初中生物北师大版八年级下册第3节 生态系统的结构和功能教学设计

生态系统的结构和功能

【教学目标】

1．知识目标：

（1）总结生态系统的营养结构与功能有关的概念；

（2）说出生态系统的营养结构——食物链和食物网；

（3）分析生态系统中各种成分的能量关系，概述生态系统中能量流动的特点；

（4）以碳循环为例，说明生态系统物质循环的特点；

（5）概述生态系统的功能以及特点。

2．能力目标：

通过指导学生归纳生态系统的组成成分及分析生态系统的营养结构，培养学生分析综合和推理的思维能力。

3．情感目标：

（1）通过了解生态系统各组分的相互关系及食物网，渗透普遍联系的辩证观点的教育；

（2）通过了解生态系统的组成成分，渗透“人是生态系统中一员”的观点，从而对学生进行生态观点的教育。

【教学重点】

1．由食物关系构成的食物链和食物网；

2．以食物链为基础的能量流动以及特点；

3．生态系统物质循环的特点。

【教学难点】

1．本节的各项活动；

2．生态系统能量流动和物质循环的特点。

【教学方法】

观察、思考、讨论、结论。

【板书设计】

生态系统的结构和功能

一、生态系统的营养结构：

食物链和食物网

二、生态系统的功能：

1．生态系统的能量流动：单向流动，逐级递减。

2．生态系统的物质循环

【课时安排】

3课时

【第一课时】

【教学重点】

由食物关系构成的食物链和食物网；

【教学难点】

活动“分析草原生态系统中部分生物的关系”。

【教学过程】

复习引入：

出示表格请同学们回答

由此可知，生态系统的生产者、消费者和分解者具有各自的生态功能，那么它们之间的关系如何？它们之间的关系又将会对生态系统产生怎样的影响呢？我们这节课就来探究这个问题。

活动：分析草原生态系统中部分生物的关系。

观察图片，讨论有关这个生态系统的几个问题：

1．草原上的植物在生态系统中具有什么作用？

（答：通过光合作用合成有机物，供给该生态系统中各种动物的生活利用。）

2．草原上的各种动物与草原的植被有什么关系？

（答：吃与被吃——捕食的关系。）

3．草原上的各种动物之间具有什么关系？

（答：捕食关系——昆虫被蟾蜍捕食；竞争关系——食虫鸟、蜘蛛、蟾蜍均以昆虫为食，因为争夺食物而竞争。）

4．尝试将草原生态系统中各种生物之间的关系用线连起来。

小结：通过活动，我们发现生态系统中各种生物之间存在着直接或间接的关系——吃与被吃的关系，这就是我们通常所说的食物链。

请同学们看书思考：

1．什么是食物链、食物网？

2．食物链的书写方法？

3．数一数，这个草原生态系统中有几条食物链？

（答：略）

讲述：在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的吃与被吃的链条式食物关系，叫做食物链。许多条食物链之间彼此交错，形成复杂的网状联系就是食物网。

注意食物链的写法：首先，食物链的起点是生产者；其次，要注意箭头的方向：从被捕食者指向捕食者。如有这样几种生物，草、鼠、兔、狐，食物链的写法是：草→兔→狐或草→鼠→狐。第三，在这种食物链中不出现分解者，因为分解者只能分解动、植物的尸体、排泄物和残落物等，进行腐生生活，而不能与动、植物之间形成捕食关系。

食物链和食物网反映了生态系统中各种生物之间复杂的食物关系，是生态系统的营养结构。

练习：下图是南极食物网的简图。看图填写有关问题：

1．这个食物网有食物链几条？（5）

2．这个食物网中的生产者是谁？（浮游植物）

3．假设由于某种原因，这个生态系统中的大鱼全部死亡，磷虾的   数量将会怎样？（先增加再减少）

４．在这个食物网中，最长的食物链是哪条？（浮游植物→浮游动物→大鱼企鹅（海豹）→虎鲸）

课后记：本节课通过引导学生首先从分析生态系统各成分之间的关系入手研究，生态系统内部最重要的联系是生物之间的营养联系，由此引出食物链的概念，阐明食物链是生态系统中各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。然后引导学生观察教材“温带草原生态系统的食物网简图”，一方面观察食物链之间彼此相互交错连结的复杂营养关系，引出食物网的概念，另一方面让学生观察图中有多少条食物链，并列举出最长及最短的食物链，由此来强化对食物链和食物网概念的理解。

【第二课时】

【教学重点】

以食物链为基础的能量流动以及特点；

【教学难点】

1．活动“讨论水族箱中能量的来源和流动”；

2．生态系统能量流动的特点。

【教学过程】

复习引入：

生态系统的结构是什么？

（答：食物链和食物网）

那这种结构具有什么功能呢？我们这节课来一起探讨。

请同学们看活动“讨论水族箱中能量的来源和流动”，讨论下面几个问题：

1．水族箱中各种动物如何获得维持生命活动的能量？

（答：从植物的有机物中获得生命活动的能量。）

2．水族箱中的各种植物维持生命活动的能量来自何方？这些植物是怎样获得所需的能量的？

（答：来自太阳。绿色植物通过光合作用将光能储存在合成的有机的中。）

3．能量如何在生态系统的各种生物中流动？

（答：各种生物通过吃与被吃的关系构成食物链，能量在食物链的各种生物间流动。）

4．各种生物获得的能量是不是可以全部用于它们的生命活动？

（答：不能，因为一部分能量在流动中损失。）

5．生态系统中的能量流动具有什么特点？

（答：单向流动，逐级递减。）

6．为什么能量流动是单向的？为什么能量在流动中会有损失？

（答：略。）

讲述：生态系统中的能量流动是沿着食物链和食物网而进行的。所有生物生命活动所需的能量最终都来自太阳能。太阳能通过绿色植物的光合作用进入生态系统，然后经过食物链从生产者转移到消费者，由于生物都要进行新陈代谢而消耗了大量的能量，所以每一次只有10%——20%的能量从较低的营养级流向较高一级的营养级，能量在沿着食物链链依次流动的过程中，会发生逐级递减，而流动方向也只能是生产者→消费者的单向流动，不能逆转。这样，愈向食物链的后端，生物体的数量愈少，储存的能量也愈少，就形成了金字塔形的生物体数量与能量的关系。

1．此食物网中有几条食物链。（6条）

2．其中最短的食物链中有几种生物。（4种）

3．写出最长的食物链。（矽藻→水蚤→蝌蚪→水中甲虫→鱼→鸭→池边食肉动物）

4．数量最多的生物是什么？（矽藻）

5．数量最少的生物是什么？（池边食肉动物）

课后记：在能量流动特点的教学中，引导学生从不同的角度独立分析。从传递过程的角度，引导学生分析能量流动的起点（生产者固定太阳能）、渠道（食物链或食物网）和终点（呼吸热）；从传递方向的角度，引导学生分析由于食物链中各个营养级的关系不能逆转，以呼吸热形式选散的能量也不能被生产者再次固定，所以系统内的能量流动是单向的；从传递数量的角度，引导学生分析由于各个营养级的生物本身生命活动要消耗能量，生物遗体、遗物内含能量等，所以只有一部分能量沿着食物链的营养级依次传递；从传递效率的角度，引导学生分析由于各个营养级流动能量的损失（原因由学生自己分析），能量传递效率约为10％～20％。

在能量金字塔的教学中，从引导学生总结分析能量流动的特点引出。即沿着食物链的各个营养级呈单方向流动的能量，每经过一个营养级大致降低一个数量级，营养级别越高，能量传递比例则越低，这是各种生态系统能量流动的共同规律。这种能量流动的传递效率可以用一种方式形象地表示出来——能量金字塔。然后具体指出能量金字塔是用各个营养级能量数值绘制成的。再用“某一个湖的能量金字塔”的图解练习说明能量金字塔的表示方法和意义。

【第三课时】

【教学重点】

生态系统物质循环的特点。

【教学难点】

1．活动“分析生态系统的碳循环”；

2．生态系统物质循环的特点。

【教学过程】

引言

上节课我们学习了生态系统中能量的流动，它具有什么样的特点呢？

（答：单向流动，逐级递减。）

很好，那么，生态系统中物质循环又具有什么样的特点呢？

请同学们看活动“分析生态系统的碳循环”

讲述：糖、脂肪、蛋白质、核酸都是构成生物体的基本物质，在它们的分子中都含有碳元素。碳元素大约占生物体干重的49%，是有机化合物的骨架，没有碳就没有生命。碳在无机自然环境中存在的形式即以二氧化碳和碳酸盐（石灰岩、珊瑚礁）的形式存在，因此我们分析生态系统的碳循环也就是分析生态系统的二氧化碳循环。

讨论：

1．无机环境中的二氧化碳是怎样进入到生物体内的？

（答：绿色植物光合作用将无机环境中的二氧化碳和水合成有机物，使二氧化碳进入植物体，动物以绿色植物为食，这些含碳的有机物进入动物体内。）

2．与生产者比较，消费者获得含碳化合物的方式有什么特点？

（答：生产者可以利用无机环境中的二氧化碳，而消费者只能利用生产者光合作用合成的含碳有机物。因此，生产者属于自养生物，消费者属于异养生物。）

3．生物体哪些生命活动可以使无机环境中的二氧化碳得到补充？

（答：动物、植物的呼吸作用、微生物的分解作用产生的二氧化碳以及工厂生产、居民生活排放的二氧化碳都可以使无机环境中的二氧化碳得到补充。）

4．碳在生态系统中是怎样循环的？

（答：绿色植物光合作用使大气中二氧化碳以有机物的形式进入生态系统，这些有机物可以构成植物体；动物通过直接或间接以绿色植物为食，含碳的有机物进入动物体内，构成动物体或为动物体生命活动利用；动植物死亡后，其尸体为细菌、真菌等分解者分解，碳又以二氧化碳的形式进入无机环境。）

5．根据碳循环的途径和特点，推测生态系统中的水循环途径和方式。

（答：碳循环是在生物与无机环境之间进行的，具有往返循环的特点，水循环同样具有碳循环的特点。）

讲述：总之，通过食物链和食物网，生态系统进行着能量流动和物质循环。生态系统中生产者、消费者、分解者以及非生物物质、能量通过能量流动和物质循环，紧密联系，构成一个统一整体，从而使一个生态系统得到生存和发展，所以说，能量流动和物质循环是生态系统的重要功能。

下面请同学们拿出你们自制的生态瓶，进行交流、讨论：

1．要使模拟的生态系统维持更长的时间，生态系统中除了要有非生物物质、生产者、消费者等成分，还有什么因素必须得到保证？

（答：阳光。阳光是生态瓶中各种生物生命活动的能量来源，如果不能保证该生态瓶的阳光供应，其中的生物将会死亡。）

2．为什么相对封闭的生态瓶中的生物能存活较长的时间？

（答：该生态瓶是一个小的生态系统，其中包含了生态系统的各种成分，只要保证该生态瓶的能量供应，并且维持其中的生物之间以及生物与无机环境之间的相对稳定的关系，就可以使其中的生物存活较长的时间。）

讲述：同学们回答的很好，可见生态系统的稳定性是十分重要的，下节课我们一起来学习。

课后记：碳循环是生物圈内基本的物质循环之一，通过指导学生学习碳循环来了解生态系统的物质循环过程。在碳循环的教学中加强直观性，利用教材上“碳的循环”图解来进行，即引导学生观察“碳的循环”图解，教师提出一系列的问题要学生在观察的基础上进行解答。较好地解决了这一问题。