湖南省中学生生物竞赛.docx
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湖南省中学生生物竞赛
《科学》第六册第二章“生物与环境”备课材料
一、本章概述
生命科学领域划分为五个主题:
生命系统的构成层次(观察多种多样的生物,细胞,种群,生物群落,生态系统和生物圈);生物的新陈代谢;生命活动的调节;生命的延续与进化;人、健康与环境(人体保健、健康与环境、人类与生态环境)。
本章在学生原有的生命
科学知识的基础上,以“种群→生物群落→生态系统和生物圈”为主线,层层递进、层层深入了解生物与生物、生物与环境之间的密切关系,理解人类的活动对生物圈产生的多方面的影响,让学生感受生物界是一个复杂的开放系统,体验生命系统的构成与其他物质系统一样具有层次性,并遵循物质世界的一般规律。
二、本章知识结构:
三、本章难点:
种群、群落、生态系统的概念;种群的特征;区分生态系统的成分;食物网;物质和能量通过食物链流动;生态系统的稳定性;野外调查。
四、本章重点:
种群、群落、生态系统的概念;种群的特征;生态系统的成分;食物链与食物网;能量流动和物质循环;生态系统的稳定性;影响生态系统稳定性的因素。
野外调查与社会调查能力的培养。
五、课时安排:
单元
内容
内容
课时
一
种群和生物群落
第1节
6
二
生态系统和生态系统的稳定性
第2、3节
9
机动
1
合计
/
/
16
六、教学目标、教材分析和教学建议:
第1节 种群和生物群落(4课时)
教学目标:
1、理解种群和生物群落的概念
2、学会识别种群,区别不同的生物群落
3、了解种群的基本特征、植物群落的分层现象
4、了解生物与环境的相互作用(包括环境中非生物因素对生物的影响、生物生命活动对环境的影响、生物对环境的适应、生物与非生物之间的相互关系等)
重点难点:
种群、群落的概念、种群的特征
教学过程
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第1课时
课堂引入:
同种或不同种生物个体之间的关系怎样?
生物与其生活环境之间又有什么联系?
一、认识生物种群
读图:
这些生物是同一种生物吗?
为什么?
苔藓 金鱼藻 灵 芝 蝗 虫
――它们不是同一种生物,因为它们的形态、结构并不相同。
物种(species):
一群生物,它们的形态、结构相似,并能相互交配而生育子孙后代。
读图:
看上面几张图片,有什么共同点?
种群(population):
生活在一定区域内的同种生物个体的总和。
强调:
种群并不是许多生物个体的简单相加,且也有三个区别于其他群体的特点:
①一定空间和时间内(一个区域);
②同种生物(一个物种);
③个体的总和(一群个体)。
练习:
1、一个池塘中的鲢鱼、鲤鱼等鱼群。
则这个池塘中全部的鱼是否一个种群?
2、判断下列属于种群的是哪一项[ ]
A.一片森林里全部的蛇 B.一座山上所有的树
C.一片农田中所有的虫 D.一块稻田中所有的水稻
强调:
如果某种生物对人类是有益的,人们总是希望它们越来越多;如果某种生物对人类是有害的,人们总想使它们越来越少。
由此可见:
种群研究的核心问题是种群数量的变化。
要研究种群数量的变化,首先要了解种群的一些特征。
这些特征主要包括种群密度、出生率和死亡率、年龄组成、性别比例等。
视频演示:
种群知识介绍
1、种群密度――指一定范围(单位空间)内某种群的个体数量。
①不同物种的种群密度往往差异很大(以新疆北塔山荒漠草原地带的黑驴和灰仓鼠为例)。
②同一物种的种群密度在不同环境条件下也有差异(以不同季节的一片农田中的东亚飞蝗为例)。
种群密度是种群的重要特征。
种群密度随环境条件和物种的不同而不同。
2、性别比例――雌雄个体数目在种群中所占的比例。
雌雄相当型:
雌性和雄性个体数目大体相等。
这种类型多见于高等动物。
雌多雄少型:
雌性个体显著多于雄性个体。
这种类型常见于人工控制的种群及蜜蜂、象海豹等群体动物。
雌少雄多型:
雄性个体明显多于雌性个体。
这种类型较为罕见。
如家白蚁等营社会性生活的动物。
蜜蜂若只考察有生殖能力的个体,也可看做雌少雄多型。
强调:
不合理的性别比例会导致出生率下降进而引起种群密度下降。
为了有利于人类生活,
有时候会人为地控制生物的性别比。
思考:
①为什么人工控制的种群一般雌性多于雄性?
(是因为人们为了获得蛋、奶等禽畜副产品而选择控制的效果)。
②为什么性别比例在一定程度上影响着种群密度?
试举一个既不造成环境污染,又能防治农业虫害的方法。
(使害虫不能完成正常交配,所以,可以通过破坏农作物害虫种群正常的性别,来达到防治害虫的目的)。
3、出生率――一年内,平均每千个个体中活产的新个体数。
死亡率――一年内,平均每千个个体中的死亡个体数。
强调:
出生率和死亡率是决定种群密度和种群大小的重要因素。
出生率>死亡率:
种群中个体的数量增加
死亡率>出生率:
种群中个体的数量减少
年龄组成和性别比例对种群密度的影响,最终要通过出生率和死亡率来直接表现,使学生进一步理解我国制定计划生育政策的必要性。
小结:
种群是指一定空间和时间的同种生物个体的总和,它具有种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率等统计学特征。
此外,有的种群还具有社群结构等特征,如灵长类的首领制和等级制等。
而每个种群的大小或数量总是不断地变化着,这就是种群动态。
了解种群的特征,掌握种群的动态规律,是我们科学管理、合理开发利用生物资源,控制有害动物的基础,也是我国制定“一对夫妇只生一个”的人口政策的重要科学依据。
第2课时
二、不同类型的生物群落
生物群落:
在一定生活环境中的所有生物种群的总和。
观察:
1、在校园内或校园附近,找一个花坛、一块农田或其他生活小环境,观察这个环境中生活着哪些生物种群?
2、在周围环境划定一个范围。
计算一下该环境中的某一种群的密度
3、通过观察比较,你认为种群中个体的数量及密度是固定不变的吗?
小结:
生物群落具有以下几个要点:
①一定的自然区域内(一个水池、一片草原或一片森林等一定范围内)。
②相互之间有直接或间接关系(相互影响,相互制约)。
③各种生物的总和(包括这个区域内的各种植物、动物和微生物)。
与种群的区别与联系:
①与种群区别:
种群是同种生物个体的总和,群落是各种生物的总和。
②与种群联系:
群落是由不同种群构成的,它是一定自然区域内,各种种群的集合体。
练习:
1、在一片森林里,群落是指该区域内[ ]
A.所有的树木 B.所有的动物和植物
C.所有的生物与无机环境 D.所有的生物。
2、下列实例中,属于生物群落的是[ ]
A.一片草地上蝗虫的全部幼虫和成虫;
B.一块朽木上的全部真菌;
C.一棵枯树和其上的苔鲜、真菌、昆虫、蜗牛等;
D.一块水田里的全部水稻、水草、鱼、虾及其它生物
视频播放:
种群和群落
植被(vegetation):
群落中起主导作用的是植被。
把被覆盖在地球表面的植物群落称为植被。
森林群落
以森林植物群落为例,说明群落的结构。
*生物群落的结构:
指群落中各种生物在空间上的配置状况,包括垂直结构和水平结构。
1、垂直结构:
生物群落在垂直方向上具有明显的分层现象。
森林群落:
☆乔木层:
一般指5米以上的乔木区,这一层动物种类丰富,有各种昆虫、鸟类。
☆灌木层:
一般指1-5米高的灌木丛区,动物有树栖兽类以及各种鸟类。
☆草本层:
指地面上1米以下的草本植物区,在这一层中,昆虫、蜘蛛、蛇及各种小型鸟和兽类较多。
☆苔藓地衣层:
贴着地面生长的苔藓、地衣和真菌等。
☆生活在森林中的各种动物,也随着它们赖以生存的植物种类不同而出现分层分布的现象。
池塘群落:
动物在群落中也存在类似的分层现象,淡水养鱼中四大家鱼的混合饲养,就是根据群落垂直结构的关系,充分利用不同水层的空间和条件来获得高产的。
2、水平结构:
是指群落在水平方向上,不同地段的生物种类往往不同的现象。
在水平方向上,由于地形的起伏,树冠的疏密度,光照的明暗、土壤湿度的大小等因素的影响,不同地段的生物种类往往也有差别。
于是群落就由各种不同的“小群落”镶嵌分布在地面上,形成群落的水平结构,这种现象主要是由群落内环境因素的差异造成的。
观察:
在学校附近找一片小树林,辨认乔木层、灌木层、草木植物层主要有哪些植物种类,在各层植物中有哪些动物分布?
第3课时
引入:
生物无论生活在什么样的环境中,它们都会与周围环境产生相互作用。
三、生物与环境的相互作用
1、生物与非生物的关系
读图:
图中植物形态的变化主要是受了环境中哪些因素的影响?
生活在自然界中的生物会受到温度、阳光、水分、食物等各种环境因素的影响。
同时生物的生命活动也会以影响环境。
举例:
蚯蚓在土壤中活动,可以使土壤疏松,同时排出物还能增加土壤肥力。
生物不断进化,以适应环境。
现存的每一种生物都具有与其生活环境相适应的形态结构和生活方式。
*保护色
*拟态
*此外,如仙人掌能耐受长期的干旱,适于沙漠环境;哺乳动物发达的四肢,适于在陆上行走或奔跑……
讨论:
鱼在水中游,鸟在空中飞……各种生物的形态和结构有哪些特点是与其生活方式相适应的?
2、生物与生物之间的关系
⑴同种生物之间存在着互助(蚂蚁、蜜蜂)的现象,也存在着斗争(争夺食物、空间或配偶)
的现象。
――种内互助,种内斗争
⑵不同种生物之间存在着如下关系:
互惠:
彼此有利,分开后能独立生活,也叫种间协作 如:
花与蝴蝶
共生:
彼此有利,分开后不能独立生活 如:
豆科植物与根瘤菌、地衣
竞争:
彼此互相抑制,也叫种间竞争 如:
水稻与杂草
捕食:
一方杀死或吃掉另一方 如:
鸟吃虫
寄生:
一方有利,另一方有害 如:
蛔虫寄生于人体内、莬丝子、细菌等
偏利、偏害:
对一方有利或有害,另一方则没有影响
小结:
略
课堂练习:
1-5题
作业:
作业本
第4课时 观察酵母种群
第二节生态系统(共4课时)
教学目标:
1.了解生态系统的基本类型。
2.理解生态系统的概念。
3.了解生态系统的组成成分,了解食物链和食物网。
理解生态系统四种组成成分的功能地位及相互关系。
4.了解生态系统的能量流动和物质循环的过程及意义,理解能量流动和物质循环的特点,理解能量流动和物质循环的区别与联系。
重点难点:
生态系统的概念;生态系统的成分;食物链与食物网;能量流动和物质循环。
教学过程
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第1课时简案
情境引入;(课件:
池塘生态系统)问;池塘中有些什么生物呢?
池塘中除生物群落还有什么呢?
生物群落和无机环境存在什么关系呢?
一、生态系统的多样性:
生态系统:
生物群落和它所生活的环境中的非生物因素一起,组成了一个生态系统。
强调:
生物群落(包括动物、植物、微生物等生物)
环境中的非生物因素(阳光、空气、水、土壤等无生命的物质)
举例:
小草离不开阳光,因为要进行光合作用;
小草离不开土壤,因为需要土壤中的养料;
人和动物都离不开空气,因为需要呼吸空气中的氧气。
鱼儿离不开水等等。
强调:
每种生物的生活都离不开它们所处的生活环境,生物与环境之间保持着密切的联系,生物与环境是一个有机的、统一的整体,这个统一的整体就是生态系统。
举例:
一块草地,一块农田,一片森林。
练习:
在一阴湿洼草丛中,有一堆长满苔藓的腐木,其中聚集着蚂蚁、蚯蚓、蜘蛛、老鼠动
物,它们共同构成了一个( )
A生物群落B生态系统C食物链D食物网
通过上述例子指出生态系统的范围有大有小:
小到一堆腐木、一个池塘,大到一片森林,乃
至整个地球。
强调地球上最大的生态系统是生物圈。
视频示上述不同类型的生态系统。
以森林生态系统为例分析其主要特点:
1、森林生态系统分布在湿润和较湿润地区。
2、主要的植物以乔木为主,动物以营树栖和攀援生活的种类特别多。
3、群落的结构复杂,因而种群的密度和群落结构能够长期处于较稳定的状态。
说明:
森林生态系统是陆地上最复杂的生态系统。
请学生结合课件(或录像)介绍,阅读课本内容中的草原生态系统、农田生态系统、海洋生态系统和淡水生态系统。
小结:
在各种类型的生态系统中,生活着各种类型的生物群落。
在不同的生态系统中,生物
种类和群落的结构都有差。
但是,各种类型的生态系统在结构和功能上都是一个统一整体。
生物类型虽然具有分布上的区域性,但又具有一定的迁移性,无机环境虽然具有气象、地貌
上的差异性,但也具有天气、水域的连续性,所以地球上的全部生物及无机环境的总和构成地球上最大的生态系统——生物圈。
第2课时简案
二、生态系统的成分:
大屏幕上一一展示出“稻田生态系统”“池塘生态系统”“森林生态系统”和“海洋生态系统”的画面。
比较各生态系统在结构上有哪些相同点?
1、生产者:
绿色植物(生态系统的主要成分)
建议做一个训练练习,如问学生:
“你父母每天上班劳动创造劳动价值,他们是生产者吗?
为什么?
”从而强化生产者的社会学概念和生物学概念的不同,明确指出在地球上,绿色植物能通过光合作用制造有机物,他们是生态系统中的生产者。
2、消费者:
各种动物
依据消费者直接或间接利用绿色植物制造的有机物的次序,将其分为:
(1)直接以绿色植物为食的动物叫初级消费者。
如:
蝗虫等。
(2)以草食动物为食的肉食动物称为次级消费者。
如:
蛙、狐狸等。
(3)以次级消费者为食的肉食性动物称为三级消费者。
如:
蛇、鹰等。
3、分解者:
细菌、真菌等微生物及某些原生动物及腐食性动物。
(必不可少的成分)
利用软件,展示没有分解者的生态系统中动物遗体,植物残枝败叶等堆积如山,生态系统面临崩溃的画面。
4、非生物的物质和能量:
阳光、温度、水、岩石、土壤、空气等。
小结:
总之,一个生态系统要稳定平衡的发展,生产者、消费者、分解者必须是紧密联系,缺一不可的。
问;想一想,在“稻田生态系统”中各种生物之间是什么关系?
如:
水稻与蝗虫之间,蝗虫与青蛙之间,青蛙和蛇之间是什么关系?
(吃与被吃的关系)
三、生物之间的食物联系:
1、食物链:
在生态系统中,各种生物之间由于食物关系而形成的联系。
如:
草→兔→狐→虎
(注意:
每条食物链的起点总是生产者,终点是不被其他动物所食的动物。
)
2、食物网:
许多条食物链彼此相互交错连结成网状的形式。
问:
食物网上某一生物的增加或减少,对整个生态系统有何影响?
情感教育:
同学们要认真理解各种成分之间的关系,在日常生活中要主动参与,力求保持生态系统结构的完整性,使生态系统健康。
平衡地发展。
教学说明:
关于食物链和食物网,主要让学生弄清两点:
一是生物之间吃与被吃的关系,二是物质和能量沿着食物链和食物网流动(这会在下一课时详细讲述)。
这里可结合农业生产中的例子如捕蛇、捕青蛙和消灭麻雀等来说明破坏食物链给人类造成的危害,以及保护每一个物种的重要性。
探究:
探索食物网。
(通过探究我们每天所摄取的食物种类来进一步认识人类是食物网中的一员,人类的生活离不开周围的生物,同时也让学生认识到生态系统中的物质和能量是沿着食物链和食物网流动的。
)
第3课时简案
引入:
生物的各种生命活动都要消耗能量。
生物是怎样获得能量的呢?
能量是怎样输入生态系统的?
能量流动的渠道是什么?
能量流动的过程是怎样的?
四、能量流动和物质循环
讲述:
生态系统流动的能量来自太阳能,即生态系统中能量的源头是太阳能。
但并不是所有的太阳能都参与生态系统中的能量流动,必须是输入到生态系统的生产者的能量才能开始在生态系统中流动。
怎样输入?
依赖于绿色植物的光合作用把太阳能转变成化学能,(复习光合作用的概念)并将化学能贮存在它所制造的有机物中,其他生物则直接或间接利用经绿色植物转化后贮存在有机物中的化学能。
分析教材P57图2-21:
食物链:
生产者→初级消费者→次级消费者
说明能量流动是通过食物链和食物网来传递的。
读图:
看图2-22,并思考
1、生态系统中能量流动有什么特点?
形成这些特点的原因是什么?
——是单向流动和逐级递减。
讲述:
对于单向流动来讲,是说能量只能从生产者流向消费者再到分解者,而不能反向流动,可以理解为肉食动物以植食动物为食,植食动物不能以肉食动物为食。
植物与植食动物的关系也是如此。
对于逐级递减来讲,生产者固定的能量,不能百分之百流向消费者和分解者。
一部分被自身的生命活动消耗了,即被呼吸作用分解了,以热能的形式散失掉了;储存在体内的能量一部分被初级消费者摄食流入到初级消费者,没被初级消费者利用的枯枝落叶这一部分被分解者释放出来。
这就决定了能量越流越少。
2、生态系统中的物质流动有什么特点?
——循环不息。
组成生物体的基本化学元素在生物和无机环境间可以反复地出现和循环。
3、能量流动和物质循环之间有什么联系?
——能量流动伴随物质循环进行,两者密切相关。
注:
上述的生态系统是指地球上最大的生态系统——生物圈,说明物质循环带有全球性。
巩固练习:
1.请从能量流动的角度解释为什么食物链一般不超过五个营养级?
2.俗话说,“一山不容二虎”,有没有道理?
为什么?
引入:
生态系统中能量的源头是太阳能,而生态系统中的物质却是由地球提供的。
地球为什么能为生物源源不断地提供各种物质呢?
比如,生物在不停的呼吸过程中,每天都要消耗大量的氧,为什么我们并未感到大气中的氧不断减少呢?
原来,在生物群落与无机环境之间,物质是不断地循环的。
复习讨论:
碳循环
读图:
2-23氮的循环
生物固氮
让学生自学并探讨出固氮的三条途径人工固氮
雷电固氮
布置作业:
1、P59课外观察
2、P59---60第1-7题
资料链接:
1、桑基鱼塘:
在太湖地区和珠江三角洲的河网地带,有些低洼地无法利用。
人们为了是这种土地资源得到充分的利用,就广泛采用桑基鱼塘的模式,即将低洼地挖成塘,挖出的泥土在塘边成基,在基上种桑,桑叶养蚕,蚕蛹和蚕沙下塘养鱼,塘泥又作为桑树的基肥。
鱼塘内根据鱼的习性,可分上、中、下三层养鱼。
2、庭院立体生态农业模式:
在我国农村的一些地方,人们为了充分利用庭前院后的小天地,以种养为基础,立体多层栽培,循环饲养。
如在果园内养鸡,鸡粪配以混合饲料养猪,猪粪制沼气,沼渣沼液养蚯蚓,蚯蚓养鸡,形成物质多次利用的良性循环。
第四课时
学生分组实验:
制作生态球(略)
第三节生态系统的稳定性(共2课时)
教学目标:
1.理解生态系统稳定性的概念,理解生态系统的自动调节能力。
2.了解自然因素对生态系统稳定性的影响和破坏,理解保持生态系统相对稳定的意义.
3.了解各种人为因素对生态系统稳定性的积极和消极影响,渗透人和自然和谐发展的生态观点。
重点、难点:
生态系统的稳定性;影响生态系统稳定性的因素。
野外调查与社会调查能力的培养。
教学过程:
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第1课时简案
引入:
出示温带草原生态系统图
问:
1、上述生态系统中共有几条食物链?
初级消费者有哪几种?
2、试想:
假如草原上鼠类的数量大量增加会造成怎样的连锁效应?
说明:
生态系统中的生物的数量在不断地变化,物质和能量在生物和无机环境中不断地循环流动,一定时期内,生态系统的结构和功能会保持相对的稳定性。
一、生态系统具有一定的自动调节能力
生态系统的自动调节能力:
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。
(展示森林生态系统、沙漠生态系统图片及食物网简图。
)
提问:
1、哪个生态系统生物种类多?
2、哪种生态系统的自动调节能力强?
为什么?
结论:
生态系统的自动调节能力是不同的,生态系统中成分越复杂、生物种类越多,自动调节能力就越强,生态系统的稳定性就越高。
播放太湖流域污染及治理的录像。
提问:
这些水域在环境污染下,还能保持稳定性吗?
说明了什么问题?
结论:
一个生态系统的自动调节能力是有一定限度的,如果外界因素的干扰超过了这个限度,生态系统的稳定性就会遭到破坏。
进一步引导学生认识,要使我们周围的生存环境变好,我们每个人必须爱护生物,保护生物的多样性。
提问:
停止排污后,这些水域又出现什么变化,说明了什么?
——又恢复了原状。
外界因素的干扰消除后,生态系统具有重建稳定状态的能力。
思考:
P62比较森林生态系统、农田生态系统稳定性谁强谁弱?
一旦遭到严重破坏,要恢复稳定性,哪一种生态系统更难?
(森林生态系统)
情感教学:
我们应该怎样维持地球生态系统的稳定性?
“不买使用氟利昂的冰箱”
“多植树、种草种花”
“不使用一次性木筷和饭盒”
“不乱砍滥伐森林”
“控制污染物的排放”
结论:
我们要保护好地球——人类唯一的家园。
小结:
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.生态系统具有一定的自动调节能力,调节能力的大小与生态系统的成分有关。
教学说明:
教师可在本节课中安排资料分析,组织学生讨论,让学生明白人类的活动会通过食物链而影响生态系统。
教师可给学生介绍一些著名的有毒物质富集的事例,如日本的水俣事件,这类事件更有说服力,更能从情感上让学生认识到保护生态系统、保护生物圈的重要性。
补充材料:
“生物圈II号”实验
第2课时简案
二、自然因素对生态系统的影响
1、自然因素:
火山喷发、地震、海啸、水旱灾害、雷电、火灾、台风、滑坡、泥石流
(视频:
2005年的台风“麦莎“,印尼”海啸“,危地马拉泥石流、南亚地震等)
讨论1:
我们家乡最常见的自然灾害有哪些?
灾害对当地的自然环境、人民生活产生了怎样的影响?
(如“麦莎”过后当地的菜价上涨,各种农产品的产量下降。
)
简介中国的主要自然致灾因子。
(可预先让学生查阅资料进行汇总交流)
讨论2:
如何减少自然灾害的发生及减轻自然灾害导致的后果?
思考:
植树造林为什么能有效地减少水旱灾害?
三、人类活动对生态系统的影响:
影响生态系统稳定性的因素主要是自然因素和人为因素,人为因素往往会导致自然因素的强化。
视频播放:
污水污染、过量开采资源、森林的大肆砍伐。
讨论:
1、森林遭到过度砍伐后,原来生活在森林中的动植物将受到什么影响?
当地居民的生存环境将会发生哪些变化?
2、本地有哪些由于人类活动导致生态系统破坏的事例?
这给本地带来了什么样的危害?
3、本地应采取何种措施来保护环境?
保护生态系统?
4、从爱护环境、保护生物圈的角度出发,我们每个人应该怎样做?
保护生态环境的措施:
1、介绍十大林业工程
2、建立自然保护区
3、颁布法律文件
4、建立环境保护机构
小结:
教学说明:
本节课可上成讨论课,课前可事先让学生分别调查和收集资料,在课上交流。
本节课的教学重在情感态度和价值观的教育,培养学生爱护生物的情感和保护自然环境的意识。
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