第3章 生态系统及其稳定性 第1节 生态系统的结构教案
一、教材分析
本节内容主要包括生态系统的概念和类型、生态系统的结构。课程标准与本节对应的“内容要求”是：阐明生态系统由生产者、消费者和分解者等生物因素以及阳光、空气、水等非生物因素组成，各组分紧密联系使生态系统成为具有一定结构和功能的统一体；讨论某一生态系统中生产者和消费者通过食物链和食物网联系在一起形成复杂的营养结构；分析特定生态系统的生物与非生物因素决定其营养结构。生态系统是比种群、群落更高层次的生命系统，以对种群、群落两个层次的生命系统的理解为基础。侧重生物与生物之间、生物与非生物之间通过营养而发生的有机联系，让学生真正理解“系统”的含义，为后续学习生态系统的功能及其稳定性奠定基础。本节内容还重视构建概念模型的方法，如“思考·讨论”引导学生画出概念模型，这样有助于学生理解较为抽象的概念。另外，本节还通过“科学·技术·社会”讲述了黄石公园灭狼和引狼入园的故事，引导学生思考生态系统具有自身规律，人类应该尊重生态规律，帮助学生树立保护环境的生态意识。
二、学情分析
学生学习生态系统的有关概念已有两年多的时间，记忆模糊但有印象；在第四章学习了群落的概念，有了一定的基础；以上因素更容易使学生产生轻视的念头，故在教师授课时更要讲究教学方法、创设情境，提高学生的学习兴趣。
三、教学目标和素养目标
生命观念：
（1）描述生态系统的概念，举例说明生态系统的范围、类型。
（2）举例说出生态系统的成分，阐明生态系统各成分之间的相互关系。
科学思维：通过指导学生归纳生态系统的组成成分，培养学生分析综合和推理的思维能力；
科学探究：尝试构建生态系统的结构模型，培养学生科学探究能力。
社会责任：认同生态系统是一个生物与环境组成的统一整体，生物影响环境，环境决定了什么样的生物。认同保护环境的重要性。
四、教学重点、难点
1、重点：分析生态系统的组成成分和营养结构。
2、难点：说明生态系统是一个整体，构建生态系统的结构模型。
五、教学方法
讲授式教学法 ，探究式教学法
六、教学过程：
教师利用课件展示教材48页的“问题·探讨”，讨论提出的问题：
1.大豆与其他生物之间存在什么关系
答：大豆与根瘤菌之间是互利共生关系，大豆与稗草、苘麻、鸭跖草等之间是种间竞争关系，大豆与大豆蚜之间是捕食关系。
2.大豆根系会给土壤带来哪些变化？
答：大豆的根会吸收土壤中的水和无机盐，使土壤的水和无机盐减少；大豆根的呼吸作用会增加土壤中CO2的含量；大豆与根瘤菌互利共生固氮，会增加土壤中氮的含量；死亡和脱落的大豆根，会增加土壤中有机物的含量。
3.根据以上讨论结果，请用一句话概括生物与环境的关系
答：生物与环境相互依赖、相互影响。生物与环境是统一的整体。（生物能适应和影响环境）
一、生态系统的范围
【教师】大豆田是一个生态系统吗？什么是生态系统？
1、概念：在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体，叫作生态系统。
注意: 
2、生态系统的范围：
生态系统的空间范围有大有小。如：一个生态瓶、一块农田、一个池塘、一个湖泊、一片森林等，都可以各自成为一个生态系统。地球上最大的生态系统是生物圈，包括地球上的全部生物及其非生物环境的总和。
3、生态系统的类型
【任务一】分析生态系统的组成成分
【教师】生态系统具有一定的结构，要想分析生态系统的结构，首先要分析生态系统有哪些组成成分，以及各组分之间的关系。请阅读教材p49，分析某荒漠生态系统和某池塘生态系统的组成成分以及各组分之间的联系。
生态系统1 某荒漠生态系统
在我国西北半干旱区，豆科植物柠条常被用来进行人工固沙。柠条扎根于沙粒间，顽强生长形成灌丛。在某沙化地区合理种植柠条之后，群落内物种丰富度逐渐增加并趋于稳定。群落中有地锦、胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿等植物。还分布着多种动物，其中，植食性的有蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂等；肉食性昆虫或其他小动物有姬蜂、步甲、园蛛、蜈蚣等。在柠条根系周围的土壤中，生活着难以计数的真菌、细菌、放线菌。群落处于稳定状态时，群落所栖居的土壤表层含水量增加，土壤养分也在改善。
生态系统2 某池塘生态系统
1．这两个生态系统中有哪些生物？尽可能多地列出它们的名称。
2.在上述生态系统中，在上述生态系统中，生物之外还存在哪些成分？它们对生态系统来说是不可缺少的吗？为什么？
答：还有非生物的物质和能量。它们对生态系统来说是不可或缺的。物质和能量是生命活动存在的最基本条件，生命活动本质上也是物质和能量的变化。非生物物质还是生物赖以生存的环境成分。
3、每个生物体的生存都离不开物质和能量。这些生物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？
答：绿色植物通过光合作用将无机物转化为有物，将太阳能转化为化学能。动物通过摄取其他生物获得物质和能量。细菌、真菌等通过分解动植物遗体和动物的排遗物获得物质和能量。不同种类的生物获取物质和能量的途径是不尽相同的。
4.按照不同种类生物的营养方式，以及它们在生态系统中的作用，将上述生态系统中的生物进行归类。
答：可归类为生产者、消费者、分解者
【教师】可以看出，尽管荒漠生态系统和池塘生态系统具有不同种类的生物，但它们具有相似的组成成分，请阅读教材根据生物在生态系统中的作用及归类，自己总结生态系统的组成成分。
【教师】非生物的物质和能量是生态系统的必需成分（基础）。
【教师】非生物的物质和能量分别有哪些？
【学生】非生物的能量：光、热、
非生物的物质：水、空气、无机盐等
【教师】非生物的物质和能量在生态系统中有什么作用？
【学生】为生物提供物质和能量，是生物群落赖以生存和发展的基础。
【教师】生产者是生态系统的基石，生产者一定是自养型生物，自养生物主要是绿色植物 ，还包括 光合细菌和化能合成细菌。
【教师】植物是如何获取物质和能量的？
【学生】通过光合作用制造有机物，将太阳能转化为储存在有机物中稳定的化学能。
【教师】生产者在生态系统中的作用是什么？
【学生】将太阳能转化成化学能，从而可以被生物所利用。
【教师】消费者是生态系统的最活跃的成分，消费者主要是动物，包括 植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等。
【教师】动物是如何获取物质和能量的？
【学生】通过捕食植物或其他动物获得物质和能量。
【教师】消费者在生态系统中作用是什么？
【学生】
① 将有机物转化为无机物，加快生态系统的物质循环；
② 对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用
【教师】分解者是生态系统的物质循环的关键成分，分解者主要是营腐生生活的 细菌 、真菌；其次是营腐生生活的少数动物等。
【教师】真菌和细菌是如何获取物质和能量的？
【学生】通过分解动植物的遗体和动物的排遗物等获得物质和能量。
【教师】分解者在生态系统中作用是什么？
【学生】将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。
总结：生态系统的组成成分
【易错点辨析】
1.植物都是生产者吗？
提示：不是，菟丝子——消费者
2.生产者都是植物吗？
提示：不是，蓝细菌、化能合成作用的细菌（硝化细菌）
3.动物都是消费者吗？
提示：不是，蚯蚓、蜣螂——分解者
4.消费者都是动物吗？
提示：不是，病毒、菟丝子
5.细菌都是分解者吗？
提示：不是，化能合成作用的细菌（硝化细菌）——生产者
6.分解者都是细菌吗？
提示：不是，蚯蚓、蜣螂（动物）；蘑菇（真菌）
【总结】①植物≠生产者，动物≠消费者，细菌≠分解者
【任务二】构建生态系统各成分之间的关系模型
同桌一组，参照一般系统的结构模式图(如图)，在方框内填写有关生态系统的成分，尝试画出生态系统的结构模型。
【思考】
1、非生物环境中的CO2通过什么生理过程进入生物群落中？光合作用
2、生态系统中各生物通过什么生理过程产生CO2？呼吸作用
【任务三】生态系统的营养结构—-食物链和食物网（重点）
【教师】1、食物链：
（1）概念：在生态系统中，各种生物之间由于捕食关系而排列的链状顺序称为食物链。
(2)营养级：食物链中的一个个环节称营养级，它是指处于食物链同一环节上所有生物的总和。不代表个体, 也不一定是某一个种群。
请结合教材图3－3和图3－4以及教材中相关文字，思考回答以下问题：
1．根据材料写出简单的食物链，结合教材信息写出玉米田中的食物链。
2.食物链形成的根本原因是什么？
提示：形成食物链的根本原因是各种生物之间的食物关系。
3.食物链的第一营养级是什么？
提示：生产者。
4.消费级别与营养级别有何关系？
提示：消费级别＝营养级别－1。
5.食物链中没有体现生态系统的什么组成成分？
提示：没有体现分解者和非生物的物质和能量。
【教师】食物链上一般不超过五个营养级，想一想，这是为什么？
答：各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余能量有一部分流入分解者，只有一小部分能够被下一营养级的生物利用，流到第五营养级时，余下的能量很少（即能量沿食物链的流动是逐级递减的，营养级越高获得的能量越少），甚至不足以养活一个种群，因此食物链一般不超过五个营养级。
知识拓展：1、食物链的种类：捕食食物链、腐生食物链、寄生食物链。
2、构建食物链的方法：
（1）根据能量或者有机物含量逐级递减特点
（2）根据重金属、DDT等物质的富集现象
（3）根据各种变式模型确定食物链：
【教师】请同学们识图作答：
6.图中鹰处于哪几个营养级？鹰和蛇之间是什么关系？
提示：第三、四、五、六营养级。捕食关系和种间竞争关系。
7.图3－4中食物网的成因有哪些？
提示：一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。
8.为什么说错综复杂的食物网是使生态系统保持相对稳定的重要条件？
提示：因为如果一条生物链的某种动物减少或消失，它在食物链上的位置可能会由其他生物所取代。
【教师】食物网
(1)概念：生态系统中许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构，就是食物网。
(2)形成的原因
a．一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物。
b．一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。
(3)特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。
(4)功能：食物链和食物网是生态系统的营养结构，是物质循环和能量流动的渠道。一般认为，食物网越复杂，生态系统的自我调节能力就越强，稳定性就越高。
难点提升总结：
1、生产者减少：其他都减少
2、天敌减少：被捕食者先增后减再稳定
3、中间营养级减少：
1）以它作为唯一食物来源的捕食者减少
2）食物来源不唯一
①捕食者可通过多食其他食物而维持不变
②作为其他食物来源的生物减少
③以不同路线分析得到的结果不同时，以中间环节少的作为分析依据。
4、长期看来均先—后—发展模式，然后趋于稳定。
【板书设计】
一、生态系统的范围
1.生态系统的概念
2.生态系统的类型
3.生物圈的概念
二、生态系统具有一定的结构
1.生态系统的组成成分
2.食物链和食物网
【教学反思】
本节课通过设置情境，让学生分析生态系统的组分以及组分的作用。通过学生讨论答题，将本节的生态系统的结构等概念进行强化，对于组成成分注重分析相互关系，通过模型构建引导学生自主构建组成成分之间关系以及食物网，初步达到了训练科学思维的作用。本节课给学生提供了充分展示自我的机会，学生在讨论、思辨、陈述后，教师应给予积极鼓励。