1、第 5 章 生态系统及其稳定性 本章规划 生物学的进展，一般被人们概括为微观和宏观两个方面。在宏观方面，生态学的发展 非常引人注目，是当今最受人们重视的研究领域之一。从学生个人的发展来看，有关学习 内容，对于学生理解生命系统的本质、理解生命科学，以及系统论的思维方式的训练、生 态意识的形成都是很重要的。从科学与社会的关系角度看，对生态系统的研究对于解决目 前人类所面临的许多全球性资源与环境问题，具有十分重要的意义。因此，本章内容在本 模块中具有非常重要的地位。 本章包括“生态系统的结构”“生态系统的能量流动”“生态系统的物质循环”“ 生态系统的 信息传递”“生态系统的稳定性”五节内容，第 1
2、节和第 4 节可各用 1 课时教学，其余各节都 可用 2 课时，其中第 3 节的探究实验用 0.5 课时进行组织、准备，具体实验主要利用课外 时间进行，第 5 节的制作活动用 1 课时。 “第 4 章种群和群落” 探讨的主要是生态系统中生物群体的变化，而在本章，则既要继 续研究生物与生物之间的关系，也要研究生物与环境之间的关系。所以“生态系统的结构” 一节的“问题探讨” ，研究的就是土壤与生物之间的关系，引出生物与环境的关系，隐含着 生物与环境是一个统一的整体。这一节正文内容包括生态系统的范围、生态系统具有一定 的结构（生态系统的组成成分、食物链和食物网）两部分内容。重点是生态系统具有一定 的
3、结构。 学习生态系统的结构，首先需要分析生态系统有哪些组成成分。教材先安排一个思考与讨 论活动，让学生挑选一个自己熟悉的生态系统，分析其组成成分，并尝试画出抽象的概念 模型。之后，教材再以池塘生态系统为例，介绍生态系统的组成成分，并总结出生态系统 的结构模型。这样，既引导学生进行自主、探究式学习，又重视引导学生对重要概念的把 握。在此基础上，教材进一步阐述了生态系统中的生产者、消费者，又通过复杂的营养关 系形成食物链和食物网。物质循环、能量流动，就是通过食物链和食物网进行的，因此， 有关内容是后续学习的基础。 节内容比较重视概念模型方法的应用。问题探讨、思考与讨论、生态系统结构模型等 3 处涉
4、及让学生建立概念模型、分析理解概念模型。本节内容还渗透了系统分析的方法、 思考与讨论的内容，体现了系统分析方法的主要方面，如确定系统的边界、分析该系统的 组分和各组分之间的关系、建立系统的结构模型、研究系统的输入和输出、研究系统内部 各组分之间的相互作用和发展变化，等等。 “生态系统的能量流动” 与原高中教材相应内容基本相同，在呈现方式上略有变化。此 部分内容比较抽象，教材在“问题探讨”中安排了比较生动、具体的例子（孤岛生存） ，此例 子就隐含了对生态系统中能量流动规律的探讨。 关于能量流动的过程，教材是从生态系统能量的最初来源太阳能入手来分析的。 关于能量在某一营养级的变化情况，教材以能量流
5、经第 2 营养级为例进行阐述，再概括能 量在整个生态系统中的流动过程。关于能量流动的特点，教材以经典的林德曼对赛达伯格 湖的研究为例，并且安排了以相关研究结果为材料的资料分析，引导学生自主地分析能量 在生态系统中流动的特点。研究能量流动的实践意义这部分内容，则将本节所学内容与生 产、生活实际建立了联系，反映了有关科学技术与社会生产实际的关系。这一节教材安排 了两个“思考与讨论” 活动，力图引导学生自主地获取知识、拓展视野，以及对本节所学知 识进行应用。 “生态系统的物质循环” 一节的“ 问题探讨”，既与上一节内容相联系，又从生态系统中 的物质运行规律与能量流动规律的差异入手，试图引起学生的认知
6、冲突，从而激发学生学 习本节内容的兴趣。引言从学生日常生活经验出发，引导学生关注曾经成为自己身体一部 分的碳，是如何在生态系统中运行的，然后以碳循环为例阐述物质循环。之后，再简要概 述了什么是物质循环、物质循环与能量流动的不同之处。本节内容也力求与社会生活建立 联系，例如“与社会的联系” 栏目，介绍了当前碳循环的平衡被打破的实际情况及其后果， 引导学生关注环境问题。教材在此部分还安排了一个探究“土壤微生物的分解作用”的活动， 以帮助学生更好地理解生态系统的物质循环中从有机物到无机物的过程。 关于能量流动与物质循环关系的内容，教材仅作简要概述，引导学生将生态系统这两部分 的主要功能综合起来理解。
7、 “生态系统的信息传递” 是新增加的内容，但对于学生来说并不难理解。有关生态系统 中信息的种类，教材仅作简要的概述和举例，并安排了一个“思考与讨论”活动，引导学生 关注身边的动物是如何进行信息传递的。本节重点是信息在生态系统中的作用。 “资料分析” 列举了几种生物的生存、繁育与信息传递的关系，让学生分析、总结得出“生命活动的正常 进行，离不开信息的作用；生物种群的繁衍，也离不开信息的传递”的结论。随后，教材再 简要概述信息在调节种间关系时所起的作用。 “信息传递在农业生产中的应用”，体现了与生 产实践的结合。 “生态系统的稳定性” 包括生态系统的自我调节能力、抵抗力稳定性与恢复力稳定性、 提高
8、生态系统的稳定性等内容。在生态系统的自我调节能力的内容中，负反馈调节是重要 概念。 教材通过两个种群之间负反馈调节的实例，阐述什么是负反馈调节。之后，安排了一 个“思考与讨论” 活动，让学生建构食虫鸟与害虫这两个种群之间的负反馈模型，一方面可 以让学生进一步练习建立概念模型，另一方面，可以使学生更好地理解负反馈的含义。此 后，再以森林中生物群落与无机环境之间存在负反馈调节的事例做进一步说明，再阐述生 态系统的自我调节能力有一定的限度。 关于抵抗力稳定性和恢复力稳定性，教材通过实例阐述了这样几个要点：第一，抵抗 力稳定性和恢复力稳定性是同一事物的两个方面，是每一个生态系统都具有的两种属性。 正如
9、教材旁栏“想像空间” 中所指出的， “平时不得病是由于你的抵抗力，得病后能够恢复健 康靠的是恢复力。 ”这样的类比可以帮助学生理解二者的联系和区别。第二，抵抗力稳定性 和恢复力稳定性都是有一定限度的，当外界干扰超出抵抗力稳定性的限度时，生态系统的 结构和功能会遭到破坏；生态系统遭到一定程度的破坏后，可以靠恢复力稳定性得以恢复； 如果遭到破坏的程度超出了恢复力稳定性的限度，该生态系统将难以恢复原状。第三，不 同生态系统在这两种稳定性的表现上有一定差别，例如热带雨林生态系统就比北极苔原生 态系统的抵抗力稳定性高。 本节还安排了技能训练“运用术语准确表达”，其内容是关于“生命是什么”，既训练学 生运
10、用生物学的术语概述生命的特点，又引导学生对已学过的各层次生命系统的共同特征 进行总结，提高学生对生命世界的认识。该内容以技能训练的形式出现，似乎不属于正文 内容，但对于提高学生对生命世界本质的把握具有重要意义，应该予以足够的重视。 本章探讨的是宏观方面的问题，与学生的日常经验联系较多。学生生活中经常接触一 些人工生态系统，如城市生态系统、农田生态系统、果园生态系统等。对于自然生态系统， 学生直接或间接地有一些了解。对本章内容的学习，可以在这些经验的基础上进行：分析 这些生态系统的结构以及物质、能量的运行规律，了解其信息的传递，并进一步分析其稳 定性。这样，本章的学习过程，既是对已有经验进行解释
11、的过程，又是在已有经验的基础 上建构新概念的过程。 “第 4 章种群和群落” 是学习本章的基础。生态系统是比种群、群落层次更高的生命系 统，需要以对种群和群落这两个层次的生命系统的理解为基础。生态系统中的能量流动、 物质循环，可以与必修 1 中细胞的物质输入和输出、细胞的能量供应和利用（包括光合作 用）建立联系。负反馈的概念可以与第 2 章中有关激素调节时的反馈调节建立联系。学习 本章内容是进一步学习“第 6 章生态环境的保护”的基础。 第 1 节 生态系统的结构 从容说课 学生对“生态系统” 一词并不陌生，其最基本的内涵在初中生物课的学习已有初步的了 解。生态系统的概念是形成生态学思想的基础
12、，本章是围绕着剖析生态系统概念的实质展 开的。因此，在教学中要突出生态系统内各组分的相互联系与相互作用、有序与和谐、多 样与复杂等。要从培养学生的生态学思想的角度来制定教学策略。 通过准备的音像资料和书中的图片，引入生物群落与无机环境的密切关系。生物群落 与其无机环境之间的关系不是静止的，而是处于动态的变化之中：能量在其中流动，物质 在其中循环，信息在其中传递，多种多样的生物及其与环境之间构建起了动态平衡的关系。 然后导入生态系统的概念及范围。生态系统的空间大小各异，一个池塘、一片草地、一块 农田、一座山林、一条河流等，都可以各自成为一个生态系统。地球上的全部生物及其无 机环境构成的生态系统称
13、为生物圈。在生物圈中，繁衍着各种各样的生物，每一种生物都 生活在各自的特定环境中，它们既利用环境资源满足了自身生长发育的需要，使种群得到 延续，同时，它们自身也是构成环境的重要因素。 “生态系统的范围” 这部分内容的教学，可以结合实例，采用列表比较的方法进行归类 和总结参见下表。 不同类型的生态系统举例 类 型 森林生态系统 草原生态系统 农田生态系统 划分依据 植物分布情况 分布区域 湿润或较湿润地区 干旱地区 农耕区 主要植物 乔木 草本 农作物 主要动物 树栖动物 能挖洞和善奔跑的动 物 动物种类较少 特 点 动植物种类多，群落 结构复杂，种群密度 和群落结构能较长时 间保持稳定 动植物
14、种类相对较少， 群落结构相对简单， 种群密度和群落结构 常发生剧烈变化 动植物种类少，群落 结构单一，人的作用 非常关键，是在一定 程度上受人工控制的 生态系统 下面结合“思考与讨论” 中的素材，讨论“ 生态系统中有哪些成分 ”的话题。让学生根据 自己对生态系统的理解，列举五个生态系统的实例，并列出生态系统的判断要点。学生之 间相互交换作业，并对同伴的作业作出评判。 在学生讨论的基础上，教师以池塘生态系统为例，进一步分析“思考与讨论”中提出的 问题。有条件的学校，教师可制作若干个不同控制条件的“生态缸”，让学生观察各个生态 缸中的状况，增加感性认识，充分理解生态系统的组成成分。 “问题”7 是
15、让学生尝试建构生 态系统的结构模型，这是本节的教学目标之一。生态系统中各种生物和非生物成分繁多且 关系复杂，无法逐个研究它们在生态系统中的结构和功能，所以引入了生产者、消费者和 分解者的概念，将营养功能相同的生物类群看成一个整体结构，研究其中的物质与能量变 化、信息传递，使研究问题得到简化。这是一种系统科学的研究方法，在其他宏观研究中 也常常要应用这种方法。 生态系统的结构是教学的重点，其包括两方面的内容：生态系统的成分，食物链和食 物网。大多数学生在讨论了问题 15 后，应当能达到这一教学目标。对此，教师可进一步 提出本节“问题探讨” 中的素材，让学生演练，使学生对生态系统具有一定的结构有一
16、定认 识。 通过对生态系统结构的学习，启发学生思考生态系统类型多种多样，但在结构上具有许多 共同点。重点从“生产者、消费者、分解者”之间的关系，阐释生态系统中各组成成分之间 紧密联系构成一个统一整体，体现一定的结构和功能。 “生态系统是一个统一整体” 是教学的难点。在各种类型的生态系统中，都包含有非生物的 物质和能量、植物、动物和微生物等组成成分。这些组成成分之间并不是毫无联系的，而 是通过物质和能量的联系形成一定的结构。 关于“食物链与食物网” 的教学，教师要向学生说明：群落是生态系统中有生命的部分， 群落中生物间的“营养联系” 就是生态系统的“ 生命线”，其主要形式就是“ 食物联系”。接着
17、 以教材中的图示为例，分析生物之间的食物关系，从而建立食物链、营养级和食物网的概 念。 教学重点 讨论生态系统的结构。 教学难点 说明生态系统是一个整体。 教具准备 1.视频 1：1998 年的洪涝灾害。 2.视频 2：南极科考。 3.文字资料 1：各种类型的生态系统。 4.文字资料 2：生态系统的结构模型。 5.文字资料 3：课堂练习。 6.文字资料 4：食物链与食物网、生物的富集作用。 7.挂图：池塘生态系统。 （如果没有视频资料，可以用文字资料、图像资料或课件来代替） 课时安排 1 课时 三维目标 1.举例说明什么是生态系统。 2.讨论某一生态系统的结构。 3.尝试运用系统方法分析生物学
18、上的问题。 4.构建生态系统的结构模型。 5.理解生态系统的整体性。 6.通过多媒体让学生形象地认识到生态系统各成分之间的联系，掌握生态系统的概念和结 构。 7.学生对思考与讨论的问题进行相互之间的探讨、交流，增强课堂的气氛。 8.尝试构建生态系统的结构模型。 9.认同生物与环境是一个统一的整体，确立辩证唯物主义自然观。 10.认识到保护生物种类对生态系统稳定的重要性。 教学过程 导入新课 师 请大家看一下第 5 章的题图，本章题图选择了一幅在湖边草地上，牛、羊步态悠闲的 图片：碧水如镜、蓝天倒映、草地青葱，生物与环境融为一体。压图诗则在画面的基础上 进一步延伸，似乎是从宇宙苍茫深处看这颗生机
19、盎然的星球。 请思考一下：这幅图中有哪些生物和非生物？ 生 生物有牛、羊、草非生物有阳光、空气、土壤、水 师 很好，请问它们之间有什么样的联系呢？ 生 1 牛、羊吃草；草吸收光能。 生 2 草通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气；牛、羊通过呼吸作用吸收氧气，释放二 氧化碳。 生 3 牛、羊和草都需要水；草可以涵养水源、保持水土。 生 4 牛、羊的粪便可以肥沃土壤 师 非常好，这就是我们要学习的由这些互相联系的生物和非生物所组成的生态系统以及 它的稳定性。 师 下面先请大家看两段视频片段，思考一下它们分别说明了什么问题？ （多媒体播放视频 1、2） （学生认真观看，思考） 师 谁来回答视频 1 说
20、明了什么问题？ 生 植被大量破坏，引起水土严重流失，气候变化异常，旱涝灾害频繁发生。 师 很好，那谁来回答视频 2 说明了什么问题？ 生 农田中大量施用 DDT，随雨水冲刷进入水体后，导致水生生物中毒，远在南极的企鹅 也未能幸免。 师 很好。可见，生物群落与无机环境之间相互作用、相互影响、密不可分，它们之间形 成一个有机统一的整体。而这个整体就是生态系统，今天我们就来学习生态系统和它的结 构。 板 书： 第 1 节 生态系统的结构 推进新课 师 我们一起来看课本 88 页的问题探讨，看看土壤与生物的关系。然后，总结一下生物群 落与无机环境的联系。关于后面的讨论，待会儿再解决。 （学生看书，思考
21、问题） 师 看来土壤与生物的关系非常密切。下面谁来总结一下生物群落与无机环境的联系？ 生 一定区域内无机环境的状况，决定了哪些生物可以在这一区域定居和繁衍；生物群落 的存在又改变着无机环境。在环境大体相同的地方，群落的外貌和结构往往也相近或相似。 师 不错，生物群落与无机环境确实有着密不可分的联系。 师 我们把由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。对于 生态系统的概念，大家要理解，不能死记硬背。大家能不能说说，具备什么样的条件，才 能成为一个生态系统？ 生 1 生物和无机环境。 生 2 刚才生 1 所说的生物应该包括一定区域内所有的生物，也就是生物群落。而且，生 物群
22、落中应该包括各种类型的生物。如：植物、动物、微生物等。 生 3 我还想补充一点，生物群落和无机环境应该是相互作用的。 师 大家总结得非常好，要成为一个生态系统必须具备两个条件：一，要有生物群落和无 机环境；二、它们之间要能相互作用。 师 请大家看一下 88 页左侧的问号，如何回答？ 生 动物园里的全部动物不是一个系统，全部植物和动物也不是一个系统。 师 为什么？ 生 因为植物和动物不包括所有生物，而且生态系统还包括无机环境。 师 很好，还有其他原因吗？ 生 动物园中的全部动物不能说是一个系统，因为不同种动物是分开饲养的，彼此之间没 有内在联系和相互影响，不是一个有机的整体。同理，动物园中的全部
23、动物和植物也不是 一个系统。 师 非常正确。生态系统的类型多种多样，下面请大家说说身边的生态系统以及它们的特 点。 生 1 池塘生态系统，特点是水域环境，生长着一些水生生物。 生 2 森林生态系统，特点是分布在湿润地区，植物多为高大的乔木，动物多为树栖种类。 生 3 农田生态系统，特点是农作物为主，受人为影响非常大。 师 很好，看来生态系统的类型非常多，范围也有大有小。一个池塘、一片草地、一块农 田、一片森林、一条河流，甚至一个鱼缸都可以成为一个生态系统。 师:那么地球上最大的生态系统是什么呢？ 生 生物圈。 师 正确。我们把地球上所有的生物及其无机环境的总和，称为生物圈。 师 下面给大家总结
24、了几个生态系统的特点，大家看一下。 课件展示： 类 型 森林生态系统 草原生态系统 农田生态系统 划分依据 植物分布情况 分布区域 湿润或较湿润地区 干旱地区 农耕区 主要植物 乔木 草本 农作物 主要动物 树栖动物为主 能挖洞和善奔跑的动 物 动物种类较少 特 点 动植物种类多，群落 结构复杂，种群密度 和群落结构能较长时 间保持稳定 动植物种类相对较少， 群落结构相对简单， 种群密度和群落结构 常发生剧烈变化 动植物种类少，群落 结构单一，人的作用 非常关键，是在一定 程度上受人工控制的 生态系统 师 生态系统可以分为两类：自然生态系统（如池塘、海洋、草原等自然界原本就存在的） 和人工生态
25、系统（如农田、城市等人工建立的） 师 下面我们来学习生态系统的结构。首先，大家来看一下生态系统的组成成分。看“ 思考 与讨论”的第 1 题。 师 请大家把五个生态系统的生物写在纸上，可以相互讨论，最后相互检查。然后请同学 回答。 （学生讨论，并书写检查完毕） 师 好，请五位同学分别来回答一下。 生 1 森林生态系统有老虎、蛇、猴子、松鼠、犀鸟、麻雀、喜鹊、乔木、草、灌木 生 2 草原生态系统有草、老鹰、蛇、熊、兔子、老鼠、青蛙、犀牛 生 3 农田生态系统有各种农作物、杂草、害虫、青蛙、蛇、老鼠 生 4 湖泊生态系统有各种淡水鱼类、贝壳类、水草、藻类、浮游动物和植物、微生物等。 生 5 池塘生态
26、系统和湖泊生态系统基本一样。 师 很好，但是有一个问题。大家在讲生物时，植物和动物都讲到了，可是只有一位同学 讲到了微生物。微生物是非常重要的一类生物，大家要特别注意。 师 好，下面请看池塘生态系统的挂图。思考第 3、4 两个问题，大家可以讨论。 （注意： 第 3 题的食物链可以先换成生物来看） 师 谁来回答第 3 题？ 生 还有土壤、空气、阳光、水等无机环境。它们是生态系统不可缺少的成分，因为它们 为生物提供了各种物质和能量，以及栖息场所。 师 很好。生态系统除了生物以外，还有无机环境，也就是非生物的物质和能量。这也是 生态系统必须具备的两个内容。物质和能量是生命活动存在的最基本条件，生命活
27、动本质 上也是物质与能量的变化。非生物物质还是生物赖以生存的环境。 师 好，这就是生态系统的第一个成分非生物的物质和能量。下面谁来回答第 4 个问 题？ 生 绿色植物通过光合作用把无机物转变为有机物，将太阳能转化为化学能。动物通过摄 取其他生物获得物质和能量。微生物通过分解动植物的遗体、粪便等获得物质和能量。各 种生物获取物质和能量的途径是不一样的。 师 回答得非常好。下面谁来回答第 5、6 题？可以参照第 4 题。 生 可分为生产者、消费者、分解者。其他生态系统也一样。 师 非常好。这就是生态系统的其他三个成分生产者、消费者、分解者。 师 生态系统中各种生物繁多且关系复杂，无法逐个研究它们在
28、生态系统中的结构和功能， 所以引入了生产者、消费者和分解者的概念，将营养功能相同的生物类群看成一个整体结 构，研究其中的物质与能量变化、信息传递，使研究问题得到简化。这是一种系统科学的 研究方法，在其他宏观研究中也常常要应用这种方法。 师 下面由我来介绍一下池塘生态系统（教材图 51）中的四种成分。图中的指的是非生 物的物质，包括生物体外的参加生态系统物质循环的无机盐、水、二氧化碳等无机化合物 以及腐殖质等。能量包括光能、热能、化学能等。 图中的指的是生产者，主要包括两类:一类是挺水植物、浮水植物和沉水植物(如香 蒲、莲、睡莲、浮萍、金鱼藻等)，这些植物通常生活在浅水区域。另一类是形体微小的浮
29、 游植物多种淡水藻类(如硅藻、栅藻、蓝藻、团藻等 )，各种淡水藻都分布在光线能够 透入的浅水层中(课本图中靠近水面的各种淡水藻都比实物放大了许多倍) 。淡水藻类虽然 个体微小，但是数量极多，因此，它们是池塘生态系统中的主要生产者。 图中的指的是消费者，其中的 1 是指直接以植物为食的植食性动物初级消费者， 它们又可以分为两类，即浮游动物(如剑水蚤等) 和某些底栖动物 (如生活在池塘底部的某些 环节动物)； 2 是指以动物为食的小型肉食性动物 次级消费者，如某些鱼类和某些水 生的昆虫； 3 是指以小型肉食动物为食的大型肉食性动物三级消费者，如凶猛的鳜鱼 等。 分解者主要是指细菌和真菌等营腐生生活
30、的微生物。图中的指的就是细菌和真菌。 师 请大家归纳一下四种成分。谁来回答一下？ 生 1 非生物的物质和能量：阳光、热能、空气、水分、无机盐等。 生 2 生产者：自养生物、主要是绿色植物。 生 3 消费者：主要指各种动物。包括营捕食或寄生的各种动物。 生 4 分解者：异养生物，营腐生，主要指营腐生的细菌和真菌。 师 有谁能对生产者做一下补充？ 生 生产者还包括其他一些自养型生物，如化能合成细菌、光能合成细菌等，以及能进行 光合作用的动物，如绿眼虫。 师 很好，那谁能对消费者做一下补充？ 生 消费者还包括一些食虫植物、寄生植物以及寄生和共生的细菌。 师 很好，那谁能对分解者做一下补充呢？ 生 分
31、解者还包括腐生动物（如白蚁、蚯蚓、秃鹫等） 。 师 非常好，下面我来总结一下。食虫植物既是生产者，又是消费者；寄生植物是消费者； 菌类中既有分解者，又有消费者，还有生产者；动物中既有消费者，又有分解者。 师 那这些成分怎样形成一个统一的整体呢？请大家看课本 90 页。 师 在生态系统中，生产者通过光合作用，把太阳能固定在它们所制造的有机物中。太阳 能变成化学能，从而可以被生物所利用，因此，生产者可以说是生态系统的基石。消费者 通过自身的新陈代谢，能将有机物转化为无机物（如二氧化碳、水、氨等） ，这些无机物排 出体外后又可以被生产者重新利用。可见，消费者的存在，能够加快生态系统的物质循环。 此外
32、，消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。分解者能将动植物的遗体和 动物的排遗物分解成无机物。如果没有分解者，动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山， 生态系统就会崩溃。因此，生产者、消费者和分解者是紧密联系，缺一不可的。 图 511 生产者、消费者和分解者的关系 正是由于生态系统中各组成成分之间的紧密联系，才使生态系统成为一个统一的整体， 具有一定的结构和功能。生态系统多种多样，但是在结构上有许多共同点，这可以用以下 模型来表示。大家看书，然后参照书本图 53，思考前面“思考与讨论”的第 7 题以及“问题 探讨”的讨论。大家可以互相讨论，写在笔记本上。 （学生看书，讨论，书写） 图 5
33、-1-2 生态系统结构模型 师 哪位同学上黑板来写一下“问题探讨”的讨论？ 生 图 5-1-3 师 构建得不错，哪位来写一下第 7 题？ 教师提示一下，可以用系统方法（把所有生物归纳为生产者、消费者、分解者）来构建， 尽量简单易懂 生 图 5-1-4 师 非常好，看来大家掌握得不错。 师 下面我们来看最后一部分内容，生态系统的营养结构食物链和食物网。请大家看 书本 91 页的图 54、图 55 和相关文字，并思考以下问题。 课件展示： 1.什么是食物链和食物网？ 2.初级、次级、三级消费者的关系，以及消费者的级数与营养级的级数有何关系？ 3.食物链的第一营养级永远是什么？动物只能处于某一固定的
34、营养级吗？ 4.食物链中有分解者吗？ 5.食物链一般不超过五个营养级，为什么？ 6.请问课本图 55 中有多少条食物链？ 师 谁来回答一下这些问题？ 生 1 在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的联系，叫做食物链。许多食物 链彼此相互交错连接成的复杂营养结构，就是食物网。 生 2 直接以绿色植物为食的是初级消费者，以初级消费者为食的是次级消费者，以次级 消费者为食的是三级消费者，以此类推。营养级的级数=消费者的级数+1。 生 3 第一营养级永远是生产者。动物所处的营养级，并不是一成不变的，某种动物可以 处于多个营养级。 生 4 无分解者。 生 5 因为能量在食物链上流动时要散失掉一部分
35、，营养级越高得到的能量就越少。如果 营养级超过五个，那么最高营养级所获得的能量就不能维持本营养级生物的生存。 生 6 16 条。 师 大家回答得很好，可是食物链的条数错了，有谁答案不一样？ 生 7 19 条。 师 正确。那应该怎么数呢？ 生 8 从第一营养级数到最高营养级，有一条算一条。 师 很好。那这里面老鹰处于第几营养级呢？ 生 7 第 3、4、5 营养级。 师 不错。因为生物之间的食物关系十分复杂，所以生物所处的营养级也是可变的。但生 产者一定处于第一营养级。 师 我们书本中的食物链就是指捕食的关系，其实食物链还包括其他的形式。我们来熟悉 一下。 食物链和食物网“螳螂捕蝉，黄雀在后”“大
36、鱼吃小鱼，小鱼吃青虾，青虾吃泥巴 (实际 上，青虾吃的是水中的浮游生物)”，这是人们十分熟悉的谚语。这些谚语中就具有食物链 的含意。 食物链主要有三种类型的弱肉强食，小的被大的吃食，这是生物界普遍存在的由捕食方式 而形成的食物链，叫做捕食链(也叫牧食食物链) 。生物体内以寄生方式而形成的食物链， 叫做寄生链，如马蛔虫寄生在马的体内；某些原生动物又寄生在马蛔虫的体内专以动植物 遗体为食物而形成的食物链，叫做腐生链；在热带雨林这样的生态系统中，腐生链就占有 突出重要的地位(绿色植物体内的能量主要就是沿着腐食食物链的途径流动的) 。 师 这里要明确一点，如果没有特殊说明，我们以后遇到的食物链都是捕食
37、链。 师 关于问题 5，这里有一个材料大家看一下。 课件展示： 一般说来，一条食物链的营养级不超过五个。这是因为能量在沿着食物链的各个营养 级流动时，大部分被消耗掉了。能量在逐级流动中的传递效率大约只有 10%20% 。这样， 在流经三四个营养级之后，传递下来的能量就少到不足以再维持一个营养级的生命活动的 程度了。当然，自然界中有的食物链也可以多达六七级，如棉花棉蚜虫食蚜蝇瓢虫 麻雀鹰食鹰动物。又如，一条食物链的营养级，如果算上人类，也可能超过五个。 不过这样的例子毕竟是少数。 师 下面再给大家补充一个知识点。 生物的富集作用：是指一些污染物（如重金属、化学农药等） ，通过食物链在生物体内 大
38、量聚集的过程。这些污染物的特点是化学性质稳定而不易被分解，在生物体内积累不易 排出。因此生物的富集作用会随着食物链的延长而不断加强。 师 也就是说营养级越高，有害物质的积累浓度就越大。请大家记下。 师 食物链上某一生物增加或减少，对整个生态系统有何影响？ 生 某一生物的增减都会影响到整个生态系统的稳定性。所以我们应该珍爱每种生物，特 别是濒临灭绝的生物，确保生态系统平衡、健康地发展。 师 回答得很好。生物种类越多，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。 而且正是因为食物链和食物网的存在，才构成了生态系统的营养结构，保证了物质循环和 能量流动沿着这条渠道顺利进行。 师 对于生态系统的稳
39、定性，我可以打个比方。把生态系统比作电线杆，食物链比作拉住 电线杆的钢丝，如果某一种生物灭绝，那么它所处的食物链就消失了，也就是一根钢丝断 了。虽然它的位置可能会有其他的生物去代替，但这根钢丝却永远不能复原了。这样，势 必会加重其他钢丝的负担。如果生物继续灭绝，钢丝会越来越少，直到电线杆倒塌。如果 是对生态系统特别重要的，不可缺少的物种减少或灭绝，这个速度还会加快。所以我们应 该热爱大自然，共同保护大自然。 课堂小结 师 这节课，我们学习了生态系统的概念和范围，以及生态系统的结构。知道了如何 才能构成一个生态系统；知道了生态系统有哪些成分和它们之间有什么联系；知道了食物 链和食物网；知道了生物
40、的种类和数量对于生态系统稳定的重要性；也学会了如何去构建 生态系统的模型。希望大家课后能认真复习巩固所学知识，然后在日常的生活中要主动参 与，力求保持生态系统的完整性，使生态系统健康、平衡地发展。 板书设计 第 5 章 生态系统及其稳定性 第 1 节 生态系统的结构 一、生态系统的范围 1.生态系统的概念 2.生态系统必须具备的两个条件 （1）要有生物群落和无机环境 （2）两者要有联系 3.生态系统的类型：最大的生态系统生物圈 二、生态系统的结构 1.生态系统的组成成分 （1）非生物的物质和能量 （2）生产者 （3）消费者 (4)分解者 2.生态系统的营养结构：食物链和食物网 三、构建生态系统
41、模型 四、生态系统的整体性 活动与探究 1.构建生态系统结构模型。 2.组织学生到野外观察生态系统。 注意： (1)进行必要的记录（如生物的种类、生物之间的关系等） 。 (2)对记录进行必要的分析和总结。 (3)可以在学生休息日进行。 (4)注意安全问题。 3.制作小生态瓶，观察生物之间的关系。 注意： (1)可以参照商店里的生态瓶。 (2)制作前向学生说明制作过程和注意事项。 (3)以小组形式进行实验。 （4）进行必要的记录和分析。 注意事项：小生态瓶，是一个人工模拟的微型生态系统。它可以是模拟的微型池塘生态系 统，也可以是模拟的微型陆地生态系统。我们就以模拟的微型池塘生态系统为例，介绍小
42、生态瓶设计和制作的要求。 （1）生态瓶制成后，形成的生态系统必须是封闭的。 （2）生态瓶中投放的几种生物，必须具有很强的生活力，必须能够进行物质循环和能量流 动，能使其在一定时期内保持稳定。 （3）生态瓶的材料必须透明，可以让里面的生物得到阳光，并便于观察。 （4）生态瓶宜小不宜大，瓶中的水量应占其容积的 45，要留出一定的空间，储备一定 量的空气。 （5）生态系统的各种成分要齐全。 （6）小生态瓶制作完毕后,应该贴上标签,写上制作者的姓名与日期,然后将小生态瓶放在有 较强散射光的地方。要注意不能将小生态瓶放在阳光能够直接照射到的地方,否则会导致水 温过高,而使水草死亡。另外,在整个实验过程中
43、,不要随意移动小生态瓶的位置。 实例： 人工模拟微型池塘生态系统的制作和观察。 时间：1996 年 5 月 29 日至 1997 年 4 月 3 日。 地点：天津市南开中学。 材料用具：水草(茨藻),椎实螺,凡士林,河水,沙子(洗净), 标本瓶( 或其他玻璃瓶)。 方法步骤： （1）瓶子的处理。取一个标本瓶并将其洗净,然后用开水烫一下瓶子和瓶盖。 （2）放沙注水。往标本瓶中放入 1 cm 厚的沙子,再注入河水(占瓶子容积的 4/5)。 （3）投放生物。将 1 根新鲜茨藻和 1 个小型椎实螺放入标本瓶中。 （4）加盖封口。在瓶盖周围涂上凡士林,盖紧瓶口,再在瓶口周围涂抹上一层凡士林。 （5）粘贴
44、标签。在制作好的小生态瓶上贴上标签,然后放在阳面窗台上(不要再移动位置) 。 （6）观察记录。每天观察 1 次，并作好记录。 说明：制作小生态瓶时,由于使用的是河水,因此,在这个密闭的生态系统中,除了放入的 茨藻、椎实螺以外,水中还有单脆藻、原生动物和其他微生物。而且河水中还溶解有各种矿 质元素,所以,它是一个完整的生态系统,但也是一个营养结构极为简单的生态系统。 在该生态系统中,茨藻和水中的藻类在光照下能够进行光合作用,并且放出氧气,除了供 它们自身利用外,还可供椎实螺等其他生物进行呼吸。椎实螺可以用腹足爬行于瓶壁,并以齿 舌刮取茨藻为食,其排出物被微生物分解,并为茨藻提供养料。茨藻、椎实螺
45、、微生物和浮游 生物呼吸时放出的二氧化碳,可供茨藻进行光合作用。由此可见,在这个密闭的微型生态系统 中,既有生产者、消费者和分解者,又有非生物的物质和能量，既有物质循环,又有能量流动。 因此,该生态系统能够保持较长时间的相对稳定。 习题详解 一、基础题（课本 P92） 1.解析：（1）海水对阳光有吸收功能，随着水深的增加，照射到的光能逐渐减少，所以生 产者固定的太阳能逐渐减少。 （2）根据图示，近海水域生产者固定太阳能数量最多，水深 为 1015 m，而生产者固定太阳能数量最多，则意味着生产者的数量最多。 （3）根据图示， 水深 100 m 以下，生产者固定的太阳能数量为 0，也就是说 100
46、 m 以下无生产者。那么， 100 m 以下就是消费者和分解者。 答案：（1）阳光。 （2）1015 m 。 （3）消费者、分解者。 2.解析：A、C、D 都得的太绝对了。在食物网中，有很多互相联系的食物链，某种生物可 能被多种生物所捕食，植食性的动物可能吃多种植物。生物所处的营养级可以是多个，所 处的食物链也可以是多条。 答案：B 3.解析：植食性的动物为初级消费者，所以以它为食的动物为次级消费者。 答案：C 二、拓展题（课本 P92） 解析：农田和果园等人工生态系统食物链单一，自身稳定性差，易受病虫害破坏。通 过研究生物之间的相互关系，增加或延长食物链，使之成为立体农田和立体果园，可以提 高生态系统的稳定性，同时获得更多的产品。例如，水田养鱼、果园养鸡等。 答案：可以。
