4.1.3 生物圈是最大的生态系统（教学设计）生物鲁科版五四学制2024七年级上册

第1章 生态环境 第3节　生物圈是最大的生态系统 年级 七年级 授课时间 1课时 课题 第3节　生物圈是最大的生态系统 教材分析 《生物圈是最大的生态系统》是（鲁科版2024）七年级上册第四单元《生物与环境》的第一章生态系统第三节的教学内容。本节是既是对之前学习的“生态系统”概念（组成、结构、功能如食物链/网、物质循环、能量流动）的概括和整合。又为后续学习人类活动对生态环境的影响（如环境污染、生物多样性保护、气候变化） 以及可持续发展奠定宏观基础。理解生物圈的整体性，是理解人类活动全球性影响的前提。同时，也为高中学习更深入的生态学原理（如生物地球化学循环）埋下伏笔。 教学目标 1、知识目标 （1）描述生物圈的范围。 （2）阐明生物圈是最大的生态系统。 （3）认同生物圈是所有生物共同的家园，确立保护生物圈的意识。 2、能力目标 处理图文资料，运用观察、分析、比较等方法解决问题。 3、情感态度与价值观 （1）认同生物圈是一个统一的整体，是所有生物共同的家园。 （2）增强环保意识，保护生物圈。 教学重、难点 重点 举例说明各生态系统之间如何相互关联，阐明生物圈是一个统一的整体。 难点 阐明生物圈是最大的生态系统，是一个统一的整体。 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 新课导入 多媒体播放图片，活跃课堂气氛。 教师提问：“对照地球仪，尝试说出地球上那些地方分布着生物，主要是什么生物，各种生物和它们的生活环境构成了怎样的生态系统？” 学生观看图片仔细听讲 学生思考并回答问题 新知探究 一、生物圈的概念 1、教师讲授生物圈的定义。 地球上所有生物及其环境的总和叫作生物圈 2、教师：地球上是不是任何地方都有生物呢？生物圈的范围有多大呢？ 地球上适合生物生存的地方，其实只是它表面的一薄层（并不是地球的全部），科学家把这一薄层叫做生物圈。 学生思考并尝试回答问题 二、生物圈的范围 1、多媒体图片 2、教师： 如果以海平面来划分，生物圈向上可到达约10千米的高度，向下可深入10千米左右的深处。 3、 多媒体展示生物圈范围图片，教师讲授生物圈范围 1、 大气圈底部由多种气体组成，如：氮气、氧气和二氧化碳等，生活着能够飞翔的昆虫和鸟类，还有细菌等微小生物。 ②、水圈的大部包括地球上的全部海洋和江河湖泊。生活着几乎到处都有生物，但是大多数生物生活在水面下150米以内的水层中。 ③、岩石圈的表面是地球表层的固体成分，其表面大多覆盖着土壤，生物大多生存于土壤上层几十厘米之内，生物种类最丰富，一切陆生生物的“立足点”。 学生仔细观看图片 学生仔细听讲 学生仔细听讲 学生仔细听讲 三、多种多样的生态系统 1、教师：在生物圈中，由于不同区域的环境差别很大，生物种类也是千差万别，因此，生物圈中有着多种多样的生态系统 2、要求学生阅读教材P23--P24的内容，说出各种生态系统的名称以及特点。 3、多媒体展示森林生态系统、草原生态系统等图片，归纳各生态系统的特点 ①、森林生态系统分布在较湿润的地区，动植物种类繁多，营养结构复杂。森林在涵养水源、保持水土、防风固沙、调节气候、净化空气等方面有着重要作用，有“绿色水库”、“地球之肺”之称。 ②、草原生态系统：草原生态系统分布在干旱和半干旱地区，年降雨量少，缺乏高大的植物，生物种类比森林生态系统少，但也比较丰富。在水土保持、防风固沙方面有着重要的作用。 ③、荒漠生态系统：荒漠生态系统是在沙漠、戈壁、两极冻土带和高山冻原等干旱、贫瘠或寒冷条件下形成的生态系统。荒漠生态系统生物稀少，是地球上生态环境最恶劣的地区之一。 ④、湿地生态系统：湿地生态系统是在多水和过湿条件下形成的生态系统。沼泽是典型的湿地生态系统，其中沼泽植物占优势，动物种类也很多，湿地具有净化水质、蓄洪抗旱的作用。有“地球之肾”之称。 ⑤、海洋生态系统：海洋生态系统有丰富的藻类资源。动物种类很多，大都能在水中游动，辽阔的海洋能吸收大量二氧化碳，地球每年产生的氧气大不部分来自海洋藻类。⑥、淡水生态系统：淡水生态系统包括河流、湖泊、池塘等淡水水域。淡水生态系统生物种类比较丰富，淡水生态系统不仅为人类提供生产生活用水，在气候调节等方面也起着重要的作用。 ⑦、农田生态系统：农田生态系统以农作物为主体，生物种类较少。同野生植物相比，农作物抵抗旱涝灾害和病虫害的能力较差，因此，需要在栽培和管理中投入大量的人力物力。 ⑧、城市生态系统：城市生态系统中人类起重要的支配作用，生物的种类和数量少。由于人口密集，排放的污水、废气和固体废弃物较多，容易产生环境问题。 学生仔细阅读教材内容，归纳知识点。 学生回答各生态系统的名称以及特点 四、生物圈是一个统一的整体 1、阅读教材P25的资料分析： 小组讨论： 河流生态系统与哪些生态系统有关联？ 2、 多媒体展示图片，教师讲解河流生态系统与其他生态系统的关系是增样的。 3、从地域关系来说，各类生态系统是相互关联的。从生态系统中的生物来说，生物可以经过不同的生态系统。从非生物因素来说，地球上所有的生态系统都受到阳光、大气、水等因素的影响。 4、生物圈是由各种类型的生态系统组成的统一整体，是地球上最大的生态系统，是所有生物共同的家园。保护生物圈，人人有责。 学生分组讨论 学生认真听讲 学生认真听讲 课堂小结 生物圈是最大的生态系统 巩固练习 1.下列哪一生态系统有“绿色水库”之称（ ） A、海洋生态系统 B、农田生态系统 C、森林生态系统 D、城市生态系统 2．在地球上，最大的生态系统是（ 　）。 A．森林生态系统 B．草原生态系统 C．海洋生态系统 D．生物圈 3.下列有关生物圈范围和定义的描述，正确选项是（ ） A．生物圈是地球上所有生物的总称 B．生物圈的范围包括大气圈 、岩石圈和水圈的全部  C．生物圈是地球上所有生物能够生活的地方  D．生物圈是地球上所有生物及其环境的总和 板书设计 第3节 生物圈是最大的生态系统 一、生物圈的范围 定义：地球上所有生物与其环境的总和。 圈层划分： 大气圈底部：飞翔昆虫、鸟类、细菌。 水圈大部：海洋、河流、湖泊。 岩石圈表面：陆生生物“立足点”。 二、多种多样的生态系统 类型及特点： 1. 森林生态系统：“绿色水库”“地球之肺” 2. 草原生态系统：防风固沙，耐旱动植物 3.海洋生态系统：产氧量高，藻类为基础 4.湿地生态系统：“地球之肾”，净化水质 5.农田/城市生态系统：人类主导 三、生物圈是一个统一的整体 联系表现： 1. 非生物因素：阳光、水、大气全球流动 2. 地域关联：河流连接陆地与海洋生态系统 3.生物迁移：鸟类迁徙跨越多个生态系统 核心结论： 生物圈是最大的生态系统，是所有生物共同的家园 课后作业 1．截至2023年12月7日，中国生物圈保护区网络成员增加至200家，成为一个充满活力的实施“人与生物圈计划”、开展保护区能力建设和理念培训的教育平台。下列关于生物圈的描述正确的是（　　） A．生物圈指的是地球上全部植物、动物和微生物的总称 B．生物圈是最大的生态系统 C．生物圈的范围包括大气圈的上层、水圈和岩石圈的下层 D．生物圈中多种多样的生态系统之间彼此独立，互不影响 【答案】B 【分析】生物圈是地球上所有生物及其生存环境的总和，是最大的生态系统，包括大气圈的底部、水圈的大部和岩石圈的表面。生物圈中各生态系统之间相互关联。 【详解】A．生物与环境是统一的整体，生物圈不仅包含全部生物（全部植物、动物和微生物），还包括它们的环境，故A错误。 B．生物圈地球上包含所有的生态系统，是最大的生态系统，故B正确。 C．生物圈范围应为大气圈底部、水圈大部和岩石圈表面，而非大气圈的上层、水圈和岩石圈的下层，故C错误。 D．多种生态系统之间通过物质循环和能量流动相互影响，故D错误。 故选B。 2．某班开展了制作生态瓶的跨学科实践活动，生物学老师要求各组分别制作一个相对自给自足，不与外界进行物质交换的生态瓶。密封瓶口后，放在阳台上，每天观察并记录瓶中发生的变化。下图是小明组制作的生态瓶，请回答相关问题： (1)该生态瓶中的生物与非生物环境构成了一个有机整体，所以可以将它看作是一个小型的 。与之相比，地球上最大的生态系统是 。 (2)生态学中，把该生态瓶中的水、小虾和水蜗牛等影响鱼生活的因素统称为 因素。 (3)生态瓶制作成功的关键是瓶中的动、植物均能在较好的生存状态下维持一段时间。但是与森林生态系统相比，该生态瓶中的生物种类少，营养结构简单， 能力较弱。 【答案】(1) 生态系统 生物圈 (2)生态 (3)自我调节/自动调节 【分析】在一定的空间范围内，生物与环境所形成的统一的整体叫生态系统。一个完整的生态系统包括非生物部分和生物部分，非生物部分包括阳光、空气、水、温度等，生物部分由生产者（主要是植物）、消费者（主要是动物）和分解者（腐生的细菌、真菌）组成。 影响生物生活和分布的因素称为生态因素，包括生物因素和非生物因素。 【详解】（1）一个完整的生态系统包括非生物部分和生物部分，非生物部分包括阳光、空气、水、温度等，生物部分由生产者（主要是植物）、消费者（主要是动物）和分解者（腐生的细菌、真菌）组成。 从生态系统的组成成分来分析，题图生态瓶属于小型的生态系统，其里面的浮萍和金鱼藻属于生产者，水蜗牛、河虾、鱼属于消费者，河沙、水中的细菌和真菌属于分解者，水、河沙和小石子、阳光等属于非生物部分。 生物圈是地球表面全部生物和生活环境的总和，包括地球上全部生态系统。因此地球上最大的生态系统是生物圈。 （2）影响生物生活和分布的因素称为生态因素，包括生物因素和非生物因素。因此生态学中，把该生态瓶中的水、小虾和水蜗牛等影响鱼生活的因素统称生态为因素。 （3）生态系统中的生物种类越多，营养结构越复杂，自我调节能力越强；反之则越弱。与森林生态系统相比，该生态瓶中的生物种类少，营养结构简单，自我调节（自动调节）能力较弱。 3．阅读资料，回答下列问题。 资料一：三北防护林工程是指在我国三北地区（西北、华北和东北）建设的大型林业生态工程。建设该工程是改善生态环境、减少自然灾害的战略需要、也能够助力碳达峰和碳中和。 资料二：三北防护林中的泓森槐是一种抗旱、抗烟尘、耐盐碱的植物，其适生范围广，是土壤改良、水土保持的优良树种。泓森槐根系发达，具根瘤，可固氮，落叶可提高土壤肥力，其耐瘠薄、耐旱性优于杨柳科品种，在贫瘠土壤中也能正常生长。 (1)三北防护林所属的生态系统类型是 （填“自然”或“人工”）生态系统。 (2)三北防护林能改善生态环境，减少自然灾害，助力碳达峰和碳中和的实现，这体现了生物与环境间的关系是 。 (3)三北防护林建设过程中，曾单一种植杨树，结果饱受天牛等虫灾之苦，树林大面积死亡，后来改种松树、沙棘、泓森槐等植物构成混合林，情况得以改善。天牛等害虫属于影响杨树生活的 （填“生物”或“非生物”）因素。请分析单一人工林比天然混合林容易发生虫灾的原因是 。 【答案】(1)人工 (2)生物影响环境 (3) 生物 对比天然混合林，单一人工林中生物种类的多样性少，食物链和食物网简单，自我调节能力弱，较易发生严重的虫灾 【分析】（1）生物与环境的关系：生物适应环境，生物影响环境，环境影响生物。 （2）在生态系统中各种生物的数量和所占的比例总是维持在相对稳定的状态，生态系统有一定的自我调节能力，但这种能力是有一定的限度的。生态系统的调节能力有大有小，这主要取决于它自身的结构特点。一般来说，生态系统中生物的种类越多，营养结构越复杂，自动调节能力就越大。反之，生态系统中的生物种类越少，营养结构越简单，自动调节能力就越小。 【详解】（1）人工生态系统‌是指人类通过干预和改造自然环境而建立的生态系统类型。自然生态系统是指在一定时间和空间范围内，依靠自然调节能力维持的相对稳定的生态系统。三北防护林工程是指在中国三北地区（西北、华北和东北）建设的大型人工林业生态工程。可见，根据形成的过程，三北防护林属于人工生态系统。 （2）生物适应环境是指生物为了生存下去，在生活习性或者形态结构上力求与环境保持一致。生物影响和改变环境是指由于生物的存在或者某些活动，使得环境有了改观或变化。可见，三北防护林能改善生态环境，减少自然灾害，助力碳达峰和碳中和的实现，这体现的生物与环境间的关系是生物影响环境。 （3）环境中影响生物生存和分布的因素叫做生态因素，生态因素有生物因素和非生物因素。天牛和尺蠖是生物，因此天牛等害虫属于影响杨树生活的生物因素。 生态系统中各种生物的数量和所占的比例是相对稳定的状态，这种平衡是一种动态平衡，之所以会出现这种平衡是因为生态系统具有一定的自动调节能力，这种能力与生态系统中生物的种类和数量有关，生物的种类和数量越多，营养结构越复杂，这种能力就越强，生态系统往往就越稳定；反之，就越弱。可见，对比天然林，人工林的生物种类多样性少，自动调节能力低，抗病虫害能力弱，较易发生严重的病虫害。 教学反思 本节课通过生活化、具象化设计，基本达成了知识目标，但在思维深度和实践体验上仍有提升空间。未来教学中，需进一步平衡“直观感知”与“逻辑建构”，让学生不仅“知道”生物圈是最大的生态系统，更能“理解”其统一性，并主动参与到保护行动中，真正实现“知识-思维-情感”的三维进阶。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$