生态系统和生态平衡的分析

【教学目标】

1.使学生建立生态系统的概念形成系统分析问题的思路。

2.使学生了解生态系统的组成、食物链、食物网、营养级及生态系统的能量流动和物质循环基本规律，从而认识生态系统的结构与功能，培养同学们系统分析问题的能力。

3.使学生明确生态平衡的概念，懂得维护生态平衡的重要意义，学会用生态学观点认识自然界分析环境问题，增强保护生态平衡的责任感。

教学重点

1.生态系统概念。

2.生态系统的结构特征（包括系统组成、食物网、食物链、营养级）。

3.生态系统的功能特征（包括能量流动、物质循环）。

4.生态平衡的概念，保护生态平衡的重要意义。

教学难点

1.建立生态系统概念。

2.生态系统功能特征。

3.理解生态平衡机理及生态平衡重要性。

教学方法

讲解法、合作讨论法。

教学媒体

投影仪、投影片、板图。

教学过程

第一课时

【引入新课】

请同学谈“生物圈2号”小资料。

【讨论】生物圈2号实验失败的原因。

【结论】通过讨论达成共识：人类对单学科的研究技术水平已相当高，但缺乏的是把这些独立技术的知识有机组合在一起，探究系统发展的能力。举例：人类利用现代技术可以准确地分析一只辣椒的组成成分乃至含量多少，有哪些微量元素等。但当把这些所有组成要素放在一起，却不能组合出一支新的辣椒，合成有机物是非常困难的，这与人类系统分析问题水平不够不无关系。

【过渡】生物圈2号失败给我们一个启示：人类必须学会用系统的眼光去看待自然界，深刻认识其中各要素相依存的和谐的自然规律，才有可能成功地模拟建立仿自然的人造的生存环境。

上节课学习了生物圈的基本知识，这节课我们进一步用系统的眼光来看待生物圈。

【讲授新课】

【提问、讨论】

（1）生物圈概念。

（2）生物圈组成。

（3）生物圈组成成员间的关系。

（4）各成员间怎样建立的关系（答：通过物质能量交换）。

【总结过渡】通过以上讨论分析，我们可以得出这样的结论：生物圈有自身的结构特点（组成结构），也有作为一个整体的功能结构特征即生物与生存环境两大要素连续进行物质、能量交换，所以说生物圈是一个系统，属于生态系统，我们这节课就主要讲生态系统的概念及结构特点。

【板书】第二节　生态系统和生态平衡

一、生态系统

【读书】请同学们读课本第183～186页“生态系统的概念及生态系统的组成”。

【讨论】学生讨论、交流对生态系统的概念及组成成员之间关系的理解，并思考是否地球上只有生物圈一个生态系统。

【出示投影片】课本第184页图（将文字及箭头抹去）。

【提问、讨论】

（1）你能建立图中的生态系统吗？

（2）谈一谈你对系统结构的理解。

（3）你能用箭头将各成员联系起来吗？（请学生上来画）

（4）这就是整个生物圈生态系统吗？

【过渡】通过读图分析，我们认识了生态系统的组成及各成员表层关系（捕食关系），从而认识了系统的结构。表面看各成员建立的是捕食关系，实质在进行物质、能量交换，这揭示出系统的功能特点（关于功能下节课讲）。这样，生态系统的概念就在我们头脑中建立起来了。而且我们还明确了，全球生态系统无限多，小系统组成大系统，简单系统组成复杂系统，生物圈是最大的生态系统。

【板书】1.概念

2.组成成员

【引申思考】任何事物都离不开其生存系统，只有与系统共同发展，事物的发展才最和谐。因此形成系统思考问题的思路对人类生存发展意义重大，生态系统之所以还不能人造，很重要原因说明人类的大量技术知识是相互割裂的，人类缺少“系统思考”的能力，这是我们从学生时代应培养的能力。

【教师总结】系统思考问题应有以下步骤：

（1）建立系统；

（2）分析系统要素；

（3）由表层→深层分析系统要素间关系；

（4）找到系统和谐发展的战略。

【读图讨论分析】读温带森林生态系统课本第187页图（去掉图中箭头）。

（1）建立系统，图中缺少什么成分？

（2）用箭头表示捕食关系，观察捕食关系特点。

【总结】这种捕食关系很像食物链条，叫食物链。食物链上各个环节都是营养级，各条链交错成网形成食物网。食物链、食物网、营养级都是生态系统的结构特点。

【板书】3.食物链、食物网

【练习】

（1）用食物链表示池塘生态系统中各成员间的捕食关系。

（2）数一数第187页鹰所在的生态系统有几条食物链。

【总结】这节课我们通过学习生态系统知识，学会了建立系统及找系统间各要素关系的方法，为我们下节课深入理解系统的功能及研究系统发展战略打下了基础。

【课后思考问题】地球上的生态系统是怎么建立起来的？

第二课时

【引入新课】

【复习提问】上节课后思考题（结论：通过各要素彼此间的物质、能量传递）。这节课我们探讨生态系统功能—物质流、能量流及生态平衡的知识。

【讲授新课】(www.xing528.com)

【板书】4.能量流动

【读图】看课本第188页图（强调各图示的含意）。

【提问】

（1）方块为什么越画越小（能量递减）。

（2）箭头为什么越画越小（能量单向流动）。

（3）能量流动有什么特点？（单向流动，逐级递减形成生态金字塔）。

（4）为什么能量逐级递减。

【读图】看课本第190页，物质循环图。

【提问】生态系统中物质流动有何特点？

【举例】出示投影片，同学们用箭头表示小的循环（投影片中无箭头）。

【结论】生态系统中任何物质都是循环流动的。

【板书】5.物质循环

【思考讨论】池塘生态系统如何自养？从而保持鱼类数量稳定，森林生态系统呢？（分析思路：①确立系统要素；②分析各要素间关系；③进一步分析各要素关系达到哪种状态系统稳定自养，借助课本第191页图帮助理解）

【过渡】当系统达到这种相对稳定状态时，我们说系统发展到成熟阶段。这种状态叫生态平衡。举例：一块200km2的草地可养活1500匹左右斑马，10头左右狮子，这就是这片草地的平衡态。

【提问】哪些特点可以标志生态系统的平衡？

【读书画书】读课本第190～191页生态平衡概念特点、标志，并做标记。

【提问讨论】通过对生态平衡基础知识的了解、你对生态平衡有了何种认识？（结论：动态、相对暂时的平衡因此很脆弱；它只是生态系统发展过程中短暂的特殊阶段，处于平衡态的系统发展是最和谐的……）

【板书】二、生态平衡

1.概念、特点、标志

【练习】

自己在笔记上画森林生态系统平衡模式图，并引申思考讨论：

（1）生态平衡一经建立就可以持久存在吗？

（2）生态平衡是生态系统发展的成熟阶段，这意味着它是生态系统发展的终结阶段吗？

（结论：不是。生态系统发展规律是不平衡－平衡－不平衡）

（3）什么因素会对生态平衡产生影响？哪种影响最大？为什么？

（4）影响生态平衡就等于是破坏生态平衡吗？

【实例讨论】

【板书】2.实例

例1

（1）问题：池塘排入了含氮、磷的废液、废水，你认为会给池塘生态系统带来什么影响？后果是什么？你有什么办法解决带来的问题吗？结果怎样？

（2）总结归纳：出示投影片

例2

应用小资料中的实例。

【思考讨论】你从这些实例中产生什么想法。（可以据此思路考虑：平衡一旦破坏，恢复需要时间；保护生态平衡重要；按自然规律办事，打破某种陈旧的平衡，建立新平衡也是很有意义的等）

【总结】生态系统的发展战略就是人类携手保护生态平衡，特别是整个生物圈的平衡。因为生态平衡意味着系统各要素的协调发展，这是唯一的可持续战略。作为人类，在当今自然的“报复”面前，应当深深反思自己的行为和思考下一步行为的落脚点，今后生物圈的发展趋向，很大程度上受人类智慧和理智的影响。这就更深入地告诉我们，人要对自身在生物圈的“主导”地位有清醒地认识，最清醒的认识就是与自己的伙伴—自然环境和谐共处，不仅自己要发展，还要保护自己的伙伴—环境也很好地发展。由此可见，保护生态平衡意义重大。

板书设计

第二节　生态系统和生态平衡

一、生态系统

1.概念

2.组成成员

3.食物链、食物网

4.能量流动

5.物质循环

二、生态平衡

1.概念、特点、标志

2.实例

小资料

（1）“生物圈2号”的终结

20世纪80年代末，美国亚利桑那州的沙漠中，出现了一个巨大的全封闭钢结构玻璃建筑，名叫“生物圈2号”。它占地1.3万平方米，容积1400万立方米，内储土壤、空气和淡水等。

在进行了一系列的前期实验后，8名科学家于1993年1月走进了“生物圈2号”。按照预定计划，他们将在这个小小的生态系统中呆上二年。二年中除了提供第一批包括种子在内的物品外，其余的一切都需要他们自己解决。能源，取自太阳能；氧气，由他们种植的植物制造；粮食，靠他们自己在里面种地获得；肉类和蛋白质，取自他们养的鸡、鸭、猪、羊。甚至包括里面的气候和气温，也是由他们来设法控制，尽可能模拟地球气候。

然而，实验结果并不乐观。一年多后，“生物圈2号”中的氧气含量从21%下降到14%，同时一氧化碳猛增，加之内部气候没有调节好，致使粮食歉收，科学家们不得不靠吃种子勉强度日，结果是：提前撤出，实验暂停。

1996年1月1日，哥伦比亚大学接管了“生物圈2号。”9月，由数名科学家组成的委员会对实验进行了总结，他们认为，在现有的技术条件下，人类还无法模拟出一个类似地球的、可供人类生存的生态环境。

实验向世人昭示了，迄今为止，地球仍是人类唯一的家园，人类应当努力保护它，而不是破坏它。

（2）人兔大战

南太平洋上的莱生岛是一个经千百年自然演变而来的环状珊瑚岛。岛上植被丰富，是一个原始状态的“世外桃源”。

人们发现后，想利用这里丰富植物资源，在岛上建一个肉类罐头厂。于是，第一批家兔和野兔于1903年被引入莱生岛，以发展养兔业。

由于岛上没有天敌和疾病，兔子以惊人的速度繁殖起来。全岛到处是兔穴，结果植被遭到毁灭性的破坏。10年内植物种类从1903年的25种下降到4种，脆弱的珊瑚基被毁坏，水土流失严重，并呈现出沙漠化趋势。

人们震惊了。为了建立一个工厂，他们几乎毁了一颗“绿色明珠”。人们痛下决心，为了挽救莱生岛而消灭兔子。

经过一年的紧张工作，所有兔子被彻底地消灭了，岛上的植物得救了。但恢复却要比破坏慢得多。1930年，岛上的植物品种慢慢增加到9种，直至1961年，岛上才只恢复到16种植物。

（3）小蜣螂，大作用

澳大利亚为了发展畜牧业，引进了大量牛羊。4500万头牛每天有4.5亿堆又大又湿的牛粪排在草地上，压抑着牧草的生长，使之出现“黄化现象”，不久即枯萎而死。每年被牛粪毁坏的草场竟达2400万公顷，严重地威胁着畜牧业发展。

经科学家研究，决定放养蜣螂（俗称屎壳郎）。10多年来，澳大利亚从中国和其他地区引进了若干种蜣螂，每年在300个地点放养500万只蜣螂，3年以内成绩卓著。蜣螂把刚排出的牛粪滚成团，神速地运贮于地下。这样不但疏松了土壤的结构，增加了土壤的养份，而且促进了牧草的生长，很快使昔日几乎崩溃的牧场又充满了勃勃生机。小小的屎壳郎在调节生态平衡中竟发挥如此巨大的作用。

（李京燕）