第2课时
导入新课
师 同学们好！
上一节课我们学习了“第1节通过神经系统的调节”的前半部分内容。
课件展示：
1.神经调节的基本方式是什么？完成它的结构基础是什么，它有哪些组成部分？
2.什么是神经冲动？神经纤维的静息电位是怎样的？
3.简述神经冲动在神经纤维上产生和传导的过程。
4.在不同的神经元之间，兴奋通过什么结构以什么方式传递？传递方向如何？
5.简述神经元之间通过突触传递信息的过程。
生1 神经调节的基本方式是反射。完成反射的结构基础是反射弧，它包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。
生2 兴奋以电信号的形式沿神经纤维传导，这种电信号也叫神经冲动。神经纤维上的静息电位是膜外正电位膜内负电位。
生3 当神经纤维某部位受到刺激时，此处的膜电位发生倒置，外正内负变为内正外负，与相邻部位产生电位差而形成局部电流，又刺激相近部位兴奋，如此传递。
生4 在不同的神经元之间，兴奋通过突触以神经递质的方式传递。传递方向是单向的，从突触前膜向突触后膜传递。
生5 前一个神经元兴奋，把神经冲动传到突触小体，使突触前膜向突触间隙释放神经递质，神经递质扩散到突触后膜，使其膜电位发生变化而发生兴奋。
师 大家掌握得不错。学到这里我们就能了解简单的非条件反射是怎样产生的了。但是人和高等动物的行为除了简单的反射，还有很多精细的动作、复杂的行为。这些行为又是如何完成的呢？
推进新课
（播放视频）
师 足球比赛的胜负很大程度上取决于队员之间的配合，配合要靠信息的传递。
课件展示：
1.队员之间是如何传递信息的？
2.队员通过眼、耳获得的信息，是如何经过自身的处理，并迅速作出反应的？
3.队员要有良好的表现，身体的各个器官同样需要协调配合，这又是如何实现的？
生1 队员之间可以通过语言、暗号、动作，甚至是一个眼神来传递信息。
生2 队员通过眼、耳获得的信息，先传到大脑，大脑进行分析后下达指令，使机体迅速作出反应。
生3 队员要有良好的表现，首先要队员本身有着良好的素质，在赛场上机智沉着、经验丰富，还要队友配合默契，教练指导有方。
（这个讨论很开放，学生会提出多种不同的见解）
师 大家讨论得很热烈，不同的学生都有自己独到的见解。但是大家有一点想到一起去了，那就是这种复杂的活动是由人的整个神经系统来指挥完成的。那么，神经系统是怎样来调节行为的呢？
板 书：
四、神经系统的分级调节
（放映幻灯片：人的神经系统示意图）
师 神经系统具有重要的功能，是人和高等动物体内起主导作用的系统。一方面它控制与调节各器官、系统的活动，使人体成为一个统一的整体。另一方面通过神经系统的分析与综合，使机体对环境变化的刺激作出相应的反应，达到机体与环境的统一。脊椎动物和人的神经系统是由中枢神经系统和遍布全身各处的周围神经系统两部分组成的。
周围神经系统包括各种神经和神经节。其中同脑相连的称为脑神经，与脊髓相连的称为脊神经，支配内脏器官的称为植物性神经。各类神经通过其末梢与其他器官系统相联系。
中枢神经系统包括位于颅腔中的脑和脊柱椎管内的脊髓，是神经组织最集中、构造最复杂的部位。它们通过颅骨底部的枕骨大孔相连接，它们含有大量的神经元，这些神经元组合成许多不同的神经中枢，分别负责调控某一特定的生理功能。
（放映幻灯片：人的各级中枢示意图）
师 请同学们结合初中所学知识与教材叙述来描述脊髓、脑干、小脑、下丘脑和大脑的生理功能。
生1 脊髓中有调节躯体运动的低级中枢，能对刺激产生非条件反射，还能将对这些刺激的反应传导到大脑，是脑与躯干、内脏之间的联系通路。
生2 脑干中有些部位专门调节心跳、呼吸、血压等基本的生命活动。
生3 小脑中有维持身体平衡的中枢，能使运动协调。
生4 下丘脑中有体温、水平衡的调节中枢，还与生物节律有关。
生5 大脑是调节机体活动的最高中枢。有感觉、运动、语言等多种生命活动的功能。
师 这些神经中枢各有分工，那么，它们是各自孤立地对生理活动进行调节的吗？我们回到教材上来看看20页上关于“神经系统不同中枢对排尿反射的控制”的资料分析。
生1 婴儿因大脑的发育尚未完善，对排尿的控制能力较弱。
师 成人和婴儿控制排尿的初级中枢都在脊髓，但它受大脑控制。婴儿因大脑的发育尚未完善，对排尿的控制能力较弱，所以排尿次数多，而且容易发生夜间遗尿现象。
生2 大脑是控制排尿的高级中枢，也就是大脑出现了问题。
生3 这些例子说明低级中枢受相应的高级中枢的调控。
师 由此我们可以看出，神经中枢的分布部位和功能虽各不相同，但彼此之间又相互联系、相互调控。一般来说，位于脊髓的低级中枢受脑中高级中枢的调控。这样，相应器官、系统的生理活动就能更加有条不紊地进行。
大家还记得，在上节课上我们做的分辨盐水和糖水的实验中，有的同学在只尝了糖水的情况下就得出了另一杯水是盐水的结论。这个结论的得出是这位学生分析推理的结果，这就体现了人脑的高级功能。
板 书：
五、人脑的高级功能
（放映幻灯片：大脑皮层不同的功能区分类图）
师 大脑皮层是脊椎动物调节生理活动的最高级中枢。在图中，表示出了大脑皮层一些比较重要的功能区，例如，躯体运动中枢（管理身体对侧骨骼肌的运动）、躯体感觉中枢（与身体对侧皮肤、肌肉等处接受刺激而使人产生感觉有关）、听觉中枢（与产生听觉有关）、视觉中枢（与产生视觉有关）等。
（多媒体显示“探索大脑的奥秘”）
人的大脑的高度发展，使大脑皮质成为控制整个机体功能的最高级部位。除此以外，人的大脑还具有其他任何生物都不具备的思维、意识等生理机能，从而使人类成为自然界中一个非常特殊的群体。关于人脑的高级功能，教材上着重介绍了两点：语言功能和学习记忆功能。
板 书：
1.语言功能
放映幻灯片：大脑皮层言语功能区分布图
师 语言中枢是大脑皮层上对语言机能具有调节作用的神经细胞群。语言中枢的特定功能区，分为以下几部分：S区——运动性语言中枢（说话中枢），紧靠中央前回下部，额下回后1/3处。能分析综合与语言有关肌肉性刺激。此处受损，病人与发音有关的肌肉虽未瘫痪，却丧失了说话的能力，临床上称运动性失语症。
那么其他区各自有些什么功能，若受损会有什么症状？
生1 H区能分析听到话语的意思，若受损，病人会听不懂别人说的话。
师 H区——听性语言中枢，位于颞上回后部，能调整自己的语言和理解别人的语言，此处受损，患者能讲话，但混乱而割裂；能听到别人讲话，但不能理解所讲的话的意思，对别人的问话常答非所问，临床上称为感觉性失语症。
生2 V区能分析看到的文字图像，把它们形成脑中的逻辑语言。若它受损，病人会看到文字，但是在他们脑中，看到的只是一些无意义的线条符号，怎么也看不懂。
师 V区——视性语言中枢（阅读中枢），位于顶下叶的角回，靠近视中枢。此中枢受损时，患者视觉无障碍，但原来识字的人变为不能阅读，失去对文字符号的理解，称为失读症。
生3 W区管理把心里想的用文字的形式表达出来。如果它受损，病人就不能随意地用文字表达自己的意思了。
师 W区——视运动性语言中枢（书写中枢），位于额中回的后部，此处受损，虽然其他的运动功能仍然保存，但写字、绘画等精细运动发生障碍，临床上称为失写症。
师 上述语言中枢开始时在两半球上都有基础，以后在一侧半球上逐渐发展起来，即为语言中枢的优势半球。优势半球的产生和劳动分不开。以右手劳动为主的人，其语言中枢在左侧大脑半球；以左手劳动为主的人，在左右两半球均可形成语言中枢。儿童时期如在大脑优势半球尚未建立时，左侧大脑半球受损伤，有可能在右侧大脑半球皮层区再建立其优势，而使语言机能得到恢复。
板 书：
2.学习和记忆
师 学习和记忆也是脑的高级功能之一。在大家的认识中什么是学习？记忆又是怎么回事呢？
（学生积极讨论）
师 学习是神经系统不断地接受刺激，获得新的行为、习惯和积累经验的过程。记忆则是将获得的经验进行储存和再现。学习和记忆相互联系，不可分割。
请同学们阅读讨论教材上所展示的“不同形式记忆的关系”。然后结合刚刚学到的知识来谈谈，在学习过程中，老师经常强调要动用各种器官，反复复习。这有什么道理？
（学生阅读讨论，发表个人的观点）
师 记忆必须加以巩固才能持久，巩固的方法是复习。通过各种感觉器官进入人脑的信息量非常大，据估计仅有1%的信息能被较长期地记忆，大部分都将被遗忘。能被长期储存的信息是反复被运用的。通过反复运用，信息在短期记忆中循环，从而延长信息在其中的停留时间，这样就使这些信息更容易转入长期记忆。大量的、各方面的长期记忆结合起来完成了一个完整的学习过程。
课件展示：
1.记忆力与神经细胞再生能力有关。
2.眼睛只看见平面，大脑合成为立体。
3.人的幽默感来自右脑。
4.多学科科学家联合证明人体确实存在第六感觉。
5.英国科学家利用虚拟现实技术研究“妄想症”。
6.日本发现恐慌症是由大脑部分区域活动过度所致。
课堂小结
师 由于人脑的结构和功能极其复杂，需要从分子、细胞、局部回路、全脑和行为等不同层次进行研究，因此，揭示脑的奥秘是21世纪人类最有挑战性的工作之一。我们来看看课后练习之后的资料“与生物学有关的职业”。同学们不能只是为了学知识而学习，为了考大学而学习。我们在掌握了书本知识的基础上，更应该将视野从基础知识中转移出来，更多地关注社会上普遍存在的与生物学有关的问题，逐渐养成热爱科学、尊重科学、理智地运用科学成果的情感和态度，形成关心社会的意识。
板书设计
第2章 动物和人体生命活动的调节（第1课时）
第1节 通过神经系统的调节
一、神经调节的结构基础和反射
1.神经调节的基本方式——反射：条件反射、非条件反射
2.完成反射的结构基础——反射弧：感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器
3.兴奋
二、兴奋在神经纤维上的传导
1.神经冲动：兴奋是以电信号的形式沿着神经传导的，这种电信号也叫神经冲动
2.
三、兴奋在神经元之间的传递
四、神经系统的分级调节（第2课时）
1.分工脊髓——躯体运动的低级中枢
脑干——调节心跳、呼吸、血压等基本的生命活动
小脑——维持身体平衡，使运动协调
下丘脑——调节体温、水平衡，与生物节律有关
大脑——感觉、运动、语言等多种功能
2.低级中枢受高级中枢调控
五、人脑的高级功能
大脑皮层——调节机体活动的最高中枢
1.语言功能
S区——运动性语言中枢
H区——听性语言中枢
V区——视性语言中枢
W区——视运动性语言中枢
2.学习和记忆
活动与探究
学生课后搜集一些关于人脑的功能和学习记忆方法的资料，开展一次关于学习与记忆的主题班会。
习题详解
一、基础题（课本P22）
1.解析：反射活动必须经过完整的反射弧才能实现。如果传出神经受损，当感受器受到刺激后产生的神经冲动到达神经中枢后，可以沿着上行传导束到达大脑皮层的躯体感觉中枢形成感觉，但这些兴奋却不能传出去，所以效应器就接受不到刺激，肌肉就不能收缩。
答案：B
2.解析：“语无伦次”对应的是大脑皮层的言语区；“走路不稳”对应的是维持身体平衡，使运动协调的小脑；“呼吸急促”对应的是调节心跳、呼吸、血压等基本的生命活动的脑干。
答案：大脑、小脑和脑干
二、拓展题（课本P22）
1.解析：神经冲动在一个神经元中的传递是双向的，所以b、c能测到电位变化。在两个神经元之间，兴奋只能从突触前膜传到突触后膜，所以d、e有电位变化而a没有。
答案:b、c、d、e
2.答案： 都表现为电位差，但电流在导线中的传导是自由电子的定向移动形成的，而神经冲动的传导主要是靠细胞膜两侧带电粒子的跨膜运动形成的。第3节 群落的结构
从容说课
生活在同一地点的生物总是存在着直接或间接的联系，所以，要把同一时间内聚集在一定区域中的各种生物种群的集合——群落，作为一个生命系统。在第3节“群落的结构”中，从群落水平来研究时又会发现很多种群水平所不存在的问题：群落的物种组成问题，群落中的种群之间存在的种间关系，生物群落的空间结构以及群落的演替过程等。该节主要通过实例明确不同群落间，物种组成和物种的丰富度差别很大；群落中的种群通过捕食、竞争、寄生、互利共生等复杂的种间关系形成一个统一整体；在这个统一整体中，不同的种群占据了不同的空间，从而使群落具有一定的空间结构，包括垂直结构和水平结构。要通过实际生活中的群落来分析群落的这些特征。
教学重点 群落的结构特征。
教学难点 从结构与功能相统一的角度描述群落的结构特征。
教具准备 多媒体课件（某池塘示意图）。
课时安排 2课时。
第1课时，群落的结构。
第2课时，土壤中小动物类群丰富度的研究。
三维目标
1.识别群落，说出群落水平上研究的问题。
2.描述群落的结构特征。
3.尝试进行土壤中小动物类群丰富度的研究。
4.通过实例分析，引出生物群落的概念和在群落上需要研究的问题。
5.通过学生举例掌握种间关系的类型。
6.通过学生讨论，了解研究生物群落的意义。
7.通过学习群落的结构特征，使学生树立时空观念和变化发展、相互联系、统一整体等观点。
8.培养学生在处理问题时，能从高层面去看问题，把事物之间的关系分析清楚后，再作出妥善处理。
教学过程
第1课时
导入新课
课件展示：
某池塘示意图（标出水面、水中、水底生活的各种生物）
师 请同学们观察一下这池塘中至少有多少个种群？分别有哪些种群？举例说明。
生 至少有8个种群。有黑鱼、草鱼，水面上有浮萍、水葫芦等，还会有一些藻类。水底有河蚌、螺蛳，淤泥中会有各种微生物。
师 这位同学列举得非常详细，池塘中主要有浮游植物、浮游动物、植食性鱼类、肉食性鱼类和微生物类群。这些种群的生物生活在一起，相互之间有没有联系呢？假如，池塘中的肉食性鱼黑鱼被人类大量捕捞，池塘中其他种群的数量将会出现什么变化？
生 一些小鱼等小型水生动物因天敌减少，数量会大量增加，池塘中浮游动物、浮游植物以及其他一些水生植物数量会大量减少。随着时间推移，植食性鱼类等生物也因食物来源减少而数量减少。
师 从中，我们可以看出，生活在一起的种群之间也有着很多的联系，某一种群的数量不止受到同种生物个体的影响，还要受到异种生物的影响。所以我们研究种群的特征、种群的数量变化还是不够的，还必须把要观察的范围放得更大一些，要把池塘中所有生物的大家庭看作一个整体，这个整体我们叫它群落。
推进新课
课件展示：
第3节 群落的结构
群落的概念：同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，叫做群落。
师 请同学来举些群落的例子。
生 一块稻田中的水稻、杂草、各种昆虫、青蛙等动物组成一个群落。
师 其他同学认为这些动植物种群的总和能否称为一个群落？
生 不能，因为稻田中除了各种动植物以外还生活着各种各样的微生物。
师 很好，要注意群落是生活在一定区域生物的总和。
师 从群落的概念中，可看出群落是以种群作为基本组成单位的，能组成群落的种群应该是一个有机整体，其中的各种生物相互制约，又相互依存。而且群落这个有机整体比我们前面所讨论的种群这个整体层次更高、范围更广。请同学们回忆一下，当把种群作为一个研究对象时，我们研究了哪些问题？
生 研究了种群的数量特征：种群密度，出生率和死亡率，迁入率和迁出率，年龄组成和性别比例。还研究了种群的数量变化。
师 回答得非常好。群落是更高层次的整体，在群落水平上进行研究生物之间的关系和相互作用又会发现一些新的问题，获得一些新的认识。我们以池塘群落为例，来看看群落需要研究的问题。
板 书：
一、群落水平上研究的问题
师 池塘里面生活着各种各样的生物，也就有很多的种群，对于稻田来说，也有好多生物种群，但是池塘群落和稻田群落相同吗？
生 是不一样的。
师 你从哪儿可以判断它们是不同的呢？
生 组成池塘群落和稻田群落中的各种种群是不同的。
师 所以，我们研究一个群落首先要研究这个群落中有多少种群，而且不同种群在同一个群落中数量上是有差异的，哪些种群的数量比较多，占优势？这些种群生活在一起，彼此之间有些什么样的联系呢？这些都是研究一个群落必须要分析清楚的问题。在池塘中，水面表层、中层和底层生活的都是哪些生物？
生 表层主要是一些浮游植物和浮游动物，中层生活着一些吃草的鱼群，底层主要生活着肉食性的鱼类、蚌、螺蛳。池塘的淤泥中还生活着各种各样的微生物。
师 可以看出不同的种群在这池塘群落中占据了不同的位置，从而导致整个池塘群落具有一定的空间结构，这也是我们要讨论的问题。还有，池塘、森林等这些群落如果受到干扰或破坏，会发生什么变化呢？这些我们将在群落的演替中一起探讨。看来，研究的角度不同，出现的问题也就不同，站得越高，能发现的问题越多，而且也能使我们分析问题越具体、越全面。下面，我们就针对群落水平上的这些问题逐一进行探讨。
板 书：
二、群落的物种组成
师 每个群落都由植物、动物和微生物构成。如果要区别不同的群落，我们首先从哪个角度去分析呢？先请同学观察课本第72页上图49福建武夷山的长绿阔叶林和图48新疆北部的常绿针叶林，还有图边上的相关信息。说说这两个森林群落有哪些区别？
生 新疆北部主要是长绿针叶树种，而南方许多森林的树种主要是阔叶乔木。
师 大家会发现，观察某一群落时，一般都会去分析该群落主要有哪些物种，也就是群落的物种组成。群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。而且，最明显的是该群落中数量较多，起到主要作用的物种，也称优势种。所以不同群落其种类组成的优势种是不同的。那为什么北方主要是针叶林呢？从个体水平的新陈代谢过程思考一下呢？
生 树叶变成针状主要是可以降低蒸腾作用，减少热量的散失来适应外界寒冷的环境。
师 很好。通过信息还能找出有什么样的区别吗？
生 不同群落间，种群数量和种群中个体数量差别很大。在福建武夷山动植物种类繁多，而在寒冷的冻原上，动植物种类相对要少得多。
师 从这两个群落的物种组成上，可以发现不同群落的物种数目是有差别的。我们把群落中物种数目的多少称为丰富度。书上的这两个森林群落物种丰富度哪个更大？
生 福建武夷山的常绿阔叶林物种丰富度大。
师 同样，从我国东北到海南木本植物的丰富程度会怎么变化呢？
生 应该是越来越丰富。
师 这和科学家的研究结果也是一致的。越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富。我们又能得到一个结论：不同群落的物种丰富度是不同的。一般说来，环境条件越优越，群落发育的时间越长，物种越多。从赤道到北极，人们会发现动植物的种类将逐渐减少。有关的丰富度，我们课后一起做一个土壤中小动物类群丰富度的研究。
板 书：
三、种间关系
师 不论是具有繁多生物种类的热带森林还是生物稀少的冻原地带，生活在同一群落的种群并不是随机聚集在一起的，而是通过复杂的种间关系，形成一个有机整体。种间关系有哪些？各种种间关系对群落中的种群有些什么样的影响？这些也是我们在群落水平上需要研究的问题。下面我们先来看一些例子。
课件展示：
资料一：1934年，生态学家高斯选用了两种形态和生活习性上很接近的草履虫进行了以下实验：取相等数量的双小核草履虫和大草履虫，用同一种杆菌为诱饵，放在某个容器中培养。结果发现：开始时两个种群的数量都有增长，随后双小核草履虫个体数继续增加，而大草履虫个体数下降，16天后只有双小核草履虫存活。这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质。高斯还对两种草履虫进行了单独培养，培养的结果，两种草履虫的数量一开始都是增加的，后来都维持在一个最大值。
资料二：生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人员在90多年的时间里，对猞猁和雪兔的种群数量作了研究，结果如图431所示。
图4-3-1
资料三：（1）豆科植物和根瘤菌之间：植物供给根瘤菌有机养料，根瘤菌则将空气中的氮转变为含氮的养料，供植物利用。
（2）蛔虫寄生在人体内，小麦线虫寄生在小麦粒中。
资料四：（1）白蚁消化道内生活着一种厌氧型的多鞭毛虫，这种原生动物能分泌水解纤维素的酶用来消化白蚁的食物——木材。
（2）防治松毛虫常用的方法有招灰喜鹊和施放松毛虫白僵病菌。
（3）美洲的灰松鼠引入英国后，当地原有松鼠几乎完全被灰松鼠所替代。
（4）人体肠道中的某些细菌，靠人体肠道中的营养物质维持生命，同时，他们还能制造维生素B12和维生素K，供人体利用。
师 如何解释资料一中的实验结果呢？单独培养时，两种草履虫的数量都增加能说明什么问题？
生 单独培养时，两种草履虫的数量都增加说明在合适的条件下，大草履虫和双小核草履虫均能正常生长繁殖。
师 放到一起培养后，开始两个种群的数量都有所增加，为什么最后会只剩双小核草履虫了呢？
生 由于这两种草履虫具有相似的生活习性，尤其是能以同一种杆菌为食，当它们被放在同一个容器中培养时，起初两种草履虫的数量较少，而食物（杆菌）数量较多，因此表现为两种草履虫的种群数量均增加。但是，随着两种草履虫数量的增加，相互之间对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势，双小核草履虫处于优势。随着双小核草履虫数量的增加，争夺食物的优势越来越大，最终大草履虫失去了食物来源而灭亡。
师 分析得很好。资料一中还有这么一句：这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质。为什么要加这么一句？能够说明什么？
生 进一步证明了大草履虫的死亡是由于没能够争夺到食物引起的，而并不是由于被有毒物质杀死。
师 像双小核草履虫和大草履虫的种间关系我们就称为竞争。
课件展示：
竞争：两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。竞争的结果表现为相互抑制，有时表现为一方占优势，另一方处于劣势甚至灭亡。
师 两种草履虫是为了争夺食物，最后的结果是双小核草履虫占优势，大草履虫灭亡。食物只是生物生活资源的一个方面，大家能不能举些生物竞争其他生活资源的例子呢？
生 水稻和稻田中的稗草之间争夺阳光、养料和水分。
师 对，再比如小家鼠和褐家鼠要争夺居住的空间和食物等。我们再一起来分析资料二，观察猞猁和雪兔种群数量的波动情况，你能发现什么规律？
生 从1845年到1855年间，猞猁数量的增加导致雪兔减少；而雪兔的减少，又会造成猞猁减少，之后雪兔又大量增加。而且一般总是雪兔的数量先增加，接着猞猁的数量也随之增加，减少也是一样的。
师 这位同学观察得比较仔细。也就是说，猞猁和雪兔种群数量之间存在相关性。这两种生物之间是什么关系呢？什么样的关系会使雪兔增加接着猞猁也增加，而雪兔减少时猞猁也减少呢？
生 很可能猞猁是吃雪兔的。
师 是的，像猞猁和雪兔之间的关系我们称为捕食。简单一点说就是一种生物以另一种生物为食物。从多年的调查看，雪兔和猞猁相互制约，使它们的种群数量保持在一定范围内波动。如果说猞猁在森林中消失，大家想想可能会出现哪些情况？
生 雪兔的数量肯定会大量增加。
师 会不会无限地增加下去呢？
生 不会。因为存在一定的环境容纳量。雪兔大量增加，使得雪兔的食物——植物大量减少。
师 所以大家考虑猞猁的存在对整个群落的稳定可能起什么作用？
生 猞猁的存在不仅制约雪兔的种群数量，使得植物→雪兔→猞猁之间保持相对稳定，而且由于植物资源比较稳定，进而使得另一些以植物为生的动物数量相对稳定，因而整个群落可以处在相对稳定的状态。
师 看来，群落中的每一种生物都起着重要的作用。除了猞猁和雪兔属于捕食关系，还有没有其他的例子呢？
生1 狼和兔子，青蛙和昆虫。
生2 羊和草，草履虫和枯草杆菌。
师 捕食关系在自然界中是非常普遍的。而且经过漫长的生物进化后，捕食者和被捕食者之间的关系是一定的，是不能颠倒的。那么，被捕食者会不会因为捕食者的存在而消失呢？捕食者的捕食行为对于被捕食者来讲是有利的还是有害的呢？
生 一般被捕食者不会因为捕食者的存在而消失，而且，我认为捕食行为对被捕食者来说是有利的。
师 为什么是有利的呢？
生 因为动物世界中，经常看到在草原上豹子捕食斑马时，一般都是吃掉跑得慢的、一些体弱多病的个体。反而使斑马种群中生存下来的个体都是些强者。
师 是的。体弱多病的个体捕食掉后，还可以防止疾病的传播。那么，跑得慢的或没有保护色的个体被捕食掉后，从遗传学的角度来分析，能使得不利于生物生存的遗传基因不会遗传到后代中，有利于后代的遗传特性。
我们讲了捕食和竞争两种种间关系，比较资料一和资料二中，两个种群之间的关系都和食物有关，资料一中两个种群之间是通过食物间接地发生作用（竞争）；资料二中两个种群是通过捕食与被捕食直接地发生作用（捕食）。但是结果相同吗？
生 不相同。资料一相互作用的结果是一方处于优势，另一方处于劣势，最终灭亡。资料二相互作用的结果是两个种群数量相对稳定。
师 所以捕食和竞争是不相同的。一起来看一下资料三，这里面又提到了哪些种间关系？
不难看出，豆科植物和根瘤菌之间是互惠互利，属于互利共生；蛔虫和人是寄生关系。
课件展示：
互利共生：两种生物共同生活在一起，相互依存，彼此有利。
寄生：一种生物（寄生者）寄居于另一种生物（寄主）的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活。
师 我们把四种种间关系介绍完了，下面请同学分析一下资料四里面提到的例子各属于哪一种种间关系？
生1 （1）属于互利共生，（2）中松毛虫和灰喜鹊是捕食关系；松毛虫和施放的松毛虫白僵病菌是寄生关系。
生2 （3）是竞争关系，（4）是互利共生。
师 很好，看来大家对种间关系都掌握得不错。
板 书：
四、群落的空间结构
师 有着直接或间接种间关系的各种生物种群生活在一起构成了生物群落。在这个大家庭中，各种生物是随机分布的吗？还是各自占据了一定的空间？
生 是各自占据一定空间的。
师 由于各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构。从不同的观察角度，群落的空间结构分成垂直结构和水平结构等方面。群落具有一定的垂直结构和水平结构的原因是什么？这对群落来说有什么样的意义？
板 书：
1.垂直结构
课件展示：
森林植物的分层现象：森林中自下而上分别有草本植物层、灌木层和乔木层形成群落的垂直结构。
某森林中鸟类的分层现象：林冠层栖息着鹰、伯劳、杜鹃、黄鹂等；中层栖息着山雀、莺、啄木鸟等；林下层则生活着画眉、八色鸫等。
师 森林中，导致植物具有分层现象的原因是什么呢？
生 可能和光照的强度有关，不同植物的生长需要不同的光照强度。
师 确实如此。群落下面各层要比上层的光照弱，不同的植物就分布在适合自己生长的光照范围内。这样的垂直分布有什么意义呢？
生 各种植物各得其所，而且充分利用了照射到森林中的阳光。
师 那么，森林中各种动物的分层现象是不是由于光照引起的呢？动物的分层和植物的分层现象有没有关系呢？
生 动物分层不是由光照引起的，应该和植物的分层有关，因为动物的食物直接或间接地来自于植物，植物还为动物提供了栖息的场所。
师 所以说群落中植物的垂直结构直接影响群落中动物的垂直结构。那么，森林具有一定的垂直结构，其他生物群落有没有垂直结构呢？
生 也有。比如，池塘群落中藻类主要分布在表层其他植物，还可分成挺水植物、浮水植物、沉水植物，这就是植物分层；动物中螃蟹、虾、河蚌等主要生活在水底层，而鱼类中，青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼这四大家鱼，在池塘中所占的水层也是不同的。
师 藻类为什么主要分布在水面表层？
生 因为藻类要进行光合作用，要分布在有光照的地方。
师：除了光照对水生生物的分布有影响外，还有其他因素吗？想象水体中和陆地上有哪些区别？
生 溶氧量和盐度也会影响生物的分布。
师 所以不同的群落我们应该具体分析。草原群落有没有垂直结构呢？它的植物分层的层次和森林相比又有什么特点呢？
生 也有。但是它的层次没有森林多。
师 草原中动物的种类和森林相比呢？
生 没有森林多。
师 实际上动物种类的多少是随植物层次的多少而变化的，因此，由于森林的植物层次比草原植物层次多，所以森林群落一般比草原群落的动物种类多。群落的垂直结构或者说生物的分层现象有什么意义呢？
生 使生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量，能最充分地利用空间和营养物质，就像植物分层可以充分利用光照，从而为动物生产更多的食物、提供更多的栖息空间。
板 书：
2.水平结构
师 不仅从垂直方向上看，生物种群占据不同的空间，其实，在水平方向上，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，它们常呈镶嵌分布。导致生物种群在水平方向上分布不均的原因可能有哪些呢？
生 可能和光照不均匀有关，例如，在森林中，在乔木的基部和其他被树冠遮住的地方，光线较暗，适合苔藓植物和其他喜阴植物生存，而树冠下的间隙或其他光照较充足的地方，则有较多的灌木和草丛。
师 从他所举的例子中也可以看出其实和生物自身的生长特点也有关系，比如苔藓长在树阴下，一方面是这儿光线不足，从另一个角度来说也是因为苔藓是喜阴植物。除了这两方面的因素还有没有其他的？
生 也和土壤的一些性质有关，比如，土壤的酸碱度、土壤的湿度也会影响到植物的生存。
师 人类的行为会不会影响群落的水平结构呢？
生 也会的，过度放牧、盲目开垦等能破坏地表的植被。
师 植被的破坏对土壤有没有影响呢？
生 会使土壤的水分蒸发加快。
师 也会导致地表土壤的含盐量逐渐增加，使一些耐盐碱植物生活良好，而其他植物逐渐死亡，也就使草原植物成斑块分布，有了一定的水平结构。
生 由于人类的践踏也会使周边生长的植物不同。
师 对。由于诸多因素的存在，群落也就会具有一定的水平结构。那么，在农业生产上，人们有没有利用群落空间结构的原理，充分利用空间和资源的呢？
课件展示：
桉树——菠萝结构
海南省某林场在桉树幼林里栽培菠萝，通过精心管理取得了桉树、菠萝两旺，提高了经济效益。桉树是一种深根性树种，而菠萝的绝大部分根系分布在地表10~20 cm的范围内。两种植物根系深浅搭配，合理地利用了不同土壤内的水分和养分。同时，由于菠萝地上部分的覆盖作用，一方面有效地截留了降水，降低了水土流失，另一方面又减少了地表蒸发。桉树的一般高度在2 m左右，而菠萝高度多在1 m以下，桉树喜光，而菠萝属于半阴生植物。两种植物高矮结合，充分利用了不同层次的光能。
课堂小结
师 有没有你所了解的例子呢？
生 有些人家的屋顶、墙面还有市区的立交桥的两侧栏杆上都被绿色植物包围了，这也是对空间的充分利用吧，还给人以赏心悦目的感觉。
师 是的，这些立体绿化也是很好的例子。我们今天所研究的群落的这些特征有什么样的意义？给你带来些什么样的启示？
生1 我觉得使我以后在考虑问题的时候会更注意事物和事物之间的联系，而且能从更高层次的角度，更大的范围去全面考虑问题。
生2 这一节知识，让我更明白了保护各种动植物的意义，不光是为了保护某一种生物，实质上我们在保护某种生物的同时还在一定程度上保护了和它生活在一起的其他生物，因为它们之间存在着各种各样的种间关系。
生3 还让我觉得生物学有很多值得去研究的地方，我一定会好好学好生物。
师 大家讨论得非常好。我希望大家在以后的学习中，都能说出自己的想法，相互交流，共同提高！2012高考生物二轮复习课件：第三部分考前第15天第4节 生态系统的信息传递
从容说课
本节主要学习对生物现象的描述，学生完全可以通过分析讨论理解这些知识。因此，分析资料，组织学生讨论是较好的教学策略。
首先，教师应引导学生认识到，信息在自然界和人们的日常生活中常见，是事物表现的一种普遍形式。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。教师可以结合“问题探讨”中的素材，让学生列举生物间传递信息的实例，然后指出，研究生态系统的信息传递是生态学新的研究领域，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。这一领域尚有许多问题有待解决和深入研究。
教师可提示学生从物理、化学、行为等方面对所举的实例进行分类，由此进行生态系统信息的种类的教学。教师可简要介绍信息传递的一般过程（一般信息传递有三个基本环节）：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。
在“资料分析”中，教材提供了四则资料，用以分析信息传递在生态系统中的作用。有条件的学校，课上可以播放一些生物之间信息交流的音像资料，也可以让学生通过网络查询相关资料，并对资料进行整理、分析。在学生分析、讨论的过程中，教师要引导学生认识到，在生态系统中，信息传递的方式是多种多样的，它的作用与物质循环、能量流动一样，都是把生态系统各组分联系成一个整体，并且有调节生态系统稳定性的作用。同时，要说明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”的教学，教师可以补充一些实例。例如，利用光信息调节和控制生物的发育、利用各种昆虫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。
教学重点 1.信息的种类。
2.信息传递在生态系统中的作用。
教学难点 信息传递在生态系统中的作用。
教具准备 1.文字资料1：信息的种类。
2.文字资料2：信息传递的例子。
3.文字资料3：课外实践的设计。
4.文字资料4：课堂问题、例题。
5.视频：生态系统中的信息传递。
课时安排 1课时
三维目标
1.举例说出生态系统中的信息传递，归纳出信息传递的种类。
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。
4.学会通过实验来探究信息传递的作用。
5.通过对教材信息传递例子的分析，让学生总结出信息传递的特点。并列举出其他例子，进行归纳，得出信息传递的种类。
6.通过教材中的“思考与讨论”和“资料分析”，学生能总结出信息传递的作用。
7.通过信息传递在农业生产中应用的实例，提高学生应用知识的能力。
8.能通过课外实践，培养学生严谨的科学精神和提高学生的实践能力。
9.认识到信息传递在自然界是普遍存在的这一事实。
10.关注信息传递在农业上的应用。
11.通过课外实践，培养科学严谨的精神。
教学过程
导入新课
师 上节课我们学习了生态系统的物质循环，下面先复习一下。
课件展示：
1.物质循环的概念。
2.简要叙述碳循环。
3.简要叙述能量流动与物质循环的关系。
4.探究实验的一般步骤是什么？
生 回答（略）。
（教师对学生的回答作出评价和修改）
推进新课
师 人类已经进入了信息时代，信息在社会中十分重要。大家说说，在日常生活中有哪些信息？
生1 文字、语言、消息、情报。
生2 数据、信号、声音、感觉、光线。
生3 气味、动作、表情。
……
师 很好。信息的种类很多，在人类的日常生活中，一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。那这些信息是依靠哪些途径传播的呢？作用的对象是谁？
生 电视等媒体、报纸、书本、广播、生物个体等途径。作用于人。
师 很好。事实上，信息业广泛存在于生态系统中，而且时常发挥着奇妙的作用！下面我们就来学习生态系统的信息传递。
(视频播放：蜜蜂觅食)
师 先请大家看一段视频。想想蜜蜂是怎样传递蜜源远近这个重要信息的？
（学生观看视频，讨论）
师 谁来回答一下？
生 通过跳圆圈舞或摆尾舞来传递这一信息。
师 好的。那这两种舞有什么不同呢？
生 圆圈舞蜜源在100 m以内，摆尾舞表示蜜源在100 m以外，摆尾的速度还可以表示距离究竟有多远。
师 很好，看来蜜蜂依靠这种信息传递可以很好地确定蜜源的位置。可见信息传递对生物的重要性。那大家还能不能举出其他例子？
生1 雄性昆虫通过性外激素来吸引异性。
生2 人通过声音辨别生物的种类。
生3 蚂蚁通过触角的相碰，传递信息。
……
师 不错，在生态系统中信息很多，我们来看一些例子。
（投影仪显示信息传递的例子）
师 这些信息传递的一般过程是（一般信息传递有三个基本环节）：信源（信息产生）；信道（信息传输）；信宿（信息接收）。
师 我们根据信源的不同可以把这些信息分成三类，即物理信息、化学信息、行为信息。那什么是物理信息呢？
生 生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，称为物理信息。
师 谁来举一个例子？
生1 蜘蛛网的震动频率。
生2 蛇通过热辐射来捕捉食物。
生3 蝙蝠通过声波来定位捕食对象。
生4 动物通过声音来确定捕食对象的位置。
生5 跳舞草能感受声音的刺激而跳舞。
……
师 不错，那就书本的例子，你能说出信息传递的三个基本环节吗？
生1 信源：蜘蛛网的震动频率。信道：蜘蛛网。信宿：蜘蛛。
生2 不对。我认为应该是这样，信源：昆虫。信道：蜘蛛网。信宿：蜘蛛。
师 哪个正确呢？
（学生讨论，回答）
师 我认为两位同学的回答都不错。但如果按照我们对信息种类的分类来看，生1的回答比较好。
师 信源可以分为初级信源和次级信源，这里昆虫就是初级信源，而次级信源是蜘蛛网的震动频率。我们来看一段资料。
师
物理信息的种类是非常多的，希望大家在生活中多观察。那生物怎样来接受物理信息呢？
生 动物的耳、眼、皮肤，植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质（光敏色素等）等等。
师 很好。物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物自身。请大家各举一例。
生1 冬天来了，雷鸟要换上洁白细密的羽毛。
生2 人听见老虎的吼叫很害怕。
师 很好。我们来看一段视频，更形象地来了解物理信息。
（播放视频：光信息）
师 可见，光对植物的开花和动物的繁殖起着决定性的作用。物理信息对生物正常生命活动的进行起着重要的作用。
师 很好。下面我们来看一下第二类信息——化学信息，请大家看书本106页第一段。
（学生看书）
师 那什么是化学信息呢？
生 生物在生命活动的过程中，还产生一些可传递信息的化学物质，诸如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素，这就是化学信息。
师 很好。科学实验表明，昆虫、鱼类以及哺乳动物等生物体中都存在能传递信息的化学物质——信息素。请大家举一些化学信息的例子。
生1 雄性昆虫通过性外激素来吸引异性。
生2 老虎根据气味寻找同伴。
生3 刺槐分泌某种化学物质来驱赶害虫。
生4 黄鼠狼释放臭气来赶走敌人。
……
师 很好，注意化学信息一般来自于生物，也可以来自于无机环境（如环境中的化学物质）。下面我们来看一段视频，更形象地来了解化学信息。
（播放视频：植物的化学信息）
师 从中可以看出化学信息对植物驱赶害虫和吸引昆虫来传粉所起的作用。可见，化学信息对生物正常生命活动的进行起着重要的作用。
师 下面我们来看最后一类信息——行为信息，大家先看书。
（学生看书）
师 什么是行为信息？
生 动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，即生物的行为特征可以体现为行为信息。
师 这里要强调一下，行为信息可以是动物，也可以是植物。行为信息应该是对所有生物来说的。下面请大家举一些行为信息的例子。
生1 蜜蜂跳舞。
生2 孔雀开屏。
生3 草原中有一种鸟，当雄鸟发现危险时就会急速起飞，并扇动两翼，给在孵卵的雌鸟发出逃避的信息。
生4 蛇在遇到攻击时，会以把头竖起、吐信等行为吓走敌人。
……
师 很好。行为信息是生物，特别是动物传递信息的有效手段。下面来看一段视频，更形象地来了解行为信息。
（播放视频：动物的行为信息）
师 可见，行为信息对动物正常生命活动的进行起着重要的作用。好，我们学习了三种信息：物理、化学、行为信息，希望大家能够区分。其实，在生态系统中还有一种信息——营养信息。
课件展示：
在生态系统中，沿食物链各级生物要求有一定的比例，即所谓的“生态金字塔”规律。根据这样一个规律，生态系统中的食物链就构成了一个相互依存、相互制约的整体。在畜牧业、饲养业上营养信息规律有很大的作用。若要饲养动物，起始饲养的数量要依据饲料的多少而定；若要在草原放牧，起始放牧的家畜数量更要与牧草生长量、总量相匹配。
动物和植物不能直接对营养信息进行反应，通常需要借助于其他的信号手段。例如，当生产者的数量减少时，动物就会离开原生活地，去其他食物充足的地方生活，以此来减轻同种群的食物竞争压力。
师 这就是生态系统的四类信息，大家只要记住书上的三种就好了。对营养信息只作了解。
师 在生态系统中，各种信息传递虽然各有特点，但它们不是孤立地，而是相互联系在一起的。它们共同来指导完成生物的生命活动。一个生命活动的完成，可能需要多个信息传递。如：孔雀开屏是一种行为信息，但这里也存在着物理信息的体现，因为开屏这个行为要被雌孔雀看到，必然需要光线的反射。一个信息传递也可能作用于多个生命活动。如：遇到敌害时，猴子的叫声，一方面可以警告敌人；另一方面可以对其他同伴传递有敌人的信息。
师 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。可见，信息传递也把生态系统连接成了一个整体，它也是生态系统的一个基本功能。
师 下面来看一下“思考与讨论”。
（学生看书，讨论）
师 谁来举几个我们身边物理信息的例子？并说明其作用。
生1 在发情季节，猫会用叫声来表达自己。作用是吸引异性，进行交配。
生2 在黑夜里，猫良好的视力能发现狡猾的老鼠。作用是捕食。
师 很好。那谁来举几个化学信息的例子？并说明其作用。
生1 闻到鱼腥味，猫会很快从远处跑来。作用是帮助寻找食物。
生2 训练的狗会根据气味来追捕嫌疑犯或寻找毒品、危险物品等。作用是帮助人类。
师 很好。生2还举了帮助人类的例子，不错。那谁来举几个行为信息的例子？并说明其作用。
生1 公鸡展示自己鲜艳的羽毛，向母鸡显耀。作用是吸引异性。
生2 猫遇到狗时，浑身的毛竖起，以警告来犯之敌。作用是吓退来敌。
师 好的。大家说得很好。
师 可见，在我们的身边信息传递无处不在，其作用也非常多。可以说信息传递的作用涵盖了生物的所有生命活动，所以信息传递对生物生命活动的正常完成是非常必需的。离开了信息传递，生物就不可能生存，生态系统就不可能存在。下面我们一起来学习信息传递在生态系统中的作用。首先，我们来看“资料分析”。请大家仔细浏览，思考问题。
（学生看书，讨论）
师 资料1体现了哪种信息？
生 物理信息中的声波。
师 对。那资料2呢？
生 物理信息中光的波长。
师 这些种子萌发所需要的最适宜的波长是多少呢？
生 大约600~700 nm。
师 那讨论1如何回答？
生 信息传递能保证生物生命活动的正常进行。
师 很好。资料3说明了光照时间这种物理信息对植物开花的影响，还说明了动物可以产生信息素这种化学信息来吸引异性，特别是昆虫的信息素。这说明了信息传递有什么作用呢？
生 通过信息传递，植物开花、传粉、形成种子繁衍后代；动物的雌雄个体之间能相互识别、交配，保证种群的繁衍。
师 是的，信息传递对物种的繁衍有重要作用。那讨论的3、4、5题如何回答呢？
生1 将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物联系起来。
生2 是。
生3 信息传递对生物个体生命活动的正常进行和种群的繁衍都具有重要意义。
师 由此可见，生命活动的正常进行和种群的繁衍都离不开信息传递。
师 此外，在生态系统中，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。我们书上举了2个例子，第一个例子的“绿色”是什么信息？
生 物理信息。
师 好。那第二个例子有哪些信息？
生 化学信息和行为信息。
师 不错。其实这里还有我们补充的第四种信息——营养信息，因为这与食物关系有关。可见，信息传递还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
师 在生态系统中，信息传递的方式是多种多样的，信息传递的作用也有很多。但总的来说，它的作用与物质循环、能量流动一样，都是把生态系统各组分联系成一个整体，维持生命活动的正常进行和种群的繁衍，以及调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。生物间的信息传递是长期进化的结果。
师 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”。研究生态系统的信息传递是生态学新的研究领域，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。尽管这一领域尚有许多问题有待发现和深入研究，但是我相信随着研究的深入必定会取得更多的成果。下面我们就来看一下信息传递的一些应用。
师 信息传递在农业生产中的应用。第一方面，提高农产品或畜产品的产量。例如：模拟动物信息来吸引传粉动物帮助植物传粉。
（投影仪显示课本图5-1-4）
师 这里的模拟信息是什么？
生 是物理信息中电子频率和声音。
师 在这里，我们可以把蜜蜂原来的行为信息转变为物理信息，成为一个模拟信息。那大家可以再举一例吗？
生 用昆虫性外激素或类似的化学物质来引诱昆虫前来，起到传粉的目的。
师 很好。看第二方面，对有害动物进行控制，然后回答问题。
课件展示：
1.防止害虫的方法有哪些？
2.书本中的例子用的是什么信息？
3.我们补充的营养信息可以用于防治害虫吗？
生1 化学防治、生物防治、机械防治。
生2 利用音响设备用的是物理信息；利用昆虫的信息素用的是化学信息；利用特殊的化学物质用的也是化学信息。
生3 可以。利用营养关系，放养害虫的天敌，可以达到防治害虫的目的。
师 大家回答得很好。可见，信息传递的作用是很多的。那除了书上的大家还能不能说说信息传递的其他应用？
生1 利用新鲜的饵料来引诱鱼儿上钩。利用了化学信息。
生2 利用适当延长光照来增加鸡的产蛋量。利用了物理信息。
生3 模仿蝙蝠的声波，发明了雷达。利用了物理信息。
生4 古时通过对家畜行为的观察，预测地震等灾难。利用了行为信息。
……
师 很好。信息传递的应用其实还有很多，我们来看一些资料。
课件展示：
利用光信息调节和控制生物的发育。利用各种昆虫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。
生态系统中许多植物的异常表现和许多动物的异常行为所包含的行为信息，常常预示着灾变或反映着环境的变化。
迄今为止，人类对生态系统中的信息感知研究得还极其有限，目前在利用生物监测环境污染方面作了一些工作。某些植物对某些污染环境的气体特别敏感，往往当人尚未觉察时，这些植物就已经表现出受害的症状，传递出生态污染的信息了。
利用敏感植物发出的污染信息监测空气污染是很有实际意义的。
师 可见，信息传递的应用是非常广泛的。有些信息传递的作用我们还不清楚，所以它需要我们去继续深入地探究。
师 有些信息虽然我们的肉眼看不见，但可以用科学的方法去揭示。下面我们就来看一下课外实践，这也是布置给大家的作业，希望大家课外完成，老师会给你必要的帮助和指导。
课题：设计实验，证明雌蛾能分泌性外激素吸引雄蛾前来交尾。
背景知识介绍：
某些雌虫腹部末端能释放出性外激素来吸引雄虫，如家蚕、蛾等。只要雌虫分泌数量极其微小的性外激素（每毫升空气中存在几千个，甚至几百个性外激素分子，大约十亿分之一克左右），就能被距离数百米以外到千米左右的雄蛾所感知，找到伴侣进行婚配。
各种昆虫的性外激素有其特异性，仅对同种的昆虫起作用。目前，一些种类的昆虫性外激素的化学结构已被搞清，它们大都属于酯类、醇类或有机酸类。科学家现已可以人工合成一些昆虫的性外激素，用作性引诱剂，与黑光灯物理方法或杀虫剂相结合防治害虫，取得了显著的杀虫效果。
在科学史上，曾经有不少科学家做过该项课题研究。例如：1904年，法国著名科学家法布尔做了一个有趣的实验：在一个风雨交加的夜晚，在一所被丛林包围的屋子里，他把一只雌蛾扣在一个纱罩里，尽管风雨交加，还是有40多只雄蛾穿过风雨赶来交尾；第二天，法布尔在雌蛾周围撒满樟脑丸和汽油，但一点也不影响雄蛾找雌蛾，可见性外激素的作用有多大，昆虫感受性外激素的能力有多强！
还有一个有趣的实验：科学家将快要化蛹的幼虫捕回实验室，置于饲养笼内，并留心观察其羽化的过程。一般来说，雄蛾比雌蛾早羽化一两天，于是，科学家放掉雄蛾，将雌蛾养在笼内。到了傍晚，打开窗户，奇异的现象出现了：很多雄蛾飞进实验室，成群地围在饲养笼的附近，有的干脆落在饲养笼上面，有的绕着饲养笼飞来飞去。显然，这些雄蛾是被笼中的雌蛾吸引而来的。下一步，科学家捕捉一些雄蛾，剪断它们的触角：有的把两根触角全部剪掉，有的剪掉一根，有的则剪去半截，结果，没有触角的雄蛾丧失了寻找雌蛾的能力，而只有一根触角的雄蛾和触角剪短的雄蛾，还是向饲养笼飞去，在上面爬行！
师 从中我们可以得出的结论是什么？
生 性外激素由雌蛾分泌；雌蛾的性外激素只对雄蛾起作用；雄蛾依靠触角来接收性外激素这种化学信息。
师 对，这些结论可以帮助我们来设计实验。下面我简要说一下实验步骤，供大家参考。
1.实验原理
某些雌虫腹部末端能释放出性外激素来吸引雄虫，如家蚕、蛾等。只要雌虫分泌数量极其微小的性外激素（每毫升空气中存在几千个，甚至几百个性外激素分子，大约十亿分之一克左右），就能被距离数百米以外到千米左右的雄蛾所感知，找到伴侣进行婚配。
2.材料用具
雌性飞蛾，铁丝笼2个（大小约0.5 m×0.5 m×0.5 m），窗纱（大约5 m2）。
3.方法步骤
（1）根据生活经验，选择能捕到雌蛾的场所，就地捕获雌蛾，放在通气良好的容器中，留做实验用。
（2）将窗纱裁成2块，每一块包裹一个笼子。
（3）在夜幕降临后，将上述2个笼子等距放在农田或林地附近的空地上，或者放在其他适宜的场所，距离大约30～50 m，再将捕获的2～3只雌蛾放入其中的一个笼子中，第二个笼子什么也不放。等待2～3 h，观察每一个笼子的情况，记录观察到的现象。
4.结果和结论
描述观察结果并进行讨论，得出探究结论。
课堂小结
师 好，大家课后大家认真完成，可以以小组形式进行。这节课就上到这里，我们主要学习了生态系统的信息种类、信息传递在生态系统中的作用和信息传递的应用，大家课后要认真复习哦。
板书设计
第4节 生态系统的信息传递
一、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
4.营养信息
二、信息传递在生态系统中的作用
1.维持生物生命活动的正常进行和生物种群的繁衍
2.调节生物的种间关系，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
四、课外实践
活动与探究
1.课外实践
2.以小组形式观察周围生物的信息传递和其作用。
习题详解
一、基础题（课本P108）
解析：物理信息的信息源可以是非生物，也可以是生物。生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，称为物理信息。
答案： 本题中属于物理信息的是（1、2、3、4、6、7、9、10、11）；属于化学信息的是（5、8）；属于行为信息的是（12）。
二、拓展题（课本P108）
答案： （答出其中三项即可）
（1）利用光信息调节和控制生物的生长和发育，根据各种植物的光周期特性和经济利用部分的不同，人工控制光周期达到早熟高产。
（2）利用各种昆虫的趋光性进行诱杀，大量消灭害虫，减少对农作物的破坏。
（3）家禽饲养，在增加营养的基础上延长光照时间，提高产蛋率。
（4）用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物等的种子，可以提高发芽率，获得增产。
（5）释放过量人工合成的性引诱剂，使雄虫无法辨认雌虫的方位，或者使它的气味感受器变得不适应或疲劳，不再对雌虫有反应，从而干扰害虫的正常交尾活动，达到消灭害虫的目的。
（6）利用植物可以通过化学信息来完成种间的竞争，也可以通过化学信息来调节种群的内部结构特点，将能够相互促进的植物一起种植，避免将相互影响的植物一起种植。例如，作物中的洋葱和食用甜菜、马铃薯和菜豆、小麦和豌豆种在一起能相互促进；若是将胡桃与苹果种在一起，将会对苹果起到毒害作用。
（7）利用植物可以分泌化学信息素来吸引昆虫的特性，可利用人工合成的各种化学信息素，吸引传粉昆虫，提高果树及作物的传粉率和结实率。第3章 植物的激素调节
本章规划
本章内容在本模块中是相对独立的，应该以植物体是一个生命系统的思路来理解本章教学。本章内容包括“植物生长素的发现”“生长素的生理作用”和“其他植物激素”3节，每节都可用1课时教学。其中第2节含探究实验的组织、准备，实验所需时间较长，因此应主要利用课外时间进行。植物生长素的发现过程、生理作用及评价植物生长调节剂的应用等内容是本章重点。它的主要功能是引导学生通过探究学习生长素的发现、生长素的作用、细胞分裂素的作用的过程，品味到学习生物学知识的方法和乐趣。
本章内容分为三节，第1节植物生长素的发现，包括生长素的发现过程，生长素的产生、运输和分布两部分内容。包括两方面内容：①通过观察现象总结向性运动的概念；②其次通过探究活动弄清生长素的发现过程及其作用。
第2节生长素的生理作用包括生长素的生理作用及尝试运用生长素促进插条生根两部分内容。本节“问题探讨”中的材料，与上一节所学内容似乎有些“矛盾”：上一节的内容显示，植物生长素起促进生长的作用，而“问题探讨”中的材料却表明，在一定浓度范围内它竟然起抑制作用。由此引起学生的认知冲突，激发起学习本节的兴趣。关于生长素的生理作用，教材首先介绍生长素作为信息分子起作用这一特点，再详细说明生长素的作用与浓度、植物细胞的成熟情况、器官的种类等有关，最后再简要介绍有关科学道理在农业生产上的应用。尝试运用生长素促进插条生根的内容，主要是“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的探究活动。该探究活动侧重于科学技术在实际应用中的技术问题，即解决究竟是“多少”的量的问题。
第3节其他植物激素，包括其他植物激素的种类和作用、植物生长调节剂的应用两部分内容。“问题探讨”选取的材料，既与本节内容有关，又反映了我国古代科技文明成果，在激发学生学习本节内容的兴趣的同时，又是进行爱国主义教育的材料。
关于其他植物激素的种类和作用，教材用以图代文的形式作大致的介绍。之后，教材还介绍了植物激素之间存在相互作用，共同对生命活动进行调节。这样，就突出了植物激素对生命活动进行调节以适应环境这一主题，而不是仅仅介绍几类植物激素。教材编写时，没有局限于介绍植物激素，而是将植物激素调节放在植物生命活动调节的背景中去认识。教材在这部分内容最后安排了关于植物体内基因组、激素、环境因子关系的内容作为选学，从而有利于学生更好地理解植物激素的作用，理解植物生命活动的调节。
植物生长调节剂的应用是本节的重点。教材着意突出STS教育的内涵，既安排植物生长调节剂的应用促进生产力提高的内容，也要求学生搜集相关资料，分析植物生长调节剂应用不恰当带来的负面影响。
教材第1章至第3章，都是关于个体层次生命系统的内容。学完本章后，学生将学习种群、群落、生态系统等生命系统。因此，在本章小结的最后，教材简要阐述了个体和群体的关系，以做好与后续学习内容的衔接。
第1节 植物生长素的发现
从容说课
本节是“生物个体的稳态与调节”的首开篇，教材从生活现象入手，引导学生总结向性运动的概念，进而探究引起向性运动的原因——植物激素；生长素的发现是众多科学家历时十几年科学探究方法的智慧结晶，通过本节的学习，可以培养学生科学的实验方法和思维方法，有利于开拓学生的创新意识。
在教学方法上，通过多媒体结合探究式教学，有利于激发学生积极参与学习探讨的热情。
教学重点 生长素发现、向光性的原因。
教学难点 1.生长素的产生、运输和分布。
2.科学实验设计的严谨性分析。
教具准备 多媒体、挂图、幻灯片、含羞草。
课时安排 1课时。
三维目标
1.通过教学使学生识记的知识：向性运动的概念。
2.通过教学使学生理解的知识：生长素发现、向光性的原因、生长素的生理作用及特点。
3.通过教学使学生能初步运用所学知识进行分析的问题：通过对生长素的生理作用及特点的理解，灵活地应用于生活实际，解决生产实践中的问题。
4.培养学生学会透过生命现象把握生命本质，运用生长素作用原理分析解决农业生产实际问题的能力。
5.培养学生学会探究实验的设计能力。
6.通过本节的学习培养学生分析、推理、表达、识图的能力。
7.通过本节的学习，使学生认识到科学的发展是一个继承、修正、补充、创新的过程，从而使学生学会一整套科学的研究方法。
教学过程
导入新课
师 同学们好！最近胡锦涛主席提出要“构建社会主义和谐社会”的构想，因而我想人和植物也应该和谐共处，那么植物与人（动物）有哪些相似的地方呢？请同学们讨论一下回答。
生1 都是由细胞构成的，都有应激性。
生2 都能遗传和变异，都具有新陈代谢作用，都能生长。
师 哪位同学能总结一下？
生 都是生命，所以都具有生命的基本特征。
师 想一下，人为什么会生长？
生 因为人体内的生长激素、甲状腺激素能促进生长。
师 既然植物体、动物体都具有生命的基本特征，都可以生长，请同学们讨论我们可以得到的启示是什么？
生 植物体极有可能可以分泌促进生长的激素，进而引起生长。
师 如果同学们的推断有道理的话，让我们来共同感受一下生长素的发现过程及其作用。
板 书：
第1章 植物的激素调节
第1节 植物生长素的及其作用
推进新课
师 观察下列现象，说明问题。
课件展示：
①放在窗台上的花盆中的植物，朝向光照的地方生长；②向日葵幼嫩的花盘会随着太阳转；③玉米胚芽鞘会弯向单侧光方向生长；④向日葵、玉米胚芽鞘受到均匀光照时的生长状况。
生 植物体会弯向光源方向生长。
师 刺激是什么？
生 光照。
师 方向怎样？
生 单侧光照下，才表现向光弯曲生长现象。
师 生物学上把这种现象叫向性运动。请同学们总结一下，什么叫向性运动？学生讨论回答。
课件展示：
展示植物根的向地性。
生 植物体受到单一方向外界刺激而引起的定向运动叫向性运动。
师 体验下列现象是否是向性运动？找学生代表从不同方向刺激含羞草叶片，叶片闭合。请同学们思考回答：含羞草叶片受到刺激，产生闭合现象，是否是向性运动？为什么？
生 不是，因为不管从什么方向刺激，都引起闭合。不是单一方向刺激引起的定向运动。
师 答得好。
师 请同学们讨论植物还有哪些向性运动的例子？学生讨论，老师简单总结：向性运动：单一，定向。
师 同学们了解清楚了向性运动，下面我们来探讨植物为什么会产生向性运动？
板 书：
一、玉米幼苗是否具有向光性
师 1880年，达尔文用?NFDC0?草为材料对植物的向光性进行了研究。
思考：如何设计实验验证植物具有向光性？
学生在相互讨论的基础上汇集如下实验注意到的问题：
1.必须得有单侧光刺激为实验组。
2.必须设计对照实验，即黑暗情况或均匀光照为对照组。
3.其余的条件在相同并适宜条件下进行。
师 请看达尔文所做的实验并分析现象，得出结论。
课件展示：
A.暗箱中的胚芽鞘生长弯曲情况。 B.留有小孔的暗箱中的胚芽鞘在单侧光作用下生长弯曲状况。
观察玉米胚芽实验时的现象并说明结论。学生讨论后回答。
生 A.现象：向上直立生长；B.现象：向光弯曲生长；A、B对照说明：单侧光刺激使其弯向光源生长。?NFDC0?草的胚芽鞘具有向光性；胚芽鞘的生长与光无关。
板 书：
二、胚芽鞘感受光刺激的部位
师 请以燕麦胚芽鞘为实验材料设计实验。
学生在相互讨论的基础上汇集内容如下：
课件展示：
1.可能是整个胚芽鞘都可以接受单侧光刺激。
2.可能是胚芽鞘的某个部位能接受单侧光刺激。
解决的方法：
1.整个遮光处理、局部遮光处理分组实验。
2.刺激必须是单侧光，否则不会弯曲生长。
3.采用相互对照为对照实验。
师 给予肯定的评价，并总结焦点问题是采用遮光的方法研究胚芽鞘感受光刺激的部位。
课件展示：
A.暗箱中用锡箔或黑纸遮住燕麦胚芽鞘尖端，单侧光作用下生长弯曲状况。
B.暗箱中用锡箔或黑纸遮住燕麦胚芽鞘尖端下面的一段，单侧光作用下生长弯曲状况。
观察燕麦胚芽实验时生长弯曲状况并说明结论。学生讨论后回答。
生 A.现象：向上直立生长；B.现象：向光弯曲生长；A、Ｂ对照说明：感受单侧光刺激的部位是尖端，而不是尖端下部；向光弯曲生长的部位是胚芽鞘尖端下面一段。
师 综合实验一、二，你认为燕麦幼苗的生长弯曲与哪个部位有关？为什么会生长？学生讨论后回答。
生 推测可能与尖端有关，可能尖端产生了某种促进生长的物质。
板 书：
三、胚芽鞘产生促进生长物质的部位
师 1910年，丹麦的生物学家詹森设计了如下实验：
课件展示：
A.暗箱中切去胚芽鞘尖端，单侧光照射，现象是不生长不弯曲；B.胚芽鞘切去尖端，放一明胶薄片，再放上尖端，单侧光照射，现象是向光弯曲生长。
请同学们评价该实验是否有缺陷？如果有，如何纠正？学生讨论后回答。
生 有缺陷。①未设对照实验。应该设计一组相同情况下切去尖端，只放一明胶薄片实验作对照，以排除明胶薄片中含有促进生长物质的可能。②未设计无单侧光的实验,以排除单侧光作用的可能。
师 回答得好！
课件展示：
C.胚芽鞘切去尖端，放一明胶薄片，单侧光照射，现象是不生长不弯曲。
D.去除单侧光刺激,其他条件都相同对照实验，结果都不变。
请同学们讨论后回答:整个实验说明了什么问题
生 胚芽鞘的尖端确实产生了某种促进生长的物质。
师 请同学们讨论有没有其他更好的验证方法？
（学生讨论）
师、生共同对学生的讨论结果给予评价。
师 再来看，科学家是如何做的？
1914年,匈牙利的科学家拜耳从另一个思路进行了研究。
课件展示：
切去尖端，放在胚芽鞘的一侧，无单侧光条件进行实验。现象：向放胚芽鞘相对的一侧弯曲生长。
请同学们思考：该实验有无缺陷，如果有，如何纠正？
生 缺少对照实验，应加两组，一组为切去尖端，无单侧光；一组为切去尖端，放在胚芽鞘的另一侧，无单侧光。
师 很好，那么你加的两组现象是什么呢？
生 切去尖端的一组不生长，另外一组向放尖端的另一侧弯曲生长。
师 很好，这个实验也能证明胚芽鞘的尖端能产生某种促进生长的物质。
师 除了上述方法，还有没有其他的验证方法呢？科学家温特想到了更聪明的方法。
课件展示：
展示温特实验的过程。
师 你认为温特实验是否有缺陷？如果有，如何纠正？
生 缺乏对照实验，应该设计一组，除了未放过尖端以外，其余的均完全相同的实验作对照。
师 回答得好！
师 有人设计了更好的实验，请同学们欣赏！
课件展示：
（注：已知云母片可以完全阻断物质的运输）
图3-1-1
师 既然尖端确实产生了某种物质促进了生长，那么它的化学成分是什么？
这得感谢科学家郭葛。
板 书：
四、促进生长物质成分的确定
师 1934年，科学家郭葛提纯分离出了该物质，并证明它的化学成分是吲哚乙酸。
那么吲哚乙酸是不是真的能促进胚芽鞘生长呢？现在假设给你吲哚乙酸，如何设计实验验证吲哚乙酸能促进胚芽鞘生长？
师 如何设计实验验证吲哚乙酸能促进胚芽鞘生长
课件展示：
问题：
1.吲哚乙酸要作用于切去尖端的胚芽鞘，必须要借助于一种承载物。这种承载物应为什么？
2.如何排除承载物的干扰？
解决的方法：
1.借助于温特实验的启示：承载物选琼脂块。
2.要排除承载物的干扰，必然要设计对照实验。
师 对学生实验进行评价。
课件展示：
展示郭葛实验过程，并让学生进行对比评价。
师 因为吲哚乙酸确实能促进胚芽鞘的生长，所以我们就可以确定胚芽鞘尖端产生的某种促进生长的物质，就是吲哚乙酸。而因为它能够促进植物的生长，所以就把它命名为生长素。
师 通过一、二、三、四的学习，我们都得到了哪些结果？请同学们讨论汇总。
师、生共同总结：
①胚芽鞘的生长具有向光性；
②胚芽鞘的生长与光无关，与尖端有关；
③胚芽鞘的向光生长与单侧光的刺激有关；
④胚芽鞘感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘尖端；
⑤向光弯曲生长的部位是胚芽鞘尖端下面一段；
⑥尖端产生了促进生长的物质——吲哚乙酸。
板 书：
1.在植物体内的生长素，是如何运输的？
课件展示：
观察图3-1-2，说明生长素的运输方向。
图3-1-2
生 生长素总是从形态学的上端运向下端，不能从形态学的下端运输到上端。
师 我们把生长素的这种运输方式叫极性运输。
板 书：
2.单侧光对生长素分布的影响
课件展示：
图3-1-3是燕麦胚芽鞘尖端在不同的光照条件下，经过一定时间后，定量测定琼脂块中生长素的含量，就测定结果进行分析，得出的结论是什么？
图3-1-3
单侧光对生长素分布的影响：
课件展示：
1.光照情况下，生长素的合成量是98。
2.单侧光照情况下，背光侧生长素的含量是70，而向光侧生长素的含量是28，且与正常量98相同。
3.如果将尖端在正中间用玻璃板隔开，则向光侧与背光侧生长素的含量相同，都是49，且与正常量98相同。
4.将2与3对照，单侧光作用使尖端向光侧生长素横向运输到背光侧，使背光侧生长素含量大于向光侧。
生 单侧光引起生长素分布不均匀。具体说：在单侧光作用下，向光侧生长素横向运输到背光侧，使背光侧生长素含量大于向光侧。
师 结合生长素的极性运输方式，请同学们解释单侧光引起胚芽鞘向光弯曲生长的原因。
生 单侧光引起生长素分布不均匀。具体来说：单侧光作用下，向光侧生长素横向运输到背光侧，使背光侧生长素含量大于向光侧。尖端部位的生长素再向下极性运输到尖端下部，使尖端下部背光侧生长素含量大于向光侧，从而使背光侧细胞伸长的速率大于向光侧，因而弯向光源生长。
师 请同学们总结生长素在植物体内是如何运输的。
生 在茎中：极性运输；在尖端：单侧光引起横向运输。
师 (总结)生长素运输：极性运输、横向运输。
板 书：
3.光对生长素产生的影响
课件展示：
将玉米胚芽鞘尖端切下，选取相同的尖端随机分为两等份，放到两块相同的琼脂块上，一块置于光下，一块放在暗处，其余条件相同。最终产生生长素的量如图3-1-4所示。观察图示，说明光对生长素的产生有何影响？
图3-1-4
光对生长素产生量的影响
课件展示：
1.黑暗情况下，生长素的合成量是100。
2.光照情况下，生长素的合成量是99。
3.对照1、2说明光对植物胚芽鞘生长素产量几乎没有影响。
师 光对植物胚芽鞘生长素产生的量几乎没有影响。
课堂小结
师 本节课主要以科学家对生长素的探究过程为背景，介绍了生长素的发现历程，要求我们青年学生既要学习科学家勇于探索、勇于创新的精神，同时又必须掌握一整套科学的研究方法。
板书设计
第3章 植物的激素调节
第1节 植物生长素的发现
一、植物的向性运动 向性运动的概念：单一、定向运动
二、
三、
活动与探究
根据所给的用具和材料，设计一个实验测定玉米幼苗胚芽鞘对光的敏感部位。
用具和材料：
一个空纸盒、6株约两厘米高的生长健壮的玉米幼苗、黑纸一张、60 W的台灯一盏。
实验步骤：
（1）________________________________________________________________________。
（2）________________________________________________________________________。
（3）________________________________________________________________________。
正确的实验结果：
正确的结论：
解析：本题为一般验证性实验设计，题干中给了材料和用具，实际上是给了有关提示。按照一般验证性实验的方法步骤：分组编号、相同的材料施以不同的处理、其余在适宜条件下培养、观察记录现象、结果分析（注意对照实验、单一变量原则、等量性原则）进行设计。
答案： 实验步骤：（1）将6株幼苗随机平分为两组，分别为甲、乙组，将甲组幼苗的尖端分别用黑纸帽套上，乙组幼苗分别用黑纸环套在尖端下部
（2）将两组幼苗放在打有一个孔的空纸盒内，孔的高度略高于幼苗的高度，孔外放置点亮60 W的台灯，其余在相同并适宜的条件下，放置于实验室内进行培养
（3）观察记录实验现象
正确的实验结果：甲组幼苗将直立生长，乙组幼苗弯向光源生长。
正确的结论：玉米幼苗的胚芽鞘对光最敏感的部位是尖端。
习题详解
一、基础题（课本P49）
提示：可以使植株接受比较均匀的阳光照射，以避免因植物的向光性生长而引起植株弯曲。
二、拓展题（课本P49）
解析：利用植物的向光性。
提示：如图3-1-5所示：
图3-1-5第4章 种群和群落
本章规划
生命科学的研究是多方面的。在分子水平，我们从核酸和蛋白质等大分子物质中找到了生命现象的本质和内在的规律；在个体水平，研究发现生物能通过自身的各种调节作用来维持稳态，完成生长、发育和繁殖等生命活动；在群体水平，也就是要从种群和群落的层次来分析生命系统的特征。
在自然界，任何生物都不是孤立存在的。很多情况下，仅仅研究生物的个体是不够的。例如，在渔业生产上，人们常常被这样的问题所困惑：不捕捞或捕捞很少，鱼类资源不能充分利用，捕捞过多，又会导致鱼类资源枯竭，那么，每年应当捕捞多少才合适呢？要解决这样的问题，我们必须把生活在一定自然区域的同种生物的全部个体——种群作为研究的单位，那么种群作为一个整体，具有哪些不同于个体的特征呢？研究这些特征具有什么意义？这是“第1节种群的特征”所要探讨的问题。种群内的个体数不是恒定不变的，而是会出现增长、波动、下降等变化。增长有几种形式？如何建构数学模型来分析种群的增长？我们为什么要研究种群数量的变化？这些问题我们会在“第2节种群数量的变化”中一起来研究。而一定自然区域内生活着各种各样的种群，这些种群间相互联系形成一个有机整体——群落。群落的丰富度如何？群落中不同种群间关系如何？不同种群在群落的水平方向和垂直方向上分布有什么特点？这些问题的答案，我们可以一起到“第3节群落的结构”中来找。群落是一个动态系统，是不断发展变化的，随着时间的推移，一个群落会被另一个群落代替，称为演替，演替的类型有几种？过程是如何完成的？人类的活动对群落的演替带来什么样的影响？有关这些内容我们会在第4节“群落的演替”中一起来学习。
本章的教学目标是：（1）掌握种群和群落的概念，能列举种群的特征，说出群落水平上研究的问题，描述群落的结构特征。（2）掌握建构种群增长模型的方法并能用数学模型解释种群数量的变化。（3）了解群落演替的类型，理解群落的演替过程。（4）通过采用样方法调查种群密度，探究培养液中酵母菌种群数量的变化，研究土壤中小动物类群丰富度等实践活动，培养学生动手操作能力和解决实际问题的能力。（5）了解人类活动对种群数量变化、群落演替等的影响，使学生认识到保护生态环境的重要性，教育学生从身边做起，保护好人类共同的家园——地球。
课时安排（本章共7课时）
第4章 节 课时
种群和群落 种群的特征 2
种群数量的变化 2
群落的结构 2
群落的演替 1
在自然界，同一时间内，在一定的自然区域内，同种生物的全部个体形成种群。种群虽然是同种生物个体的集合体，但它并不等于个体的简单相加，而是同种个体通过种内关系形成的有机统一体，是一个从个体到群体的飞跃，它具有个体所不具备的特征。它具有种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率等数量特征，还具有一定的空间特征。针对不同的种群，调查种群密度的方法也是不同的，主要有样方法和标志重捕法。这些特征共同决定和影响着种群数量的变化。
研究种群的特征还主要是为研究种群的数量来服务的。本节由探讨细菌的数量增长引出可以通过数学模型来研究种群的增长。通过分析实例介绍了建构种群增长模型的方法。种群数量变化的形式较多，有增长、波动和下降等。影响因素也很多，如气候、食物、天敌、传染病、人为因素等。在这些变化形式中主要探讨了种群数量的两种增长形式：“J”型增长和“S”型增长。在环境条件理想的情况下，种群数量无限上升呈“J”型增长；环境条件有限时，种群数量维持在K值左右。研究种群的K值对保护珍稀动物和控制有害动物都有重要的意义。
当把生活在同一区域内的种群之和——群落作为一个研究对象时，又会发现有许多种群所不具有的特征，如群落的物种组成问题，这个可用丰富度来表示；在群落这个大家庭中，各种群是通过相互之间存在着各种种间关系：捕食、竞争、寄生和互利共生而紧密联系在一起的；不同的种群在群落中占据了不同的空间，从而群落具有了一定的垂直结构和水平结构。自然界中，不同的群落都具有一定的空间结构，这也有利于提高群落利用各种环境资源的能力。
群落是在不断变化发展着的，如果群落的结构受到干扰或破坏，就会引起群落的演替。光裸的岩石上能长出森林来，这主要经过裸岩阶段、地衣阶段、苔藓阶段、草本植物阶段、灌木阶段最后到相对稳定的森林阶段，这属于初生演替；弃耕的农田上，在气候适宜的条件下也能演替出树林，这属于次生演替。人类的活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。为了人类的可持续发展，我们国家现在也由原来的毁林开荒、围湖造田转变成退耕还林、还草、还湖，从而能改善生态环境。
第1节 种群的特征
从容说课
任何生物都不是孤立存在的。在一定的自然区域内，同种生物的全部个体形成种群，种群作为一个整体具有一些个体所不具备的特征。在“第1节种群的特征”中，我们认识到种群主要有四个基本特征：种群密度，出生率和死亡率，迁入率和迁出率，年龄组成和性别比例。其中，种群密度是种群最基本的数量特征，这也是我们的教学重点，本身概念不难理解，重要的是要让学生在具体实践中掌握调查种群密度的方法，课文中介绍了两种调查种群密度的方法：样方法和标志重捕法。其中样方法主要是用来调查植物种群密度的方法，在用样方法作调查时一定要做到随机取样。标志重捕法适用于活动能力比较强、活动范围比较大的动物。种群的这四个特征也不是没有联系的，其实都是围绕种群数量这个核心来讲的。在教学过程中,要注意培养学生理论联系实际的能力，在实际调查种群密度的过程中，让学生学会自己去发现问题和解决问题。
教学重点 种群的特征。
教学难点 样方的选择和确定。
教具准备 多媒体课件。
课时安排 2课时。
第1课时，种群的特征。
第2课时，用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度。
三维目标
1.列举种群的特征。
2.尝试用样方法调查种群密度。
3.通过学生野外调查某双子叶植物的种群密度，掌握样方法的实际操作过程和注意事项。
4.通过学生自己列举生活中常见的例子来理解迁入率和迁出率对种群密度的决定作用。
5.通过图表分析，了解我国人口各阶段的增长情况及各阶段形成的原因。
6.通过组织学生进行种群调查，培养学生的观察能力、理论联系实际的能力，以及实事求是的科学态度。
7.通过了解种群的概念，使学生树立时空观念和变化发展、相互联系、统一整体等观点。通过了解种群特征，对学生进行适应、整体等生命科学观点教育，并注意联系人类种群对学生进行人口教育。
教学过程
第1课时
导入新课
师 生物是指有生命的个体。从分子水平看，决定和体现生物生命现象的主要是哪两种化合物呢？
生 核酸和蛋白质。核酸是一切生物的遗传物质；蛋白质是生命现象的承担者和体现者。
师 各种化合物构成了细胞，进而构成了生物个体，生物个体又是如何来调节自身生命活动的呢？
生 植物主要是激素调节，人和动物有体液、神经系统和免疫系统的调节。
师 很好。不管是植物还是动物和人都能通过自身生命活动的调节来维持稳态，完成生长、发育和繁殖等生命活动。而在自然界中，生物是不是单个存在的呢？它的生长、发育、繁殖或其他行为和其他生物个体间有没有关系呢？
生1 生物都不是单个存在的。比如，蚂蚁都是一起找食物的，蜜蜂发现蜜源后会跳舞来告诉其他的蜜蜂。
生2 草原上的鹿群、羊群经常会受到狼、豹等动物的袭击。
师 通过这些例子，我们可以看出生物的生存会受到生活在一起的同种生物的影响，也要受到异种生物的影响。所以，我们在研究各种生命现象的时候，只研究生物个体本身还是远远不够的。有必要把生活在一起的同种生物的整体作为研究对象；或者我们还应站在更高的层面上，要把生活在一起的所有生物作为一个整体来研究。这样才能更全面、更具体地研究生命现象。这些内容就是我们在“第4章种群和群落”中所要学习的内容。其中种群是指在一定的自然区域内同种生物的全部个体；而群落是指同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。这堂课，我们先一起来看看以种群作为研究单位能发现哪些新的问题。
推进新课
板 书：
第4章 种群和群落
师 先请同学根据种群的概念来举些例子。
生1 一块稻田中所有的水稻。
生2 一个池塘中的全部鱼。
师 其他同学考虑一下，一个池塘中的全部鱼是否是一个种群？
生 不是的。鱼里面还分鲫鱼、鲤鱼等等呢。
师 对。“鱼”这样的概念只能是一个类群，并不是同种生物。这个池塘中的全部鲤鱼才是一个种群。这里的鲤鱼可以包括大鲤鱼、小鲤鱼、鲤鱼苗，但必须是鲤鱼，而不包括其他种的鱼，才能称为“同种生物”。这个池塘中全部的鲫鱼组成另一个种群。下面请同学思考几个有关种群的问题。
课件展示：
1.对于生物个体来说生命是有限的，但是对于一个种群来说，一般会不会因为个体的消失而消失呢？
2.一般来说，生活在同一区域的是不是只有一个种群？
3.是不是任何同种个体的总和都能称为一个种群？
生1 种群一般不会因为个体的消失而消失。因为虽有个体死亡，但他们的后代在继续延续下去。
生2 生活在同一区域中肯定不止一个种群。比如，在一块稻田中，除了水稻种群还有青蛙种群，还有各种昆虫种群等等。
生3 不是任何同种个体的总和都能称为种群的，必须是生活在一起的，他们之间应该存在着某些联系的。
师 大家都回答得非常好。同一区域中往往生活着多个生物种群，不同的种群之间构成一个相互依赖、相互制约的群体。而每个种群也不等于个体简单累加，种群内个体之间通过特定关系构成一个有机整体，从而能表现出个体不具有的特征。
板 书：
第1节 种群的特征
一、调查种群密度的方法
师 种群的特征主要表现为数量上的变化，认识和把握种群的数量特征很重要。平时，我们常常关心某种生物种群的数量变化，如大熊猫还剩多少只？蝗虫有没有达到成灾的密度？老鼠数量有没有增长？要分析数量变化，先要把种群的数量调查清楚。对于大熊猫来说，本身数量就不多，我们逐个计数能把它的数量数清楚，但是，在多数情况下，逐个计数非常困难，例如，要估算一块草地中蒲公英的数量时，靠逐个数是非常困难的。这时该怎么办呢？请同学看好桌上发下来的纸：假设这是一块面积为100 m2的草地。图中每个红色圆形代表一株蒲公英，绿色三角代表其他植物。先请同学们来估计这块草地上蒲公英的数量。
（学生两两开始想方法进行估算）
师 下面请同学来说一下估算的结果，并说说你们是如何进行估算的。
生1 我们估算的结果是65株。因为纸上的红色圆点分布还是比较均匀的。所以，我们在纸上划了它的十分之一大的一块面积，数得的数值再乘上了10。
生2 我们的结果是43株。我们也是把纸分成了十等份，但是我们统计了其中两个等份中的个数，再来估计整个红色圆点的数量。
师 大家的方法差不多，结果差别较大，哪个结果准确些？怎样操作才能更准确估算这蒲公英的数量或种群密度呢？先来了解种群密度的概念。
课件展示：
种群密度的概念：我们把种群在单位面积或单位体积中的个体数称为种群密度。种群密度是种群最基本的数量特征。
师 其实，这张纸上的红色圆点和绿色三角都是50个。在不可能逐个计数的情况下，我们只能进行估算。在科学研究的许多领域中都要运用到“估算”这一种重要的科学方法。而我们估算的结果总是会有差异，这是正常的现象。但是我们应该运用科学方法进行估算可以缩小误差，最大限度地保证得到的结果符合客观事实。什么样的方法才是科学进行估算的方法呢？
板 书：
调查种群密度的方法
师 实际上，刚刚大多数同学所采用的方法类似于样方法。这一种方法和平时所说的“抽样调查”实际上是一回事。比如，为了了解无锡地区人民的生活水平，会对该地区家庭收入情况进行调查。但是调查时不是无锡地区每一家庭的收入都了解得清清楚楚，而是对该地区的一部分家庭进行了抽样调查。大家还能不能举些生活中抽样调查的例子呢？
生1 为了了解群众对每年中央电视台“春节联欢晚会”的观看情况，会进行收视率的抽样调查。
生2 经常有人来抽样调查我们学生当中的近视眼、龋齿、营养状况等等的问题。
师 看来，大家对抽样调查都不陌生。但是，肯定有同学纳闷：既然我们的方法是差不多的，为什么估算的结果相差比较大呢？下面我们就一起来了解：到底什么叫样方法？利用样方法进行调查种群密度的时候要注意些什么问题？而我们进行的模拟调查和实地调查又有些什么样的区别呢？
课件展示：
样方法：是估计种群密度最常用的方法之一。在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。
师 样方法中提到的“样方”也叫样本，是从研究对象的总体中，抽取出来的部分个体的集合。例如，草坪上所有的蒲公英是我们研究的一个总体，我们可以选取里面的1平方米作为一个样方。那么如果我们要调查某公园广玉兰的种群密度，样方的面积是否应该有所调整呢？
生 样方的面积应该大一些。因为每棵广玉兰和蒲公英相比所占面积要大得多，可能1平方米中的数量太少。
师 对。所以我们在确定样方大小的时候应该根据实际所要调查的对象的大小和分布情况而定。确定好了样方大小，那么样方的数量是多一些好呢还是少一些好呢？
生 我觉得要相对多一些。
师 样方的数量太少，其统计结果的误差可能就较大；一般而言，样方越多，其统计结果越接近真实情况。但是，样方数量太多，整体取样花费的时间、精力就越多。从统计学上看，一定数量的样方即可以保证统计结果的真实性。那么这些样方的位置确定在哪儿呢？
生 我觉得在我们的模拟调查中，样方的位置确定在哪儿都可以。
师 实际上，对于像我们模拟调查中这样随机分布的种群来说，要做到随机取样。这也是取样的关键。大家想想为什么要确保随机取样呢？
生 因为我们的结果是要用来估计整个种群的密度大小的，所以我们要让种群中每一个个体被抽取的可能性一样大，这样能确保所选择的样方具有代表性，使通过样方所估算的值能更接近真实的情况。
师 自然界的种群都是随机分布的吗？是否都能用简单的随机取样呢？
生 不是的。
师 所以，我们要具体情况具体分析。如果种群有分层分布或梯度分布等其他分布情况时可用分层随机取样法，就是将区域分为若干亚区域，然后在亚区域上进行随机取样。事实上，做到随机取样，不渗入主观因素是比较难的。下面介绍两种能在一定程度上确保随机取样的取样方法。
课件展示：
常用的取样方法：
1.五点取样法（调查总体为非长条形时）
2.等距取样法（调查总体为长条形时）
图411 图412
师 那么，像我们的模拟实验中，可以采用哪一种取样方法呢？
生 五点取样法。因为我们模拟的草地是正方形的。
师 现在如果让大家再来重新估算模拟草地中蒲公英的数量，能不能估算得更准确些了？
生 可以。
师 课后，我们还要一起去实地调查种群密度，大家先可以一起分析一下，如果实地调查的话和我们进行的模拟会有什么异同呢？
生1 模拟调查中，调查对象是完全随机分布的；而在实地调查中，调查对象的分布往往不是随机的。
生2 模拟调查中，调查区域是规则的；而在实地调查中，调查区域往往不是规则的。
生3 模拟调查中，调查对象与其他物体的区分是比较明显的；而在实地调查中，对象肯定没有那么明显。
生4 模拟调查中，采用样方法得到的估算值与真实情况误差比较小；而在实地调查中，有许多因素会干扰和影响调查的准确性。
师 大家分析得都非常好。但是如果要调查某一池塘中鲫鱼的种群密度或某草原上某种鼠的种群密度时，还能不能用我们介绍的样方法呢？为什么？
生 不能。因为鱼、鼠都会活动，不像植物那样是固定在一个地方。
师 所以，对于活动能力强、活动范围比较大的动物来讲，不宜用样方法来调查它们的种群密度，常用的方法之一是标志重捕法。在讲之前，我们先来做一个小实验。实验材料就是桌上为你们准备好的一包绿豆、红豆，还有大、小两个烧杯。具体的方法，请看投影。
课件展示：
模拟捉放法
方法步骤
1.从一包绿豆中取出50粒，换上50粒红豆（代表标志），然后将这包豆子放入大烧杯中，充分搅拌，使两种豆子混合均匀。
2.闭上眼睛抓取豆子，每次从大烧杯中随机抓取一粒豆子，放入小烧杯中。依此方法，连续抓取豆子20次。
3.数一下小烧杯中共有多少颗红豆（a）。
4.按照下列公式计算纸包中绿豆总数：a/20=50/x（x为纸包中的绿豆总数），则x=1 000/a。
5.重复测算3次，求平均值。
6.数绿豆总数。将大烧杯中的豆子倒在桌上，数清共有多少粒绿豆。将步骤5中测出的平均值与这个数字作比较，看是否相近。
（老师一边解释实验步骤，学生一边进行实验）
生 算出的绿豆总数和大烧杯中豆子数是相近的。
师 这样一个实验有没有给你什么启示呢？
生 我们也可用类似的方法来估计某种群的种群密度。
师 很好，实际上标志重捕法和捉放实验是一回事，这包绿豆相当于我们要调查的种群，换上红豆的数量相当于我们捕获种群中一部分个体并作上标记的数量，标记好以后放回原环境，随机抓取的20粒豆子相当于我们过一段时间进行重捕的个体数。20粒豆子中的红豆粒数（a）相当于什么呢？
生 相当于重捕的个体数中有标记过的个体数目。
师 对。我们就可以根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例，来估计种群密度。下面我们一起来看一下有关标志重捕法的介绍。
课件展示：
标志重捕法：是在一个有比较明确界限的区域内，捕捉一定量生物个体进行标记，然后放回，经过一个适当时期（标记个体与未标记个体重新充分混合分布后），再进行重捕。根据重捕样本中标记者的比例，估计该区域的种群总数。这种方法一般适用于哺乳类、鸟类、鱼类、昆虫和腹足类等动物种群数量的绝对估计。
假定在调查区域中，捕获M个个体进行标记，然后放回原来的自然环境，经过一段时间后进行重捕，重捕的个体数为n，其中已标记的个体数为m，根据总数N中标记比例与重捕取样中标记比例相等的原则，即N∶M=n∶m，可得调查区域种群数量N=M×n/m。
师 根据标志重捕法的原理，我们来看一个例子。
课件展示：
在对某种鼠的调查中，调查范围为1公顷，第一次捕获并标记39只鼠，第二次捕获34只，其中有标记的鼠15只，请你估算这个种群的种群密度。
（学生算后，给出答案：88只）
师 （小结）以上我们介绍了调查种群密度的两种主要方法：样方法和标志重捕法。如果我们用所学的方法在同一时间同一面积的草原上去调查野驴和灰仓鼠的种群密度，是否结果会比较接近呢？
生 仓鼠的种群密度要远大于野驴的种群密度。
师 如果我们春天和冬天去调查同一片草原上的灰仓鼠的种群密度，结果是否相同呢？
（学生摇头表示否定）
师 所以不同物种的种群密度，在同样的环境条件下差异很大；同一物种的种群密度也不是固定不变的。
板 书：
二、出生率和死亡率
师 对于某一种群，可能它的种群密度随时都在发生着变化，大家想想为什么呢？
生 因为一个种群，肯定会不断地产生一些新个体；同时，也会有个体在不断地死亡。
师 所以我们研究种群还必须了解种群的出生率和死亡率。
课件展示：
出生率和死亡率
（1）出生率
概念：是指单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比率。
例子：1983年，我国平均每10万人中出生1 862个孩子，我国人口在这一年的出生率就是1.862%。
2）死亡率
概念：是指单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比率。
例子：某个有200个个体的种群，在一年中有40个个体死亡，这个种群的年死亡率就是20%。
师 不同种群的出生率相同吗？大熊猫和家蝇相比呢？
生 不同种群的出生率是不同的。家蝇的出生率要比大熊猫的出生率不知高多少倍。
师 那么生物的出生率由什么因素来决定呢？
生 主要和生物的繁殖能力有关，繁殖能力强的种群出生率高，种群增长快。
师 是的。虽然我们对东北虎、大熊猫等动物采取人为保护措施，种群数量仍不能迅速增长，而田鼠、蝗虫、家蝇等，尽管采取各种防除措施，却仍然数量繁多，屡屡为害。主要还是和这些生物的繁殖能力的差异有关。
师 出生率主要和生物本身有关。但是外界的环境对生物的出生率和死亡率有没有影响呢？
生 也应该有关。
师 我们就以我国人口数量的变化为例：调查表明，1937~1947战争年间出生人口减少，建国后，随着生活水平的提高和医疗条件的改善，我国人口的死亡率在不断降低，我国是一个人口大国，要控制人口过度增长，必须降低出生率。因此我国已经把计划生育列为一项基本国策。从1972~1982年人口有所减少，可以看出这一阶段计划生育取得实效。从中我们可以看出人类的出生率还会受到各种社会和自然因素的影响。而目前我国60岁以上的老年人达1.32亿，占总人口的10%以上，已经步入老年人行列，你认为我国中老年人所占的比例还会上升吗？现有的“一对夫妇只生一个孩子”这样的计划生育政策是否应当调整呢？
生1
随着营养和医疗水平的不断提高，我国人口的平均寿命还会延长；由于实施计划生育，出生率仍将维持在较低水平，因此，老年人在总人口中所占比例可能还会升高。这对于我们国家的各方面发展是不利的。我认为应该放宽计划生育政策，有条件的在一定的地区要鼓励一对夫妇生养两个小孩。
生2 我不同意他的观点。我国现在死亡率在下降，还要提高我国的出生率的话，那么对于我们这样一个人口大国，人口越来越多，人均资源会越来越少，这也是非常严重的问题。而对于国家的发展，我们可以通过提高各方面的技术来减少人员的使用。
生1 但是各项技术的研究还主要依靠中年人群啊！
生2 但是中年人多了就一定能搞出新技术吗？
师 好了，大家说得都有道理，课后我们可以就这个话题开一个辩论赛。到时我们再一起讨论，能不能为我们国家找一个两全其美的方法。现在我们先来分析一下种群的出生率、死亡率对于我们研究种群数量有什么意义呢？
生 种群数量的多少和出生率、死亡率有很大的关系。
师 是的，出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。
板 书：
三、迁入率和迁出率
师 对于许多种群来说，除了出生率和死亡率决定种群数量外，迁入率和迁出率也是决定种群密度的重要因素。
课件展示：
迁入率和迁出率
概念：对一个种群来说，单位时间内迁入或迁出的个体，占该种群个体总数的比率，分别称为迁入率或迁出率。
师 你所熟悉的生物中，有迁入迁出行为吗？能不能举例来说明？
生1 春天到来的时候，大雁要往南飞。
师 很好，这是我们大家都非常熟悉的，这属于鸟类中的迁徙行为，这一行为的产生主要是由光照时间的长短引起的。
生2 草原上的牛群羊群会因为原来地方的草被吃完而转移到其他草茂盛的地方去。
师 是的，动物也会、为了食物、水源等而发生迁移。其实，在鱼类中还经常会出现洄游现象。
生3 我们人类不就总是在不断由一个城市迁到另一个城市吗？而且，发生的频率要比其他生物快得多。
师 是啊，由于城市建设的需要和交通工具越来越便利，城市人口的变化也越来越频繁。从这些例子我们可以看出迁入和迁出在很大程度上影响着种群密度。
师 出生率和死亡率，迁入率和迁出率都是直接决定种群密度的重要因素，我们可以总结如下。
课件展示：
图4-1-3
板 书：
四、年龄组成和性别比例
师 种群除了以上的一些特征外，还有年龄组成和性别比例对于我们研究种群数量也有很大帮助。
课件展示：
年龄组成
概念：是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。
类型：增长型、稳定型和衰退型
图4-1-4
师 A、B、C三种年龄组成的种群，哪种类型的种群数量会越来越大，属于增长型？哪种类型的种群数量会越来越小，属于衰退型？哪种类型的种群数量会在一段时间内保持稳定，属于稳定型？为什么？
生 A、B、C分别属于增长型、稳定型和衰退型。因为种群A中幼年个体很多，老年个体很少，这样的种群正处于发展时期，种群密度会越来越大。种群B中各年龄期的个体数目比例适中，这样的种群正处于稳定时期，种群密度在一段时间内会保持稳定。种群C中幼年个体比较少，而老年个体较多，这样的种群正处于衰退时期，种群密度会越来越小。
师 这位同学分析得非常好。从中我们也可以看出，处于增长型的种群出生率大于死亡率，处于稳定型的种群出生率等于死亡率，处于衰退型的种群出生率小于死亡率。再请同学们思考一下年龄组成为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？年龄组成为衰退型的呢？
生 年龄组成为稳定型的种群，种群数量也不一定总是保持稳定。这是因为出生率和死亡率不完全决定于年龄组成，还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。年龄组成为衰退型的种群，种群数量一般来说会越来越小，但是也不排除由于食物充足、缺少天敌、迁入率提高等原因而使种群数量增长的情况。
师 很好。看来同学们已经能把所学的知识运用到分析问题中来了。通过分析种群当前的年龄组成，对分析种群数量和密度有什么意义？比如，分析某种群年龄组成属于增长型，我们作出什么推断？
生 研究种群的年龄组成，对于预测种群数量的变化趋势具有重要意义。
课件展示：
图4-1-5为我国人口年龄性别构成图。请据图回答：
图形的左右两边大致对称，表明男女人数基本平衡，出现这一现象的原因是什么？
图中Ⅰ阶段表明当时我国人口发展的主要特点是什么？为什么？
图中Ⅱ阶段表明当时我国人口发展的主要特点是什么？为什么？产生这一结果的主要原因是什么？
图4-1-5
解析：我国人口年龄性别构成图通过不同颜色的直条长短分别代表男女性别每个年龄段(5岁为一段)的人口数值。直条越长，代表这一年龄段的人口越多。
生1 首先，男女性别是由性染色体的组成来决定的，男性为XY，女性为XX，根据基因分离定律，男性产生含X和含Y的配子的几率是相同的，女性只产生一种含X的配子，受精作用两种雄配子和雌配子结合的机会是相同的，所以结合形成XX和XY型的受精卵是相同的，XY发育成男性，XX发育成女性，所以，男女人数基本平衡。
生2 在图中Ⅰ所示年龄区间内，随着年龄的减小，直条越来越长，表明这一时期我国人口发展的主要特点是增长型的，因为出生率迅速增高。
生3 在图中Ⅱ所示年龄区间内，直条越来越短，表明这一时期我国人口发展的主要特点是衰退型的，因为出生率在不断下降。其原因是我国的计划生育政策取得了实际的效果。
师 在这题目当中又提到了种群的一个特征：性别比例。它是指雌雄个体数目在种群中所占的比例。从图中可以看出对于人类来讲，男女性别比例接近于1∶1，性别比例除了这种情况还有其他类型吗？分别出现在哪些种群中？
生 还有可能雌性多于雄性，或者雄性多于雌性。
师 一般来讲，人工控制的种群雌性多于雄性，比如说鸡、奶牛等，大家想想为什么？
生 因为只有雌性才能产蛋、奶等人们所需的禽畜副产品。
师 对。那么哪些种群中雄性多于雌性？一般主要是一些营集体生活的昆虫。比如蚂蚁、蜜蜂等。分析种群的性别比例和种群密度有什么联系呢？下面我们通过农业上防治虫害的方法来说明：在农业上，利用人工合成的性诱导剂诱杀某种害虫的雄性个体，以达到降低害虫的种群密度的目的，为什么诱杀雄性个体可以降低种群密度呢？
生 因为诱杀了雄性个体，破坏了害虫种群正常的性别比例，就会使很多雌性个体不能完成交配，从而使该种群密度明显降低。
师 非常好，所以性别比例对种群密度也有一定的影响。这是我们研究性别比例的意义。种群除了这些数量上的特征以外，还存在其他方面的一些特征，比如种群的空间特征。空间特征主要研究组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或布局。请同学观察课本第63页上三个种群的空间特征有什么区别？
生 水稻这个种群中个体分布比较均匀，杂草的个体分布没有一定规律可循，瓢虫的个体都集中在一起。
师 是的，它们分别属于种群空间分布的三种类型：均匀型、随机型、成群型。对于种群的空间特征我们有所了解就可以了。这堂课我们要掌握的内容大家一起来回顾一下。
课堂小结
课件展示：
图4-1-6
（一边投影，老师可以一边提问。例如：调查种群密度的方法，具体如何运用？这些数量特征之间有什么联系？年龄组成有几种类型？等等）第2课时
导入新课
师 同学们好！上堂课我们主要学习了种群增长的两种方式，是哪两种？
生 一种呈“J”型曲线增长，另一种呈“S”型曲线增长。
师 这两种曲线分别出现在什么样的情况下？
生 当无环境阻力时，也就是食物、空间都是充裕的，没有天敌、气候适宜的情况下，呈“J”型曲线增长；当有环境阻力的情况下，呈“S”型曲线增长。
师 自然界中，哪一种曲线出现得多呢？
生 “S”型曲线增长。因为自然界中一般都是存在着各种环境阻力的。
师 那么，我们在一定的培养液中，来培养酵母菌时，数量会是怎样变化呢？根据你所学的知识能不能作出假设呢？
生 我觉得一开始，酵母菌数量相对少的时候，培养液中的食物和空间都是足够的，所以它的数量会快速增加；当数量达到一定程度时，酵母菌就要为食物和空间发生生存斗争，数量不再上升，可能会维持在一个最大值，出现波动。随着培养液中营养物质的不断消耗，最后，酵母菌的数量会越来越少。
师 大家觉得他的假设合理吗？
（学生点头）
师 假设到底正不正确，我们还是得用事实来说话。这一周我们要做一个需连续观察七天的一个实验：观察培养液中酵母菌种群数量的变化。
推进新课
师 既然要观察酵母菌种群的数量变化，首先我们必须得学会对酵母菌进行计数。如果对一支试管中的培养液中的酵母菌逐个计数是非常困难的，我们可以采用抽样检测的方法。这儿要介绍一计数的好工具——血球计数板。血球计数板的中央有个计数室，里面有很多个小方格，小方格的面积为2 mm×2 mm，一般溶液在小方格中能形成的厚度为0.1 mm，通过小方格范围内酵母菌数，来估计待测溶液中的数目。具体的操作过程：先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待细菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。
师 根据我所介绍的血球计数板的规格，请你来推导出将一个小方格范围内的酵母菌数，换算成10 mL培养液中酵母菌总数的公式。
生 小方格的容积为0.4立方毫米，10 mL为10 000立方毫米，为小方格的容积的25 000倍。所以只要把小方格范围内的酵母菌数乘上25 000就是10 mL培养液中酵母菌总数了。
师 对。在计数时，还要注意一个问题，就是在计数之前，建议将试管轻轻震荡几次，这是为什么？
生 这样可以保证抽样检测是随机的，这样产生的结果才能代表试管中的酵母菌总数。
师 如果一个小方格内酵母菌过多，很难数清，应当采取怎样的措施？
生 可以先稀释，再计数。数完后，只要不要忘了再乘上稀释的倍数就行了。
师 计数时，对于压在小方格界线上的个体，该怎么计数？可以回忆在用样方法调查种群密度时，对于边界上的个体是怎么处理的。
生 也可以把顶边、左边和左角处的个体算在内，其余的不算。
师 你觉得这个探究实验需要设置对照吗？如果需要，对照组该怎样设计和操作；如果不需要，说明理由。
生 要设置对照，对照组中，培养液的成分可以有所变化，其他条件都保持不变，观察酵母菌的数量变化还是否相同。
师 那么，需要做重复实验吗？
生 要，每次实验都有偶然性存在，必须做重复实验才能说明问题。
师 这七天的实验结果怎么记录呢？表格如何设计较合理？
（学生讨论后，拿出几种合理的表格）
师 下面请同学们先按照小组的形式进行讨论，拿出你们的探究方案，方法步骤要具体，要有可操作性。比如，每天什么时候来进行计数？计数时，大致数几个小方格？如何进行对照实验？重复实验如何进行？等等。而且还要确定小组成员之间的分工。
（学生开始讨论，写探究方案）
师 就从今天开始，按照你们的探究方案进行实验，每天进行计数，实验结束后，把这七天的数据用曲线图来表示出来，分析实验结果是否支持你所作的假设。七天后，我们再把全班的平均值算出，根据平均值重新画酵母菌种群数量的增长曲线，再和你们组的曲线图进行对照，分析原因。
（学生实验，教师予以指导）
师 这七天的实验大家都做得非常认真。曲线图也都画出来了，大家相互之间交流一下，看看所画的增长曲线有没有一个总的趋势？
生 有。大多是有一个先增加，后趋向于平衡，到最后有减少的趋势。
师 那么，你有没有分析过影响这种变化趋势的原因是什么呢？
生 我觉得有这几方面的可能：一个和培养液中的营养成分有关，也可能和培养的空间有关，还可能跟酵母菌在代谢过程中产生的各种代谢产物有关。
课堂小结
师 酵母菌种群数量变化的观察，使我们对种群增长的方式有了进一步的认识。从中，大家也学到了生物学上所用的一些技术手段。而且，大家也能从实验的结果来分析产生这样结果的原因。这正是科学研究所需要的。而且，如果你想证明你观点的正确与否，最有力的证据还是实验。那么，如果我想证明酵母菌数量的变化和培养液中的营养成分有关，该如何设计实验进行验证呢？
生 可以设置一个对照组，对照组不断地更新培养液的营养成分，其他条件相同，同样作出酵母菌的数量变化的曲线图，两图进行对照，如果确实发现在营养成分充足的情况下，酵母菌的数量要比实验组在同时期多，那样，就能证明这个观点是正确的。
师 分析得很好。课后，根据你对影响酵母菌种群数量增长的因素作出的推测，设计实验进行验证。
板书设计
第2节 种群数量的变化
一、种群数量的变化（包括增长、波动、稳定和下降）
1.建构种群增长模型的方法
2.种群增长的“J”型曲线
（1）产生条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下。
（2）特点：种群数量连续增长，呈“J”型。
（3）产生情形：①实验室条件下
②当一个种群刚迁入一个新的适宜环境时
3.“J”型增长的数学模型
种群数量增长公式：Nt=N0λt
4.种群增长的“S”型曲线
（1）产生条件：资源和空间有限，而且存在天敌的条件下。
（2）特点：种群数量达到环境条件所允许的最大值（K值）后将停止生长，有时在K值左右保持相对稳定。
5.种群数量的波动和下降
二、影响种群数量变化的因素
1.决定因素：出生率和死亡率、迁入率和迁出率。
2.影响因素：
（1）环境因素：水分、温度、食物、天敌等。
（2）人为因素
3.研究意义：有利于野生生物资源的合理利用和保护、害虫的防治等
活动与探究
主题：培养液中酵母菌种群数量的变化
步骤 学生活动 教师指导 目 的
1 通过显微镜观察，估计出10 mL培养液中酵母菌的初始数量 可用血球计数板进行计数。在计数前，要将试管轻轻震荡几次，使得估计比较准确 （1）让学生掌握血球计数板计数的方法（2）通过对培养液中酵母菌种群数量连续7天的观察，探究变化规律，进而统计数据，建构数学模型，绘制变化曲线（3）理解种群数量的变化，学会分析数量变化的原因
2 在适宜的条件下培养酵母菌，连续观察7天，分别记录下这7天的数值 每天的培养条件保持一致，在每天的同一时间取样
3 将所得数据用曲线表示出来，分析实验结果 要标明横坐标和纵坐标的含义，联系所学过的种群增长曲线
4 算出每一天全班各组数据的平均值，画出酵母菌种群数量的增长曲线，再和各小组的曲线进行比较 仔细分析各小组的曲线图，找出其中的差异，并能分析各种差异产生的原因
习题详解
一、基础题（课本P69）
1.提示：在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优越条件下，种群可能会呈“J”型增长。例如，澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马种群进行过长达14年的研究，发现在环境条件较好的年份，种群数量增长迅速，表现出季节性的“J”型增长。在有限的环境中，如果种群的初始密度很低，种群数量可能会迅速增长。随着种群密度的增加，种内竞争就会加剧，因此，种群数量增加到一定程度就会停止增长，这就是“S”型增长。例如，栅列藻、小球藻等低等植物的种群增长，常常具有“S”型增长的特点。
2.（1）如426图
图4-2-6
（2）驼鹿引入到这个孤岛上后，没有天敌，气候适宜，食物和空间都是充足的。
（3）作为食物的植物被大量吃掉，导致食物匮乏；自然灾害等。
3.鲫鱼种群在某一池塘能增长到的最大数量称为该池塘对鲫鱼种群的容纳量。
二、拓展题（课本P69）
这是涉及最大持续产量的问题。关于最大持续产量，可以查阅生态学专著。还可以请教有经验的人或访问相关网站，了解单位面积水面应放养的鱼的数量。第2节 生长素的生理作用
从容说课
经过多位科学家的研究，发现了生长素，那生长素到底有什么样的作用呢？这正是我们这节课所要讨论的话题。生长素能调节细胞的生长，但其发挥作用时具有它的特殊性——两重性，既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。在我们日常生活中，最常见的生长素的两重性就在于顶端优势，植物的顶芽优先生长而侧芽生长受到抑制的现象。生长素和农业密切相关，在农业上，它既可以促进扦插枝条生根也可以促进果实的发育，还可以防止落花落果。总之，植物生命活动是通过植物体内的激素来实现调节的，尽管它的含量极少，但是却使植物的生长发育和繁殖等生命活动正常进行，有条不紊，适应不断变化的环境。
教学重点 1.生长素的生理作用。
2.生长素在发挥生理作用时的特点。
3.生长素在农业生产中的应用。
教学难点 1.顶端优势产生的原因以及在日常生活中常见的实例。
2.生长素在农业生产中的应用。
教具准备 1.计算机教学软件：松树的塔形树冠；去顶芽后侧芽的生长情况。
2.投影片：植物某一器官对不同浓度生长素反应图；根、茎、芽三种器官对不同浓度生长素反应图。
课时安排 1课时
三维目标
1.掌握生长素的生理作用，顶端优势的原理。
2.了解生长素在农业生产中的应用。
3.探讨生长素类似物促进插条生根的最适浓度。
4.分析图表，和学生共同总结出生长素发挥作用时所具备的特点。
5.通过日常生活中的事例的分析，让学生更加深刻地理解生长素在农业生产中的应用。
6.共同探究扦插枝条生根时所需的最适生长素类似物的浓度。
7.通过生长素的生理作用，训练学生将知识应用于实践的能力。
8.通过顶端优势原理，对学生进行量变引起质变的唯物辩证法的教育。
教学过程
导入新课
师 同学们，我们上节课学习了植物生长素的发现过程，并且知道了生长素起着调节细胞生长的作用，但是生长素的作用是不是仅仅这么简单呢？下面让我们一起来看一幅图。
课件展示：
植物某一器官对不同浓度生长素反应图；根、茎、芽三种器官对不同浓度生长素反应图。
师 请同学们讨论一下，从这张图中，我们能得出什么样的结论？
生1 分析任何一条曲线都可以得到：随着生长素浓度的增加，对器官的促进作用逐渐加强，达到最适浓度后，随着生长素浓度的增加，对器官的促进作用逐渐减弱，之后，生长素浓度再增加，对器官的抑制作用逐渐加强。
生2 针对三条曲线对比分析，又可以得出根、芽、茎三种器官对生长素需要的最适浓度是不同的，对各生长素浓度的反应也是不同的。
师 大家分析得很正确，看样子大家课下都认真预习了书本，请大家看大屏幕。
推进新课
板 书：
第2节 生长素的生理作用
生长素的生理作用——调节生长
师 生长素对植物生长调节的过程中，往往具有两重性：既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。
（1）一般来说，低浓度的生长素可以促进植物生长，而高浓度的生长素则抑制植物的生长，甚至杀死植物。
（2）幼嫩的细胞对生长素敏感度高，老细胞则比较迟钝。
（3）生长素促进不同器官生长的最适浓度不同。
课件展示：
植物某一器官对不同浓度生长素反应图；根、茎、芽三种器官对不同浓度生长素反应图。
师 请同学根据图片看一看，根、芽、茎的最适生长浓度分别是多少？并且想一想它们对生长素的敏感程度又是如何的？
生 对根来说，生长素的最适浓度是10－10mol/L左右；对于芽来说，最适浓度是10－8mol/L左右；对于茎来说，最适浓度是10－4mol/L左右，即对生长素的敏感性：根＞芽＞茎。
师 同学们观察得非常仔细，回答得非常正确。
课件展示：
“松树”塔形树冠图。
师 这是我们校园里的一棵松树，大家有没有想过为什么松树会呈现这种塔形结构？（让学生相互讨论，教师给以指导）
师 这是“顶端优势”现象，那到底什么叫顶端优势呢？顶端优势就是植物的顶芽优先生长而侧芽生长受到抑制的现象，大家看屏幕上的图会发现离顶芽越近的侧芽受抑制越明显，请大家想一想，这到底是什么原因导致的？请大家从生长素对植物生长的作用具有两重性知识思考原因。
生1 是顶芽产生的生长素向下运输，导致了侧芽不生长。
生2 是因为侧芽自身产生的生长素导致了自身不生长。
师 两位同学都没有能够答完全，植物表现出的顶端优势就是顶芽产生的生长素向下运输，大量积累在侧芽部位，使侧芽的生长受到抑制的缘故。如果摘掉顶芽，侧芽部位的生长素浓度降低了，侧芽所受到的抑制作用就会解除，不久，侧芽就可以发育成枝条了。
那么哪位同学能想到生产实践中顶端优势或者去除顶端优势的应用实例呢？
生1 老师，每年春天我都看到我妈妈修剪桃树。我想她应用的应该是我们今天所学的去除顶端优势吧。
生2 我也想起来了，每年夏天很多园艺工人给行道树修剪。
生3 还有，还有，我家门前有棵大树，我爸爸每年将它的侧枝修剪，爸爸说这棵树将来要作为盖房子用的椽子。
师 大家说得都非常好，平时大家观察得很仔细。果树和行道树的修剪、棉花的摘心等，这些都是去除顶端优势，而最后一位同学举的例子则是保留顶端优势。当然自然界中并不是所有的植物都具有强烈的顶端优势现象，有些灌木类植物顶芽发育了一段时间后，就开始退化，甚至萎缩，失去原有的顶端优势，所以灌木的树形不是宝塔形的。下面我们一起来做一题练习一下。
课件展示：
将四株长势相似具顶芽的健壮植株，分别进行下列处理，其中侧芽能发育成枝条的是（ ）
A.去顶芽后，在断口上放一块琼脂小块
B.去顶芽后，在断口上放一块富含生长素的琼脂小块
C.不去顶芽，在侧芽上涂以含低浓度生长素的琼脂
D.不去顶芽，在侧芽上涂以琼脂
解析：顶芽能产生生长素，并且合成的生长素能从顶芽向下运输到侧芽部位，使侧芽的生长素浓度过高，因而抑制侧芽生长。要使侧芽能迅速发育成枝条，就要解除顶端优势，也就是去掉顶芽，因此首先排除选项C和D，B选项去顶芽后，在断口上放一块富含生长素的琼脂小块，同样起到抑制侧芽生长的作用，排除后选出A。
答案： A
师 生长素在农业上的应用很广泛，但是它在植物体内的量却是非常少，而且提取也相当困难，经过大量科学家的研究和实践，发现了一些人工合成的化学物质，称为生长素类似物。如：萘乙酸、2，4D。
课件展示：
带芽多的枝条，带芽少的枝条和不带芽的枝条扦插生根情况。
师 从图片上，能得出什么样的结论？
生1 如果枝条有芽的话，那么它就会生根，反之，则不能生根。
生2 不对不对，生根多的枝条上芽就多，那是因为芽能产生生长素，生长素促进了生根。
师 两位同学回答得都不错，第一位同学回答了这幅图的表面现象，而第二位同学则说得相当确切。生长素可以促进扦插枝条生根，这是生长素在农业方面的第一个应用。
师 下面我们就一起来看一下，我们生物兴趣小组的同学做的实验。
（一）材料用具的准备
1.实验材料
可以用杨树、加拿大杨、月季等的枝条。
2.实验用具
天平、量筒、容量瓶、烧杯、滴管、试剂瓶、玻璃棒、木箱或塑料筐（下方带流水孔）、盛水托盘、矿泉水瓶。
3.插条选择
插条质量和规格对探究实验效果影响很大。大树上的1～2年生枝条，可以作为扦插的材料，但以1年生苗木为最好（1年或2年生枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活）。实验表明，插条部位以枝条中部剪取的插穗为最好，基部较差，梢部插穗仍可利用。实验室用插穗长5～7 cm，直径1～1.5 cm为宜。由于一个年级几百名学生同时用枝条，要适当考虑对树木的保护。
扦插枝条的处理：
（1）枝条的形态学上端为平面，下端要削成斜面，这样在扦插后可增加吸收水分的面积，促进成活。
（2）每一枝条留3～4个芽，所选枝条的芽数尽量一样多。
（二）实验设计
1.选择生长素类似物：α萘乙酸（NAA）等。
2.配制生长素类似物母液：5 mg/mL（用蒸馏水配制，加少许无水乙醇以促进溶解）。
3.设置生长素类似物的浓度梯度：用容量瓶将母液分别配成0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5 mg/mL的溶液，分别放入小磨口瓶，及时贴上相应标签。NAA有毒，配制时最好戴手套和口罩。剩余的母液应放在4 ℃保存，如果瓶底部长有绿色毛状物，则不能继续使用。
4.枝条处理方法：浸泡法和沾蘸法。
（三）探究活动
1.提出问题
不同浓度的NAA促进杨插条生根的最适浓度是多少呢？
2.作出假设
适宜浓度的NAA可以使杨或月季插条基部的薄壁细胞恢复分裂能力，产生愈伤组织，长出大量不定根。
3.预测实验结果
经过一段时间（约3～5 d）后，用适宜浓度的NAA处理过的插条基部和树皮皮孔处（插条下1/3处）出现白色根原体，此后逐渐长出大量不定根；而用较低浓度、较高浓度或清水处理的枝条长出极少量的不定根或不生根。
4.实验步骤
（1）制作插条。
（2）分组处理：将插条分别用不同的方法处理（药物浓度、浸泡时间等可多组。如可分别在NAA中浸泡1、2、4、8、12、24 h等）。
（3）进行实验：将处理过的插条下端浸在清水中,注意保持温度（25～30 ℃）。
（4）小组分工，观察记录：前三天每天都要观察实验材料的生根情况。教师帮我们设计记录表格，记录用不同浓度生长素类似物处理后枝条生根情况，如生根条数，最长与最短根的长度等。（用浓度适宜的生长素类似物处理后，在绿色树皮的皮孔处长有白色幼根；时间长一些会在枝条下端斜面树皮与木质部之间长有白色根原体）以后每隔2～3 d记录也可。
（5）研究实验中出现的问题。
①分析不同插条的生根情况。
A.不能生出不定根：有可能是枝条上没有芽、枝条倒插等。
B.都能生出不定根：促进扦插枝条生根是指刺激枝条的下端生出不定根，而不是刺激根生长。不同的枝条可能生出的不定根的数目多少不一样，如枝条上芽多，则产生的生长素就多，就容易促使不定根的萌发。
②分析与本实验相关的其他因素。
A.温度要一致。
B.设置重复组，即每组不能少于3个枝条。
C.设置对照组。清水空白对照；设置浓度不同的几个实验组之间进行对比，目的是探究α萘乙酸促进扦插枝条生根的最适浓度。
5.分析实验结果，得出实验结论
我们得出的实验结果：在这个实验中0.2 mg/mL的α萘乙酸能促进扦插枝条生出较多的根。其他较低浓度的α萘乙酸也能促进扦插枝条生根，但是生根数目不如0.2 mg/mL多，高浓度的α萘乙酸会导致枝条萎蔫死亡。
师 通过兴趣小组的同学所做的实验，我们能得出一定浓度的生长素能促进植物生根，那么生长素在农业上还有什么样的应用呢？
课件展示：
展示植株受粉与否对子房发育的影响。
师 大家知道，雌蕊受粉以后，胚珠开始发育成种子，子房开始发育成果实，这时，除去正在发育的种子，果实的发育也就停止了。这种现象说明什么？
生 种子发育是果实发育所必需的条件。
师 很正确。那么，又是什么原因使种子发育决定了果实发育呢？经实验测定，雌蕊受粉以后，发育着的子房内，生长素含量猛然增加，这些生长素就是由发育中的种子合成的，它能够使子房发育成果实。
现在我们知道了，为什么种子发育是果实发育的必需条件。
师 在生产上，用人工合成的一定浓度的生长素溶液处理没有受粉的番茄花蕾，由于有生长素，果实照样发育，由于没有受粉，种子不能发育，从而获得无子番茄。生产上也就是用于无子果实的培育。那请问，已受粉的花蕾还可用生长素处理来获得无子果实吗？
生 不能，这样的果实有种子。
师 很好。生长素能促进果实的发育，这是生长素在农业方面的第二个应用。农业上的无子番茄、无子黄瓜、无子青椒等都是其雌花未受粉，在雌蕊子房的柱头上涂抹一定浓度的生长素类似物获得的，而无子西瓜、无子香蕉的获得却与遗传和变异有关。
师 下面我们再来看一道题目。
课件展示：
图3-2-1
图3-2-1是某学校高二学生根据西瓜授粉后，子房发育成果实的过程绘出的变化曲线（注：横坐标示实际天数，纵坐标示子房直径大小），其中A曲线表示正常授粉情况下的记录，请分析回答下列有关问题：
（1）曲线A表示子房直径逐渐，说明授粉后子房能发育成______________，原因是胚珠发育成____________的过程中，合成_______________，促进其发育成果实。
（2）曲线B表示子房直径逐渐_________________，说明子房_______________，曲线B下降的可能是雌蕊未_________________，或者子房发育早期，人为除去_______了或被虫蛀，使果实发育缺乏________________而停止发育。
（3）对比曲线A和曲线B得出的结论是________________________________________。
解析：此题主要考查学生对生长素的生理作用之一——促进果实发育的认识和识图分析的能力。A曲线表示正常授粉情况下，植物的子房在开花后不断膨大，正常发育。这是因为授粉后胚珠发育成种子，发育着的幼嫩种子里合成了大量的生长素，能促进子房发育成果实。曲线B表明植物子房开花后不久不断萎缩，直至脱落，可能是雌蕊未授粉或者在子房发育早期除去发育着的种子，果实就会因缺乏生长素而停止发育，甚至引起果实的早期脱落。
答案： （1）增大 果实 种子 生长素 （2）变小 没有发育 授粉 种子 生长素 （3）发育着的种子合成生长素促进子房发育成果实
课堂小结
师 除上面谈到的两点作用外，生长素类似物还可以防止落花落果，如在棉株上喷洒一定浓度的生长素类似物，可以达到保铃、丰产的效果。
师 生长素还能作为农田中的除草剂，农田中的农作物一般都是单子叶植物，需要较高浓度的生长素，但是农田中的杂草大多是单子叶植物，单子叶植物的生长需较低浓度的生长素。农民施以较高浓度的生长素，促进单子叶植物的生长，抑制双子叶植物的生长。
师 植物体内是否只有生长素这样一种植物激素呢？
赤霉素是在研究水稻恶苗病的过程中发现的。水稻恶苗病是由赤霉菌寄生而引起的,最常见的症状是稻苗徒长,病苗比健苗可以高出1/3。经过研究得知,促进稻苗徒长的物质是赤霉菌分泌的赤霉素。赤霉素突出的生理作用是促进茎的伸长,引起植株快速生长。水稻恶苗病病株的茎秆徒长,就是赤霉素对茎秆伸长起了促进作用的结果。赤霉素对于促进矮生性植物茎秆的伸长有特别明显的效果。例如,一些矮生性植物(矮生玉米、矮生豌豆等),它们的株高比一般的株高要矮得多,如果用赤霉素处理这些植物,它们的株高可以与一般的株高相同。用赤霉素处理芹菜,可以使食用的叶柄增加长度。
赤霉素还有解除休眠和促进萌发的作用。例如,刚收获的马铃薯块茎种到土里不能萌发,原因是刚收获的马铃薯块茎要有一定的休眠期,在度过休眠期以后，才能够萌发。如果用赤霉素处理马铃薯块茎，则能解除它的休眠,提早用来播种。赤霉素对于种子也有解除休眠、促进萌发的作用。
板书设计
第2节 生长素的生理作用
生长素的生理作用——调节生长：
（1）
（2）生长素类似物在农业上的应用
①促进扦插枝条生根
②促进果实发育
③防止落花落果
④作为农田中的除草剂
活动与探究
探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度(见下表)：
枝条 生根情况
第1天 第2天 第3天 第5天 第7天 第9天 第11天
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
表达与交流：实验小组的每一个成员都写出自己个性化的实验报告，向小组和全班汇报探究过程和结果、经验、教训或体会，包括在科学态度、科学方法和科学精神方面的收获。
进一步探究：“进一步探究”旨在鼓励学生进行扩展性的探究和实践，大多数需要在课外完成。教师应当提供机会，让学生互相进行交流和讨论。这个栏目的活动给学生以更大的自主性，教师可根据学生的知识与技能基础，给予适当的提示或指导。
鼓励有兴趣的学生进一步探究不同季节和枝条老幼部位对生长素类似物的反应，让学生自行设计和实施。
习题详解
一、基础题(课本P52)
1.解析：植物幼嫩的组织或者部位能产生生长素。
答案：C
2.解析：（农田中的农作物一般都是单子叶植物，需要较高浓度的生长素，但是农田中的杂草大多是双子叶植物，双子叶植物的生长需较低浓度的生长素。农民施以较高浓度的生长素，促进单子叶植物的生长，抑制双子叶植物的生长。
答案：B
二、拓展题(课本P53)
1.答案：当器官横放时，尖端组织中的生长素在向形态学的下端运输时，由于受到重力的影响而多集中在这些器官的下边，因此图中植株茎根背地面生长素浓度低，近地面生长素浓度高，由于不同器官对同一生长素浓度反应不同，根的生长需要较低浓度的生长素，因此，根的背地面促进生长，而根的近地面的生长受到抑制；茎的生长需要较高浓度的生长素，茎的背地面促进生长慢，茎的近地面促进生长快，从而表现出根的向地性与茎的背地性。
如果把这株植物放在太空中，由于太空中无重力，此植株处于失重的状态，那么植株的根和茎会沿着原有的方向生长。
2.答案：在人的尿液中含具有一定浓度的生长素。第2节 保护我们共同的家园
从容说课
“保护我们共同的家园”主要介绍了关注全球性生态环境问题、保护生物多样性和人们需要树立可持续发展观这三个问题。教材将本节内容编排在必修模块最后一部分讲述，既是对前面所学的生物与环境知识的自然延伸和提高，也是综合应用“代谢、生殖、发育、遗传”等知识理解和解决实际问题的充分体现，同时比较集中地阐述人的自然属性、人与自然必须协调发展的思想的一节内容。
本节的“问题探讨”是让学生分析讨论发生在2003年夏季全球性酷热的现实，这是学生们很熟悉的，从而很自然地进入第一个问题的学习。教材同样采用了开放式的编写方式，引导学生联系个人的生活，放开思路、充分讨论，从而加深学生对有关问题的认识和理解，有助于培养学生理论联系实际的良好学风。
关于保护生物多样性，主要讲述了生物多样性的价值、生物多样性的保护措施两部分内容。教材设计了一个“思考与讨论”，提出了一些书本中没有现成答案的问题。这种编写方式有利于培养学生开展探究性学习的能力，有助于学生加深对生物多样性价值的认识。至于第三个问题，教材文字不多，但涉及对我国古代哲学观念的现代诠释和对可持续发展观的全面理解，因此是对学生进行升华教育的较好素材。
本节的“科学·技术·社会”，可以说是第一次在中学生物教材中引入关注生态伦理道德的问题。这是当前社会学家、人文学家、科学家和环保工作者共同探讨的一个热门话题，具有重要的理论意义和现实意义。学生懂得应当关注生态伦理道德问题，有助于培养学生形成热爱自然、珍爱生命、理解人与自然和谐发展和坚定地走可持续发展道路的情感态度与价值观。
关于关注全球性生态环境问题，由于学生在学习地理学科知识时已有这方面的知识积累，因此采用学案教学比较适宜，教师可以发给学生学习提纲布置学生预习、复习，并联系实际编制好讲课稿，课堂上选1～2位代表讲述。
关于保护生物多样性，由于各方面资料来源较多，比较适宜采用研究性学习的方式进行教学，让学生进行分组研究，利用各种手段收集资料，对各种信息进行汇编整理，写成研究报告。
鉴于本节内容具有较强的直观性和现实性，学生易于接受，所以选择学生自主学习作为主要方法，学生通过阅读、资料收集、合作交流，在活动中既实现了知识的学习，同时也增强了他们在知识学习中的主观感受。
教学重点 概述生物多样性保护的意义和措施。
教学难点 概述生物多样性保护的意义和措施。
教具准备 1.视频1：美国宇航局发现者航天飞机发射及活动资料。
2.视频2：从太空拍摄的地球。
3.视频3：各种地球环境遭到破坏的景象。
4.学生阅读资料。
5.PPT课件。
课时安排 2课时
第1课时：学习全球性生态环境问题、如何保护生物多样性和可持续发展。
第2课时：收集有关生物多样性价值的实例和数据，并作报告。
三维目标
1.概述生物多样性保护的意义和措施。
2.进行资料搜集，了解我国利用生物技术保护生物多样性的进展。
3.关注全球生态环境问题。
4.形成环境保护需要从我做起的意识。
教学过程
第1课时
导入新课
（播放视频1：有关2005年7月26日~8月8日美国宇航局发射的发现者航天飞机的部分活动情况）
师 人类为什么要花费巨大的人力、财力制造航天飞机，去探索太空呢？
生 为了人类技术发展的需要，为了探究宇宙的奥秘、认识世界的需要；为了获得有关问题的科学资料，比如生命的起源；为了新的资源，为了获得更大的生存空间，为了寻找适合人类居住的星球……
（教师肯定同学的回答，沿着同学的思路，继续播放视频2——从太空拍摄的地球）
师 为什么说美丽的地球是我们共同的家园？
生 地球是目前为止我们所发现的唯一适合人类生存的星球；地球是大家的，是一个整体的存在，任何个人或国家的活动对环境的影响都会涉及到整个地球……
推进新课
师 我们既然有了美丽的家园，为什么还要在太空中寻找？（播放视频3：各种地球环境遭到破坏的景象）
要求学生完成：
（1）归纳现在地球上有哪些具体的环境问题。
（2）请同学谈看过视频资料的感受。
（3）选择一个具体的环境问题，根据自己的学科知识和课外知识，说说它的成因和后果。
生 （略）
师 生态环境的破坏为什么就破坏了我们共同的家园，这需要从生物的多样性谈起。
师 哪位同学尝试回答一下你所理解的生物多样性？
生 （略）
（学生阅读后直接讲解生物多样性三个方面的内容和涵义：基因（遗传）的多样性；物种的多样性；生态系统的多样性）
师 生物的多样性到底有什么价值呢？请同学阅读教材的“思考与讨论”，相互探讨，发表意见。
课件展示：
1.红树林的消失，使得潮间带多种鱼类、甲壳类、贝类以及多种水鸟因生态环境改变而无法存活和繁衍，并且影响附近多种生态系统的稳定性，最终使大量的物种无法生存和发展。红树林能维持滨海湿地生态系统的稳定性，具有防风、抗海潮侵蚀海岸的作用。因此，红树林的消失还将直接影响附近的农田、养殖场、森林和城市等多种生态系统的稳定性，这对于人们的生活和生产都会产生很大的影响。
2.可以通过现代生物技术，检测并获取水稻、小麦等栽培作物野生种细胞中人类所需要的某些优良基因（如抗旱基因、抗病基因等），然后利用基因工程技术，将这些优良基因导入到相应的栽培种的细胞中并使之表达。袁隆平曾利用在海南岛发现的一株花粉败育的普通野生水稻（含有使花粉不育的基因），利用杂交技术成功地培育出高产的杂交水稻，从而掀起了水稻生产的“第二次绿色革命”。后来，经过分子检测技术得知，野生水稻细胞中至少含有两个增产基因：其中的一个增产基因就能增产18%，两个增产基因则能增产36%。
3.这两个例子能够说明生物多样性具有潜在价值（红树、野生水稻等生物很可能还有目前人类尚不清楚的重要功能）、间接价值（红树林对海岸的防护作用）和直接价值（潮间带的鱼类、贝类、甲壳类等可供食用、药用和用作工业原料等）。
师 生物的种类繁多，人类对它们已经做过比较充分研究的只是极少数，大量野生生物的价值——生物多样性的潜在价值目前还不清楚；森林生态系统同农田生态系统相比，具有更加丰富的生物多样性，对自身的调节功能更强大，因而具有更好的稳定性，这属于生物多样性的间接价值；芦苇是一种重要的造纸原料，从金鸡纳树中可以提取治疗疟疾的药物——奎宁，这些都属于生物多样性的直接价值。
师 通过以上的讨论，请同学归纳生物多样性的价值。
生 （略）
师 实际上，我们更多地看到了什么价值而没有看到什么价值？哪一价值的价值更大？
生 间接使用价值。
师 对，保护生物多样性更主要的原因是为了保持生态系统的稳定性，生物的间接使用价值关键体现在某种生物对它所生存的生态系统的影响，对围绕它而存在的食物网中有直接或间接关系的其他生物的影响。所以，一个生态系统中某种生物的消失，往往会对生态系统中其他多种生物造成直接影响，进而使整个生态系统受到影响，因此生物多样性的间接使用价值是非常巨大的。生物多样性的间接价值到底有多大，请同学们看教材表61列举的数据。
课堂小结
师 选择生物多样性间接价值的一些实例，加深同学的印象。
（结束第一课时的内容，布置学生课后的活动任务）
请同学们在课后收集三个方面的内容，以便下一堂课进行交流。
（1）收集生物多样性价值的实例。
（2）收集关于生物多样性价值的数据。
（3）预习生物多样性保护的内容，收集生物多样性保护的措施。第2课时
导入新课
师 上节课我们学习了物质循环，现在先复习一下。请看下面几个问题。
课件展示：
1.物质循环的物质是指什么？
2.物质循环的循环是指在什么范围内循环？
3.化学元素可以在什么和什么之间往返循环？
4.碳元素在无机环境和生物群落之间循环的方式主要是什么？
5.碳元素在生物群落内部的传递方式是什么？
6.能量的载体是什么？
7.物质循环与能量流动的区别与联系。
8.什么是生物富集？
生 回答（略）。
师 很好，大家掌握得不错。关于生物富集我们在第一节就已经学习过了。下面我们一起来看看在物质循环中起着非常重要作用的分解者。请问：分解者的作用是什么
生 分解动植物的遗体、残落物、粪便等，使其成为无机物，重新被生产者利用，保证了物质可以在无机环境和生物群落之间循环。
师 很好。可是大家所说的只是书上的理论知识，在我们的大脑中也只是一个概念。不知道自然界中的实际情况是不是这样，没有形象的认识。我们可以通过生活中细心的观察以及实验探究来形成一个形象的认识，使我们对所学知识有更加深刻的认识和理解。可见，观察和实验是非常重要的，希望大家能够重视。下面我们来做两个探究实验。
实验准备：
（1）准备好实验材料：自然状态的土壤和严格灭菌的土壤、落叶、淀粉糊等。
（2）准备好实验试剂：碘液、斐林试剂甲和乙。
（3）准备好各种实验器材。
推进新课
板 书：
三、对土壤微生物分解作用的实验
实验一：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂吗
探究实验的一般过程：
板 书：
1.确定题目
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
师 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字，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重量仍和细菌差不多。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……
板 书：
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？
板 书：
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，也可以是想象或猜测。要鼓励学生大胆提出假设，通过讨论修正自己的假设。最后通过实验验证你的假设是否成立。如：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂并最终分解掉的。
板 书：
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。如：本实验的变量是自然土壤和灭菌土壤，也就是微生物；需要控制的变量包括所有的理化因素、落叶的数量等；要很好地控制这些变量最好在实验室中，可以人为地控制；实验方案设计就是设计一下具体的操作步骤，见下。
板 书：
5.实施计划
建议探究一在实验室中进行，因为在室外的话，很难控制变量。教师可以巡视，并作必要的指导。
（1）把自然土壤和灭菌土壤分别放到两个无菌操作室中。取相同重量的自然土壤和灭菌土壤于两个无菌容器中。
（2）加入相同数量的落叶和土壤混匀，并加入等量的无菌水，使土壤湿润即可。
（3）保证无外界微生物的干扰，并保持相同的理化因素。通入等量的无菌空气。
（4）每五天观察记录一次，并控制变量和调整变量到适宜。连续观察记录1个月左右。
板 书：
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。
注：在考试中可能要你预测可能结果和作相应的分析。
板 书：
7.表达交流
以小组形式进行交流，提出问题，进行修改。
板 书：
实验二：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
1.确定题目：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
2.提出问题
土壤微生物对淀粉分解吗？如分解，那分解成什么？
3.作出假设
土壤微生物能将淀粉分解成可溶性的还原糖。
4.制订计划
（1）变量是微生物。可以用自然土壤浸出液和蒸馏水作对照。
（2）其他的变量有温度、湿度、溶液的量等，要保持相同。
（3）在实验室中进行。
（4）实验步骤的设计。
5.实施计划
具体步骤见书本。教师在实验过程中，作必要的提示和指导。（注：1.实验中的斐林试剂要现配现用，用2 mL的0.1 g/mL的NaOH和3~4滴0.05 g/mL的CuSO4混合，加入斐林试剂后要加热沸腾。2.实验时间是几天到几周，所以开始时，A、B烧杯中的溶液量可以多些，以后每周观察记录一次）
6.结果分析
可以列表表示，如：
试剂现象烧杯（试管） 碘液 斐林试剂 分析结果
A A1 橙黄色
A2 砖红色
B B1 蓝色
B2 蓝色
实验结论：土壤微生物能将淀粉分解成可溶性的还原糖。
7.表达交流
同学之间对实验中存在的问题进行质疑，并进行必要的修改。教师可以指导。
课堂小结
师 这节是实验课，希望大家能从实验中得到乐趣，提高自己的动手、思维、提出问题、分析问题、解决问题的能力。从实验中更加清楚地理解分解者对物质循环的作用。当然，大家可以尝试对其他的一些生物现象进行探究，我会给大家必要的帮助。
板书设计
第3节 生态系统的物质循环(第1课时)
一、物质循环
1.概念：组成生物体的C、H、O、N、S、P等化学元素，在无机环境和生物群落之间不断地往返循环。
2.范围：生物圈
3.生物地化循环
4.特点：具有全球性，反复循环
5.
6.物质循环与环境问题
温室效应、酸雨等
二、物质循环与能量流动的区别和联系
项目 能量流动 物质循环 编号
形式 以有机物形式流动 以无机物形式在生物群落与无机环境间流动 1
过程 沿食物链（网）单向流动 在无机环境和生物群落间往复循环 2
范围 生态系统各营养级 全球性 3
特点 单向流动，逐级递减 反复出现，循环流动 4
联系 （1）二者同时进行，彼此相互依存，不可分割（2）能量的固定、转移、储存、释放离不开物质的合成和分解（3）物质是能量沿食物链（网）流动的载体（4）能量是物质在生态系统中往复循环的动力（5）生态系统中的各种成分，正是由于物质循环和能量流动，才能紧密地联系在一起，形成一个统一的整体 5
三、对土壤微生物分解作用的探究实验（第2课时）
实验一：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂吗？
1.确定题目
2.提出问题
3.作出假设
4.制订计划
5.实施计划
6.结果分析
7.表达交流
实验二：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
活动与探究
1.对土壤微生物的分解作用进行探究。
按照书本的内容进行操作，教师指导。本探究实验可以以小组形式进行，地点在实验室中。
2.探究在物质循环中生产者和分解者是否重要。
要求：参照书本探究实验的一般步骤进行，利用课外时间完成，教师进行必要的帮助和指导。
习题详解
一、基础题(课本P104)
1.判断
（1）解析：物质的往返循环是在无机环境和生物群落之间进行的。
答案：正确
（2）解析：能量流动和物质循环是紧密联系，不可分割的。物质是能量的载体，能量的储存、转移、固定和释放离不开物质的合成和分解。
答案：错误
2.解析：无机环境中的碳元素以二氧化碳的形式被绿色植物固定成含碳有机物，进入生物群落。含碳有机物又经过动植物的呼吸作用和微生物的分解作用以二氧化碳的形式释放到无机环境中。
答案：A
3.解析：呼吸作用可以将含碳有机物分解成二氧化碳和水，释放到无机环境。
4.答案：是。因为生物圈是指地球上所有生物与其无机环境的总和，通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。
二、拓展题（课本P104）
答案： 农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量和效益，使能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。第2节 内环境稳态的重要性
从容说课
本节教学内容包括两部分：“内环境稳态及其重要性”和实验“生物体维持pH稳定的机制”。课时安排为2课时。这2课时如何安排？可以有两种方式：其一，按照教材安排的顺序先授课后实验，实验安排在后可以验证课堂上学习过的人体维持内环境pH稳定的知识，并解释pH维持稳定的机制；其二，先实验后授课，实验安排在前可以让学生先观察到生物体维持pH稳定的现象，增加更多的感性认识，以利于学习后续的稳态、稳态失调等抽象概念。这里考虑到学生最好的学习知识的顺序以及教材第1节和第2节内容的衔接，采用第二种方式：先试验后授课。
第1课时进行“生物体维持pH稳定的机制”的实验。实验课的引入以对第1节内容的复习巩固开始。以第1节中“细胞外液的渗透压和酸碱度”的知识基础出发，进行“生物体维持pH稳定的机制”的实验。通过实验，使学生了解内环境稳态的现象，并通过教师引导、学生探讨，逐步对生物体维持pH稳定的机制进行解释，探讨的同时又进一步巩固了第1节“细胞外液的成分”中的相关知识。上课结束前布置作业：按照课本上的要求完成“体温日变化规律”的调查，在第2课时中作新课的导入。
第2课时授课，讲解“内环境稳态及其重要性”。“内环境稳态及其重要性”包括内环境的动态变化、对稳态调节机制的认识、内环境稳态的重要意义等内容。
新课的导入，学生公布自己“体温日变化规律”的调查结果，从体温的“日变化”发现同一个人的体温在一日内的波动范围不大，从个体的平均体温差异发现健康人的体温始终接近37 ℃。导入内环境的稳态及其重要性。
“内环境的动态变化”中稳态概念是本节的重点和难点内容，涉及到的内环境的化学成分、理化性质等很抽象，而内环境的化学成分和理化性质的动态变化更令学生难以捉摸。因此通过上一学时的实验可以让学生了解内环境pH的稳定，调查“体温的日变化规律”可以让学生体验体温的相对稳定，问题探讨“化验单分析”侧重于内环境中化学成分的稳定（如血糖稳定、血脂稳定等），让学生讨论“为什么医院里给病人输液时必须使用生理盐水”“为什么多喝多尿、少喝少尿”等问题可以初步认识渗透压的稳定，最后总结得出内环境的各项理化性质都能够维持在一个相对稳定的状态。生理学家把正常机体在神经系统和体液的调节下，通过各个器官、系统的协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态，叫做内环境的稳态。然后让学生阅读课后的科学史话——稳态概念的提出和发展，让学生了解微观方向的分子、器官存在稳态，宏观方向的种群、生物圈也存在稳态。
“对内环境稳态机制的认识”有两方面的内容，一方面是稳态能够维持，另一方面是稳态的维持能力是有限的。首先，让学生探讨内环境中的营养物质、代谢废物、O2、CO2等化学成分的来源与去路，说明这些成分要保持相对稳定，与消化、呼吸、循环、泌尿等系统的功能及细胞代谢功能的实现有直接关系，又与各器官、系统的协调有关。简要介绍人类对机体维持稳态机制的认识过程，指出目前普遍认为，神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。其次，通过教材上的“思考与讨论”，分析“空调病”的原因等，让学生了解机体稳态的维持能力是有限的。
“内环境稳态的重要意义”中的内容先让学生阅读关于内环境失去稳态而致病的一些资料，了解当内环境的稳态遭到破坏时，就会引起细胞新陈代谢紊乱，并导致疾病，然后，从酶的活性的角度阐述内环境的温度、渗透压、pH等维持稳态的必要性。最后说明内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
本节内容也比较抽象，因此，教学过程中力求联系学生的生活经验。问题探讨、调查、思考与讨论等栏目安排的内容都与生活实际联系紧密。
教学重点 内环境稳态及其生理意义。
教学难点 内环境稳态及其生理意义。
教具准备 1.多媒体CAI—1：动态显示内环境稳态与消化、呼吸、循环、排泄系统的功能联系。
2.多媒体CAI—2：阅读资料：缺钙会引起哪些疾病？
课时安排 2课时。
第1课时：进行“生物体维持pH稳定的机制”实验。
第2课时：讲解“内环境稳态及其重要性”。
三维目标
1.说明内环境稳态的概念。
2.简述稳态的调节机制。
3.了解稳态的生理意义。
4.进行实验，了解生物体具有维持内环境稳定的机制。
5.尝试解释生物体维持pH稳定的机制。
6.关注维持内环境稳态与健康的关系。
7.养成自我保健的意识和习惯。
8.运用这方面的知识关爱家人和亲友。
9.建立敢于质疑、尊重事实，严谨、仔细的科学精神和科学态度。
教学过程
第1课时
导入新课
师 同学们好！
上节课同学们学习了“第1节 细胞生活的环境”，大家一起通过几个问题来回忆一下这一节的知识要点。
课件展示：
1.什么是体液？体液包括哪些部分？
2.什么是内环境？内环境各成分之间的关系如何？
3.内环境中含有哪些物质？内环境具有哪些理化特性？
4.内环境有什么作用？
生1 人体内含有大量以水为基础的液体，这些液体统称为体液。体液包括细胞内液和细胞外液。
生2 细胞生活的由血浆、组织液和淋巴等细胞外液共同构成的液体环境叫做内环境。它们之间的关系是：
生3 内环境中含有水、无机盐、各种营养物质和代谢废物等。内环境的理化特性包括渗透压、酸碱度和pH三个方面。
生4 内环境不仅是细胞生存的直接环境，而且是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
师 总而言之，内环境是沟通细胞与外界环境的纽带，它的理化性质受到来自细胞和外界环境两方面的影响。以pH为例，细胞代谢会产生许多酸性物质，如碳酸等，人和动物的组织细胞在无氧呼吸时产生乳酸，人和动物吃的食物中也常常会含有酸性或碱性物质，这些酸性或碱性物质进入内环境，会使pH发生偏移，但内环境pH的改变会影响酶的活性，从而影响机体正常的新陈代谢。但是，生物材料和自来水在加入酸或碱后pH的变化会相同吗？要了解这个问题，我们需要通过实验来比较一下。
推进新课
师 下面请同学们阅读教材第9页到第10页上的实验：生物体维持pH稳定的机制。要求大家通过阅读了解此次实验的目的要求、材料用具和方法步骤，尤其要关注实验过程中的注意事项。
（学生阅读教材）
师 此次实验的目的有几个？分别是什么？
生 实验的目的有两个：一个是比较自来水、缓冲液和生物材料在加入酸或碱后pH的变化；另一个是根据实验结果推测生物体是如何维持pH稳定的。
师 此次实验要用哪几种实验材料，哪几种实验试剂？
生 4种实验材料：自来水、缓冲液和两种生物材料；2种实验试剂：NaOH溶液和HCl溶液。
师 谁能用最简练的语言叙述实验步骤？
生 分别在4种实验材料中以每5滴为单位加入HCl溶液直到加入30滴，用pH试纸测实验材料在加酸前和每次滴加后的pH并记录，再以NaOH溶液重复实验，最后根据所得数据画出各实验材料的pH变化曲线。
师 很好。这个实验中我们在安全方面有什么必须注意的呢？
生 盐酸和氢氧化钠有腐蚀性。应避免它与皮肤和眼睛接触，也不要入口。若有酸或碱洒落或溅出，要立即用水冲洗，并告诉老师。
师 这一点请大家在操作的时候务必注意！
师 为了提高实验效率，我们以小组为单位来进行实验。每张实验桌前坐有两位同学，前后两张桌子的4位同学为一个实验小组，一桌的同学做加酸的实验，另一桌的同学做加碱的实验。同桌的两位再分工，每位做两种实验材料。实验操作完成后把实验桌整理干净，每个实验小组把数据汇总后加以分析，以个人为单位，各自绘制pH变化曲线图。最后对教材上提出的3个问题进行分组讨论。实验操作15分钟，数据汇总、绘图、讨论10分钟。下面开始实验。
（多媒体显示实验步骤和注意要点）
（学生实验，教师予以指导）
师 同学们在实验的过程中都积极动手，认真操作。大部分同学完成了pH变化曲线图的绘制。下面请同学根据实验结果，说一说不同实验材料pH变化的特点。
生 自来水在加入酸或碱后pH变化幅度较大，缓冲液和生物材料加入酸或碱后pH变化幅度较小。
师 总结得很好。下面我们来就以下几个问题展开讨论。
课件展示：
1.就加入HCl或NaOH后pH的变化来说，生物材料是更像自来水还是更像缓冲液？
2.分析缓冲液的pH变化情况为什么与自来水的不同。
3.尝试对生物材料维持pH稳定的机制进行解释。
生1 生物材料加入HCl或NaOH后pH的变化更像缓冲液。
生2 缓冲液加入少量酸碱后，pH变化不明显是因为磷酸缓冲液中含有缓冲物质。
师 是的。磷酸缓冲液中含有弱酸性的NaH2PO4和弱碱性的Na2HPO4，它们构成了一对缓冲物质。当向其中加入少量NaOH时，可以和酸性的NaH2PO4生成Na2HPO4和水，强碱成为弱碱；当加入少量HCl时，可以中和碱性的Na2HPO4，生成中性的NaCl和弱酸性的H3PO4。水溶液则不同，因而加入酸碱后，pH变化明显。
生3 我们用的生物材料主要包含了生物的细胞外液和细胞内液，在这些体液中含有水、无机盐、营养物质等，其中的很多种无机盐类组成了溶液中的缓冲物质。
师 生物材料中含有缓冲对NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等，它们能够对酸碱度的变化起缓冲作用。此外，机体还可以通过对生理活动进行调节来维持pH稳定。例如，当机体剧烈运动时，肌肉中会产生大量的乳酸和碳酸。乳酸进入血液后，可与血液中的碳酸氢钠发生作用，生成乳酸钠和碳酸。碳酸是一种弱酸，可以分解成CO2和水。血液中的CO2增多会刺激呼吸中枢，使呼吸运动增强，增加通气量，从而将CO2排出体外，所以对血液的pH影响不大。当乳酸钠进入血液后，与血液中的碳酸发生作用，形成碳酸氢盐，过多的碳酸氢盐可以由肾脏排出。这样由于血液中缓冲物质的调节作用，以及机体的调节作用，可以使血液的酸碱度维持相对稳定。
课堂小结
通过这节课的实验探究，我们了解了当少量的酸性或碱性物质进入内环境时，内环境中的缓冲物质会使pH在一个相对较小的范围内发生偏移，这就为内环境的pH的稳定提供了保障。那么内环境的其他理化性质是否也是相对稳定的呢？我们可以通过教材第7页上体温日变化规律的测定活动来了解。下面布置一个作业：用今明两天时间，按照课本上的要求完成“体温日变化规律”的调查。第2课时
导入新课
师 同学们好！
模型建构活动的小组都建立起来了吗？活动所需的卡片都准备好了吗？各小组先进行活动，然后根据活动讨论教材中的分析思考题。整个过程给大家十分钟时间。
（学生活动、讨论）
师 刚才的活动中每位同学都很踊跃。下面请一组同学上台示范活动方法。
（学生示范）
课件展示：
1.乙代表什么器官？
2.当血糖水平升高时，胰岛是怎样反应的？反应的结果怎样？当血糖降低时呢？
3.当身体不能产生足够的胰岛素时，将会发生什么情况？
4.现代，糖尿病的发病率越来越高，这与人们的饮食状况和生活方式的变化有没有关系？为什么？怎样防止糖尿病？
生1 乙代表胰岛。
生2 当血糖水平升高时，胰岛B细胞分泌的胰岛素增加，同时胰岛A细胞分泌的胰高血糖素减少；反应的结果将使体内血糖水平下降到正常水平。当血糖水平降低时，胰岛B细胞分泌的胰岛素减少，同时胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增加，从而使体内血糖水平上升到正常水平。
师 请展示各小组绘制的血糖调节机制示意图，评选出最佳作品。老师也动手做了一个，我们一起来看看。然后请一位同学用语言来表述这一过程。
（演示多媒体CAI—1）
生 当血糖浓度过低时，胰腺分泌胰高血糖素，促进血糖升高。当血糖浓度过高时，胰腺分泌胰岛素，促进血糖降低。
生3 当身体不能产生足够的胰岛素时，体内血糖水平将会上升，多余的血糖将会从尿中排出，出现糖尿病。
生4 现代人们生活水平提高了，吃得好了，动得少了，糖尿病的发病率越来越高。得了糖尿病要控制饮食，尤其是糖类和脂肪的摄入，必要时给机体补充胰岛素。
师 给机体补充胰岛素能不能用口服的方法？说说原因。
生 不能。因为胰岛素是蛋白质，口服的话会被消化液中的蛋白酶分解而失效。
师 糖尿病是由遗传和环境因素相互作用而引起的一种常见病，与人们的饮食状况和生活方式有直接的关系。饮食过多而不节制，营养过剩，体力活动过少，从而造成肥胖（脂肪堆积）等是糖尿病的诱因之一。现代社会人们的压力越来越大，伴随着精神的紧张、情绪的激动等多种应激状态，体内升高血糖的激素（如生长激素、去甲肾上腺素、胰高血糖素及肾上腺皮质激素等）会大量分泌，从而使血糖升高。
糖尿病的治疗必须以饮食控制、运动治疗为前提。糖尿病病人应控制进食糖类食物，减少高脂肪及高胆固醇食物的摄入量，适量增加高纤维及淀粉类食物。经常参加体育运动，尽可能做全身运动，包括散步和慢跑等。在此基础上，适当使用胰岛素增敏剂等药物。
推进新课
师 通过以上的活动可以看出，胰岛素和胰高血糖素在功能上是相互拮抗的，它们共同维持血糖的稳定。同时，在血糖调节的过程中，胰岛素的作用结果反过来会影响胰岛素的分泌，胰高血糖素也是如此。像这样，在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫做反馈调节。
反馈调节有正负反馈之分，其中负反馈在日常生活及人体的生理活动中都很常见。我们日常生活中用到的电冰箱、空调等的调温系统都是根据负反馈原理来设计的，机体内的许多生理活动，如绝大多数激素的分泌、体温调节等都是负反馈调节的最好例子。正反馈在人的正常生理活动中也是存在的，如排尿反射、血液的凝固过程、分娩过程、月经周期中黄体生成素的释放等。日常生活中也不乏正反馈的实例，如某位学习刻苦的同学得到表扬后，学习更加刻苦。
师 你能举出日常生活中一两个反馈调节的实例吗？
（学生举例）
师 生态系统的稳定性也是进行反馈调节的。举个例子：一个简单封闭的生态系统中，食草动物过多就会使植物减少，植物少了，食草动物的食物来源没有了保障，老弱病残的个体就会大量死亡，食草动物的数量就会降下来。
所以说，反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制，它对于机体维持稳态具有重要意义。
师 血糖由胰岛素和胰高血糖素来调节，但其他很多生命活动却没有这样的相互拮抗的激素来平衡。那这些生命活动是怎样调节的呢？神经调节在这些大多数的生命调节中就没有任何作用吗？大家还记得上一节课我们曾经接触过三种名称的激素吗 下面我们来看第二个实例。
板 书：
实例二：甲状腺激素分泌的分级调节
师 当你在寒风中瑟瑟发抖时，你身体内几乎所有的细胞都被动员起来，共同抵御寒冷。起动员作用的是神经冲动和激素，甲状腺分泌的甲状腺激素在其中起着重要作用。甲状腺激素随血液运到全身，几乎作用于体内所有的细胞，提高细胞代谢的速率，使机体产生更多的热量。
（演示幻灯片：甲状腺激素分泌的分级调节示意图）
师 同学们利用幻灯片表示的甲状腺分泌的分级调节示意图，结合教材描述，分析人在寒冷刺激下机体是如何调节的。
生 寒冷刺激下丘脑，下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素，促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素，促甲状腺激素促使甲状腺分泌甲状腺激素。甲状腺激素促进细胞代谢产生热量。当甲状腺激素过多时会抑制下丘脑和垂体的分泌。
师 当身体的温度感受器受到寒冷刺激时，相应的神经冲动传到下丘脑。下丘脑就会分泌促甲状腺激素释放激素，促甲状腺激素释放激素运输到垂体，促使垂体分泌促甲状腺激素，促甲状腺激素随血液运输到甲状腺，促使甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌。
当血液中的甲状腺激素含量增加到一定程度时，又反过来抑制下丘脑和垂体分泌相关激素，进而使甲状腺激素的分泌减少，这样体内的甲状腺激素含量就不至于过高。可见甲状腺激素的分级调节，也存在着反馈调节机制。
板 书：
三、激素调节的特点
（演示幻灯片：甲状腺激素水平的血液化验报告单）
师 不同激素的化学组成不同，功能也各有不同，但它们的作用方式却有一些共同的特点。大家比较血糖的调节和甲状腺激素分泌的分级调节，说说它们有什么共同点。提示,大家注意报告单中的数量单位，想想这张化验单检查的对象是什么。
（学生发言讨论）
师 美国学者肯德尔从3吨新鲜的动物甲状腺中才能提取出0.23 g的甲状腺激素。在人体血液中甲状腺激素的含量只有3×10-5~14×10-5 mg/L,而1 mg甲状腺激素可以使人体产热增加4 200 kJ。从中我们可以看出什么特点？
生 微量和高效。
板 书：
1.微量和高效
师 内分泌腺没有导管，分泌的激素弥散到体液中，随血液流到全身，传递着各种信息。因此，临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统的疾病。这说明激素是通过什么运输的
生 通过体液运输的。
板 书：
2.通过体液运输
师 那么，众多的激素分子弥散在全身的体液中，是不是对所有细胞都起作用呢？请举例说明。
生1 是的。如甲状腺激素几乎对所有细胞都起作用。
生2 不是。如促甲状腺激素只对甲状腺起作用。
师 能被特定激素作用的器官、细胞就是该激素的靶器官、靶细胞。甲状腺激素的靶细胞是全身细胞，而促甲状腺激素的靶器官是甲状腺。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了，因此，体内需要源源不断地产生激素，以维持激素含量的动态平衡。
板 书：
3.激素调节的特点
（演示多媒体CAI—2）
师 最后我们把教材翻到课后练习之后的“科学·技术·社会”栏目。大家先阅读这部分内容，再就此话题谈谈自己的想法。
（学生阅读）
师 科学知识有其实用的价值，知识在实践上的应用，会影响到人们生活的方方面面。激素调节发现之后约100年来，人们开发了许许多多的激素类药物。
课件展示：
1.你知道哪些激素类药物？这些药物有什么功用？请你评价这些药物应用的利弊。
2.补充一些材料中未列举到的激素应用的例子，你如何评价它们的利弊？
3.你认为人们在开发和使用激素类药物时应该注意哪些问题？
4.科学技术的进步给人类带来的影响，能给你什么启迪？
（学生讨论、回答）
课堂小结
师 激素种类多、量极微，既不组成细胞结构，又不提供能量，也不起催化作用，而是随体液到达靶细胞，使靶细胞原有的生理活动发生变化。因此可以说，激素是调节生命活动的信息分子。经过之前的学习，我们知道生命活动的调节中，既有神经调节又有激素调节。那么神经调节和激素调节有什么关系呢？这又是我们要在下一节学习的内容。
板书设计
第2节 通过激素的调节（第1课时）
一、激素调节的发现
激素调节：由内分泌器官（或细胞）分泌的化学物质进行调节。
二、激素调节的实例
实例一：血糖平衡的调节
图2-2-3
实例二：甲状腺激素分泌的分级调节（第2课时）
三、激素调节的特点
1.微量和高效
2.通过体液运输
3.激素调节的特点
活动与探究
模型建构活动：“建立血糖调节的模型”，意在引导学生通过这个探究活动，更好地理解人体内是如何对血糖含量进行调节的，并在此基础上理解体内激素如何对生命活动进行调节；同时，也力图引导学生初步了解建构模型，尤其是概念模型的基本方法和意义。学生所做的模拟活动，是构建动态的物理模型。
习题详解
一、基础题（课本P29）
1.解析：激素都是内分泌腺细胞合成的有机物，有些是肽类蛋白质激素，有些是类固醇（甾体）激素。激素随体液到达靶细胞，使靶细胞原有的生理活动发生变化，激素是调节生命活动的信息分子。激素只能调节细胞内的代谢活动，而并非直接参与细胞内的生命活动。激素弥散在体液中，它的运输是没有明确的方向性的，它们只对各自的靶器官、靶细胞起作用。
答案：CD
2.解析：抗利尿激素的作用是提高肾脏集合管对水的通透性，促进水的重吸收。抗利尿激素少了，它的这项功能就会减弱，集合管的通透性降低，水分的重吸收就减少。原尿中水分的重吸收少了，留下来形成终尿的水就多，排尿量就多了。缺水条件下抗利尿激素分泌得多，情况就相反了。从分析结果可以看出，调节的结果是使生物能适应环境。
答案：
抗利尿激素分泌量 集合管对水的通透性 重吸收水量 排尿量
饮水多 少 降低 减少 增加
缺水 多 提高 增加 减少
激素的分泌主要是由机体内外环境的变化引起的。机体通过分泌相应激素来调节生理活动，从而适应环境的变化。
3.答案：正负反馈调节对于生命活动都具有重要的意义。一旦正反馈过程启动，就逐步增强，不可逆地进行，直至反应完成，如排尿反射、血液的凝固过程、分娩过程等。相比起来，负反馈的重要性似乎远大于正反馈，一是因为它在生理活动中的数量大、涉及面广；二是它不断“纠正”控制信息，从而在维持稳态上发挥着巨大作用。以体温为例，人的正常体温在37 ℃左右，过高或过低都会通过负反馈来改变产热和散热过程，使体温趋向正常。一旦这种反馈失常，体温的急剧波动就会首先殃及大脑及各类器官的代谢，使全身的各项机能出现故障。
二、拓展题（课本P30）
1.解析：胰岛素是由51个氨基酸组成的蛋白质类激素。细胞核中的遗传信息决定蛋白质的结构。多肽链是在内质网上的核糖体中合成的。内质网对多肽链进行加工，并运输到高尔基体。高尔基体与蛋白质的加工和转运有关，细胞膜与分泌过程有关。线粒体为所有过程提供能量。所以，胰岛素的合成和分泌需要这些细胞器参与。大致过程与蛋白质的合成和分泌过程一致。
答案： 需要细胞核、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜参与。大致过程是：在细胞核内，基因完成转录，形成mRNA，mRNA被转送到细胞质，在内质网上的核糖体中指导合成多肽链（先形成的长链大分子称为前胰岛素原）；前胰岛素原能穿越内质网膜进入内质网，在内质网内加工，成为胰岛素原；然后胰岛素原被运到高尔基体，继续加工成为成熟的胰岛素，由高尔基体分泌的囊泡运输到细胞膜，分泌到细胞外。
2.（略）第3节 生态系统的物质循环
从容说课
许多同学认为与消耗能量一样，生物也在不断地消耗着物质，本节的“问题探讨”便是针对学生这一认识提出来的。在学习了能量流动之后，学生可以很自然地讨论“问题探讨”所提出的问题，由此开始本节的教学。在讨论中，学生可能会提出如“煤炭、石油等资源难道不能被耗尽吗？”等问题。教师可引导学生解决这一认知冲突：（1）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。（2）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。因此，可以让学生联系自身感受物质循环的存在。
基于已有的知识，学生并不难理解“碳循环”的内容，但教师应把握：（1）生产者合成的含碳有机物被各级消费者所利用。（2）碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。（3）碳循环具有全球性。（4）通过碳循环的实例，提示学生注意，“生态系统的物质循环”中的“生态系统”是指生物圈，其中的物质循环带有全球性，所以又叫生物地球化学循环。
在学生对碳循环理解的基础上，教师可以补充氮循环和硫循环。
关于生态系统物质循环的概念,应当讲清楚以下要点: (1)这里所说的生态系统是指地球上最大的生态系统——生物圈,也就是说要让学生明确生态系统物质循环的范围。(2)这里所说的物质主要是指组成生物体的基本化学元素,而不是指由这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物体内所特有的物质。(3)这里所说的循环是指组成生物体的基本化学元素在生物群落与无机环境之间的往返运动,其中伴随着复杂的物质变化和能量转化,并不是物质的单纯移动。(4)生态系统的物质循环离不开能量的驱动。
应当注意联系生态环境实际,如联系滥伐森林对碳循环的影响、化石燃料的大量燃烧与温室效应、酸雨等，氟利昂、含氮气体的排放与臭氧层空洞等。
“温室效应”是近年来在日常生活中频繁出现的词汇，学生并不陌生，而且切身感受到了温室效应的存在。对温室效应形成原因的讨论，是学生感兴趣的话题。在讨论中，教师应引导学生充分发表自己的观点。
可以通过讨论、列表比较来学习能量流动和物质循环的关系。教师应把握：（1）能量流动和物质循环是生态系统动态变化过程中的两个方面（即一个过程的两个方面，而不是两个过程），两者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。（2）能量流动和物质循环的性质不同：能量流动是单方向的，物质是循环的。（3）能量流动和物质循环都借助于食物链和食物网进行。（4）生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
本小节是以“生态系统的结构”“生态系统的能量流动”以及第三章中物质代谢和能量代谢的知识，特别是绿色植物的“光合作用”和“生物的呼吸作用”等为基础。同时，本小节也是第九章《生态环境的保护》的基础。所以，学好本小节内容，对学习生态系统具有承上启下的作用。
教学重点 分析生态系统中的物质循环。
教学难点 说明能量流动和物质循环的关系。
教具准备 1.文字资料1：碳循环模型、能量流动和物质循环的模型。
2.文字资料2：氮循环和硫循环示意图。
3.文字资料3：物质循环与能量流动关系表格。
4.文字资料4：课堂问题、例题。
5.挂图：生态系统的碳循环模式图。
6.视频：温室效应等环境问题。
课时安排 2课时。
第1课时，讲述生态系统物质循环的概念、碳循环的形式和过程、物质循环的特点以及物质循环与能量流动的相互关系。
第2课时，完成探究实验。
三维目标
1.以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环；同时构建碳循环的模型。
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。
4.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。
5.关于碳循环过程的学习，可以让学生构建其模型，使学生对以前的知识有所回忆，并对生态系统的物质循环有一个形象的认识。
6.对温室效应的原因、危害和解决，与学生一起讨论，培养学生分析问题的能力。最后探讨一下其他的环境问题。
7.通过探究实验来分析土壤中微生物的分解作用，训练学生的实验设计能力，培养学生科学严谨的态度。
8.通过讨论、列表、构建模型、比较来学习能量流动和物质循环的关系。
9.认同物质与能量是一个统一的整体，确立辩证唯物主义自然观。
10.关注由物质循环失调而引起的环境问题，增强保护环境的意识。
11.通过实验探究，培养科学严谨的精神。
教学过程
第1课时
导入新课
师 上节课我们学习了生态系统的能量流动，请大家回忆如下问题：
（1）地球上最大的生态系统是什么
（2）生态系统的能量源头是什么
（3）输入生态系统的总能量指的是什么
（4）能量流动的主渠道是什么 过程是怎样的？
（5）能量流动有什么特点
（6）研究能量流动的意义是什么？
生 回答（略）。
师 大家对能量流动的内容掌握得很好!那么，同学们在学习能量流动的过程中是否发现，能量的流动是需要以物质为载体的 生态系统中的物质变化又是怎样的 物质变化与能量流动又有什么关系呢
推进新课
师 这就是我们今天要学习的内容——生态系统的物质循环。
师 大家可以先看一下问题讨论，想想怎样回答。
（学生看书、思考）
师 我们知道生态系统中能量的流动是单向的、逐级递减的，能量并不能重复、循环地利用，但生态系统却仍旧保持稳定，正常运转。这是因为有源源不断的太阳能提供。但是生态系统的物质却只能来自于地球本身，那亿万年来为什么没有被地球耗尽呢？
生 我想物质和能量不同，应该是可以循环利用的。
师 那大家能给出一些例子来说明物质是可以循环利用的吗？
生1 动物的呼吸作用消耗有机物和氧气，产生二氧化碳和水；产生的二氧化碳和水可以提供给绿色植物进行光合作用，产生有机物和氧气；而有机物和氧气又可以提供给动物。
生2 有机物经过微生物分解，成为无机物，又可以重新提供给生产者来制造有机物。
生3 垃圾中有可以回收利用的，说明物质可以循环。
……
师 很好。通过我们以前学过的知识和生活中的事例，确实可以说明在生态系统中物质是循环的。
师 我们来看一下第一段，他说你呼吸产生的二氧化碳可以飘向异国他乡，这说明了物质循环的范围怎样？
生 很大，是全球性的。
师 确实物质循环的范围是整个生物圈。那你呼出的二氧化碳中的碳元素和氧元素是怎样来到你的体内的呢？
生 通过呼吸、饮食，进入人体。
师 很好，那么碳元素和氧元素进入人体以前存在于什么物质中呢？
生 存在于氧气、水、二氧化碳等无机环境中的物质中，也存在于生物群落的生物中。
师 不错，既存在无机环境中，也存在于生物群落中。可见，物质是在生物群落与无机环境之间不断循环的。
师 还有一点，书本的第一段突出了碳元素和氧元素，而不是二氧化碳。可见物质循环的物质是指化学元素还是化合物？
生 化学元素。
师 是的，物质是指化学元素。下面我们就来看一下碳元素的循环，也就是碳循环，看看物质循环的过程。看的过程中思考以下问题。
（出示挂图：碳循环）
图5-3-1
课件展示：
1.无机环境中的碳以什么形式存在
2.生物群落内部的碳以什么形式存在
3.碳在无机环境和生物群落之间以什么形式循环
4.碳循环的范围。
5.光合作用和呼吸作用的反应式，并说明碳的传递过程。
6.“思考与讨论”的第2题，如何用系统科学的方法构建碳循环的模型？
师 谁来回答一下？
生1 无机环境中的碳：主要以CO2、碳酸盐形式存在，也有碳单质、含碳有机物等。
生2 生物群落中的碳：主要以有机物形式存在，也有含碳无机物，如碳酸盐。
生3 碳循环形式是CO2。
生4 生物圈。
生5 黑板演示：
生6
图5-3-2
注：①表示碳以植物的枯枝败叶中有机物的形式被微生物的呼吸作用分解，形成二氧化碳。②表示微生物分解以后，碳以二氧化碳的形式被植物光合作用固定，以碳酸盐形式被植物根系吸收。③表示碳以有机物的形式被消费者摄食，最后碳仍以有机物形式储存在消费者体内。④表示碳以有机物的形式被微生物分解成无机物后，存在于无机环境中。⑤表示碳以有机物的形式通过生产者的呼吸作用，形成二氧化碳释放到无机环境中。⑥表示碳以动物的粪便、遗体等中的有机物的形式，被微生物分解，形成二氧化碳。⑦表示碳以有机物的形式通过消费者的呼吸作用，形成二氧化碳释放到无机环境中。⑧表示无机环境中的含碳无机物被生产者利用，合成有机物。
师 大家说得很好，下面我们来总结一下。碳循环主要是在无机环境和生物群落之间进行，形式是二氧化碳。可以用下图表示：
师 从图中可以看出在物质循环中起着非常重要作用的生物是生产者和分解者，正是它们连接了无机环境和生物群落。
师 在生物群落内部，碳以有机物的形式传递。大气中的二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内流动，因此，碳循环具有全球性。其范围是生物圈。物质循环的概念见书本。
师 这里的物质不是指由这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物体内所特有的物质，而是组成生物体的基本元素。循环指的是这些物质（元素）的往返运动。这里的生态系统指的是地球上最大的生态系统——生物圈，所以叫“生物地球化学循环”。生态系统的物质循环可以概括地理解为组成生物体的基本元素在生物群落和无机环境之间的往返运动，其中伴随着复杂的物质变化和能量变化，不是单纯的物质移动，生态系统的物质循环离不开能量的驱动。
课件展示：
1.氮循环
图5-3-3
2.硫循环
图5-3-4
师 可以看出，其他元素的循环和碳循环基本相同。正因为在生态系统中，物质可以被生物群落往复循环利用，所以，物质是永恒的，世界是物质的，是符合物质不灭定律的。在生物圈内，无论是无机环境还是生物群落，也无论是物质循环还是能量流动，都是以物质为第一性的，因此，大家要以辩证唯物主义观点来分析事物、认识自然、改造世界。
师 如果人们按生态规律办事，乱砍滥伐森林，对生态系统的碳循环有何影响
生 森林生态系统的森林有维持大气中氧气与二氧化碳相对稳定的作用，若大量砍伐森林，光合作用减弱，不能吸收大气中的二氧化碳，更不能增加大气中的氧气，不仅破坏了大气中氧气与二氧化碳的相对稳定，而且阻碍了碳的正常循环途径，使大气中二氧化碳含量明显增加。
师 很好。化石燃料的大量燃烧，对生态系统的碳循环有何影响
生 化石燃料如煤、石油、泥炭等是地层中千百万年积存的碳元素，是一笔宝贵而丰富的能源物质，若在短时间内释放出来，使二氧化碳来不及转化，也同样打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化碳的含量明显增加。
师 不错。通过以上两例的分析，显而易见地说明：人类活动若违背了生态规律，对碳循环的影响是导致大气中二氧化碳的明显增加，这样将形成危及整个生物圈的“温室效应”。
大气中二氧化碳越多，对地球上散佚到外层空间的热量的阻碍作用就越大，即大气中的二氧化碳层就相当于保温层。从而使地球上的温度升高得越快，这种现象就叫做“温室效应”。那么温室效应将对生物圈和人类造成什么危害呢 请大家观看视频。
（视频播放：温室效应）
师 可见，温室效应的危害不是突然爆发，而是慢慢积累的。容易被人们忽视，但可喜的是现在越来越多的国家注意到了这个问题，并开始努力去改善。如：减少温室气体的排放，植树造林等。
师 P101右侧的问题如何回答？
生 大力植树造林后，这些植物能大量吸收已有的二氧化碳，因而能起一定的缓解作用。但更应该控制源头——温室气体的排放。
师 说得不错。现在我们再来看看其他的一些由于物质循环受到干扰而引起的环境问题。
（视频播放：酸雨、臭氧层空洞）
师 希望我们一起来维持生物圈正常的物质循环，共同来保护我们的地球。
师 现在生态系统的能量流动和物质循环我们都学过了，下面请大家用表格和模型分别来总结一下它们的关系。参考书上的内容。
（学生看书、思考、讨论）
〔教师出示“物质循环与能量流动的关系”投影片的底层（空表格）〕
学生可分别作答，也可集体讨论，此时教师应启发诱导，并帮助学生归纳要点，组织语言。
课件展示：
项目 能量流动 物质循环 编号
形式 以有机物形式流动 以无机物形式在生物群落与无机环境间流动 1
过程 沿食物链（网）单向流动 在无机环境和生物群落间往复循环 2
范围 生态系统各营养级 全球性 3
特点 单向流动，逐级递减 反复出现，循环流动 4
联系 （1）二者同时进行，彼此相互依存，不可分割（2）能量的固定、转移、储存、释放离不开物质的合成和分解（3）物质是能量沿食物链（网）流动的载体（4）能量是物质在生态系统中往复循环的动力 （5）生态系统中的各种成分，正是由于物质循环和能量流动，才能紧密地联系在一起，形成一个统一的整体 5
〔教师依上层投影片（正确答案）末端的序号逐一叠显，以示准确，并以“真棒”“漂亮”等激励赞美性语言给予评价，从上而下，依次进行〕
师 那如果用模型来表示呢？
(学生讨论、作答）
（教师纠正，补充。最后演示正确的模型）
课件展示：
图5-3-5 物质循环与能量流动的关系模型
师 请大家观看投影片，思考物质循环与能量流动之间的关系。
（学生思考、讨论）
师 可见物质循环和能量流动是密不可分的，它们是生态系统的基本功能维持着生态系统的稳定。人们可以对其改进，来获得最大的利益，但前提是不能破坏其稳定性。
课堂小结
师 本节课，咱们讨论了生态系统物质循环的概念、碳循环的形式和过程、物质循环的特点以及物质循环与能量流动的相互关系。第一，大家要明确物质循环是指组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境之间的反复循环流动。第二，关于碳循环要掌握以下三点：①碳循环的形式是CO2；②循环的过程是在无机环境与生物群落之间通过光合作用、呼吸作用、微生物的分解作用，营养级间的同化作用以及特殊的化能合成作用等对碳进行传递的；③物质循环的特点是全球性往复循环。第三，物质循环和能量流动的关系要注意其区别与联系，进而逐渐学会用辩证统一的观点去分析事物。第3节 神经调节与体液调节的关系
从容说课
“第3节神经调节与体液调节的关系”包括“神经调节和体液调节的比较”“神经调节和体液调节的协调两部分内容”。本节一方面是对前两节所学内容的一个总结，另一方面是要在此基础上通过分析体温调节和水盐调节，揭示两种调节方式之间的关系。
新课的导入从节题下的问题探讨开始，提出问题，按现在学生所掌握的知识，他们是不能完全理解其中的奥妙的，那么，这节课我们就来学习相关的知识，学完了就能解答这些问题。
“神经调节与体液调节的比较”这部分内容包括两个要点：一是体液调节和激素调节的关系，二是神经调节和体液调节的特点的比较。先用输氧的实例引入二氧化碳等其他物质的调节作用，完善体液调节的概念。再复习神经调节和激素调节，着重引导学生回顾神经调节和激素调节的机制。强调指出，神经调节是以反射为基本活动方式，其结构基础是反射弧；激素调节则是通过体液的传送，作用于靶细胞、靶器官的调节方式，这样也就引入了对神经调节与体液调节的比较。引导学生从神经调节与激素调节的途径入手进行分析和讨论，尽量让学生找到比较的要点，从反应速度、作用范围和时间等方面进行考虑，并分析说明其原因。
通过人体的体温调节和水盐调节两个实例的分析，总结出神经调节和体液调节的关系。“人的体温调节”采用教师引导学生进行分析和推论的教学策略，侧重训练的是学生的思维能力。用一系列的问题把学生的思维引向深入。“水盐调节”的教学是让学生阅读教材提供的资料结合准备的多媒体课件，由他们自己来分析调节机制。最后讨论教材中所提供的讨论题。在对问题进行讨论的过程中逐步揭示神经调节和体液调节之间的相互关系，明确神经调节和体液调节的协调作用对于维持动物和人体各项生命活动正常进行的重要意义。然后用本课所学来完成节题的问题探讨，对知识加以巩固，做到课程安排上的前后呼应。
最后留几分钟时间让学生阅读课后的“拒绝毒品，慎用心理药物”，对学生进行与禁毒有关的宣传教育。
教学重点 神经调节与体液调节的协调。
教学难点 人体的体温调节与水盐调节的分析。
教具准备 1.幻灯片：体液调节图解、水盐平衡调节图解。
2.视频1：玩过山车的片段。
3.视频2：兔子在正常环境和高二氧化碳环境中的呼吸比较实验。
4.多媒体CAI：动态演示尿液的形成过程。
课时安排 1课时
三维目标
1.简述神经调节和体液调节的特点。
2.说出神经调节与体液调节间的协调关系。
3.描述体温调节、水盐调节。
4.举例说明神经、体液调节在维持稳态中的作用。
5.认同毒品的危害，远离毒品。
教学过程
导入新课
师 同学们好！
在本章的前两节中，我们分别学习了神经调节和激素调节。下面让我们先来看一段视频。
（播放视频1：玩过山车的片段）
师 大家都玩过过山车吧。在游乐园乘坐过山车，头朝下疾驰时，不少人感到心怦怦直跳，有些人还会狂呼乱叫。如果此时检测血液，发现能使心跳和呼吸加快的肾上腺素含量也明显升高。这一现象我们称之为“过山车现象”。
课件展示：
1.人既然知道坐过山车是安全的，为什么心跳还会加速呢？
2.这个例子中，人体所作出的反应，哪些与神经调节有关？哪些与激素调节有关？你能说出两者之间的关系吗？
师 按现在同学们所掌握的知识，对“过山车现象”其中的奥妙还很难理解得很透彻。那么，这节课我们就来学习相关的知识，学完了我们再重新来审视这些问题。
推进新课
板 书：
第3节 神经调节与体液调节的关系
师 大家注意到了，板书上显示的是“体液调节”，关于体液调节之前我们没有接触过吧，什么是体液调节呢？其实大家对它已经非常熟悉了。看到体液调节大家马上能联想到什么？
生 激素调节。
师 为什么有这样的联想呢？这两者有什么关系？
生 因为我们之前学过，激素调节的第二个特点就是：通过体液运输。
师 所以我们可以说激素调节就属于体液调节。但是，体液调节就完全等同于激素调节吗？我们先来看一个实验。
播放视频2：兔子在正常环境和高二氧化碳环境中的呼吸比较实验
师 实验看出兔子在CO2浓度过高的环境中呼吸会加快、加强，这说明CO2有什么功能呢？
生 这说明CO2也能调节生命活动，它的作用是促进呼吸运动。
师 CO2在生物体内是通过什么运输的呢？
生 体液。
师 所以，CO2的调节应该属于哪种调节方式？
生 体液调节。
师 除了CO2以外，还有很多其他非激素类调节因子也在生命活动的调节中起着重要作用。请同学总结什么是体液调节。
生 激素和其他调节因子，如CO2等，通过体液传送的方式对生命活动进行的调节，称为体液调节。
板 书：
体液调节：激素等化学物质（除激素以外，还有其他调节因子，如CO2等）通过体液传送的方式对生命活动进行的调节。
师 体液调节除了通过激素的调节外，还包括通过CO2等化学物质的调节。激素、CO2和其他的一些化学物质都可以通过体液的传送来调节机体的机能，这些调节属于体液调节。其中，激素调节是体液调节的主要内容。
要解释“过山车现象”，我们先要把神经调节和体液调节二者各自不同的特点来作个比较。
板 书：
一、神经调节和体液调节的比较
师 先简单复习一下前两节的相关内容。
课件展示：
1.神经调节的基本方式是什么？其结构基础是什么？
2.兴奋在神经纤维上和神经元之间是以什么方式传递的？它们的速度怎样？
3.激素的分泌有着什么样的调节机制？激素从产生到起作用的大致过程是怎样的？
生1 神经调节是以反射为基本活动方式，其结构基础是反射弧。
生2 兴奋在神经纤维上是以神经冲动的形式传导的，在神经元之间是以神经递质的方式传递的。前者的传递速度非常快，后者要稍慢一些。
生3 激素调节存在着下丘脑—垂体—内分泌腺的分级调节机制和反馈调节。激素在内分泌腺细胞中合成以后，通过外排作用分泌到体液中，通过体液的传送，作用于靶细胞、靶器官。
师 由此，同学们通过讨论，分析神经调节和体液调节的不同点。
生1 它们的作用途径不同，神经调节通过的途径是反射弧，体液调节的途径是体液的运输。
生2 它们的反应速度不同，神经调节速度快，体液调节速度较慢。
生3 它们的作用范围不同，神经调节范围局限，体液调节范围广泛。
生4 它们的作用时间不同，神经调节延续时间短，体液调节延续时间长。
课件展示：
比较项目 神经调节 体液调节
作用途径 反射弧 体液运输
反应速度 迅速 较缓慢
作用范围 准确、比较局限 较广泛
作用时间 短暂 比较长
师 神经调节是以反射为基本活动方式，其结构基础是反射弧，当然它的作用途径就是通过反射弧了。体液调节中的激素或其他调节因子都必须靠体液来运输，它的作用途径自然是体液的运输。
兴奋在神经纤维上的传导形式是神经冲动，产生原因是形成了局部电流，所以这种运输速度非常快。兴奋在神经元之间的传递虽然有突触延搁的现象存在，但相对来说延搁的时间还是非常短的。而体液体调节需要经过物质的分泌、体液的运输、与靶细胞的受体结合等过程，时间经过得就长了。
神经调节中，完成反射的结构基础是反射弧，所以某一刺激引起的反射作用范围就是这条反射弧的效应器，比较准确而局限。体液调节中的激素和其他调节因子广泛弥散在体液中，很多调节因子（如甲状腺激素、CO2）的靶细胞是几乎包括全身所有细胞。即使它有特定的靶器官，它的功能也常常会影响到全身。如胰岛素分泌不正常会使流遍全身的血液中的葡萄糖含量过高，产生糖尿病。
神经调节中因为神经冲动的产生是由于局部电流回路，神经纤维上的膜电位在兴奋后马上回到静息状态，而在两个神经元之间传递信息的神经递质在突触间隙中存在的时间是非常短暂的，很快会受突触间隙中的其他物质的影响而失去功能。所以每次反射产生的时间很快，完成后又马上回到原来状态。而体液调节中激素或是其他调节因子被分泌到体液中后，能存在较长的时间。
师 我们通过分析知道，神经调节与体液调节的作用方式和结构基础都是不同的，但两者又是相互协调地发挥作用的。那么两者间有什么关系呢？这两种调节是怎样进行协调的呢？
板 书：
二、神经调节和体液调节的协调
师 这里我们用两个例子来帮助大家理解这一问题。
板 书：
实例一：体温恒定的调节
师 不论是在炎热的环境中，还是在寒冷的环境中，人的体温总是保持恒定的，这种恒定有什么意义？
生 人体内的代谢反应是酶促反应，而酶必须在一定的温度条件下才能发挥最大的催化能力。人的体温总是保持恒定，人体内的酶促反应就能稳定地进行，大大提高人适应变化中的环境的能力。
师 一个物体温度的高低取决于什么？人的体温高低又取决于什么？
生 物体的温度高低取决于该物体所处的环境的温度。而人的体温高低和环境温度高低没有必然的关系，它取决于人体代谢产生的热量和人体向环境中散失的热量之间的比例。
师 人体通过什么途径产生热量？通过什么途径散失热量？
生 人体主要通过呼吸作用产生热量，主要通过体表热辐射散失热量。
师 体温的恒定对人体正常的生命活动至关重要。人体热量的来源主要是细胞中有机物的氧化放能，人体安静时以肝脏放能为主，运动时以骨骼肌放能为主。热量的散失主要通过汗液的蒸发，皮肤内毛细血管的散热，其次还有呼吸、排尿和排便等。
（播放幻灯片：体液调节图解）
师 寒冷的环境中，要维持体温的恒定，产热的结构发生什么变化？散热的结构发生什么变化？如果是在炎热的环境中呢？
生 寒冷环境中作为产热结构的肌肉和肝脏代谢旺盛，产热多；作为散热结构的汗腺分泌减少，毛细血管收缩，散热减少。炎热环境中，肌肉和肝脏代谢减弱，产热少，汗腺分泌增加，毛细血管舒张，散热增多。
师 在上一节课上我们曾经接触过一种激素，它能在寒冷刺激下调节机体产热增加，是什么激素？
生 甲状腺激素。
师 人体的产热和散热是受什么调节和控制的呢？是如何进行调节和控制的？
生 人体的产热和散热是受神经和体液共同调节的。体温变化的刺激被下丘脑感受到后，神经系统通过反射弧产生相应反射，同时体液中如甲状腺激素等能调节体温的激素含量也会发生变化，神经和体液共同调节产热结构和散热结构发生相应变化。
师 在这个实例中，神经调节和体液调节的关系是怎样的？
生 在这个实例中，首先起作用的是下丘脑的体温感受器，它属于反射弧中的感受器部分，分泌相关激素的内分泌腺就相当于效应器。所以，这个实例中体液调节受神经调节的控制，它们共同作用完成对产热和散热的控制。
师 人体的体温在任何情况下都能保持恒定吗？哪些情况下可能导致体温失衡？如果环境温度过高或过低，应采取哪些措施才能维持体温的恒定？
生 人体的体温并不是在任何情况下都能保持恒定的。当环境温度持续长时间过高或过低，超出了机体所能调节的限度，就可能导致体温失衡。如果环境温度过高或过低，应采取增减衣物、转移到温度适宜的环境中、物理降温或取暖等措施才能维持体温的恒定。
师 请根据人体体温调节机制简图解释极地和高温车间工作人员是怎样调节体温的？这种调节能力是有限的，因此还应分别采取哪些措施？
生 极地工作人员通过神经和体液共同作用，肌肉、肝脏细胞代谢非常旺盛，汗腺分泌很少，毛细血管收缩。而在高温车间工作的人则正好相反。因为调节能力是有限的，极地工作的人员要穿很多保暖衣物，喝温水，作室内加热等措施。高温环境工作的人多喝盐开水补充汗液中流失的水分和盐分，室内要通风，采取准备风扇、室内降温等措施。
师 人体每天都要从饮食中获得水和各种无机盐，同时又要通过多种途径排出一定的水和无机盐，以维持内环境的稳态。水盐排出的主要途径是排尿。关于尿液的形成，我们在初中时已经学过，这里大家来重温这个知识。
（演示多媒体CAI）
师 尿液形成过程中直接影响尿量多少和回到内环境中水盐的量的是在哪里进行的什么过程？
生 是在肾小管、集合管中完成的水分和盐分的重吸收过程。
师 关于抗利尿激素的功能，我们在第2节的练习题目中接触过了，还记得它的作用吗？
生 下丘脑分泌的抗利尿激素能提高肾脏集合管对水的通透性，促进水的重吸收。
师 很好。水盐调节的机制非常复杂，涉及多种激素和神经的协调作用。下面仅以抗利尿激素及相关神经调节为例，来探讨水盐平衡的维持。
板 书：
实例二：人体水盐平衡的调节
（播放幻灯片：水盐平衡调节图解）
师 大家根据水盐平衡调节图解，展开分析讨论，然后分别请两位同学来说明当饮水不足和饮水过多的情况下，人体是怎样保持水和无机盐的平衡的。
生1 当人饮水不足、体内失水过多或吃的食物过咸，细胞外液渗透压就会升高，这一情况刺激下丘脑渗透压感受器。使得下丘脑一方面把信息传到大脑皮层感觉中枢，使人产生渴觉而主动饮水，结果就能使细胞外液渗透压下降。这部分属于神经调节。另一方面，下丘脑还分泌抗利尿激素，并由垂体释放到血液中。血液中的抗利尿激素含量增加，就加强了肾小管、集合管对水分的重吸收，回到内环境中的水分增加了，就会使细胞渗透压下降，同时也会使尿量增加。这属于体液调节。
生2 当人饮水过多时，细胞外液渗透压就会降低，这一情况刺激下丘脑渗透压感受器。使得下丘脑一方面把信息传到大脑皮层感觉中枢，使人不产生渴觉。另一方面，下丘脑还减少分泌抗利尿激素，垂体释放到血液中的抗利尿激素减少，就减弱了肾小管、集合管对水分的重吸收，回到内环境中的水分减少了，就会使细胞渗透压升高，另外也会使尿量减少。
师 在这个实例中，下丘脑既参与了神经调节，又作为内分泌腺参与了体液调节。请同学比较分析实例一和实例二，进一步阐明神经调节和体液调节的关系。
生 ……
师 经过分析我们知道，不少内分泌腺直接或间接地接受中枢神经系统的调节，在这种情况下，体液调节可以看作神经调节的一个环节。
板 书：
1.内分泌腺直接或间接地接受中枢神经系统的调节。
师 反过来，体液调节对神经系统就没有作用了吗 请举例说明。
生 有的。比如说甲状腺激素的几个功能中有一个就涉及到它能提高神经系统的兴奋性、与神经系统的发育有关。
师 是的。另一方面，内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能，如幼年时甲状腺激素缺乏，就会影响脑的发育；成年时，甲状腺激素分泌不足会使神经系统的兴奋性降低。
板 书：
2.内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。
课堂小结
师 总之，动物体的各项生命活动常常同时受神经和体液的调节。正是由于这两种调节方式的协调，各器官、系统的活动才能协调一致，内环境的稳态才能得以维持，细胞的各项生命活动才能正常进行，机体才能适应环境的不断变化。
最后让我们回到这节课一开始我们提出的“过山车现象”，现在再来重新审视那两个问题。
课件展示：
1.既然知道坐过山车是安全的，为什么心跳还会加速呢？
2.这个例子中，人体所作出的反应，哪些与神经调节有关？哪些与激素调节有关？你能说出两者之间的关系吗？
生1 在重力加速度的影响下，全身的血液要进行重新分配，这是一个方面；另一方面，虽然知道坐过山车是安全的，但不免还是有点担心，在这种状态下，内分泌系统分泌出肾上腺素等多种激素，使心跳和呼吸加快、血压上升。
生2 人由于紧张，会紧握双拳、发出叫喊等，这些反应与神经调节有关；心跳和呼吸加快、血压上升等与激素调节有关。在这种紧张的状态下，肾上腺、垂体等一接到神经系统的信号，就分泌多种激素进行应急。
师 最后请同学们阅读课后的文章——拒绝毒品、慎用心理药物。然后来谈谈大家对此的想法。
板书设计
第3节 神经调节与体液调节的关系
体液调节：激素等化学物质（除激素以外，还有其他调节因子，如CO2等）通过体液传送的方式对生命活动进行的调节。
一、神经调节和体液调节的比较
比较项目 神经调节 体液调节
作用途径 反射弧 体液运输
反应速度 迅速 较缓慢
作用范围 准确、比较局限 较广泛
作用时间 短暂 比较长
二、神经调节和体液调节的协调
实例一：体温恒定的调节
实例二：人体水盐平衡的调节
1.内分泌腺直接或间接地接受中枢神经系统的调节。
2.内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。
活动与探究
根据神经调节在调节生命活动中的突出特性组织学生讨论神经的结构特点，同时比较神经与体液调节的异同。
习题详解
一、基础题（课本P33）
1.（1）解析：跳水运动虽然是以神经调节为主，但是，动物体的各项生命活动，尤其是比较复杂的条件反射，常常同时受神经和体液的共同调节。这个题目中忽视了体液调节在其中所起的作用。
答案：×
（2）解析：如属于神经系统的下丘脑能分泌抗利尿激素，并通过垂体释放。除了抗利尿激素外，垂体还能释放生长激素、催乳素等激素。
答案：√
2.解析：人体在新陈代谢过程中不停地产生代谢废物，这些代谢废物必须随着水分排出体外。如果人摄入的水分过少，一方面有可能使本来就很有限的水分被排出，导致机体缺水。另一方面会使代谢废物不能正常排出，在体内积累起来，对机体有毒害。严重的还会造成内环境的紊乱。
答案：这种做法是不可取的。虽然人体每天摄入和排出的水量是基本相等的，但还是需要一定的水量来维持正常的生命活动。如果喝水过少，尿量就会很少，那么应通过尿液排出的体内代谢废物无法正常排出，就会造成人体内环境的紊乱。
二、拓展题（课本P33）
1.解析：兴奋在神经纤维上的传导形式是神经冲动，产生原因是形成了局部电流，所以这种运输速度非常快。兴奋在神经元之间的传递虽然有突触延搁的现象存在，但相对来说延搁的时间还是非常短的。而体液调节需要经过物质的分泌、体液的运输、与靶细胞的受体结合等过程，时间经过得就长了。
答案： 激素传递的信息需要通过体液的传送，然后与相应的靶细胞上的受体结合而发挥作用，多数情况下是比较缓慢的；而神经传导的兴奋在同一个神经元上是以电流的形式，只在突触处才转化为化学信号的形式，所以激素传递信息多数情况下没有神经传导兴奋的速度快。
2.解析：在对这个实例进行分析时，要注意引导学生从神经—体液、体液—神经两个角度全面地分析。最后总结生命活动是由神经调节和体液调节相互协调共同完成的。
答案： 在紧急情况下，紧急信号通过交感神经作用于肾上腺髓质，一方面促进肾上腺素的合成，另一方面促进它的释放。肾上腺素作用于中枢神经系统，可以提高其兴奋性，使机体警觉性提高，反应变灵敏；同时作用于其他组织，使肺通气量增加，心脏收缩力加强，心率加快，血液重新分配到骨骼肌和肝脏，促进糖元和脂肪分解以提供能量等。在这一过程中，交感神经和肾上腺素的作用（即神经调节和体液调节）很难区分，它们相互配合，有利于机体应付紧急的情况。第1章 人体的内环境与稳态
本章规划
本章内容包括：“细胞生活的环境”和“内环境稳态的重要性”两节内容。其中第1节可用1课时教学，第2节可用2课时教学(其中实验1课时)。
与学生已有知识经验的联系：
单细胞生物的生活环境，血细胞生活在血浆中，血浆的基本成分等，学生在初中已经学过这些知识，有了一定的认识。手、脚等部位有时会磨出“水泡”，部分学生有过这样的体验。体内细胞脱离了适合生存的环境就会死亡，人体体温的相对稳定及其重要性，人体需要摄入营养物质、氧和水，排出废物，学生也有一定的认识。这些已有知识和经验，尽管比较浅显，与之相联系却有利于学生建构“内环境”和“稳态”的概念。人体内几大系统的功能，学生经过初中阶段的学习也有了基本的认识，在此基础上，总结出内环境如何与外界环境进行物质交换并不太难。此外，有关细胞生活的环境，和必修1中“细胞的物质输入和输出”等内容有密切的联系。
与其他章的联系：
从个体层次看，本章内容与第2章的内容联系紧密。本章内容是理解第2章所阐述的通过神经、体液和免疫调节来维持稳态的基础。内环境稳态究竟是如何维持的，本章仅仅作简要交代，有关内容将在第2章作深入探讨。本章内容又不仅与第2章有联系，稳态是包括种群、群落、生态系统等各层次生命系统的共同特征，因此，本章是学习本书其他章节的基础，并在一定程度上起着统领全书的作用。
第1节 细胞生活的环境
从容说课
“细胞生活的环境”包括体细胞生活在细胞外液中、细胞外液的成分、细胞外液的渗透压和酸碱度、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介等内容。这些内容，是课程标准所规定的“说明稳态的生理意义”的基础。
本章的导入利用教材提供的章题图来完成。通过启发学生观察章题图，思考图中内容与本章内容的关系，激发学生学习本章的兴趣。同时通过图片还可以使学生感受到边防战士、炼钢工人、抗洪抢险战士工作环境的恶劣，体会他们工作的艰苦，认识他们工作的重要性，这也是一种人文精神的渗透。本节的引入可以利用草履虫取食、排遗过程的视频和人体血细胞与血浆进行物质交换的动态演示，可以启发学生比较两者生活环境的异同，引出体内细胞生活的环境——内环境。
“体内细胞生活在细胞外液中”包含体液和内环境两个概念。内环境是核心概念，既包括了内环境的定义，也包括组成内环境的各种细胞外液通过动态的有机联系形成统一整体，还包括本章后续学习内容：内环境的组成、为什么要维持内环境稳态等。在教材第2章还要继续阐释内环境为什么能维持稳态。组织教学时先从简单的体液的概念入手，再通过多媒体动态演示组织液、血浆、淋巴液之间的关系揭示细胞外液是一个有机的整体，从而逐步深入使学生理解内环境的概念。最后通过“内环境与外界环境有哪些差别 ”这样的问题，过渡到细胞外液的组成和理化特性的内容。
“细胞外液的成分”是学习细胞外液的渗透压和酸碱度等内容的基础。这部分的教学过程以血浆的化学成分为例进行探讨。多媒体显示血浆的化学组成，围绕这一演示提出3个逐步深入的问题让学生进行讨论，教师适当引导，让学生在讨论问题的过程中逐步理解知识要点。这部分内容最后总结“细胞外液是一种盐溶液，类似于海水。这在一定程度上反映了生命起源于海洋”。这样，就在“内环境”和“生物进化”这两个核心概念之间建立了联系。
“细胞外液的渗透压、酸碱度和温度”是内环境理化性质的三个主要方面。渗透压的概念比较难理解，用多媒体演示红细胞在清水中吸水胀破，在较高浓度食盐水中失水皱缩、死亡，通过在必修模块1中学习过的植物细胞对水分的吸收的原理，联系到渗透作用，并且用旁栏思考题的形式，引导学生与日常生活经验相联系，再引出渗透压的概念。pH的概念，在化学必修中学生已经学过，这里简要提示一下计算公式就可以了，然后明确一个知识要点，正常人体血浆的pH为7.35~7.45，血浆的pH之所以能够 保持稳定，与它含有、等离子有关，具体机制021将在第二节中进一步学习。内环境的温度特点在这里只简单提到，在第二章进一步学习。
“内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介”，要理解细胞与内环境、内环境与外界环境的物质交换，也就是内环境在物质交换中的作用，这一部分的知识要求学生要有一定的综合分析能力。细胞与内环境之间进行物质交换的内容比较好理解，内环境如何与外界环境进行物质交换的内容，则比较复杂。教学过程在此处安排了一个思考与讨论活动，引导学生联系初中所学过的知识，任选一细胞外液中的成分（通常是二氧化碳、氧气或水等），分析它的来源和去路，并说明这与人体的哪些系统有关。最后安排内环境如何与外界环境进行物质交换的相关技能训练，让学生通过这个活动，既练习、领悟构建模型的方法，又进一步理解有关知识内容。
本节内容比较抽象，因此，教学时力求联系学生的生活经验。例如，问题探讨、调查、思考与讨论等栏目安排的内容都与生活实际联系紧密。
教学重点 1.内环境的组成和理化性质。
2.内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
教学难点 1.内环境的理化性质。
2.内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
教具准备 1.显微投影仪：示草履虫、血液涂片。
2.视频—1：播放边防战士爬雪山片段、炼钢工人高温作业片段、抗洪战士在恶劣环境中生活片段。
3.视频—2：播放演示草履虫的取食过程、食物泡及消化过程、排遗、伸缩泡的排泄过程。
4.多媒体CAI—1：动态显示血细胞直接与血浆进行物质交换。
5.多媒体CAI—2：动态显示组织液、血浆、淋巴液之间的关系。
课时安排
1课时
三维目标
1.描述内环境的组成和理化性质。
2.说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
3.尝试建构人体细胞与外界环境的物质交换模型。
4.关注维持内环境稳态与健康的关系。
教学过程
导入新课
师 同学们好！
请大家认真观看这一段视频，并思考下面问题：
课件展示：
他们的生活环境有什么特点？
（播放视频—1）
（学生观看并思考）
师 谁来回答这个问题？
生1 过雪山的战士生活环境寒冷，炼钢工人生活环境炎热，抗洪战士生活环境——也炎热。
师 很好。大家应注意的是抗洪战士生活环境并不单纯是炎热，还有呢？
生2 缺干净水。
生3 蚊虫多。
生4 细菌等微生物大量繁殖。
……
师 很好！前面所看到的恶劣环境对人体健康有何影响？在寒冷或炎热环境中人体是如何维持体温的？大量出汗时，应该及时补充淡盐水，这又是为什么呢？——人体必须维持内环境的稳态。
什么是内环境？什么是稳态？如何来维持内环境的稳态？
这就是我们在本章学习的主要内容。本章分为两节，分别阐述内环境和稳态的知识。
推进新课
板 书：
第1节 细胞生活的环境
师 我们再看两段视频，思考并讨论。
课件展示：
讨论1：我们看到的都是什么细胞？
讨论2：它们分别生活在什么样的环境中？两者的生活环境有何异同？
（播放视频2、多媒体CAI—1）
（学生观看、思考、讨论）
生 第一段播放的是草履虫。第二段播放的是血液中的血细胞。
生 草履虫是单细胞生物，生活在水中。血细胞生活在血浆中。
师 草履虫和血细胞的生活环境，有相似的地方吗？
生 有，都是液体环境。
师 二者又有什么不同呢？
生 草履虫直接生活在外界环境中，可直接与外界进行物质交换。而血细胞生活在体内的血浆中，并不直接与外界环境进行物质交换。
师 很好。哪种细胞生活的液体环境的理化性质更为稳定？
生 血浆。
师 单细胞生物（如草履虫）直接生活在外界环境中，可直接与外界进行物质交换。多细胞生物的细胞（如血细胞）生活在体内的液体环境中。
课件展示：
师 下面我们一起来探讨人体内的细胞。
人体内的细胞，绝大多数没有直接与外界环境接触，不能直接与外界进行物质交换。这些细胞直接生活的环境是什么呢？
课件展示：
师 细胞内液指什么？
生 细胞内的液体环境。主要是细胞质基质、叶绿体基质、线粒体基质、细胞液等。
师 对。细胞内液和细胞外液相比，谁多谁少呢？
生 细胞内液多，占2/3。
师 细胞直接生活的环境又是什么呢？
生 细胞外液。
师 细胞外液主要包括血浆、组织液、淋巴液等。我们观看下面一段动画，阅读教材P3，思考并讨论：
课件展示：
讨论1：组织液、血浆和淋巴液有什么异同？
讨论2：组织液、血浆和淋巴液有什么内在联系？能不能说全身细胞外液是一个有机的整体？
讨论3：什么是内环境？内环境主要包括哪些？
（演示CAI—2）
（学生观看、阅读、思考、讨论）
师 组织液、血浆和淋巴液有什么异同？
生1 相同点：它们都属于细胞外液，共同构成人体内环境，基本化学组成相同。
生2 不同点：在人体内存在的部位不同：血浆位于血管内，组织液分布于组织细胞之间，淋巴分布于淋巴管中。
生3 不同点：生活于其中的细胞种类不同：存在于组织液中的是体内各组织细胞，存在于血浆中的是各种血细胞，存在于淋巴中的是淋巴细胞等。
师 不同点：三者所含的化学成分有差异，如血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质很少。
师 组织液、血浆和淋巴之间有什么内在联系？
生 血浆可以透过毛细血管壁进入组织间隙形成组织液。组织液可渗入毛细血管形成血浆。组织液也可渗入毛细淋巴管内形成淋巴液。淋巴液经淋巴循环汇入血浆。
师 对。组织液和血浆之间可以相互渗透，组织液又可以渗透到毛细淋巴管内形成淋巴，淋巴通过淋巴循环进入血液循环，形成血浆。这三种成分之间的关系可用下图表示：
课件展示：
师 由此可见，全身的细胞外液是一个有机的整体。
师 注意三者相互转化的位点：
1.血浆→组织液：毛细血管动脉端。
2.组织液→血浆：毛细血管静脉端。
3.组织液→淋巴：毛细淋巴管
4.淋巴→血浆：左右锁骨下静脉。
师 我们概括地说，人体的细胞生活在细胞外液中。具体到某一个细胞，它的直接生活环境是什么呢？
1.绝大多数细胞——组织液。
2.血细胞——血浆。
3.淋巴细胞——淋巴。
4.毛细血管壁细胞——组织液和血浆。
5.毛细淋巴管壁细胞——组织液和淋巴。
师 血浆、组织液和淋巴通过动态的有机联系，共同构成机体内细胞生活的直接环境。为了区别于个体生活的外界环境，人们把由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。
课件展示：
师 内环境是一个非常重要的概念。我们应从以下几个方面理解这个概念：
1.内环境的“内”是相对于个体外环境的“外”而言的。细胞外液的“外”是相对于细胞的“内”而言的。两个“内”“外”，着眼点不同。
2.注意从内环境的内涵和外延上把握内环境的概念。
师 那么内环境与外界环境有哪些差别呢？细胞外液有哪些化学成分呢？
讨论：
1.如何将表中物质按化学性质进行归类？
2.除表中所列成分外，血浆中还可能含有哪些物质？
3.在组成血浆的离子中，哪些离子的含量较多？它们可能起什么作用？
4.、可能起什么作用？
5.任选其中一种成分，分析它的来源和去路，并说明它与人体的哪些系统有关。
（学生阅读讨论）
生1 表中的化学物质可分为无机物和有机物。无机物包括水和无机盐离子(如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl—、、、)等，有机物包括糖类(如葡萄糖)、蛋白质(如血清白蛋白、血清球蛋白、纤维蛋白原等)、脂质(如各种脂肪酸、脂肪、卵磷脂、胆固醇)、氨基酸氮、尿素氮、其他非蛋白氮和乳酸等。
生2 还含有气体分子(主要是氧气和二氧化碳)、调节生命活动的各种激素、其他有机物(如维生素)等。
生3 Na+、C1—含量较多。它们的作用主要是维持血浆渗透压。
课件展示：
二、细胞外液的成分（图111）
图1-1-1 血浆的主要成分
1.细胞外液中含量最多的是水，约占90%。其次是蛋白质，约占7~9%。
2.组织液、淋巴的成分和含量与血浆相近，但又不完全相同。最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质含量很少。
3.细胞外液本质上是一种盐溶液，类似于海水。这在一定程度上反映了生命起源于海洋。
师 、能起到什么作用呢？
课件展示：
红细胞在清水中吸水胀破，在较高浓度食盐水中失水皱缩、死亡。
思考：
1.为什么红细胞在清水中吸水胀破、在较高浓度食盐水中失水皱缩、死亡？
2.生理盐水的浓度是多少？为什么医院里给病人输液时必须使用生理盐水？
师 我们在必修1中学习过植物细胞对水分吸收的原理。谁来说一下？
生1 渗透作用。
生2 当外界溶液浓度小于植物细胞液浓度时，植物细胞通过渗透作用吸水；当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞通过渗透作用失水。
师 为什么红细胞在清水中吸水胀破，在较高浓度食盐水中失水皱缩、死亡？
生1 在清水中，外界溶液浓度小于细胞内液浓度，红细胞通过渗透作用吸水。
生2 在较高浓度的食盐水中，外界溶液浓度高于细胞内液，红细胞通过渗透失水出现皱缩。
师 生理盐水的浓度是多少？为什么医院里给病人输液时必须使用生理盐水？
生 生理盐水是浓度为0.9%的氯化钠溶液。因为其浓度与细胞外液相当，所以医院里给病人输液时使用生理盐水。
师 是的。所谓渗透作用，是指通过半透膜，水分子从低浓度向高浓度的扩散。也就是说，水分的净渗透方向与浓度有关。这时我们学习一个新的概念——溶液渗透压。
1.概念：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。
2.大小：取决于溶液中溶质微粒的数目。溶质微粒越多，即溶液浓度越高，对水的吸引力越大，即溶液渗透压越高。反之亦然。
3.血浆渗透压：大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。人的血浆渗透压约为770 kPa，相当于细胞内液的渗透压。
前面的资料分析（讨论题3），提示了细胞外液中的各种无机盐离子，含量上占优势的是Na+和Cl—。细胞外液的渗透压的90%以上来自Na+和Cl-。
师 （讨论题4）HCO-3、HPO-4可能起什么作用？
生 维持血浆的酸碱平衡。
师 化学上学过，什么是pH？
生 pH即溶液酸碱度，是指溶液中自由氢离子浓度的负对数，即pH=－lg［H+］。
师 （总结）血浆的pH为7.35~7.45。血浆的pH之所以能够保持稳定，与它含有HCO-3、HPO-4等离子有关。
师 人体细胞外液的温度一般维持在37 ℃左右。
板 书：
三、细胞外液的渗透压和酸碱度
师 （讨论题5）任选其中一种成分，分析它的来源和去路，并说明它与人体的哪些系统有关。
生 如血浆中的葡萄糖主要来源于食物中的糖类。食物中的淀粉经消化系统消化后，分解为葡萄糖，经小肠绒毛吸收后进入血液，通过血液循环运输到全身各处。进入组织细胞后，葡萄糖主要用于氧化分解放能，最终生成二氧化碳和水，并排入内环境中。二氧化碳通过血液循环被运输到肺，通过呼吸系统排出体外，而多余的水主要在肾脏通过形成尿液排出体外。
生 …
课堂小结
结合初中学过的人体消化、呼吸、循环、排泄等知识，和同学讨论以下问题：
1.维持渗透压的Na+和Cl-以及葡萄糖、氨基酸等物质是经过哪些途径进入内环境的
2.参与维持pH的是怎样形成的 这与体内哪些系统的活动有关
3.细胞外液的温度能够保持稳定的根本原因是什么 试推测哪些器官和系统参与了体温的维持。
4.体内细胞产生的代谢废物，如尿素和CO2是怎样从内环境排到体外的
5.通过以上讨论，是否增进了你对本章首页题诗的理解
生 1Na+和Cl-等直接来自于食物，不需要经过消化可以直接被吸收。葡萄糖、氨基酸等物质主要来自于食物中的糖类和蛋白质。糖类和蛋白质是两类大分子物质，必须经过消化系统的消化，分解为葡萄糖和氨基酸才能被吸收。上述物质在小肠内经主动运输进入小肠绒毛内的毛细血管中，经血液循环运输到全身各处的毛细血管中，再通过物质交换过程进入组织液和淋巴。
生2 细胞代谢产生的CO2与H2O结合，在碳酸酐酶作用下，发生下列反应：
HCO-3通过与细胞外的阴离子交换到达细胞外液，即组织液、血浆或淋巴中，主要与呼吸系统有关。
生3 人体具有体温调节机制以保持细胞外液温度的恒定。详细内容可参考教材第2章关于人体体温调节的内容。参与体温调节的器官和系统有皮肤、肝脏、骨骼肌、神经系统、内分泌系统、呼吸系统等。
生4 体内细胞产生的代谢废物主要通过皮肤分泌汗液，泌尿系统形成、排出尿液和呼吸系统的呼气这三条途径来排出，其中以泌尿系统和呼吸系统的排泄途径为主。例如，血浆中的尿素主要通过肾脏形成的尿液排出体外。血浆中的CO2通过肺动脉进入肺泡周围的毛细血管，由于血液中的CO2分压大于肺泡中CO2的分压，CO2就从血液中向肺泡扩散，再通过呼气运动将其排出体外。
板 书：
四、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
细胞与外界环境进行物质交换，必须通过内环境才能完成，并且要依赖消化、呼吸、循环、泌尿等系统直接参与。具体过程可用图1-1-2表示：
图1-1-2
板书设计
第1章 人体的内环境与稳态
第1节 细胞生活的环境
一、体内细胞生活在细胞外液中
二、细胞外液的成分（图1-1-3）
图1-1-3 血浆的主要成分
三、细胞外液的渗透压和酸碱度
四、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
细胞与外界环境进行物质交换，必须通过内环境才能完成，并且要依赖消化、呼吸、循环、泌尿等系统直接参与。具体过程可用图1-1-4表示：
图1-1-4
活动与探究
构建人体细胞与外界环境的物质交换模型。
联系必修1所学过的细胞内物质的输入和输出的内容，以及初中所学过的消化、呼吸、循环、泌尿系统等知识，尝试以图解或计算机制作演示文稿、flash动画等不同形式，用模式化的方法模拟和展示人体细胞与内环境、内环境与外界环境进行物质交换的大致过程。
布置学生课后完成，课外活动进行展示和评比。
习题详解
一、基础题（课本P6）
1.解析：本题考查体液的概念及其外延。人体内含有大量以水为基础的液体，这些液体统称为体液。体液包括细胞内液和细胞外液。
答案：C
2.解析：本题考查内环境概念的内涵和外延。由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。内环境（细胞外液）主要包括组织液、血浆和淋巴等。故A、C、D的含义相当。故本题选B。
答案：B
3.解析：本题考查人体内环境的组成成分。判断的依据是这种成分是否存在于血浆中（因为组织液、淋巴与血浆成分相似）。显然A、C、D存在于血浆中，而呼吸酶存在于细胞质基质、线粒体，属于细胞内液。故本题选B。
答案：B
4.解析：一般来说，细胞赖以生存的直接环境是细胞外液，包括组织液、血浆和淋巴等。绝大多数细胞——组织液，血细胞——血浆，淋巴细胞——淋巴，毛细血管壁细胞——组织液和血浆，毛细淋巴管壁细胞——组织液和淋巴。记住一些特例，在思维方法上，明确这些细胞的生活环境。如毛细血管壁是由单层细胞构成的，这些管壁细胞在管腔内面是血浆，上面浸于组织液中。
答案：毛细血管壁细胞的直接生活环境是血浆和组织液，毛细淋巴管壁细胞的直接生活环境是淋巴和组织液。
二、拓展题（课本P6）
解析：(1)A表示的器官是肺，从结构上看，肺泡壁由单层扁平细胞构成，外面缠绕毛细血管，毛细血管壁也是单层上皮细胞。这样的结构有利于气体交换。所以与内环境之间间隔了一层肺泡壁和一层毛细血管壁。(2)B表示消化器官，食物中的营养物质经过消化和吸收进入血液或淋巴。(3)C与内环境的双向箭头，经C排出体外，说明C是肾脏。血浆中的主要成分通过肾小球的滤过作用进入肾小囊形成原尿，原尿流经肾小管和集合管时，一些有用的成分经重吸收返回血浆。(4)D是单向排出的，代表器官是皮肤。
答案： (1)肺泡壁、毛细血管壁 (2)食物的消化和营养物质的吸收 (3)肾小管的重吸收
(4)皮肤第5节 生态系统的稳定性
从容说课
通过正、反两方面的实例来引入“生态系统的稳定性”一节的教学。
教材中“问题探讨”的素材是从正面说明生态系统具有稳定性，引导学生从群落的种间关系、生态系统的结构与功能等相关内容进行讨论。也可以设问：“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Ⅱ号”实验，引导学生思考“生物圈Ⅱ号”失败的原因。上述正反两个实例，可以说明自然界中生态系统具有相对稳定性，稳定的生态系统对于生物的生存至关重要。在此基础上，教师阐释什么是生态系统的稳定性，并进一步设问：“为什么生态系统具有稳定性？”引出“生态系统的自我调节能力”。
教师可以提出数个实例，让学生讨论生态系统是如何通过自我调节达到稳定状态的。例如，（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？（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？
请学生按照“思考与讨论”中的要求来解释上述实例，使他们理解负反馈调节的机制。教师可用计算机将上述实例制作成动画来模拟演示反馈调节的过程。教师要说明，生态系统的自我调节能力是有限的，可以通过大量事例说明。
通过以上内容的教学，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。“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”是指外界因素消除后，生态系统重新建立稳定状态。
请学生比较草原、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？引导学生认识：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。
进行“提高生态系统的稳定性”的教学时，主要明确以下观点：（1）自然生态系统是人类生存的基本环境；（2）人类活动的干扰正在全球范围内使生态系统偏离稳定状态；（3）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。在教学中，应尽可能通过图片、照片、录像片等，丰富学生的感性认识，拉近与现实生活的距离。
教学重点 1.阐明生态系统的自我调节能力。
2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系。
教学难点 抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念和联系。
教具准备 1.文字资料1：“生物圈Ⅱ号”实验资料。
2.文字资料2：各种生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性比较。
3.文字资料3：负反馈调节的实例。
4.图片资料1：大兴安岭火灾后的情况以及现在的状况。
5.图片资料2：热带雨林、北极苔原生态系统的图片和食物网简图。
6.图片资料3：草场防护林。
7.课件：负反馈调节模型。
8.视频1：亚马逊热带雨林的破坏。
9.视频2：我国的重点自然保护区。
课时安排 2课时
第1课时，学习生态系统稳定性的概念以及原因、抵抗力稳定性和恢复力稳定性、如何提高生态系统的稳定性。
第2课时，完成制作实验。
三维目标
1.识记生态系统稳定性的概念。
2.阐明生态系统的自我调节能力。
3.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
4.简述提高生态系统稳定性的措施。
5.学会设计并制作生态缸，观察其稳定性。
6.通过图片、照片、视频、课件使学生形象地了解生态系统的稳定性。
7.学生通过构建模型，清晰地理解负反馈调节和自我调节能力。
8.通过对不同生态系统的分析，清楚抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系。
9.通过设计制作生态缸，观察生态系统的稳定性，并培养学生合作探究、思考分析的能力。
10.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。
11.通过对抵抗力稳定性和恢复力稳定性关系的学习，确立辩证统一思想。
12.通过制作实验，培养学生相互合作、帮助的良好品德。
教学过程
第1课时
导入新课
师 前面我们学习了生态系统的类型、结构、功能和信息传递。弄清了各种生态系统的成分、结构，也知道了它们如何通过能量流动、物质循环和信息传递建立起有机的联系，形成一个统一的整体。那么，生态系统的稳定性如何呢？我们一起来学习生态系统的稳定性。大家先看一下问题探讨。
（学生看书）
推进新课
师 可见，自然生态系统受到外界干扰（自然或人为）后，仍能保持相对稳定。那么，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？美国的科学家们做了这样的实验。
（投影仪显示“生物圈Ⅱ号”）
（注：教师应对资料中有关的内容加以补充，如：建造的时间、占地面积、空间大小、投入研究的资金、实验的时间和方法、出现的问题、实验结果及其分析）
师 讨论下列问题：
问题一：科学家们为什么要建造“生物圈Ⅱ号”并进行实验呢？
问题二：在“生物圈Ⅱ号”中模拟生物圈建立了哪些生态系统？里面有哪些成分？
问题三：八位科学家原打算在“生物圈Ⅱ号”中自给自足生活两年，为什么中途撤出了？这个实验过程中出现了什么问题？
问题四：“生物圈Ⅰ号”出现这些问题了吗？“生物圈Ⅱ号”实验失败说明了什么问题？
师 谁来回答一下第一个问题？
生 深入研究生态系统的结构和功能，并实验人类离开地球能否生存。
师 是的。如果实验能成功，那我们真正能进入太空生活，不用带大量的食物和水等必需品。那第二个问题呢？
生
有微型的森林、沙漠、农田、海洋、溪流；里面有土壤、水源、空气、太阳光，多种多样的动植物和微生物等成分。非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者应有尽有。
师 看来所有成分都有了，那为什么出现了问题三的情况呢？
生1 由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建“生物圈Ⅱ号”的混凝土中的钙反应生成碳酸钙，导致氧气含量由21％下降到14％，二氧化碳含量猛增。
生2 昆虫中除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外其他基本死亡，食物链等营养结构联系中断。
生3 靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，粮食严重减产。
……
师 不错，问题很多。为什么呢？
生1 人工建立的生态系统毕竟形成的时间太短，无法维持稳定。
生2 里面的各种成分都是人为加入的，而不是通过长久的进化逐渐形成的，所以有些生物可能会淘汰，而使食物链断裂。
生3 空间太小了，无法完成大范围的物质循环，导致物质循环受阻。
……
师 不错，问题四就由我来回答总结。“生物圈Ⅰ号”没有出现这样的问题，整个生物圈保持相对稳定。该实验的失败表明，在现有技术条件下，人类还无法建造一个脱离地球自然环境而又能让人类休养生息的生态系统，原因就是这样的生态系统的结构和功能难以像真正的生物圈那样，长期保持相对稳定。
师 好，我们重新回到书本，看讨论。谁来回答一下，参考一下以前的知识。
生1 因为自然的生态系统是经过千万年进化而来的，其中的生物和无机环境之间，以及生物与生物之间密切联系，已经形成了一个严密的整体。能依靠相互之间的联系抵御外界的干扰。
生2 因为各个生态系统都有自己特有的成分，这些成分组成了生态系统的特有结构，而各种生物又通过生态系统的功能互相联系，形成一个统一的整体。所以它能够抵抗外界干扰。
生3
生态系统具有严整的结构和完善的功能，受到外界干扰后，能依靠各种成分之间的相互关系而保持相对稳定。
……
师 大家说得不错，都能利用以前的知识来说明。简单地说，生态系统之所以具有相对稳定性是因为其具有自我调节能力，而这个能力与我们以前学的知识是密切相关的。
生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫做生态系统的稳定性。生态系统的稳定性是由于生态系统具有自我调节能力。
师 那什么是自我调节能力呢？我们先来看书本中的两个实例：
实例1 ：河流自净作用。
实例2：森林中的害虫与食虫鸟。
师 实例1 中河流的自我调节能力是如何表现的？
生 当河流受到轻微污染时，能通过物理沉降、化学分解、微生物分解，很快消除污染，河流仍保持相对稳定。
师 很好。那实例2中自我调节能力体现在哪里呢？
生 害虫和食虫鸟形成了一种负反馈调节的关系，来保持数量上的稳定性。
师 不错。这里提到了负反馈调节，那什么是负反馈调节？它的作用是什么？它调节的对象又是什么呢？我们可以先看思考与讨论，大家分成四个小组，进行讨论，然后选一名代表上黑板完成问题。
生1
图5-5-1 食虫鸟与害虫的负反馈调节模型
生2
图5-5-2 食虫鸟与害虫的负反馈调节模型
……
（教师评讲，修改）
师 下面我们来看我制作的一个课件，可以动态地了解负反馈调节。
（播放课件）
师 好，下面大家能举更多的例子来说明生态系统的负反馈调节吗？
生1 草原中草的数量增加，兔子会因为食物充足而大量繁殖，数量增加。而兔子的数量增加后，会吃掉大量的草，而使草的数量减少。而草的数量减少，又会使兔子因缺少食物而数量降低。通过这样的负反馈调节使两者数量保持相对稳定。
生2 草原中兔子的数量增加，狼会因为食物充足而大量繁殖，数量增加。而狼的数量增加后，会吃掉大量的兔子，而使兔子的数量减少。而兔子的数量减少，又会使狼因缺少食物而数量降低。通过这样的负反馈调节使两者数量保持相对稳定。
……
师 大家说得很好，其实在生物群落内部所有的捕食者和被捕食者都存在着这种关系。那除了生物与生物之间的负反馈调节外，生物群落与无机环境有没有这种关系呢？大家举些例子来说明。
生1 河流受到无机环境中的污染物污染时，能通过物理沉降、化学分解、微生物分解，很快消除污染，河流仍保持相对稳定。
生2 适度捕捞后，池塘中鱼的数量会减少。但是因为数量少，鱼得到的饲料就会增多，使鱼群大量繁殖，数量增加。最终，鱼塘中鱼的数量保持相对稳定，得到可持续发展。
生3 森林局部大火过后，植物数量少了。但是，土壤中的养料增多了，植物的种子就能获得更好的养料、水、阳光等等，快速长成新的植株，使数量保持相对稳定。
……
师 很好。负反馈调节非常关键，它在生态系统中普遍存在，是生态系统自我调节能力的基础。下面，我们可以再来看一些负反馈调节的例子。
（投影仪显示负反馈调节的实例）
师 那生态系统的自我调节能力是不是无限大的呢？
生 不是，有一定的限度。
师 不错，我们来看一段视频。
（播放视频1：亚马逊热带雨林的破坏）
师 看来，生态系统的自我调节能力确实是有限的，它只能抵抗一定程度的干扰和破坏。如果干扰和破坏超过一定的程度，生态系统的稳定性就要被破坏，生物大量减少，甚至灭绝。这样，生态系统的自我调节能力就会迅速丧失，生态系统就很难再恢复。就像我们刚才看到的亚马逊一样，我们可以再看看书上的黄土高原。可见，生态系统的破坏带来的损失是惨重的，所以我们应该尽量地保护好我们的生态系统，使干扰和破坏尽量地在自我调节能力的限度之内。
师 大家想想生态系统的自我调节能力的大小与什么有关？可以回想一下以前的知识。
生1 与生物的种类有关。种类越多，食物网越复杂，自我调节能力越大。
生2 与无机环境有关。环境越好，自我调节能力越大。
师 大家总结得非常好。其实，当生态系统的稳定性被破坏后，生物的种类和数量都大量的减少，环境变得恶劣，使其自我调节能力大大降低，生态系统也就很难恢复了。
师 在生态系统中，只要干扰和破坏不超过自我调节能力，生态系统就能维持相对稳定。这种稳定性表现在两个方面：
抵抗力稳定性：是指生态系统抵御外界干扰并使自身的结构与功能保持原状（不受损害）的一种能力。
恢复力稳定性：是指生态系统受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。
师 下面我们就以一些例子来说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性，大家看书，然后举一些其他的例子。
生1 野火烧不尽，春风吹又生。恢复力稳定性。
生2 受到轻微污染后，河流能通过自净能力保持原状。抵抗力稳定性。
生3 当草原上旱季来临时，动物会进行夏眠来躲避酷暑或迁徙来寻找水源和食物，保持种群数量的稳定，进而保持草原生态系统的稳定。抵抗力稳定性。
生4 河流受到严重污染，稳定性被破坏。后经过人们对环境的整治，河流逐渐恢复原状。恢复力稳定性。
生5 森林受到合理砍伐后，仍能恢复原状，提供可持续性的资源。恢复力稳定性。
生6 森林生态系统中某一生物灭绝后，仍能由其他生物来代替其位置，保持生态系统的稳定性。抵抗力稳定性。
……
（教师讲评，修改）
（如：生5所说的与书本110页上与社会的联系是相同的意思；想像空间可以更好地帮助我们理解两个稳定性）
师 大家应该还记得大兴安岭的火灾，那么现在情况怎样了呢？我们来看图片资料。
（投影仪显示图片资料）
师 这体现了什么稳定性？
生 恢复力稳定性。
师 是的。当一个生态系统受到比较严重的破坏后，需要人为的帮助，才能恢复它的自我调节能力，才能使他重新恢复原状。
师 那抵抗力稳定性和恢复力稳定性有什么关系呢？首先，它们存在着一定的联系。
联系：两者共同存在于生态系统中，同时发挥着作用。两者密切联系，不可分割。
师 它们也有区别。
区别：①两者的概念不同。
②对同一个生态系统来说，抵抗力稳定性和恢复力稳定性往往存在着相反的关系。
③不同的生态系统抵抗力和恢复力稳定性存在着差异。
师 这里我们重点来看看不同的生态系统抵抗力和恢复力稳定性存在的差异。首先，我们来看抵抗力稳定性。前面已经说过，生态系统中组成成分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。我们就举2个特殊的生态系统——热带雨林、北极苔原生态系统来说明，请大家看图片资料和书本文字，然后对两个生态系统的稳定性进行分析说明。
（课件展示图片资料2）
（学生对资料和书本内容进行讨论和说明）
（教师评论修改）
师 从中可以很清楚地看出热带雨林的生物种类繁多，营养结构复杂，自我调节能力非常强，抵抗力稳定性也很高。但是，如果外界干扰超过了它的自我调节能力，它也会破坏，而且恢复起来十分困难。这说明它的恢复力稳定性比较差。北极苔原生态系统，生物种类少，营养结构简单，自我调节能力差，抵抗力稳定性非常弱。当北极苔原生态系统受到破坏后，因为其物种少，所以恢复起来比较简单，其恢复力稳定性较高。
但是，这里要说明两点：
第一：恢复力稳定性的高低与破坏程度、环境条件也有关系。（见备课资料2）
在书本上就讲到了生态系统在受到不同的干扰和破坏后，其恢复速度和恢复时间是不一样的。
第二：人工的生态系统，如果没有人为的帮助，其抵抗力和恢复力稳定性都很差。
好，我们来看一下各种生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性比较。
（课件展示文字资料2）
师 在一般情况下，生态系统的生物种类多，营养结构复杂，自我调节能力就强，抵抗力稳定性就高。相反，抵抗力稳定性就低。而且，对同一个生态系统来说，抵抗力稳定性和恢复力稳定性往往存在着相反的关系。
师 课本P111旁的问号怎么回答？
生1 对抵抗力稳定性较强的生态系统，我们可以进行合理利用。如：森林的间伐、草原的划区轮牧、季节性放牧等等。
生2 对抵抗力稳定性较弱的生态系统，我们要进行保护。如：建立自然保护区、植树造林等等。
生3 对污染物的排放一定要达标，不能超过生态系统的自我调节能力。
……
师 很好。我们学习的目的就是要把所学的知识归还到生活中，来解决实际问题。下面我们来看一下提高生态系统稳定性的方法。
一方面：要控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应该超过生态系统的自我调节能力。
另一方面：对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构和功能的协调。
师 谁就第一方面举一个例子？
生 合理捕鱼、合理放牧、合理砍伐等等。
师 不错。第二方面大家看书就可以了，我们来看一下草场防护林。
（课件展示图片资料3）
师 其实对于第二方面，建立自然保护区也是很好的方法，我们来看看我国的重点自然保护区。
（播放视频2）
师 自然保护区通过人为地投入、法制管理、教育对保持和提高生态系统的稳定性起了很好的作用。
课堂小结
师 这节课就上到这里，下面我来总结一下。
（1）生态系统的结构和功能总是处于不断变化的过程中，生态系统的稳定只是相对的稳定。
（2）生态系统的稳定性是生态系统所具有的一种自我调节能力，而这种能力的基础是负反馈调节 。
（3）生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
（4）生物圈是人类生存的唯一环境，而人类活动的干扰正在全球范围内使生态系统偏离稳态，我们要保护并提高生态系统的稳定性。
第2课时
导入新课
师 上节课我们学习了生态系统的稳定性，现在我提几个问题，看看大家掌握了没有。
（1）生态系统稳定性的概念。
（2）生态系统具有稳定性的原因。
（3）生态系统自我调节能力的基础是什么？
（4）抵抗力和恢复力稳定性的关系。
（5）如何提高生态系统的稳定性？
生 回答（略）。
（教师评论）
推进新课
师 这节课，我们就利用以前学习的知识，制作生态缸，并观察其稳定性。
板 书：
课题：设计并制作生态缸，观察其稳定性。
师 类似的实验我们在第一节中已经让大家课外做过了，但那次我们做的是小生态瓶，比较简单。这次是制作生态缸，相对要复杂一些。我们先看实验的目的要求。
1.目的要求
设计一个生态缸，观察其稳定性。
师 实验的目的要求是一个实验的灵魂，我们所做的所有工作全部是围绕着目的要求展开的。下面是实验的基本原理。
2.基本原理
依据生态系统的原理，将生态系统的各种组成成分进行合理地组织，构建一个微型的生态系统。在设计时，要考虑不同营养级生物之间的合适比例，使微型生态系统正常运转。但是，人工的生态系统稳定性是有条件的，也是短暂的。请问：不同营养级生物之间的合适比例应该是怎样的？
生 符合数量金字塔。
师 很好，实验原理是我们在做实验时依据的理论基础。下面是实验材料。
3.实验材料
师 我先提个问题，生态系统的成分有哪些？
生 生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。
师 很好。我们在设计生态缸时，这四种成分缺一不可。而且，大家还应该特别注意生产者、各种消费者的数量关系。
生产者：浮萍、水草、蕨类植物、杂草、仙人掌或仙人球。
消费者：小乌龟、蜗牛。
分解者：蚯蚓、细菌、真菌。
非生物的物质和能量：土壤、水、空气、阳光等等。
师 这是书上提供的材料，大家如果有兴趣，课后还可以用其他材料来做，但要注意两个基本要点：（1）成分要齐全；（2）比例要适中。下面是实验步骤。
4.实验步骤
（1）制作生态缸框架，可以由教师课前完成。
（2）用所给材料制作生态缸，可以分组进行。如：四人一组。
注意：各组所用的材料在种类和数量上可以不同，来进行比较。
（3）封上生态缸盖，放置于室内通风良好，光线充足的地方，但要避免阳光直射。
（4）每周观察一次，作好记录。
师
在实验中还要注意以下几点：
（1）小生态瓶中投放的生物,必须具有很强的生活力。投放的动物数量不宜过多,以免破坏食物链。
（2）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。
（3）为了使生态缸内的沙地保持干燥，可在沙土下铺垫一张塑料布，以防止缸中水（气）渗透上来。
（4）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。
（5）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。
（6）定期观察，同时作好观察记录。
（7）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录下所经历的时间。
（8）设计实验对照组。在一个班内,教师可以有意安排设计多种对照实验,由不同的小组来完成。如水质、植物数量、动物数量、基质内容、见光与否等项目。在分析结果时,让学生通过分析比较找出较好的设计方案。
（9）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。
（10）举办小型展览。有条件的学校,可以在实验过程中组织一次生态缸的小型展览，提高学生的兴趣。
5.结果与结论
根据观察结果，完成实验报告，得出结论。
6.小组讨论
对书本问题及实验中的问题进行探讨，提出实验的改进方法和正确的实验结论。
师
下面大家可以开始做实验了。
（教师作必要的巡视和指导）
7.实验时间的安排
课堂上：实验课上先由教师集中讲解设计的要求、方法、观察的要求等内容。然后,由学生分组设计并制作生态缸。教师进行必要的指导和帮助。
课后：可以把生态缸集中放在学校的实验室中进行观察，由每个小组的组员分别来进行观察记录。
8.如果学生有兴趣，课后可以指导学生进行其他类型小生态系统的设计和制作
板书设计
第5节 生态系统的稳定性（第1课时）
一、生态系统稳定性的概念
二、生态系统稳定性的原因——自我调节能力
1.负反馈调节——生态系统自我调节能力的基础：实例、概念模型
2.自我调节能力的限度
三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
1.概念
2.举例
3.联系和区别
联系：两者共同存在于生态系统中，同时发挥着作用。两者密切联系，不可分割
区别：①两者的概念不同
②对同一个生态系统来说，抵抗力稳定性和恢复力稳定性往往存在着相反的关系。
③不同的生态系统抵抗力和恢复力稳定性存在着差异
四、提高生态系统的稳定性有两方面的措施
五、设计并制作生态缸，观察其稳定性
活动与探究
1.设计并制作生态缸。
2.课后指导学生制作其他类型的微型生态系统。
习题详解
一、基础题（课本P112）
1.判断
（1）解析：与温带针阔混交林相比，热带雨林物种多，食物网复杂，自我调节能力强，抵抗力稳定性高。
答案： √
（2）解析：与沙漠生态系统相比，草原生态系统物种多，恢复力稳定性差，干扰破坏后，恢复得慢。
答案： √
（3）解析：不同的生态系统，有着不同的生物和环境，所以它们的自我调节能力也不同，两种稳定性也有差异。
答案： √
2.解析：（1）森林和海洋生态系统的生物种类繁多，营养结构最复杂，所以自我调节能力最强。
（2）因为农田、果园、池塘、人工林地都是人为建立的，人的影响非常重要，如果人的作用消除，则以上生态系统就将破坏。
（3）森林和草原中，物种丰富，结构复杂，自我调节能力较强，所以抵抗力稳定性较高。荒漠、苔原、农田、果园、人工林地中物种单一，结构简单，自我调节能力较弱，所以抵抗力稳定性较低。
（4）湖泊和池塘中物种少，恢复力稳定性高，较严重破坏后，恢复到原状较快。海洋中物种多，恢复力稳定性较差，较严重破坏后，恢复到原状非常缓慢。
答案： （1）自我调节能力最强的两个生态系统是（1、8）；
（2）人的作用突出的生态系统有（6、7、9、11）；
（3）陆地生态系统中抵抗力稳定性较强的是（1、2），较弱的是（3、5、6、7、11）；
（4）水域生态系统在遭到较严重的破坏后，恢复较快的是（4、9），恢复较慢的是（8）。
二、拓展题（课本P113）
答案： 生态系统中的生物种类越多，食物链越复杂，系统的自我调节能力就越强；反之，生物种类越少，食物链越简单，则调节平衡的能力越弱。例如在马尾松纯林中，松毛虫常常会产生爆发性的危害；如果是针阔混交林，单一的有害种群不可能大发生，因为多种树混交，害虫的天敌种类和数量随之增加，进而限制了该种害虫的扩展和蔓延。第6章 生态环境的保护
本章规划
人类的生存和发展，需要良好的生态环境和可供持续利用的自然资源。然而，由于人口增长过快等原因，人类在很大程度上破坏了地球的环境和资源，甚至严重威胁了生物圈的稳定性。那么，怎样才能处理好人与环境和资源之间的关系呢？怎样才能实现人与自然的和谐发展呢？这是本章重点探讨的问题。
本章内容包括“人口增长对生态环境的影响”和“保护我们共同的家园”两节，其中第1节用1课时教学，第2节用2课时教学。
本章题图是我国云南山区林木环绕的一个村落和一片梯田，展示了哈尼族人民与大自然和谐相处的旖旎风光，突出了本章的主题——人类应当而且可以生活在得到了很好保护的生态环境中。压图的两句警句：一句是约2 300年前战国时期著名思想家庄子的名言，体现了他主张“人的精神是可以达到与宇宙和自然融洽、和谐相处的境地”的哲学思想；另一句是联合国于1972年在斯德哥尔摩召开的人类环境会议上发表的《人类环境宣言》中的一句，言简意赅地指出了走可持续发展之路是人类的必然选择。这两句话发表的时间、地点不同，表达的方式也不同，但是它们所体现的追求人与自然和谐相处的美好愿望和现实意义则是相通的。题图上方的两段文字，简明扼要地概括出了本章的主题。
“人口增长对生态环境的影响”主要介绍了我国人口的现状和增长的前景，以及人口增长对生态环境会产生哪些影响这两个问题。本节“问题探讨”引导学生分析和讨论拥挤人群的图片，从而很自然地进入第一个问题的学习。教材用资料分析的形式引导学生讨论、理解我国历年来人口增长的曲线图，明确我国人口基数大、较长时期内人口仍会持续增长的严峻现实，以及我国全面推进计划生育这一基本国策的重大意义和具体指标。
关于第二个问题，教材通过“资料搜集与分析”，使学生切身体会到人口增长过快必然给当地生态环境带来多方面的不利影响。需要指出的是，在相关的文字叙述中，教材引导学生对图62进行补充和完善，并设计了供学生讨论的“想像空间”。这种编排不仅有利于活跃学生的思维、有助于加深学生对相关知识的理解，而且有助于引导学生积极、主动地建构知识，培养他们批判性思维的能力。
“保护我们共同的家园”主要介绍了关注全球性生态环境问题、保护生物多样性和人们需要树立可持续发展观这三个问题。本节的“问题探讨”是让学生分析讨论发生在2003年夏季全球性酷热的现实，这是学生们很熟悉的，从而很自然地进入第一个问题的学习。教材同样采用了开放式的编写方式，引导学生联系个人的生活，放开思路、充分讨论，从而加深学生对有关问题的认识和理解，有助于培养学生理论联系实际的良好学风。
关于保护生物多样性，教材设计了一个“思考与讨论”，提出了一些书本中没有现成答案的问题。这种编写方式有利于培养学生开展探究性学习的能力，有助于学生加深对生物多样性价值的认识。对于第三个问题，教材文字不多，但涉及对我国古代哲学观念的现代诠释和对可持续发展观的全面理解，因此是重要的，需要予以重视。
需要指出的是，本节的“科学·技术·社会”，可以说是第一次在中学生物教材中引入关注生态伦理道德的问题。这是当前社会学家、人文学家、科学家和环保工作者共同探讨的一个热门话题，具有重要的理论意义和现实意义。学生懂得应当关注生态伦理道德问题，有助于培养学生形成热爱自然、珍爱生命、理解人与自然和谐发展和坚定地走可持续发展道路的情感态度与价值观。
学生在初中阶段学习过人是生物圈中的一员等知识，分析过人类活动破坏生态环境的实例，探究过环境污染对生物的不利影响，拟定过保护当地生态环境的行动计划。在本模块中，也学习了建构种群增长模型的方法和有关种群数量变化规律、生态系统及其稳定性的知识。另外，学生通过自己的生活经验以及通过报刊、杂志、广播、电视、计算机网络等媒体，对于我国因人口过多而对生态环境造成的种种不利影响、计划生育的基本国策、生物多样性的减少以及人们需要树立可持续发展的观念等，都有不少的了解。所有这些知识、体验和信息都是十分宝贵的，都是学好本章内容的重要基础。
学习本章，有助于进一步加深对本模块“第4章”和“第5章”内容的认识和理解；有助于学习生物选修2《生物科学与社会》中“生物科学与环境保护”、生物选修3《现代生物科技专题》中“专题5生态工程”等内容。
第1节 人口增长对生态环境的影响
从容说课
学生对人口增长过快及其带来的诸多问题都有切身的感受和一定的认识。基于这些感受和认识，比较容易建立起“人口增长”与“生态环境”两者之间的联系。根据教学目标的要求，本节教学教师应充分调动学生参与讨论的积极性，更多地从思考问题的角度、解决问题的方法等方面给予具体指导。所以本节采用的主要教学方法是谈话法、小组合作讨论法、辩证法。
高中学生已具有一定的理性思维能力，能对许多自然和社会现象或事实作出科学、合理的评判。所以可以将本节内容分成若干小主题，在教师进行必要的指导后，以小组为单位，通过查阅资料，撰写一份主题报告，在课堂上进行交流。本节主要学法或学习形式为资料搜集分析、小组合作交流，同时辅以适当练习。
教学重点 探讨人口增长对生态环境的影响。
教学难点 探讨人口增长对生态环境的影响。
教具准备 1.PPT课件。
2.视频：拥挤的人群。
课时安排 1课时
三维目标
1.描述我国人口现状与前景。
2.运用资料收集与分析的方法，了解人口增长过快给当地生态环境带来的影响。
3.探讨人口增长对生态环境的影响。
4.关注我国人口增长过快带来的问题。
教学过程
导入新课
生 进行问题讨论，进入课堂情境。
（1）假如你正置身于这样拥挤不堪的人群中，你会有什么样的感觉和想法？
（2）造成人群如此拥挤的可能原因是什么？
（3）有人说，整个地球也已经“人满为患”，也有人说人口膨胀已经使地球超载，你同意这样的说法吗？说出你同意或反对的理由。
（注意：人口问题涉及的范围比较广泛，有社会性的，也有生物科学性的，学生回答时会有各种角度，教师要有目的地进行选择，引导学生从生物学的角度思考和讨论人口问题）
师
思路提示：
1.每个人都需要一个合适的生存空间，假如置身于图中，不仅感到自己和他人的行动受到很大的限制，而且正常的生理活动和心理活动也会受到很大的影响。
2.从画面表象看人群拥挤是由于人口在某一地区过于集中，从根本上看，是由于人口增长过快和城市化等原因使人口流动过于集中。
3.根据1999年统计的数字，全球总人口为60亿，对于地球的承载能力，目前世界各国研究部门已有的估算数字为75亿到500亿，因此虽然地球上有些地区已经达到或接近达到“人满为患”的程度，但不能说整个地球因人口膨胀而超载了。
推进新课
生 复习已经建立的种群数量变化的模型，描述种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线，并解释形成这两种曲线的原因。
（目的：为下面讨论我国人口增长曲线作好知识准备）
师 展示我国历年人口增长情况图，进行讨论：
（1）描述我国近几百年来人口增长的特点。
（2）为什么我国历年人口增长情况表现出“J”型增长？
（3）影响人口增长的因素有哪些？生物种群消长的规律完全适用于人口增长的情况吗？
（4）中国政府认为，人口、资源、环境三者的关系，人口是关键。人口问题仍然是制约中国可持续发展的首要问题，为什么？
师 思路提示：
1.（略）
2.我国人口急剧增长的主要原因是高的出生率和逐年下降的死亡率使人口增长率居高不下，同时人口基数过大也是原因之一。
3.生物种群消长规律有适用于人口增长情况的一面，生物种群的消长规律不完全适用于人口增长。但是人不同于一般生物：人有发达的善于思维的大脑；具有制造工具和能动地调控人口增长以及能动地保护和改造自然的本领等等。
4.资源多数是不可再生的，人口的增长必然会导致人均资源的短缺，同时人口的增长也会使人对资源的开采利用加强，进一步加剧资源的匮乏和环境的破坏，因此说人口是制约中国可持续发展的首要问题。
师 以“人口增长过快对生态环境的影响”为主题，参照教材图62，让学生充分发挥想象力，在“人口增长”和“影响生态环境”之间建立联系。
教师提示可供选择的主题：
（1）人口增长过快与环境污染的关系。
（2）人口增长过快与森林资源的关系。
（3）人口增长过快与土地开垦的关系。
（4）人口增长过快与水资源的关系。
（5）人口增长过快与能源或矿产的关系。
生 小组讨论，每小组完成一个主题，要求建立的联系科学合理、符合逻辑，并区别出直接原因和间接原因、主要原因和次要原因。
师 进一步探究：人口增长过快给当地生态环境带来哪些影响？
（1）（课前完成）学生通过网络调查或实地搜集相关资料，对“人口增长”和“影响生态环境”的联系建立感性认识。
（2）课堂讨论：
①说明本小组的选题和选题的理由。
②介绍本小组在研究过程中所用的方法和具体的实施过程。
③展示资料搜集的结果，包括数据和描述性语言等。
④用搜集的结果建立“人口增长”和“影响生态环境”之间的联系，要求逻辑合理，分析深入。
⑤根据实际情况，尝试提出解决问题的对策或方案。
⑥对自己或本小组的活动进行总结，主要包括得失评价和活动感受。
⑦各小组间相互评价和评比，相互取长补短，最后各小组以书面形式写出一篇报道。
师 在对“人口”和“环境”之间的联系进行了充分的讨论后，教师提出一些现实问题供同学思考，以培养学生的社会意识和做人的责任感。
（1）你能否向同学介绍你所了解的关于我国人口和环境方面的严重问题？我国在控制人口和治理环境上又取得了哪些进展？
（2）自计划生育政策实施以来，中国社会人口总数的上涨和单个家庭中子女的减少形成明显的矛盾，长此以往，必然会形成新的社会问题，这个问题你如何看待？
（3）“人口”与“环境”的关系很大程度上取决于人口的素质，你认为自己应该建立怎样的环境世界观？
板书设计
第6章 生态环境的保护
第1节 人口增长对生态环境的影响
一、我国人口的现状与前景
1.近几百年来呈“J”型增长，已经接近峰值
2.计划生育成效显著
3.实现人口发展的目标是一项长期任务
二、人口增长对生态环境的影响
1.人口增长与影响生态环境之间的关系模型
2.人口增长给当地生态环境带来的影响
三、我国人口与资源的现状和解决方法
活动与探究
构建“人口”和“影响生态环境”之间的因果关系的模型。
在课堂上对这一问题进行了充分讨论之后，要求同学在课后每人选一环境因素建立其与人口之间的联系模型，使学生掌握用概念图来逻辑推理某一论点的方法，以清晰地表示出事件或概念之间的因果关系。
习题详解
一、基础题（课本P122）
1.答案： D
2.提示：“现在的人，有五个孩子都不算多，每个孩子又各有五个孩子。爷爷活着的时候，就有二十五个孙辈了。这就造成了社会上的人口多而物资少，虽然辛勤劳作，生活用品却依然匮乏。”这句话反映出作者的忧虑：如果不限制人口增长，将会对家庭和社会增加沉重的负担。
二、拓展题（课本P122）
1.提示：近5年来“世界环境日”的主题分别是：“拯救地球就是拯救未来”（1999年）；“环境千年，行动起来”（2000年）；“世间万物，生命之网”（2001年）；“让地球充满生机”（2002年）；“水——20亿生命之所系”（2003年）。这些主题都与生态环境（影响人类与其他生物生存和发展的一切外界条件的总和）有着直接的关系，所以说它们都与人口增长有关。
2.提示：解决这类问题的办法主要有：通过宣传教育，使各级行政负责人、企业负责人、全体职工以及当地居民都树立起人口与经济、社会、环境和资源协调发展的新思维以及走可持续发展之路的观念；各级政府要加大资金的投入，以便大力开展有利于环保事业的科学研究和技术改造；对于近期无望解决环境污染的企业，结合产业结构的调整，依法并妥善实施“关”“停”“并”“转”。第4节 群落的演替
从容说课
如果说群落的结构可从横向进行剖析，是现时性的。那么在群落的演替中，要用历史性的眼光，从纵向进行寻踪。群落演替是一个长期的过程，总是向着群落恢复相对稳定状态的方向进行。在第4节“群落的演替”中，重点介绍了演替的两种重要类型：初生演替和次生演替。以及描述初生演替的实例——在裸岩上发生演替的过程和次生演替的实例——在弃耕农田上发生演替的过程。在群落演替过程中，人类的活动是一个非常重要的影响因素，往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。为了走可持续发展的道路，我们国家也由原来的毁林开荒、围湖造田的活动转变为退耕还林、退耕还草、还湖等活动。
教学重点 群落的演替过程。
教学难点 群落的演替过程。
教具准备 多媒体课件（印尼火山爆发文字资料、我国退耕还林举例）。
课时安排 1课时
三维目标
1.阐明群落的演替过程。
2.说明人类活动对群落演替的影响。
3.关注我国实行退耕还林、还草、还湖，退牧还草的政策。
4.通过引导学生比较两个演替过程的相同点和不同点，掌握初生演替和次生演替。
5.通过引导学生联系生活中的例子后再一起讨论以及进行实地观察，来了解人类活动对群落演替的影响。
6.通过学生上网查找相关资料，了解我国现在实行的退耕还林、还草、还湖等进展情况。
7.通过群落演替的过程培养学生要用“动态发展”的观点来分析事物。
8.从以前的围湖造田、毁林开荒到现在的退耕还林、还草、还湖，要让学生意识到环保的重要性和必要性。
9.从生活中大家都熟悉的现象中来分析新的问题，从而培养学生仔细观察、全面独立分析问题的习惯。
教学过程
导入新课
师 对于森林群落来说，通过群落各种种群间复杂的种间关系，一般情况下，可以维持群落结构的相对稳定，处于一个动态平衡。但是这样稳定的森林群落是如何产生的呢？如果现有的森林群落被破坏后，会发生些什么样的变化呢？我们先来看一个实例：
课件展示：
1883年8月7日，印度尼西亚客拉客托火山爆发，炽热的岩浆滚滚而出，所到之处生物全部死亡，成了一片裸地。几年之后，地面上稀稀疏疏长出了小草，还出现了一种蜘蛛。到了1909年，已有202种动物生活在这块新的土地上了。1919年动物增加到621种，1934年增加到880种。在此期间植物逐渐繁茂起来，形成了小树林。
师 在火山未爆发之前，这块土地上生活着各种各样的生物，构成群落。由于火山爆发，使原有生物都死亡。但在这块裸地上，先长出了小草，还出现了一种蜘蛛。这个时候我们能不能把这些生物称为一个群落呢？
生 虽然生物种类比较少，但我还是觉得它们应该是一个群落。
师 是的，但是这个群落是不是非常稳定呢？
生 不稳定，因为，过了一些年后，这里的动植物种类都在不断地增加，形成了小树林。
师 后来形成的小树林是不是一个群落呢？
生 也应该是的。
师 那么，小树林这个群落和前面有小草、蜘蛛的群落还是同一个群落吗？
生 不是了。因为他们的物种组成不一样了，而且，种间关系、空间结构都不相同了。
师 是的，但是这小树林群落是在前面群落的基础上一步步发展起来的。也可以说，前面的群落在不断地发展变化，一些生物的种群消失，而其他一些生物的种群来占据它们的空间，再过一段时间，又会有另一些生物的种群兴起，最后，达到一个相对稳定的阶段，形成了小树林。这样的过程就叫做群落的演替。
推进新课
课件展示：
演替：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，就叫做演替。
板 书：
一、演替的类型
师 那么，光裸的岩地上是怎样长出森林的呢？这是一个漫长而艰难的演替过程，大致要经历哪些阶段呢？一开始，光裸的岩石上任何生物都没有，这一阶段我们称它为裸岩阶段。那么最早在裸岩上定居的是哪一种生物呢？
生 我觉得应该是植物。
师 但是，我们也知道植物一般都是扎根在泥土当中的，你见过长在光溜溜的岩石上的植物吗？
生 没有。
师 实际上，先来作贡献的是地衣。地衣是一种真菌和藻类的共生体。它能分泌有机酸从裸岩中获取养分，并且有机酸可加速岩石风化形成土壤的过程。于是，土壤颗粒和有机物逐渐增多。这一阶段，主要是地衣，那这一阶段我们称它为什么呢？
生 地衣阶段。
师 很好。那么，这样的地衣阶段会不会一直维持下去呢？
生 不会。因为经过了地衣的作用，岩石已经慢慢变成土壤了。
师 是的。由于外界环境的变化，在地衣开拓的基础上，苔藓慢慢长了起来。那么，有了两类生物，它们之间肯定会出现种间关系。可能是怎样的种间关系呢？
生 竞争。
师 为了什么而竞争呢？
生1 会为了生活的空间而竞争。
生2 它们都要进行光合作用，所以还要为了阳光而竞争。
师 那么在这竞争过程中，谁会处于优势呢？要注意苔藓比地衣长得高。
生 那肯定是长得高的苔藓能获得更多的阳光，处于优势。
师 所以，苔藓就能逐渐扩展。而且，苔藓的生长能进一步使岩石分解，土层加厚，有机物增多，土壤中的有机物增多又能使哪一类生物增多呢？
生 微生物。因为微生物是分解有机物的。
师 这一阶段的优势物种是苔藓，所以这一阶段我们称它为苔藓阶段。要注意苔藓阶段还有没有地衣生长呢？
生 有的，只是没有苔藓多。
师 由于前面两类生物的作用，土壤有机物越来越多，而且能保持一定的水分，这时，各种草本植物的种子就能萌发生长了。这时竞争阳光的话，又是谁能处于优势了？
生 草本植物。草本植物长得比它们更高。
师 有草的地方就能找到各种昆虫。由于草本植物能够为它们提供食物以及栖息繁殖的场所，所以各种昆虫和其他小动物开始进入到这个地区。这时，这个小家庭的成员越来越多，生物越来越多对外界的无机环境影响也就越来越大。在动植物的共同作用下，土壤中的有机物越来越丰富，土壤的通气性越来越好。这一阶段称为草本植物阶段。
师 大家有没有发现什么规律？在这个慢慢演替的过程中，土壤怎么变化？生物怎么变化？特别是植物的变化有什么样的特点？
生 土壤的各种理化性质越来越好，生物的种类越来越多，每一种类后出现的植物都比前面长得高大，竞争能力更强。
师 所以，大家分析一下这往下发展又会发生什么样的变化呢？
生 会有灌木生长。
师 是的，灌木和小树开始生长，灌木“剥夺”了草本植物的阳光，逐渐取代了部分草本植物。而且，灌木起到了一定的避风挡雨的作用，同时还能提供更为丰富的食物，于是成为许多鸟类的栖息地。生物种类越来越多，对于群落的稳定性来说有什么变化呢？
生 群落的稳定性会越来越强，空间结构也越来越复杂，抵御环境变化的能力也增强。
师 这一阶段我们称为灌木阶段，灌木阶段的群落已经相对比较稳定，那么，该群落是否就是处于演替的稳定阶段了呢？
生 不是，因为还有比灌木更高更强竞争能力的植物类群——乔木。
师 很好。所以，在灌木群落形成的湿润土壤上，各种乔木种子萌发出来了。乔木有比灌木具有更强的获得阳光的能力，因而最终占据了优势，成为茂盛的树林。树林形成后，对其他生物和周围环境又带来什么影响呢？
生 树林的形成进一步改善了生物生存的环境，物种丰富度越大，种间关系越复杂，群落的结构也越稳定。
师 这一阶段称为森林阶段，由于高大的乔木是植物中的较高等的生物了，所以，这样的森林阶段也是相对稳定的阶段了。在森林阶段，群落中还能不能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木？
生 可以的，只是这些植物不再是优势种了。
师 是的，其实乔木只是取代了其他植物的优势种地位。现在我们一起来回顾一下：从光裸的岩地到长出森林，一共经历了哪些阶段？
生 由裸岩阶段到地衣阶段、到苔藓阶段、到草本植物阶段、到灌木阶段，最后到森林阶段。
师 在裸岩上群落会发生演替，那么，在弃耕的农田上，能不能发生群落的演替呢？
生 也应该可以的。因为经常看到一些弃耕的农田上会长满杂草。我想如果人类不去干预的话，上面的生物肯定还会发生变化的。
师 是的，这位同学是生活中的有心人，我们的生活总是会和各种生物和生命现象打交道，所以，我们每一位同学都要做生活的有心人，这样才能更好地了解生物和各种生命现象，很可能你还能发现新的生命规律。下面我们一起来看一下发生在弃耕的农田上的群落演替过程。
课件展示：
农田被弃耕以后，很快就会长满一年生的杂草。在杂草的覆盖下，土壤条件会得到改善，一些多年生的杂草会接踵而至。土壤表层有机物质逐渐增多，保水能力也逐渐增强，这将更有利于植物的生长，几年后，一些小灌木便会生长起来，并成为灌木丛。再经过一段时间，乔木开始出现。高大的乔木占据了更多的空间，灌木逐渐减少，乔木逐渐蔚然成林。
在气候条件适宜的情况下，从弃耕的农田演替出树林，需要数十年时间。如果是在干旱的荒漠地区，群落的演替就很难形成树林，或许只发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。
师 从以上描述中，你觉得这种演替和发生在裸岩上的演替过程有什么异同之处？
生 在裸岩上发生的演替是从地衣阶段开始的，而在弃耕的农田上发生的演替是从草本植物阶段开始的。起点是不相同的。而以后，都经历了草本植物阶段到灌木阶段再到森林阶段。
师 为什么这两个演替过程的起点不相同呢？
生 因为在裸岩上发生的演替外界条件是岩石，只能从能利用岩石养分的地衣开始；而在弃耕的农田上发生的演替外界条件是土壤，直接生长各种草本植物。
师 那么火山爆发后的裸岩上发生的演替一般来说还能恢复成原有的群落结构吗？而在弃耕的农田上发生的演替呢？
生 在火山爆发后的裸岩上发生的演替一般来说不太可能再恢复成原有的群落结构了，因为在火山爆发中，有些物种可能会绝灭；在恢复过程中外来新物种可能会进入。而农田就不一样了，因为农田的形成本身就有人为因素，所以还是可以通过人类的活动恢复成原有的群落结构的。
师 这位同学分析得非常好。实际上，上述两个例子代表了演替的两种类型——初生演替和次生演替。分类的依据就是根据演替发生的起始条件来划分的。
课件展示：
初生演替：是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但被彻底消灭了的地方发生的演替。
例如：在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。
次生演替：是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生的演替。
例如：火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。
板 书：
二、人类活动对群落演替的影响
师 群落的演替是一个长期的过程，在这个演替的漫长过程中，其实每一步都有它发生的原因和影响因素。决定群落演替的原因在于群落的内部，和植物繁殖体的迁移、散布，动物的活动性，群落内部环境的变化，种内与种间关系的改变都有关系。同时，外界环境条件诸如气候、地貌、土壤和火等可成为引起演替的重要条件。不可忽略的还有人类的活动。你了解的有哪些人类的活动会影响群落的演替呢？
生 我们学校宿舍旁的小河，原来河水非常清澈，经常能看到有鱼鹰的小船来捕鱼。但是，从今年三月份开始，河水开始越来越浑浊，而且开始发臭。也看不到任何绿色植物，河内的鱼也全都死了。后来，大家去反映后，上游的污染源取消以后，河水开始慢慢变清，慢慢出现了水草，近阶段，我还看到河里有水葫芦大量生长。
师 这位同学所举的例子也是我们现在随着工业的发展而带来的较为严重的现象。由于人类把大量污水排入河流，破坏了原有的河流群落，要重新出现稳定的生物群落需要比较长的时间。
生 在以前，有些人为了经济利益随意地捕杀动物、砍伐森林，还有的乱扔烟头而导致大片森林被化为平地，这些行为都会引起群落的演替。
生 在草原上，也有影响群落演替的例子。有些地方由于过度放牧破坏了原有的草地。
师 大家的例子举得都非常好。我也来给大家举个非常熟悉的例子。鲁迅先生著作中有过这样一句话：“走的人多了也便成了路。”你是否观察过被人踩踏成的小路周围杂草是怎样分布的呢？课前，我们请了兴趣小组的同学去学校附近观察了，现在我们请他们来给大家说一下观察的结果。
生 我们观察得结果：被踩踏严重的地方，主要长了一些像车前草这样的植物；轻度踩踏的地方主要是狼尾草等植物；几乎不被踩踏的地方，生长着狗尾草等植物。
师 谢谢兴趣小组为我们提供的这些资料。下面，我们要研究的是，植物的这种分布和人类的踩踏有关系吗？
生 应该有关系的，车前草特别矮小而且茎干相对粗一些，我觉得它要比狗尾草等耐踩踏些。
师 那么如果这样的小路被废弃后，人的践踏活动停止了，会出现“远芳侵古道，晴翠接荒城”的景象吗？
生 会的。在路周围会慢慢长出茎秆较高的植物，逐渐成为优势植物。于是，就会出现“远芳侵古道，晴翠接荒城”的景象。
师 还有一个现象也越来越引起我们的注意：现在人类有意或无意的活动却使物种的迁移越来越频繁。如果这些外来物种在新的生态系统中入侵成功，能够自行繁殖和扩散，而且对当地的生态系统和景观造成了明显的改变，它们就变成外来入侵种。外来物种入侵后，增长有什么特点？
生 会呈“J”型增长。
师 由于外来入侵物种大量繁殖杀死或排挤当地植物，因而依靠当地植物生存的动物也就紧跟着大量减少，引起生态系统中物种的单一化，从而导致很多相应的生态问题，包括水土流失、火灾、虫灾以及当地特有生物资源丧失等，最终导致生态系统的崩溃。还会在一定程度上污染原有的基因。所以，世界各国现在越来越重视外来物种的引入问题。
师 实质上人对生物群落演替的影响远远超过了其他自然因素，因为人类的活动是有意识、有目的地进行的。人类的活动都是破坏现有的各种生物群落的吗？
生 不是的。现在我们国家也在治理沙漠、管理草原、建立人工群落等。
师 无论是哪一种类型的，人类的活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
板 书：
三、退耕还林、还草、还湖
师 随着人类越来越感觉到可持续发展的重要性，对以前所采取的一些只顾眼前利益的错误行为也在不断地纠正过来。以前为了扩大耕地面积，不惜毁林开荒、围湖造田。带来的后果就是大量水土流失，洪涝灾害频繁发生。为什么大面积围湖造田是洪涝灾害频繁发生的原因之一呢？大家想想，河流湖泊有什么作用呢？
生 大面积围湖造田，使湖面大大缩小，减小了蓄洪容积，降低了蓄洪能力，导致洪灾频繁发生。
师 所以，我国政府明确提出了退耕还林、还草、还湖，退牧还草，颁布了《退耕还林条例》，从2003年1月起施行。下面我们来看看兴趣小组的同学上网为我们提供的我国有关退耕还林、还草、还湖的情况。
课件展示：
长期以来，我国农业发展史，实际上是一部边际土地开垦史。20世纪50年代以来，先后在黑龙江三江平原、新疆和华南地区有计划地组织大规模垦荒，在其他江河、荒原、沼泽和丘陵地区也开展了规模不等的垦殖活动。1952～1990年，全国累计开垦荒地3.58×107 hm2，其中80%是1970年以前开垦的。大量开垦直接导致农牧渔业生产能力和环境质量下降。开垦的结果是：水土流失，江河蓄洪能力下降，以及土地严重退化。这些问题已引起各方面广泛关注。我国已实施大规模退耕还林、退田还湖、退牧还草等重要政策，并从2003年1月起开始实施《退耕还林条例》。
退耕还林。1999年开始在四川、陕西、甘肃三省试点，2002年全面实施，已累计完成退耕还林3.18×106 hm2，荒山造林3.25×106 hm2，中央累计投入达232亿元。规划在2010年前退耕还林1.47×107 hm2，宜林荒山荒地造林1.73×107 hm2。工程建成后，工程区将增加林草覆盖率5个百分点，水土流失控制面积8.67×107 hm2，防风固沙控制面积1.03×108 hm2。这是50多年来我国涉及范围最广、任务量最大、农民参与度最高的生态建设工程。
退田还湖。1998年以来，为治理长江水患，国家实施了“平垸行洪、退田还湖、移民建镇”的方针。5年来的“退田还湖”，已使第一大淡水湖——鄱阳湖面积由3 950 km2“长”到了5 100 km2，第二大淡水湖——洞庭湖面积增长了35%，恢复到60年前的4 350 km2。两大湖区为此搬迁的移民相当于三峡移民的1.4倍。两大湖泊的扩容，改善了长江流域的生态。目前，长江干流水面恢复了1 400多平方千米，增加蓄洪容积1.3×1010m3。这是历史上自唐宋以来第一次从围湖造田转变为大规模的退田还湖。
退牧还草。从2003年起，用5年时间，在蒙甘宁西部荒漠草原、内蒙古东部退化草原、新疆北部退化草原和青藏高原东部江河源草原，先期集中治理6.67×107 hm2，约占西部地区严重退化草原的40%。“退牧还草”将采取禁牧、休牧和划区轮牧3种形式进行，实行草场围栏封育，适当建设人工草地和饲草料基地，大力推行舍饲圈养。力争5年内，使工程区内退化的草原得到基本恢复，天然草场得到休养生息，变过牧超载为以草定畜，达到草畜平衡，实现草原资源的永续利用，建立起与畜牧业可持续发展相适应的草原生态系统。
课堂小结
师 从退耕还林、还草、还湖这件事上，你得到了哪些启发？
生1 必须与大自然和谐相处，不然，就会带来严重的后果。
生2 绝不能以牺牲环境和浪费资源为代价求得一时的发展，必须走可持续发展道路，处理好经济发展同人口、资源、环境的关系。
师 大家都能够意识到这一点，那么往后，在我们的努力下，地球一定能为我们人类提供更好的生存环境！
板书设计
第4节 群落的演替
一、演替的概念
随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，就叫做演替。
二、演替的类型
1.初生演替
2.次生演替
三、人类活动对群落演替的影响
四、退耕还林、还草、还湖
我国颁布了《退耕还林条例》，自2003年1月20日起施行。
活动与探究
主题：进行调查或收集有关资料，以“警惕外来物种入侵”为题，写一篇科普文章。
步骤 学生活动 教师指导 目 的
1 到图书馆、上网查阅相关书籍，或进行实地调查 介绍相关书籍或易作调查的地点和具体调查方法 （1）让学生更多地了解现在外来物种的入侵所带来的影响（2）培养学生动手能力和独立思考能力
2 根据查阅的资料或调查的结果，确定文章的内容 解答学生提出的具体问题
3 相互交流活动的感受 对优秀文章进行评点
习题详解
一、基础题（课本P82）
1.（1）解析：除了时间，还要看环境条件。
答案：×
（2）解析：群落的演替中先出现植物，然后是植食性的动物，最后是肉食性的动物。
答案： √
2.解析：灌木比草本植物更为高大，“剥夺”了草本植物的阳光，逐渐取代了部分草本植物。
答案： D
3.解析：选项中的A、B、D都说得太绝对了。
答案： C
4.略
二、拓展题（课本P83）
略
w第2课时
导入新课
师 上一堂课我们主要学习了两个问题：关注全球性生态环境问题和生物多样性的价值。要求同学们收集有关生物多样性价值的实例和数据，下面请几位同学将你所收集的资料向大家介绍一下。
推进新课
师 既然我们已经了解了生物多样性存在的重要性，那么人类在对自然界合理地进行开发和利用的同时，对生态系统的多样性要进行最大限度的保护，目前，我们对生物多样性保护的措施主要有哪些呢？
生 就地保护、易地保护和离体保护。
师 这三种保护方式的主要方法有哪些？
生 建立自然保护区和风景名胜区；建立动物园、植物园、濒危动植物繁育中心；建立精子库、种子库等。
师 三种保护方式中，哪一种是最主要的、最有效的保护措施？
生 就地保护。
师 对，对现有的生态系统进行保护是最重要的方式，等到生态系统已经被破坏了、其中的物种变成濒危物种了再进行保护，就未免是亡羊补牢了。
师 有人说，一些濒危生物数量稀少，已经没有生命直接或间接使用价值，为什么还要花大力气进行拯救？
生 生物多样性还有潜在的使用价值，一个物种有其独特的基因库，一旦灭绝，基因库就随之消失，其目前未知的使用价值也就随之丧失。
师 很好！以上我们对生物多样性保护的措施进行了讨论，课前要求同学们对有关这方面的知识进行搜集，现在请几位同学来做一下交流。
一方面我们要保护生物的多样性，另一方面我们人类又要利用自然资源，你如何看待这一对矛盾？
生 保护生物多样性只是反对盲目地、掠夺式地开发和利用，而不是禁止开发和利用；对生物多样性的利用，只要不超过生态系统的自动调节能力，不破坏生态系统的稳定性，就不会破坏生物的多样性；在海洋捕捞中，过度捕捞会造成海洋渔业资源的破坏，但适度捕捞却有利于鱼类的生长，如果使种群数量维持在不低于K/2的水平，可以使种群一直处于快速增长中。
……
师 非常好！但是人类对自然资源的利用、对环境的关爱却并不总是这样理性，请看下列一些资料。
（学生阅读，老师课前准备的资料）
资料一：周代时，黄土高原的森林覆盖率达到53%，那里是一片美丽富饶的土地，但随着人口的增加，耕地的需求日益迫切，森林被大量砍伐。从汉代开始不到400年的掠夺式的开采，终于使那里的植被彻底地破坏，成为名副其实的黄土地。大量的泥沙流入黄河，使黄河泥沙含量达到70%，黄河河床日益升高，有些地段甚至成为悬河。黄河由中国的母亲河成为了一条害河。
资料二：长江三角洲地区，由于地下水的过度开采，致使地面严重沉降，估计损失达到1万亿元/年，远远超过该地区的经济生产总量。
师 看了以上资料，你们该如何看待人与环境的关系呢？
生 地球孕育了人类，人类应当善待地球；人与环境必须和谐相处，共同发展；人也是环境的一个组成部分，必须服从于生态系统的客观规律，否则，对环境的破坏也是人类自己自取灭亡。人类必须认清自身的地位，不能凌驾于其他生物之上，认为自己是地球的主宰。
……
课堂小结
师 对！人类作为地球上最聪明的生物，对自然界具有非凡的认识能力和改造能力，但是人类对自然界的能动作用一定要遵循客观规律，只有你今天善待了环境，环境才会源源不断地给你以回报，否则今天你对环境的虐待，明天环境将十倍地奉还。所以本章题图上引用了联合国《人类环境宣言》中的一句话：我们不是继承了父辈的地球，而是借用了儿孙的地球。请同学们思考一下，这句话究竟蕴涵了什么深意？
生 我们不能只顾自己对地球环境、资源的恣意挥霍，而使子孙后代失去安身立命之所；我们要实现环境和资源的可持续发展。
师 对！可持续发展的含义是“在不牺牲未来几代人需要的情况下，满足我们这一代人的需要”，它追求的是自然、经济、社会持久而协调地发展。普通生物尚且以本物种的保存和繁衍作为生存的第一要务，聪明的人类为什么不能为子孙后代创造一个和谐而舒适的生存环境呢？最后请同学们体会我国古代哲学家庄子的一句话：“天地与我并生，而万物与我为一。”
……
板书设计
第2节 保护我们的共同家园（第1课时）
一、全球生态环境问题
全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、土地荒漠化、海洋污染、生物多样性锐减
二、保护生物的多样性
1.生物多样性的含义
主题 每层次相关的内容
基因 基因携带着遗传信息，基因控制性状，基因突变和染色体变异等是遗传多样性之源
物种 种群是进化的单位，突变、基因重组和自然选择使种群的基因库在代代相传过程中保持和发展，物种多样性是生物进化的结果
生态系统 生态系统的结构、成分的多样性，由物种的多样性组成。保护生态系统是对生物多样性最有效的保护
2.
3.
三、可持续发展——人类的必然选择
可持续发展的含义
活动与探究
生物多样性的间接使用价值是如何测量的？
活动要求：
（1）查找相关资料，了解有无测定生物多样性的具体方法。
（2）如果自己建立方法，可以从生态系统的食物链、食物网、能量流动等方面考虑。
（3）选择一个具体的生物（如松树），试计算它的间接使用价值。
习题详解
一、基础题（课本P128）
1.答案： 潜在价值——某种不知名的昆虫。间接价值——每个物种都维系着它们所在的生态系统的结构和功能。直接价值——芦苇是一种重要的造纸原料；蝉蜕是一种动物性药物；鲁班通过观察某种叶片的叶缘得到启示，研制出了木工用的锯；海洋和森林等生态系统能陶冶情操、激发创作的灵感。
2.答案： 主要的困难是，一些发达国家（如美国、加拿大和欧盟国家等），拒绝核准或迟迟不予核准该议定书。争议的主要问题是，这些国家担心影响本国经济的发展和其他国家可能不承担相应的责任。例如，美国政府在2003年3月以“减少温室气体排放将会影响美国经济发展”和“发展中国家也应该承担减排和限排温室气体的义务”为由，宣布拒绝执行《京都议定书》。
建议世界各国特别是发展中国家联合起来，通过联合国大会和各国的政府以及民间组织等多种途径，呼吁每年大量产生温室气体的发达国家率先核准《京都议定书》（我国政府早在2002年9月就核准了《京都议定书》）。
二、拓展题（课本P128）
提示：用现代语言可以这样诠释这句话：所以说道大、天大、地大、人也大。宇宙中有这四个大，而人是这四个大中的一个。老子认为“道”是一个浑然而成的、先于天地而存在的东西；“道”不靠外力而永久存在、循环运行且永不停息；“道”伸向遥远而最终又返回自然，可算是天地万物的根本。老子把人提升为“宇宙中四个伟大的存在之一”，可与“道”“天”“地”并立，而唯独不认为有“神”的存在，这是老子哲学观念的可贵之处。
我们可以把老子所说的“道”，理解为自然界中各种事物发展的客观规律。人固然十分重要，甚至被说成是自然界中的“万物之灵”。但是，人也只是这四大中的一个，人绝不能超越其他三个大而为所欲为。人类必须追求和实践人与自然协调一致的美好理念，只有这样人类社会才能可持续地发展下去。第2课时
导入新课
师 同学们好！
上节课我们学习了有关免疫调节的一部分内容，我们先来回忆其中的主要内容。
课件展示：
1.免疫系统由哪几部分组成？它们的功能是怎样的？包括哪些？
2.人体有哪三道防线？哪些属于非特异性免疫，哪些是特异性免疫？
3.特异性免疫包括哪两种方式？任选其一，说明它的作用过程。
生1 免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质三部分组成。免疫器官是免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所。人体的免疫器官有扁桃体、淋巴结、胸腺、脾、骨髓。免疫细胞是发挥免疫作用的细胞，它包括吞噬细胞和位于淋巴液、血液和淋巴结中的淋巴细胞，淋巴细胞又分为在胸腺中成熟的T细胞和在骨髓中成熟的B细胞。由免疫细胞或其他细胞产生的、发挥免疫作用的物质就是免疫活性物质。它包括抗体、淋巴因子和溶菌酶等。
生2 皮肤和黏膜构成了第一道防线，体液中的杀菌物质和吞噬细胞是第二道防线。这两道防线都属于非特异性免疫。第三道防线是由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环组成的，属于特异性免疫。
生3 特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫两种方式。以体液免疫为例，病原体经过吞噬细胞的摄取和处理，暴露出抗原决定簇后，将抗体传递给T细胞；T细胞将抗原传递给B细胞，少数抗原直接刺激B细胞。B细胞受刺激后一小部分分化成记忆细胞，大部分分化成浆细胞，产生抗体。抗体和抗原结合形成沉淀或细胞集团，进而被吞噬细胞吞噬消化。当机体再次接触这种抗原时，记忆细胞迅速增殖分化，快速产生大量抗体。
师 前面我们讨论的主要是免疫系统的范围功能，我们知道人体通过这种防卫功能，使机体能有效地防御病原体，是机体维持内环境的稳态必不可少的保障。那么，免疫系统的防卫功能是不是越强大越好呢？
师 免疫系统的防卫功能保障人体的正常生命活动，必须建立在它能准确找到攻击对象，不影响其他正常细胞、物质的基础之上。假如免疫系统找错了目标，攻错了对象，就会使人得病。
课件展示：
系统性红斑狼疮、风湿性关节炎患处照片。
师 这两种疾病就是由于免疫系统“敌我不分”的将自身物质当作外来异物进行攻击而引起的，这类疾病就是自身免疫病。
板 书：
自身免疫病
推进新课
师 自身免疫病是由于免疫系统攻错了目标而产生的较严重的疾病。在我们日常生活中接触的可能不多。由于免疫系统在某种情况下异常敏感、反应过度而产生不适的现象却很普遍。比如说有些人接触了某些植物的花粉会引起皮肤荨麻疹，有些人吃多了海鲜会呕吐等。大家有没有这方面的经历呢？
（学生发言交流）
师 大家刚才交流的这些现象都是由于免疫系统对外来物质过度敏感引起的过敏反应。什么是过敏反应呢？
板 书：
过敏反应
师 过敏反应是指已产生免疫的机体，在再次接受相同的抗原时所发生的组织损伤或功能紊乱。这种抗原被称为过敏原。从大家有过的过敏经验来看，过敏反应有哪些特点呢？
生1 发作快，消退也快。
生2 一般不用吃药医治，自己就能痊愈……
师 过敏反应的特点是：发作迅速、反应强烈、消退较快；一般不会破坏组织细胞，也不会引起组织损伤；有明显的遗传倾向和个体差异。我们应该如何预防过敏呢？
生 根据以往的生活经验，找出会引起自己发生过敏反应的过敏原，在以后的活动中避免与过敏原接触。
师 自身免疫病和过敏反应都有一定的遗传倾向，我们除了要在生活中学会保护自己外，也应该关心爱护我们的家人以及其他需要保护的人。
师 正常的免疫功能是维持内环境稳态所必需的，免疫功能过强或过弱，都可能引起机体功能的紊乱。免疫系统只有防御功能吗？
在艾滋病患者中，许多人是由于缺少免疫力而死于病菌感染，也有不少人是死于癌症。这是为什么？免疫系统受损可能会引发癌症吗？
板 书：
三、免疫系统的监控和清除功能
师 我们学过关于细胞发生癌变的有关内容，请同学说说看，癌细胞产生的原因是什么？
生 人体内正常的细胞经过物理、化学或病毒致癌因子的作用，原癌基因被激活，细胞就发生了癌变。
师 我们体内每天都有可能产生癌细胞，为什么我们多数人在很长的生命过程中不会得癌症呢？
生 一定是癌细胞在刚产生还没有发展的时候就被消灭了。
师 除了癌细胞外，我们的机体每天都会产生衰老死亡的细胞，或因其他因素被破坏的细胞。这些细胞如果积累在内环境中，内环境的稳态肯定要受到影响，必须有谁对内环境进行时刻监控，并及时有效地清除这些无用甚至有害的细胞。谁来担任这一职务最合适呢？
生 免疫系统。
师 免疫系统时刻监视着内环境，并将这些处于非正常状态的细胞及时清除。艾滋病病人由于免疫功能缺失，所以恶性肿瘤的发病率大大升高。
由此可见，免疫系统除了具有防御功能外，还有监控和清除功能。免疫系统正是通过它的防卫、监控和清除功能，实现它在维持稳态中的作用。一旦免疫系统出现障碍，机体的内环境就会受到破坏，表现为各种各样的系统疾病。
免疫系统具有防卫、监控和清除功能，特异性免疫主要通过淋巴细胞发挥作用。免疫调节在维持稳态的过程中具有重要作用，并与神经调节和体液调节构成完整的调节网络。所以，总的来说，内环境的稳态需要机体的调节机制——神经调节、体液调节、免疫调节共同发挥作用。随着人类对免疫系统认识的深入，免疫学得到了广泛的应用。
板 书：
四、免疫学的应用
师 在上一课时中我们知道人只要接触过一次某种病原体，就会对它产生抗体和记忆细胞，从而对它产生免疫力。根据这个原理，有没有一个比较好的方法能用来预防某一种病原体引起的疾病呢？
生 可以预先有控制的让人感染少量的毒性较弱的抗原。当人后来感染到这种病原体后，此人就能迅速产生抗体。
板 书：
1.疫 苗的发明和应用
师 我们在小时候注射疫苗来预防某些疾病就是这个原理。抗原具有特异性，抗体也有特异性，记忆细胞也有特异性。所以我们小时候要注射的疫苗有很多种类，特定的疫苗产生特定的记忆细胞，对付特定的抗原，预防特定的疾病。
课件展示：
阅读材料——牛痘疫苗的发明经过
师 其实比牛痘疫苗发明早很久，我国历史上就有种人痘的文献记载。疫苗的发明和应用是现代医学最伟大的成就之一。我们只要接种了某一种感冒病毒的疫苗后，就能终生对所有类型的感冒具有免疫能力而不得病了吗？说说为什么。
生 不是的。因为感冒病毒的变异能力很强，有很多不同的变异类型，注射疫苗只能对注射的那一种病毒起作用，当侵入的是其他类型的感冒病毒，人照样得病。由于记忆细胞和抗体有一定的“寿命”，即使侵入的是同一种病毒，但如果距注射疫苗的时间过长，记忆细胞都死亡消失了，那人也同样会得病。
师 分析得很好。不同的病原体刺激产生的记忆细胞的“寿命”是不同的，比如天花病毒的记忆细胞寿命就非常长，能跟随人的一生，所以小时候注射了天花疫苗的人就能对天花终生免疫。而有些就比较短，有的只有几年，甚至几个月。
除此之外，还有很多传染病的机理目前还没有完全研究清楚，或者是还没有研制出针对这些疾病的疫苗。还有大量的工作有待于后人去做，21世纪是属于在座的同学们的。
师 免疫学的应用还体现在对各种疾病的临床检测和科学研究中。
板 书：
2.疾病的检测和科学研究
课件展示：
视频2：SARS的检测过程
师 根据抗原能和特异性抗体相结合的特性，用人工标记的抗体对组织内的抗原进行检测，可以帮助人们发现体内组织中的抗原。
器官移植所面临的问题得以解决，也涉及免疫学的应用。
板 书：
3.器官移植
师 大家阅读教材关于“器官移植所面临的问题”的资料分析，然后我们来讨论相关问题。
生 阅读资料。
课件展示：
1.最初进行的器官移植，为什么总是不成功呢？
2.在进行器官移植时，运用免疫抑制剂可以提高成活率。但这些药物会使淋巴细胞减少，反而容易患感染性疾病。这一问题该如何解决？
3.仅靠医疗技术的改进，能解决器官移植所面临的所有问题吗？
4.根据这3份资料，你对于科学、技术与社会有什么新的认识？
生1 移植的器官对于被移植者来说是异物，免疫系统具有排异反应，但是，当时没有针对这一问题采取任何措施。
生2 必须控制适当的剂量，恰到好处才有望使移植的器官能够较长时间发挥作用。
生3 不能。例如，解决供体器官短缺的问题，需要有更多的人自愿捐献器官。
生4 ……
课堂小结
师 进行器官移植手术后，免疫系统会对来自其他人的器官当作“非己”成分而进行攻击，这是早期器官移植失败的原因。免疫抑制剂的应用，大大提高了器官移植的成活率，给需要进行器官移植的患者带来了福音。但是，由于各种各样的原因，在现实社会中，能够成功进行移植手术的患者还只是急需做移植手术的患者中很少的一部分。目前还有大量的工作必须去做。一方面要解决器官的排异问题、克服免疫抑制药物对人体免疫力的影响，以及通过器官克隆等方法解决供体器官来源问题，这些都离不开科学技术的发展。另一方面，要解决目前供体器官严重不足的问题，这需要人们科学地认识器官移植，更需要唤醒人们心灵深处的爱心。
板书设计
第4节 免疫调节（第1课时）
一、免疫系统的组成
二、免疫系统的防卫功能
1.人体免疫的三道防线
2.特异性免疫
（1）体液免疫
图2-4-3
（2）细胞免疫
图2-4-4
（第2课时）
3.
三、免疫系统的监控和清除功能
四、免疫学的应用
1.疫苗的发明和应用
2.疾病的检测和科学研究
3.器官移植
活动与探究
以“我们如何面对艾滋病”为题，开展一次主题班会。事前布置学生收集有关艾滋病及其防治方面的资料，班会上交流讨论。
习题详解
一、基础题（课本P40）
1.（1）解析：吞噬细胞在非特异性免疫的第二道防线中起作用。除此之外，吞噬细胞在特异性免疫中完成对抗原的摄取和处理，使它暴露出抗原决定簇后，再把抗原传递给T细胞。当抗原和抗体结合，形成的沉淀或细胞集团也是被吞噬细胞吞噬消化的。
答案：×
（2）解析：B细胞受到抗原刺激后，一小部分分化形成记忆细胞，记忆细胞可以在抗体消失后很长时间内保持对这种抗原的记忆，当再接触这种抗原时，能迅速增殖分化，产生大量抗体。
答案：√
（3）解析：癌细胞、衰老死亡的细胞或因其他因素被破坏的细胞都能成为抗原，需要机体的免疫系统进行清除。
答案：×
2.解析：B细胞受到抗原刺激后，开始一系列的增殖、分化，大部分分化成为浆细胞，产生抗体，一小部分分化形成记忆细胞。
答案：D
3.解析：免疫系统中起主要作用的是免疫细胞，而在特异性免疫中作用最大的是T细胞。体液免疫中，多数抗原是通过T细胞来传递给B细胞的，细胞免疫中起直接作用的效应T细胞是由T细胞受抗原刺激后分化而产生的。
答案： 因为艾滋病病毒直接杀死的是在免疫系统中起重要作用的T淋巴细胞，当T淋巴细胞被杀死之后，免疫系统就处于瘫痪状态，因而不能抵御艾滋病病毒。
4.解析：参考体液免疫的过程，重点强调记忆细胞在其中的功能。
答案： 牛痘疫苗中含有少量经过人工处理的减毒天花病毒。接种牛痘后，婴儿体内经过一定阶段，B细胞开始分化，小部分形成记忆B细胞，该细胞具有记忆和分化、产生抗体的功能。所以，当再遇到天花病毒侵染时，便能杀灭它。
二、拓展题（课本P40）
解析：这是一道开放性的主观题，教师不必给出统一的标准答案，要引导学生展开讨论，在学生讨论过程中帮助学生建立良好的价值观。
答案： 建立骨髓库或造血干细胞捐献者资料库的意义：造血干细胞移植是现在很多疾病，尤其是白血病的唯一的有效治疗手段。我国每年约有400多万患者等待着造血干细胞移植。全国每年新增白血病患者4万人，而且主要发病年龄在35岁以下，其中50%以上是儿童。我国现在20岁左右的青年、少年及儿童中独生子女多，这就意味着很难在有亲缘关系的兄弟姐妹中找到造血干细胞供者，而在非血缘关系者中具有相同HLA（人类白细胞抗原）配型、能够实施骨髓移植的概率只有1/10 000～1/5 000，甚至更小（如果供者与受者的HLA不同，便会发生严重的排斥反应，甚至危及患者的生命）。因此，只有尽快使中国造血干细胞捐献者资料库扩充到10万份以上，才可以初步适应临床的需要。成立志愿捐献者资料库就成为挽救患者的唯一途径。第2节 种群数量的变化
从容说课
自然界中的种群，数量不是固定不变的，而是会在外界各种环境因素的影响下发生各种变化。在“第2节种群数量的变化”中，通过实例来说明如何建构种群增长模型。详细讨论了种群增长的两种方式，在理想环境中，种群增长呈“J”型曲线；在环境资源有限的情况下，种群增长呈“S”型曲线。种群增长的两种曲线各有产生的条件和特点，还可以通过建构的数学模型来解释种群数量的增长，这是本节教学的重点。种群数量变化除了增长以外，还存在波动、下降等其他形式。最后文中分析了影响种群数量变化的各种因素，特别指出了人类对种群数量变化的重要影响。在教学过程中要注意进行人文主义教育。
教学重点 尝试建构种群增长的数学模型，并据此解释种群数量的变化。
教学难点 建构种群增长的数学模型。
教具准备 多媒体课件。
课时安排 2课时。
第1课时,种群数量的变化.
第2课时,培养液中酵母菌种群数量的变化.
三维目标
1.掌握建构种群增长模型的方法。
2.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。
3.用数学模型解释种群数量的变化。
4.关注人类活动对种群数量变化的影响。
5.通过分析问题→探究数学规律→解决实际问题→建构数学模型的方法，让学生体验由具体到抽象的思维转化过程。
6.通过和学生一起分析某种细菌的种群数量变化，让学生学会建构种群增长模型的方法。
7.通过列举实际生活中的例子，和比较两种增长曲线各自产生的条件和特点，使学生掌握“J”型增长曲线和“S”型增长曲线。
8.通过学生一起讨论分析，理解影响种群增长的因素和种群数量变化的意义。
9.通过研究种群数量变化，使学生认识到事物都是在不断变化发展的，分析事物时，要用动态的观点来分析。
10.引导学生建构数学模型，有利于培养学生透过现象揭示本质的洞察能力；同时，通过科学与数学的整合，有利于培养学生简约、严密的思维品质。
11.通过学生一起讨论影响种群数量变化的因素，特别是人为因素的时候，要培养学生热爱大自然的情感，能从一草一木开始保护环境。
教学过程
第1课时
导入新课
师 种群不同于个体具有哪些特征？
生 种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例。
师 研究出生率和死亡率、迁入率和迁出率有什么意义？
生 这些都是决定种群大小和种群密度的重要因素。
师 研究年龄组成和性别比例有什么意义？
生 年龄组成对于预测种群数量的变化趋势具有重要意义，性别比例对种群密度也有一定的影响。
师 从中我们可以发现，研究这些特征还主要是为研究种群数量（种群密度）服务的，我们知道种群数量不是恒定不变的，而是不断变化着的，那种群数量的变化有没有规律可循？这是我们这堂课所要研究的问题。
板 书：
第2节 种群数量的变化
一、建构种群增长模型的方法
推进新课
师 在自然界中细菌无处不在，有些细菌的大量繁殖会导致疾病。假如现有一种细菌，我们在无菌培养基上培养，如果营养及各方面条件都适宜的话，细菌就会在培养基上大量繁殖，数量越来越多。现在我们一起来看一下细菌分裂的录像。
（播放细菌分裂的录像）
师 这些细菌个体的总和能否称为一个种群？
生 可以。因为这些细菌满足生活在同一地方，都是同种个体的条件。
师 好，那我们就一起来分析一下培养基上的这个细菌种群的数量是怎样变化的。先请同学回忆细菌的繁殖方式。
生 细菌是单细胞生物，主要以二分裂的方式进行繁殖的。
师 如果一个细菌繁殖一代也就是分裂一次，能产生几个后代？
生 两个。
师 是的，那如果一个细菌繁殖两代，三代，n代以后有多少细菌个体了呢？
生 4个，8个，我们可以把它表示成2n。
师 大家归纳得非常好。现在我们再来添些条件在里面，细菌繁殖是非常快的，假如繁殖一代需要20分钟，一个细菌一小时以后可以变成多少个？72小时以后呢？
生 一小时繁殖三代可产生8个，72小时可繁殖216代，可产生2216个。
师 这个数据非常大了。假如我一开始接种到培养基上的细菌为N0，那么繁殖了n代后细菌数量为多少？（用Nn来表示）
生 可以表示为Nn=N02n。
师 这个公式揭示了细菌种群数量增长的什么规律？
生 细菌种群的增长是呈指数增长。
师 根据这个公式请学生算出25个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填写到课本第66页的表格中，然后画出细菌的种群数量增长曲线。注意表明横坐标和纵坐标的含义。
（学生上黑板填表格、作图）
时间 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
细菌数量 50 100 200 400 800 1 600 3 200 6 400 12800 25600
图4-2-1
师 这样的曲线图和它所对应的数学公式相比有什么优势？同时，有没有局限性呢？
生 这样的曲线图能更直观地反映出种群数量的增长趋势。但是和数学公式相比没有数学公式来得精确。
师 实质上在这过程中，我们已经用数学模型来分析细菌的数量变化了。下面，我们具体来介绍一下有关数学模型的知识。
课件展示：
数学模型
概念：数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
数学模型并非是近年来才出现的新方法。在科学史上，牛顿等很多伟大的科学家都是建立和应用数学模型的大师，他们将各个不同的科学领域同数学有机地结合起来，在不同的学科中取得了巨大的成就。如力学中的牛顿定律、电磁学中的麦克斯韦方程、化学中的门捷列夫周期表等，都是经典的应用数学模型的光辉范例。在当代，由于计算机的运用，数学模型在生态、地质、航空等方面有了更加广泛和深入的应用。
师 在学过的生物学内容中，有哪些生物学问题也是用数学语言来表示呢？
生 在遗传中所学的孟德尔遗传规律也是用数学语言来表示的。
师 那么如何来建立数学模型呢？有没有一定的方法步骤呢？
课件展示：
建立数学模型一般包括以下步骤：
1.观察研究对象，提出问题。
2.提出合理的假设。
3.根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达。
4.通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。
师 我们刚刚研究的细菌数量变化过程可以和这些步骤一一对应起来：
第一步：“细菌每20分钟分裂一次”是通过大量观察和实验得出的规律。这也是建立数学模型的基础，接着就要慢慢把生物学上的问题转化为数学上的问题了。
第二步：提出合理的假设。这是数学模型成立的前提条件，假设不同，所建立的数学模型也不相同。在这儿，我们的假设应该是什么呢？
生 提出的假设：在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不会受到种群密度增加的影响。
师 有了假设，有了观察的结果，我们就要进行重要的第三步：对我们所需要研究的问题用数学形式来表达，也就是数学模型的表达形式。分裂N代后的细菌数量这个生物学上的问题可用数学公式Nn=N02n来表示。在这个公式中，每一个量，我们都应该说出它的生物学意义。
生 N0表示原有的细菌个数，N表示细菌数量，n代表第几代，2表示细菌每一代都是原来的上一代数量的两倍，因为细菌是二分裂的。
师 最后第四步也是非常必要的。还必须通过观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正。在理想状态下细菌种群数量增长的数学模型是比较简单的，而生物学中大量现象与规律是极为复杂的，存在着许多不确定因素和例外的现象，所以对模型进行检验和修正，在科学研究中是必不可少的步骤。
板 书：
二、种群增长的“J”型曲线
师 以上讨论的是在实验条件下种群的数量变化，在自然界中种群的数量变化情况如何？我们一起来看几个实例。
课件展示：
实例一：1859年，一位英国人来到澳大利亚定居。他带来了24只野兔。让他没有想到的是，一个世纪之后，这24只野兔的后代竟达到6亿只以上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成植被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。
实例二：在20世纪30年代曾将环颈雉引入美国华盛顿州海岸附近的一个岛屿，此后环颈雉种群的增长如图422所示。
图4-2-2 20世纪30年代美国某岛屿环颈雉种群增长图
实例三：16世纪以来，世界人口表现为指数增长，所以一些学者称为人口爆炸。
图4-2-3 2 000年来世界人口增长曲线
师 这三个自然界中的实例和在理想条件下细菌的数量变化有什么相似之处吗？
生 种群数量都是增长较快，而且所画成的增长曲线图类似。
师 大家观察一下这条曲线大致和哪一个字母形状相似？
生 和字母“J”相似。
师 所以我们把这样的增长曲线称为“J”型增长曲线。前面，我们提到细菌呈指数增长是有前提条件的，还记得是什么吗？
生 资源和空间无限多，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响。
师 可以说，细菌是在理想条件下呈指数增长的。那么，这三个实例中，种群呈“J”型增长的原因有哪些呢？
生 实例一和实例二中，野兔、环颈雉都是被带到一个原来没有该种生物的地方，所以，对于这些种群来说数量比较少，所以食物和空间都是充裕的。
师 再从这些生物的天敌来考虑一下呢？
生 这种野兔原来是澳大利亚所没有的，所以在澳大利亚也没有这些野兔的敌害。环颈雉到了美国的岛屿以后，情况也是一样的。野兔、环颈雉就在一个非常理想的环境中生长繁殖。
师 在这两个实例中，野兔、环颈雉对那些原来没有这些生物的地方来说是“外来物种”。大家也能从介绍中看到，一般外来物种的引入对于当地的环境都会造成一种破坏。所以在引入外来物种的时候一定要慎重！看了实例三中2 000年来世界人口增长曲线后，你有些什么想法呢？
生 世界人口呈“J”型增长，一方面体现了人们生活水平在不断地提高，而且，医疗卫生设施等方面也在不断加强，但是，另一方面如果人口继续呈这一形势增长的话，地球总有一天会“承受”不了的，所以我们必须采取一定的措施来控制人口的增长。
板 书：
三、“J”型增长的数学模型
师 通过上述这些例子可以看出，自然界确实有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈“J”型。那么前面我们对细菌的增长构建了相应的数学模型，我们能不能推而广之，对自然界的呈“J”型增长的种群也来构建相应的数学模型呢？我们大家一起来试试好不好？
生 好。
师 构建数学模型的第一步先要观察研究的对象和提出相应的问题。首先，对象是什么呢？
生 我们要研究的是自然界呈“J”型生长的种群。
师 通过观察研究这些对象能获得什么信息？
生 这些种群每年都是按照一定的倍数增长。
师 我们用一字母来表示一下这个倍数，用λ来表示。接下来，第二步就是要进行假设了。
（提示一下，我们在计算细菌种群数量变化时的假设是在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不会受到种群密度增加的影响）
生 假设这个自然界的种群也是理想环境，所以种群的数量每年以一定的倍数增长。
师 大家能不能对这位同学涉及到的理想环境再具体一点呢？
生 就是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件。
师 假设好以后第三步我们就要用适当的数学形式来表示t年后种群的数量了，哪位同学上黑板来表示一下呢？
生 （上黑板来书写）Nt=N0λt
师 其他同学看一下，和你在下面写的一样吗？
生 相同。
师 建构的这个模型是正确的，我们还要请一位同学来描述一下模型中各参数的意义。
生 N0为该种群的起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。
师 很好，从这个种群生长模型也可以看出，影响第t年后种群的数量的因素主要取决于哪些？
生 主要取决于N0，种群的起始数量，还有λ。
师 这样我们建构种群增长模型是否就完成了呢？
生 还没有。我们必须通过观察、统计每一年种群的数量，对自己所建立的模型进行检验或修正。
师 是的，真理应该是经得起实践的检验的。
板 书：
四、种群增长的“S”型曲线
师 这样的“J”型增长在自然界中能一直维持下去吗？
生 不能。
师 为什么呢？
生 自然界存在着很多限制种群数量增多的因素。比如食物的量是一定的，气候也不一定是非常合适，还有天敌的存在等等。
师 所以尽管物种具有巨大的增长潜力，在自然界中，种群却不能无限制地增长。因为，随着种群数量的增长，制约因素的作用也在增大，所以在自然界，种群总是在增长到一定限度后达到相对稳定。种群数量不能呈现“J”型曲线增长。下面我们也来看看科学家所做的实验。
课件展示：
图4-2-4
师 这是生态学家高斯曾经做过的一个实验：在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24小时统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得到如图424所示的结果。你能不能简单地描述一下大草履虫的数量是如何在发生变化的？
生 从图中可以看出，大草履虫的数量在第二天和第三天增长较快，第五天以后基本保持在375个左右。
师 像这样，种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线。那么高斯实验的条件与前面“问题探讨”中的条件有何区别？
生 前面细菌的培养条件是完全理想的；高斯实验中没有给大草履虫提供理想条件。
师 了解了条件不一样，能不能来解释为什么大草履虫第二天、第三天增长较快，而第五天以后数量基本稳定，呈“S”型增长呢？
生 在0.5 mL培养液中，空间和营养都是一定的。随着大草履虫的数量越来越多，有限的资源导致大草履虫之间为了生存，斗争越来越激烈，竞争能力弱的个体就被淘汰掉了，所以数量就只能维持在一定的数值。
师 在高斯实验的基础上，如果要进一步搞清是空间的限制，还是食物的限制，该如何进行实验设计呢？
生 可以进行对照实验。我准备三组实验。把高斯所做的实验作为第一组。第二组其他条件和第一组相同，就改变一个条件：把用来培养大草履虫的容器换成大号的。第三组也是只有一个条件和第一组不同：在培养过程中，不断地为大草履虫添加食物。
师 同学们能不能来预测一下可能的结果，并且根据相应的结果得出相应的结论呢？
生 如果第二组大草履虫的数量大增，而第三组的数量和第一组差不多，那么在高斯所做的实验中，限制大草履虫数量的主要是空间；如果第三组大草履虫的数量大增，而第二组的数量和第一组差不多，那么在高斯所做的实验中，限制大草履虫数量的主要是食物。
师 这位同学的分析是正确的，但是还不够完整，还可不可能出现其他的实验结果呢？
生 还有可能第二组和第三组的草履虫数量都增多，那么可以得出：空间和食物都会限制草履虫数量的增长。
师 很好。在自然界中，不论哪一种生物的种群，总是生活在一定的环境中。所以，自然界中，多数种群的增长应该呈“S”型增长，“S”型增长的曲线图和“J”型增长的曲线图区别在哪里？
生 “J”型增长曲线中数量是无限上升的，而在“S”型增长曲线中，数量有一个最大值；而且“J”型增长曲线中增长率一直在增大，而“S”型增长曲线中增长率是先增大后减小为零。
师 这位同学观察得比较仔细。我们把在“S”型曲线中生物数量达到最大的数值称为K值。具体我们来看一下K值的定义。
课件展示：
K值：指在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。
师 在高斯所做的实验中，该环境容纳大草履虫的数量为多少？
生 为375个。
师 不知大家有没有注意，K值的概念中有个前提条件：“在环境条件不受破坏的情况下”，如何解释？能不能举例说明呢？
生 也就是说环境容纳量或者说K值都是针对特定的环境而言的，如果环境破坏或改变，K值也会发生改变。例如，人类的家园——地球现在能够容纳一定数量的人口，但是由于人类对环境的破坏越来越严重，如果再不改善的话，在地球上能存活的人越来越少，还可能有一天人类会在地球上灭绝。就像恐龙的灭绝也很可能是由于生存环境发生了改变，使得K值就发生了改变。
师 是啊，所以我们每个人都有义务保护我们的生存环境，这也相当于在保护我们自己。所以，大家想想一个种群的K值是固定不变的吗？
生 不是的，它会随着环境的改变而发生改变，而不是单单由种群自身的特征来决定的。
师 我们研究种群的K值有没有现实意义呢？我们来看一个例子。
课件展示：
我们国家的国宝大熊猫由于栖息场所遭到破坏后，由于食物的减少和活动范围的缩小，其K值就会变小。这是大熊猫种群数量锐减的重要原因。因此，建立自然保护区，给大熊猫更宽广的生活空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施。
师 对大熊猫我们应该采取相应的措施进行保护，但对人人见了都喊打的家鼠等有害动物人们平时都采取了什么措施来减少它们的数量呢？
生 经常是在老鼠常出没的地方放置一些捕鼠器，或是老鼠药来减少老鼠的数量。
师 这种方法是可以让它们的数量暂时减少，但是只采取杀死老鼠这一方法，其实效果往往不好。为什么？大家可以分析一下“S”型增长曲线上每一点的增长速率，从中得到启示。
生 我们将老鼠数量减少的时候，会使得老鼠的增长速率更快。
师 是的。而且如果把老鼠数量减少到一半时，会使存活的老鼠反而降到指数生长期，因而老鼠将按指数增长，很快就恢复到原来数量。难道我们就没有消灭家鼠的方法了吗？如果从环境容纳量的角度考虑呢？
生 可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量的方法。如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。
师 看来，有效的灭鼠方法是既杀死老鼠，又要通过清除垃圾，严密储存食物等手段使环境容纳量降低，这才能从根本上限制了老鼠的种群数量。
师 自然界的多数种群都是以“S”型曲线增长的，当种群数量达到K值以后，种群数量是否就能够一直维持稳定
生 一般都是不可以的。
师 自然界中多数生物种群都已达到稳定期，总体上看，许多种群的种群数量一般不再增长，而是波动或变动。
板 书：
五、种群数量的波动和下降
师 对种群数量有决定作用的因素有哪些？
生 是种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率。
师 那么，在自然界中，影响种群数量变动的因素有哪些呢？我们先来看两个例子。
课件展示：
事例一:
图4-2-5 东亚飞蝗种群数量的波动
事例二：第二次世界大战时，捕鲸业停了下来，鲸的数量恢复到较高水平。战后捕鲸船的吨位不断上升，鲸的捕获量越来越大，导致许多鲸的种群数量急剧下降，有的鲸濒临绝灭。
师 东亚飞蝗种群数量的变动主要是和气候有关的，那么第二个事例，影响种群数量变化的因素是什么？
生 是由于我们人类的不断捕捞导致的。
师 除了这些影响因素，你还能想到其他影响种群数量变化的因素吗？
生1 生物要能存活，必须要有足够的食物才行，所以我觉得食物肯定是一个重要的因素。
生2 前些年，有些地区由于人类大量捕蛇使得田鼠的数量大增，所以天敌也是影响种群的重要因素。
生3 养鸡场有时会因为传染病导致大数量的鸡死亡。传染病也是一个因素。
师 其实在自然界中，有很多因素会影响着种群数量，比如刚刚同学所列举的气候、食物、天敌、传染病等。所以，大多数种群的数量总是在波动中；在不利的条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。近些年来，随着人口的增长，科技水平的提高，人类活动范围的扩大，人类活动对自然界种群数量变化的影响越来越大，有时甚至成为决定因素。你对这方面了解吗？
生1 随着人类工业的发展，环境污染使很多生物的种群数量急剧下降。
生2 人类大量砍伐森林，捕猎动物使得野生生物的种群数量急剧减少。
师 人类也是有使种群数量增加的时候的，比如，随着农牧业和养殖业的发展，受人工控制的种群数量不断增加。为了我们人类的可持续发展，我们该怎样做呢？
生 我们应该减少对环境的污染。
师 怎样做才能减少对环境的污染呢？
生1 在发展工业的同时，要节约能源，而且可以寻找新的洁净能源。
生2 我们在获取各种自然资源的时候，应该做到适量取材，不能破坏原有的种群。
师 这位同学提到要适量取材，那我们今天研究种群数量变化后，大家想想该怎么适量法？是在种群快速增长时捕捞，增长开始减慢时可以捕捞，还是一定要种群数量达到K值时才能捕捞？捕捞量又为多少呢？
生1 我觉得在到了K值后进行捕捞。
（学生的讨论开始越来越激烈）
生2 我认为应该在增长开始减慢时就可以进行捕捞。
生3 我赞同后一种看法，因为种群增长减慢的话，说明种群数量的增多已经开始阻碍种群数量的增长了。这时进行捕捞的话反而可以加快种群的增长。
师 这位同学分析得很好。一般认为种群数量在K/2值时，种群增长是最快的，所以，我们可以在过K/2值时进行捕捞。捕捞量为多大呢？
生 捕捞量应该使剩余的在K/2左右。
师 这样就对了。从我们的讨论中大家觉得我们研究种群增长曲线对实际生活有没有意义啊？
生 有，可以决定养鱼时的捕捞时间和捕捞量。
师 其实，我们在对森林中树木进行砍伐时也应该注意这样的问题。除了这方面的意义还有没有其他方面的意义呢？前面我们在讲种群数量的波动时提到了东亚飞蝗。有关蝗虫我们先来看一段资料，看完后，再来说说研究种群数量变化有什么意义。
课件展示：
蝗虫是世界上最重要的农业害虫。在历史上，我国也深受蝗灾之苦。据《元史》记载，元至正十九年：“五月，山东、河北、河南、关中等处，蝗飞蔽天，人马不能行，所落沟堑尽平……”新中国成立初期，我国的蝗灾仍十分严重，党和政府非常重视蝗灾的防治，采取了一系列综合防治措施，现在已经基本上控制住蝗害。
我国是世界上具有最长的气象记录的国家。我国生态学家马世骏从统计上探讨过大约1 000年的有关东亚飞蝗危害和气象方面的资料，明确指出东亚飞蝗在我国的大发生没有周期性现象（过去曾认为是周期性的），他指出，在黄河、淮河等大河三角洲的湿生草地上，连年干旱使土壤中蝗卵的存活率提高，是造成蝗虫大发生的主要原因。东亚飞蝗大发生与旱涝灾害之间的关系还因地而异。在淮河流域，干旱与飞蝗同年发生的可能性最大。在黄河流域，如邢台地区的内涝蝗区，前一年大涝，来年飞蝗大发生的可能性最大，因此，河北地区常出现“先涝后旱，蚂蚱成片”“大水之后，必闹蝗灾”的情况。
师 通过这则资料，你觉得研究种群数量变化还有什么意义？
生 可以通过研究数量变化来找出数量增多的原因。
师 所以，还可以对害虫预测及防治提供科学依据。
课堂小结
我们总结一下研究数量变化的意义：研究种群的变化规律以及影响种群数量变化的因素，对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用，以及濒危动物种群的拯救和恢复，都有重要意义。
