高中生物浙科版必修3 稳态与环境第六章 生态系统第一节 生态系统的营养结构

生态系统的营养结构
一、学习任务分析
虽然学生学过多种类型的生态系统，以及生物群落的空间结构，这些都不足以让学生明确生态系统中的生物与生物之间、生物与非生物之间的有机联系，不能真正理解“系统”的含义；后3节课的生态系统的功能和稳定性，又都是通过物质和能量沿着食物链和食物网的流动来实现的。生态系统的营养结构既具体阐述了生态系统中的生物与生物之间、生物与非生物之间通过营养而发生联系，帮助学生真正理解生态系统的含义，而且更是后面所学内容的基础。21世纪教育网版权所有
二、学情分析
学习本节内容的学生现在处于高二阶段，生物基础比较好。高二学生已经完全适应了高中的学习模式和生物的学习模式，比起高一学生来说，理性思考能力更加强，课堂的活跃程度不如高一学生。可以多讲解一些知识点，而不用像高一学生学习生物时更需要趣味性、培养他们对学习、对生物的兴趣。
三、教学目标
知识目标：
掌握生态系统的概念和结构，掌握生态系统的成分和功能理解生态系统是统一的整体这个概念。
掌握食物链和食物网的概念和意义
过程和方法：
培养学生自主学习的能力
培养学生的逻辑思考能力、处理抽象知识的能力
情感、态度、价值观：
培养学生对环境保护的意识
通过学习生态系统各组分的相互关系及食物网，渗透普遍联系的辩证观点的教育；
通过了解生态系统的组成成分，渗透“人是生态系统中一员”的观点，从而对学生进行生态观点的教育；
通过学习相邻营养级生物之间的关系，培养学生“一分为二”的辩证思想。
四、教学重点与难点
生态系统是统一的整体
生态系统的组成成分和各成分的功能
食物链和食物网的概念，对营养级的区分
五、教学策略
通过师生互动对话和生生合作讨论、共同探究有关生态系统的营养成分和营养结构的知识为主，以有关PPT课件为辅完成教学目标。尽量引导学生通过分析、讨论、比较和归纳出生态系统的营养成分，进而形成食物链和食物网的概念。让学生参与完成课堂练习，实现教学反馈与调整。
教学用品准备
多媒体课件包括
七、教学过程设计
教学内容
教师活动
学生活动
引
言
5’
1、前面呢我们学习了种群和群落，今天我们一起来学习生态系统。下面请同学们思考一下 ：如图是四川卧龙自然保护区的一角，请用生态学知识判断：一只熊猫、保护区所有熊猫、保护区所有生物、保护区分别属于什么？
因此，生态系统应该包括那两大部分
因此，生态系统指的是由生物群落及非生物环境所构成的一个生态学功能系统叫做生态系统。他的范围 生态系统的范围有大有小。小到一个池塘、大到我们生存的整个地球都可以被称作是一个生态系统。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。
下面我们看一下几种常见的生态系统，播放PPT，根据生态系统的不同特征我们还可以对生态系统进行分类，一般可以分为自然生态系统和人工生态系统。这两大类还可以进一步细分。比如自然生态系统还可以划分成森林 湿地 草原 海洋，人工生态系统还可以被分为农田生态系统、城市生态系统等等。
1.回答
2、生物群落和非生物环境
生态系统结构成分10’
1、下面，我们以池塘生态系统为例分析一下生态系统的成分结构。
2、展示池塘图片，提问这个生态系统中有哪些生物？
3、按照不同种类生物的营养方式和它们在生态系统的作用，如何将生物进行归类
4、图中哪些属于生产者啊？
我们一起看一下什么是生产者，生产者是生态系统中十分重要、不可或缺的成分，生产者是可以将无机物转变成有机物的生物，是自养生物。他们可以直接利用无机环境中的物质和能量，将这些能量转换成消费者、分解者能够利用的物质。其他生物是不能直接利用无机环境的物质和太阳能的。比如我们人在我们很饿的时候去晒太阳是不会晒饱的，只有生产者可以直接利用这些太阳能。因此，生产者是生态系统的基石，太阳能和无机物只能通过生产者才能流到生态环境中。主要是光合作用生物如绿色植物、光合细菌、蓝藻。另外还包括进行化能合成作用的细菌，如硝化细菌等。
那是不是所有的植物都是生产者？能举出一些例子吗？
图中哪些属于消费者
我们一起看一下消费者：消费者生存必须直接或间接以生产者制造的有机物为食的生物，属于异养生物。主要是动物。寄生的细菌、寄生的植物也是消费者。
那是不是所有的动物都是消费者？
菟丝子是一种植物，但是很奇特的是它的体内没有叶绿体，没有叶绿体就不能自己制造养料，只能通过缠绕在某些果树表面，伸出吸盘吸取树木体内的营养物质。
而猪笼草具有一个瓶状体可以用来捕食猎物，这个捕食的过程是这样的。猪笼草散发出一种很吸引小虫的气味，小虫被这气味吸引到瓶状体的边缘，然后就滑进底部。被消化液消化、吸收。最早是因为猪笼草生存的土地过于贫瘠，单纯地利用土地中的养分不能完全满足自己的需要，所以需要通过这种方法捕食一些小昆虫来加餐。
所以猪笼草也十分特殊，是消费者，也是生产者。
像这样的就属于消费者中的特殊情况。同学们要注意一下。
图中的分解者有哪些
很好，我们看一下分解者包括哪些
分解者可以将动植物遗体、排出物和残落物种复杂的有机物，分解为简单的化合物，并释放出能量。（腐生生物）主要为营腐生生活的真菌、细菌、放线菌等微生物。也包括屎壳郎、蚯蚓、秃鹫等营腐生生活的动物
所有微生物都是分解者吗?
在这个生态系统中，除了生物，还有其它成分吗？我们看一下，这些生物在生活在这里都要进行什么作用，需要什么？因此这个池塘中是不是含有水氧气二氧化碳等无机物。那这些生物最终都要死亡吧，因此还应该含有腐殖质等有机物，这里呢有机物能看到的主要是营养物，看一下图片左上角太阳代表什么，因此这个生态系统还包含能源，此外还有我们看不到的温度和湿度也就是气候，我们将这些统称为非生物的物质和能量。
接下来请同学们以前后六人为单位：将非生物的物质和能量（以CO2和阳光为例），生产者，消费者，分解者，以箭头的方式辅以一定的连接词，尝试建构生态系统的结构模型，以反映各成分的相互关系。
好的，下面请****同学上去画一下
你为什么这样画？有没有同学要修改的，修改的原因是什么？
讲解
同学们接着以上的这四种营养成分是否任何一个稳定生态系统都是必需具备的？哪一种又是最为关键的成分？请学生发言
对于一个稳定的生态系统来说，这四种成分都是必需的
这四个成分在生态系统中都扮演着不同的角色。非生物的物质和能量是生态系统中物质和能量的最终来源。绿色植物体内的化学能最终也是来源于太阳能。物质主要包括一些无机物，能量主要包括太阳能。
生产者是生态系统中十分重要、不可或缺的环节，因为只有生产者可以直接利用无机环境中的物质和能量，将这些能量转换成消费者、分解者能够利用的物质。其他生物是不能直接利用无机环境的物质和太阳能的，我们很饿的时候去晒太阳是不会晒饱的，我们没有相关的结构可以直接把太阳能转化成体内可以利用的能量。只有生产者可以直接利用这些太阳能。因此，生产者是生态系统的基石，太阳能和无机物只能通过生产者才能流到生态环境中。
消费者也不是不劳而获的，除了摄取生产者的能量外，主要功能是加速生态系统的物质循环，没有他们的话，物质循环和能量流动都要慢的多，它们摄入有机物排出无机物，比如水、二氧化碳等等。它们还可以为植物传播种子，像一些虫媒花，没有昆虫它们就没有办法进行繁衍了。
最后来了解一下分解者，分解者可以将动植物残骸中的有机物分解成无机物。分解者一般都体型较小，平时很容易被我们忽略。但是，分解者对于生态系统是绝对不能缺少的，如果没有分解者的话，动植物的残骸就会一直堆积，到时候我们连落脚的地方都没有了。生态系统会崩溃。
回答：植物，鱼，乌龟...
生产者，消费者，分解者
浮游植物 浮叶根生植物
不是，举例
鱼，乌龟 。。。
不是 举例
细菌真菌
不是，硝化细菌 寄生细菌
呼吸 氧气 能量
讨论
过渡20’’
我们继续学习生态系统的营养结构——食物链和食物网
下面请同学们阅读书本100-101页小资料部分，思考：
什么叫做食物链 食物链有哪些类型
食物链和食物网
20’
食物链是指在生态系统各生物之间，由于食物关系，不断传递生产者所固定的能量，这种单方向的营养关系。
食物链有哪几种类型 捕食食物链 腐食食物链
我们看一下绿色植物 昆虫 蜥蜴
对于捕食食物链起点是活的植物 主要在海洋生态系统
对于腐蚀食物链植物残体 蚯蚓 鸡
起点是死亡生物或现成的有机物主要在陆地生态系统中。
下面我们以书上的这条食物链为例来分析一下，三叶草是生产者，蜗牛鸫雀鹰都是消费者，但是为了方便研究，我们还会将命名细化，蜗牛是初级消费者，鸫是次级消费者，而雀鹰是三级消费者
我们将食物链上的每一个环节，称为营养级，他指的是营养级是指处于食物链某一环节上的全部生物的总和。，以这个食物链为例，三叶草为第一营养级，蜗牛为第二营养级，这样以此类推。
一个生物群落中是否有八级、十级甚至一百级消费者呢？为什么？
讲述：非常正确。因此食物链通常只有四五个环节
大家思考一下食物链中消费者的级别与营养级别存在着怎么样的关系？
消费者的级别和营养级别正好差一级，初级消费者是第二营养级，次级消费者是第三营养级。
生态系统中的捕食关系往往没有上面提到的食物链那样简单。
在一个生态系统中，其实很多食物链，我们将许多食物链会彼此相互交错连接的复杂的营养关系叫做食物网。
下面请同学们看一下这张食物网回答下面几个问题
1、此食物网有_ _ _ 条食物链,其中能量损失最少的一条是_ _ _ _ _ _（叫一个学生上去写食物链）
2.食物网中蜘蛛和青蛙的关系是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
3.猫头鹰共占有_ _ _ _个营养极,它们分别是_ _ _ _
4.该草原生态系统中所有生物共同组成一个_ _ _ _ _
5.图中箭头除表示相关两种生物之间捕食与被捕食的关系外,还表示生态系统中_ _ _ _ _ _ _ _流动的方向.
7、学生思考后，叫学生回答
8、我们看一下，这里的每条食物链的起点都是 终点都是 ，有没有分解者
第三问扩充：因此我们可以发现各种生物所处的营养级并不是一成不变的。比如我们人是杂食性动物，当人吃米饭时，人是第二营养级；当人吃羊肉时，人是第三营养级；我们再观察一下，无论哪条食物链它的第一营养级都是生产者，第二营养级都是植食动物。分解者不能进入食物链所以不占营养级。
一般说来，营养级的位置越高，归属于这个营养级的生物种类、数量和能量就越少，当少到一定程度时，就不可能再维持另一个营养级的存在了。
好，我们接着往下看，若生态系统只有这么一条食物链，人们在短期内大量捕杀青蛙会造成怎样的生态危害？
在这食物网中，人们在短期内大量捕杀 青蛙会造成那么严重的生态危害吗？为什么？
因此，我们可以得出食物网中动植物种类越多,营养结构越复杂，其抵抗外力干扰的能力越（ ）生态系统越（ ）；食物网越简单，生态系统就越容易发生波动和毁灭
这里注意一下，是生物种类，不是数量
同学们比较一下热带雨林和极地苔原两个生态系统抵抗外界干扰的稳定性大小
热带雨林是地球上最稳定的生态系统
苔原是最脆弱的生态系统
如果在该生态系统大量使用农药DDT后，左边这幅图反映了这个生态系统内各个生物体内的DDT的含量，我们会发现，营养级越高，体内DDT的含量也 ，也就是说DDT会沿着食物链不断地积累浓缩，同时我们可以发现对位于食物链顶位的物种，含量是最多的，因此肯能会对位于食物链顶位的物种造成灾难性影响。我们将这种有害物质通过食物链的逐级积累和浓缩，在生物体内高度富集，导致危害的现象称为生物放大。这就是为什么我们在讲种群数量波动的时候为什么利捕食关系实施生物防治而不直接喷洒杀虫剂的原因。
人类处于食物链的顶位，面对生物放大，我们可以做些什么
从营养级角度考虑我们应该多吃营养级低的东西。多吃素，少吃营养级比较高的肉类
同时也要保护环境，减少污染排放，如废电池集中处理
学生思考并回答
没有。因为能量流动的每一个环节都一定会有能量的损失。
生产者，终点是不被其他动物所食的动物。
食草昆虫大量增多，植物大量啃食，最终生态系统崩溃。
不会，因为其他生物也可以捕食食草昆虫
强 稳定
猫头鹰
越多
讨论
生态金字塔5
下面我们看一下，生态金字塔 是指各营养级之间的某种数量关系，可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位。采用这些单位构成成的生态金字塔就可以分别称为生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔
我们先看一下数量金字塔，我们在讲捕食的时候说过在捕食食物链中，随着营养级的升高，生物的数量一般越来越少。但又没有特殊的呢，下面请同学们做一道题，应该选？
因此，在某种状况下特殊形状：数量金字塔是可以倒立的
下面我们继续，为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？按理说不是白菜制造的有机物更多啊？请同学们把书翻到110页，看一下第二页的第二行，怎么说？那么我们以下面这个图中事物为例，我们发现假如位于第四营养级也就是D的鱼体重增加1kg，所需浮游植物 kg
（每一营养级计算）通过计算，我们可以发现，能量从一个营养级流向另一个营养级总是逐渐减少的。生产者所固定的能量绝不会少于靠吃它们为生的植食动物的能量。同样，肉食动物的能量是靠吃植食动物获得的，因此它们的能量也绝不会多于植食动物，否则就违背了能量传递的基本规律。
所以能量金字塔的形状永远是正金字塔形
接着看一下第三个金字塔，生物量金字塔，生物量是指是净生产量在某一调查时刻前的积累量。可以理解为干重，这在下节课我们会具体讲。能量是以物质形式存在的，因而每一营养级的生物量在一定程度上代表着能量值的高低，从这个意义上讲，生物量金字塔的形状一般同能量金字塔形状相似。但又没有特殊的呢，下面我们一起看一下
在英吉利海峡，（生产者主要是单细胞藻类，它们个体小、繁殖快、含纤维素少，可以整个被浮游动物吞食和消化，并迅速地转化为下一个营养级的生物量）浮游植物的生物量为每平方米4g（干重），而浮游动物和底栖动物的生物量却高达21g（干重）。尝试画出该生态系统中的生物量金字塔
画出来是不是这样的
因此生物量金字塔也是可以倒立的。
C
能量从植物到植食动物或从植食动物到肉食动物的传递效率一般只有约
百分之10。
1000
课堂小结
3’
课
外
作
业
八、板书设计