能力是无限的吗？ 教师总结归纳。 学生阅读教材P110 111 相关内容，思考回答下列问题： 1、什么是抵抗力稳定性和恢复力稳定性？ 2、抵抗力稳定性和恢复力稳定性的核心分别是什么？ 3、草原、北极苔原、森林生态系统，抵抗力稳定性谁强谁弱？恢复力稳定性谁高谁低？ 4、抵抗力稳定性与生态系统自身的组分和营养结构关系如何？恢复力稳定性呢？ 5、抵抗力稳定性与恢复力稳定性关系如何？ 教师总结归纳： “抵抗力稳定性”要强调其核心是“抵抗干扰，保持原状”。 “干扰”是指破坏稳定状 态的外界因素； “保持”是指与干扰同时表现的系统内在的自动调节能力。“恢复力稳定性”要强调其核心 是“遭到破坏，恢复原状”。 “破坏”是指受外界因素影响使生态系统较远地偏离了原来的稳定范围；“恢 复”是指外界因素消除了，生态系统重新建立稳定状态。 1、自动调节能力取决于生态系统自身的净化作用和完善的营养结构。净化作用包括物理沉降、化学 分解和微生物的分解三个方面，它是河流生态系统抵抗环境污染的有效途径。 完善的营养结构使生态系统具有一种反馈调节机制，进而抵抗外界干扰，维持自身稳定。反馈调节 是生态系统自动调节能力的基础，如在森林中，当害虫数量增加时，食虫鸟类由于食物丰富，数量也会 增加，害虫种群数量增加时，食虫鸟类由于食物丰富，数量也会增加，害虫种群的增长就会受到抑制。 生态系统的自动调节主要依靠群落内种间关系（主要是捕食）和种群内的种内斗争而实现的。 2、自动调节能力与生态系统成分和营养结构的关系 生态系统的自动调节能力与其自身的成分和营养结构成正比。一般来说，生态系统的成分越单纯，营 养结构越简单，自动调节能力就越小，反之就越大。 3、生态系统的自动调节能力与抵抗力稳定性的关系 生态系统抵抗力稳定性的强弱取决于自动调节能力的大小，它们之间呈正相关，即生态系统的抵抗力 稳定性与其自身的成分和营养结构的复杂程度成正比关系。 4、生态系统的自动调节能力与恢复力稳定性的关系 生态系统的自动调节能力是有限度的，当外界干扰超过了这一限度时，生态系统原有的稳定性遭到破 坏，抵抗力稳定性不能发挥作用于，恢复力稳定性得以充分体现，最终使其恢复接近原状或代之以另一全 新的生态系统，并且重新具备抵抗力稳定性，又表现出自动调节能力。 一方面，不同的生态系统表现出的稳定性是不一样的；另一方面，生态系统的稳定性也取决于外界因 素的影响程度。 我们如何提高生态系统的稳定性呢？ 学生阅读教材P111相关内容。 教师指出：自然生态系统是人类生存的基本环境；人类活动的干扰正在全球范围内使生态系统偏离状 态；人类生存与发展的命运就掌握在自己手中，但又受到自然规律的制约。 （三）总结 生态系统的自我调节能力，抵抗力稳定性和恢复力稳定性。 （四）作业布置 教材 P112练习。 （五）板书设计 第 5 节 生态系统的稳定性 一、生态系统稳定性的概念和自我调节能力 1、生态系统稳定性 2、反馈调节 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 概念 1、抵抗力稳定性原因 规律 2、恢复力稳定性 3、二者的关系 三、提高生态系统的稳定性 第 2 课时 一、目的要求 14 设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性。 二、基本原理 生态系统的稳定性与它的物种组成，营养结构和非生物因素等有密切的关系。在有限的空间内，依据 生态系统原理将生态系统具有的基本成分进行组织，设计时考虑系统内不同营养级生物之间的合适比例， 构建一个正常运转的人工微生态系统是可能的，将少量的植物 （如浮萍、 水草、蕨类植物和一些低矮杂草、 仙人掌、仙人球等） ，以这些植物为食的动物（如蚯蚓、蜗牛、小乌龟等）和微生物（如花土中的微生物 等）和非生物的物质和能量（如阳光、花土、沙土、水分、矿物质、二氧化碳、含氮有机物等）放在一个 玻璃缸（大小约：100cm ×70cm ×50cm）内，密封，就形成了一个人工模拟的微生态系统生态缸。 在生态缸的生态系统中，浮萍、水草、蕨类植物、杂草、仙人掌、仙人球等植物能在光照下进行光合 作用，释放O2，除供自身呼吸以外，还可供蚯蚓、蜗牛、小乌龟等动物的呼吸。同时还给这些动物提供了 食物。植物的残枝落叶和动物的粪便被其中的微生物分解，分解产物又可作为生产者的养料。植物、动物 和微生物呼吸放出的CO2，也为植物进行光合作用提供了原料。 由此可以看出，在生态缸中，由于既有生产者，消费者和分解者，又有非生物的物质和能量，既有物 质循环又有能量流动，因此该生态缸能保持较长时间的相对稳定。 三、实验材料 蚯蚓 8 10 条，蜗牛5 7 个，小乌龟2 3 只。 浮萍、水草、蕨类植物和一些低矮杂草，仙人掌或仙人球2 3 株。 玻璃板 4 5m 2，粘胶足量；沙土 8 10kg，含腐殖质较多的花土40 50kg，自来水足量。 四、方法步骤 按 100cm ×70cm×50cm的标准制作生态缸框架。 在生态缸内底部铺垫沙土和花土，花土在下，一边高，一边低；沙土在上，沙土层厚5 10cm 。在 缸内低处倒进水。将收集或购买的动物和植物放在生态缸中，其中浮萍，水草与小乌龟放在水中，仙人掌 或仙人球移值到沙土上，蕨类植物和杂草移植到花土上，蚯蚓与蜗牛也放置在花土上。 封上生态缸盖。将生态缸放置于室内通风光线良好的地方，但要避免阳光直接照射。每一个星期观察 一次生态缸内的生物种类与数量的变化，并且进行记录。 生态缸可制作成封闭型，也可制作成开放型（即不加盖）。前者对生态系统的基本成分及其比例有 着更严格的要求。 生态缸中放置的生物学必须具有较强的生活力，放置的生物数量要合适。 为了使生态缸内的沙土保持干燥，可在沙土下铺垫一张塑料布，以防止缸中水（气）渗透上来。 生态缸制作完毕后，应该贴上标签，在上面写上制作者的姓名与制作日期。 五、观察记录 让学生设计一份观察记录表，内容包括植物、动物的生活情况，水质情况（由颜色变化进行判别） 及基质变化等。 定期观察，同时做好观察记录。 如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时生态缸系统的稳定性已破坏，记录下发现的时间。 依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。 六、结果和结论 根据观察结果完成实验报告。 （三）总结 制作生态缸的要点。 （四）作业布置 教材 P114技能训练和教材P115 自我检测。 （五）板书设计 设计并制作生态缸，观察其稳定性 目的要求 基本原理 实验材料 方法步骤 观察记录 15 结果和结论