内容正文:
5.1.2 生态系统的结构和功能
教学设计
【教学目标】
1.通过实例展示,资料分析,归纳出生态系统的概念及生态系统的组成;(科学思维与生命观念)
2.通过观察思考,自主练习,理解生态系统的营养结构是食物链和食物网;(探究实践与生命观念)
3.通过观察思考,合作学习,掌握生态系统的功能包括能量流动和物质循环,认识生态系统的整体性;(科学思维与生命观念)
4.通过思维训练,学会系统、整体地思考实际生活中的问题,树立保护生物多样性和维持生态平衡的意识。(科学思维与态度责任)
【教学重难点】
重点:1.了解生态系统的概念及生态系统的组成;2.理解生态系统的营养结构;3.掌握生态系统的功能,认识生态系统的整体性,学会系统、整体地思考问题。
难点:1.理解生态系统的营养结构;2.掌握生态系统的功能,认识生态系统的整体性,学会系统、整体地思考问题。
【教学过程】
教师活动
学生活动
备注
一、创设情境 导入新课
1.播放AI动画:牧民为了防止鸟吃草籽,将牧草用网罩起来,结果适得其反。请学生思考原因是什么?这个实例说明了什么道理?
仔细观看视频,思考回答:草地被网罩住后,鸟飞不进来,吃草的昆虫失去了鸟的制约,猖獗起来,说明自然界中各种生物相互制约,生物与环境是一个不可分割的整体。
通过AI动画吸引学生注意力,激发求知欲。
二、问题引导 探究新知
(一)什么是生态系统
1.请学生自主阅读教材第83页正文第二段,说出生态系统的概念并找出关键词。
2.请学生结合上节课内容思考:对一种生物来说,它生活的环境包括什么?
3.展示AI动画:一片森林、一片草原、一片海洋、一条河流、一个池塘、一片农田、一座城市。指出它们都可以看作一个个生态系统。
4.活学活用:列举一些场景,如长白山自然保护区、一个池塘所有的鱼、一个桌面生态缸、苹果园里的全部生物、一根朽木及上面生长着的细菌,真菌,蚂蚁等所有生物。请学生判断他们是否属于生态系统。
(二)生态系统的组成
1.播放视频:啄木鸟在树干上找虫吃、腐烂的树桩上长出许多真菌。请学生分析视频中的生物现象,结合教材第84页正文内容,思考讨论以下问题:
①树、昆虫的幼虫和啄木鸟分别是如何获得生命活动所需要的物质和能量的?
②腐烂的树桩最终会消失吗?其中的有机物发生了什么变化?
③在生态系统中,植物,动物和真菌分别扮演着什么角色?
2.展示一个场景,设疑:此生态系统的生产者、消费者与分解者分别是谁呢?通过突出一种成分,淡化其他成分的方式,逐个展示生产者、消费者和分解者。
3.深入讲解生态系统的组成成分。
①生产者主要指绿色植物,还包括蓝藻、光合细菌和化能合成细菌等;
②消费者主要指动物,还包括病毒和营寄生生活的细菌和真菌等;
③分解者主要指营腐生生活的细菌和真菌,还包括营腐生生活的动物,如蚯蚓、蜣螂(屎壳郎)、秃鹫等。
4.强调易错点:自然界中的所有植物都是生产者吗?自然界中的所有动物都是消费者吗?给学生举例说明。
5.活学活用:地球上如果没有分解者会怎样?
6.展示生产者、消费者和分解者的关系示意图,请学生归纳三者之间的关系。
8.设疑:生态系统除了以上所描述的生产者、消费者和分解者,还有什么吗?
9.对生态系统的组成进行小结,请学生做好笔记。
(三)生态系统的营养结构
1.展示上一部分材料分析中的取食与捕食关系图。提出食物链的概念:生态系统中,不同生物之间由于吃与被吃的关系而形成的链状联系,叫作食物链。展示规范的书写示例:树→昆虫幼虫→啄木鸟。
2.同步练习:“螳螂捕蝉,黄雀在后”反映的是一条完整的食物链吗?如果不是,应该如何补充,再用食物链表示出来呢?
3.在上述食物链基础上,强调食物链的书写规则:
①食物链的组成:生产者+消费者(不包括分解者和非生物成分,表示吃与被吃的关系)。
②食物链的起点是生产者,终点是最高级消费者,中途不能停下。
③箭头由被食者指向取食者或捕食者,表示生态系统中物质和能量流动方向。
4.展示森林生态系统中的几种生物:草、兔、鼠、狐、蛇、鹰。请学生将它们用箭头连接起来,数出有几条食物链。
5.请学生完成教材第86页观察·思考中的练习:
①你连接的这些食物链有多少条?它们是互不相关的吗?
②假如蛇的数量大量减少,哪些生物的数量可能发生变化?发生怎样的变化?
6.提出食物网的概念及生态系统的营养结构:在一个生态系统中,往往有很多条食物链,它们彼此交错连接,形成食物网。食物链和食物网是生态系统的营养结构,生态系统中的物质和能量就是沿着食物链和食物网流动的。
(四)生态系统的功能
1.展示生态系统中物质与能量的变化示意图,设疑:生物的生命活动都需要物质和能量,生态系统中这些物质和能量的供应源源不断,是如何实现的?可以把这个问题拆分成以下两个小问题,请学生结合教材第88页正文进行讨论交流。
①二氧化碳和水是怎样在生物与无机环境之间循环的?生产者、消费者和分解者各起什么作用?
②进入生物体内的其他物质能否返还无机环境中?
③生物生命活动所需的能量能够被循环利用吗?为什么说太阳是生态系统中能量的来源?
2.展示生态系统中物质与能量传递示意图,讲解传递规律。
3.小结:生态系统的量大基本功能——物质循环和能量流动。
(五)思维训练:系统、整体地思考问题
请学生阅读教材第88页【思维训练】部分的内容,根据老师提供的相关资料思考回答:如果把苍蝇、蚊子都消灭了,会影响生态系统的结构和功能吗?
找到生态系统的概念,划记关键词:一定空间范围、生物、环境。
回顾上节课知识,回答:包括影响其生活的非生物因素及生物因素。
感受什么是生态系统。
根据生态系统判断的关键词,思考回答:属于生态系统的有长白山自然保护区、一个桌面生态缸、一根朽木及上面生长着的细菌,真菌,蚂蚁等所有生物。
结合教材内容,思考讨论回答:
①树通过光合作用制造有机物,储存着来自阳光的能量;昆虫的幼虫通过吃树的有机物获得物质和能量;啄木鸟通过吃昆虫的幼虫获得物质和能量。
②腐烂的树桩最终会消失,树干中的有机物会被真菌、细菌等分解成无机物(水、二氧化碳等)
③植物通过光和作用制造有机物,扮演生产者;动物直接或间接以植物为食,扮演消费者;真菌能够把有机物分解成无机物,扮演分解者。
在教材上补充重点笔记。
在老师的引导下明确:有的植物不是生产者而是消费者,如菟丝子;有的动物是分解者而不是消费者,如蚯蚓、秃鹫、屎壳郎等。
思考归纳:三者之间相互依存,相互制约。
思考回答:还有非生物部分,如阳光、空气、水等。
用概念图形式做好笔记。
在教材上划记食物链的概念,并跟随老师规范书写食物链。
在老师的引导下写出完整的食物链:树→蝉→螳螂→黄雀。
在教材上补充食物链书写规则笔记。
尝试将所有取食和捕食关系用箭头连接起来。数出有五条食物链。
尝试将所有取食和捕食关系用箭头连接起来。讨论回答:
①9条食物链,是相互联系的。
②假如蛇的数量大量减少,短期来看,猫头鹰的数量会减少,青蛙、鼠的数量会增加,多种生物数量都会发生相应变化。
在教材上划记重点。
结合教材内容讨论回答:
①二氧化碳和水主要是通过光合作用和呼吸作用进行循环的。生产者通过光合作用,使二氧化碳和水从无机环境进入生物群落;消费者通过捕食促进有机物的转化;分解者将生物遗体遗物中的有机物彻底分解为二氧化碳和水等,归还到无机环境,完成循环。
②进入生物体内的其他物质也能返还无机环境中。例如动物排尿可以排出无机盐。
③能量不能被循环利用。植物通过光合作用,将光能转化为储存在有机物中的化学能,沿着食物链流动,被各种生物所利用。所以说太阳是生态系统中能量的来源。
理解物质和能量随食物链传递逐级递减的规律。
在教材上划记重点。
思考回答:会影响。会导致食物链断裂、物质循环减缓、依赖其传粉的植物受影响,生态平衡被打破。
培养学生阅读获取关键信息的能力。
通过AI动画增加学生的直观感受。
学练结合,及时巩固。
培养学生自主思考及合作解决问题的能力。
对教材内容进行深化,帮助学生理解。
通过易错点的强调及同步练习巩固知识。
通过直观的图形帮助学生理解。
训练学生使用概念图整理知识框架。
动手操练,落实所学。
培养学生自主阅读习惯。
增加基础版练习,循序渐进。
培养学生自主思考解决问题的能力。
培养学生自主思考与合作学习解决问题的能力。
通过直观的图形帮助学生理解。
培养学生系统性思维方式。
三、课堂总结 盘点收获
通过本节课的学习,我们了解了生态系统的概念及生态系统的组成;理解了生态系统的营养结构是食物链和食物网;掌握了生态系统的功能包括能量流动和物质循环,认识到生态系统的整体性,学会了系统、整体地思考问题。
小组内总结,交流,最后全班交流,教师补充。
培养学生的归纳总结能力,构建知识体系。
四、巩固运用 拓展提升
教材第88页练习与应用:
一、概念检测
1.(1)× (2)× (3)√
2.C 3.
二、拓展应用
1.生态系统中能量随着食物链逐级递减。食草动物处于食物链的较低营养级,食肉动物处于较高营养级。营养级越高,可利用的能量就越少。食肉动物需要捕食大量的食草动物,才能获取足够维持自身生命活动的能量。所以在生态系统中,食肉动物的数量一般比食草动物少。
2.以水稻田害虫防治为例设计生物防治系统:
(1)明确水稻害虫及天敌:水稻害虫如稻飞虱、稻纵卷叶螟、二化螟等。稻飞虱的天敌有蜘蛛、青蛙、黑肩绿盲蝽等;稻纵卷叶螟的天敌有赤眼蜂、绒茧蜂等;二化螟的天敌有寄生蜂(如螟黄赤眼蜂等)、青蛙等。
(2)招引和保护天敌措施:①种植蜜源植物:在稻田周边种植芝麻、油菜花等蜜源植物,这些植物开花期可以为寄生蜂等天敌昆虫提供花蜜作为补充营养,有利于提高天敌昆虫的繁殖力和生存能力,从而招引更多的天敌。②保留田埂杂草:田埂上保留一些杂草,为蜘蛛、青蛙等提供栖息场所和藏身之处,让它们能够更好地生存和繁衍,发挥对害虫的捕食作用。
【板书设计】
5.1.2 生态系统的结构与功能
【教学反思】本节课首先结合AI,将教材上的导入内容改编成动画,通过视觉刺激和巧妙设疑让学生产生了极大的好奇心,很快地进入学习状态。接着通过大量视频、图片等教学资源引导学生辨识什么是生态系统、理解生态系统的组成。在学习生态系统的营养结构部分时,在教材原有练习的基础上,增加了一个较简单的食物网给学生进行难度上的过度,有效提升了知识理解度,调动了课堂积极性。本节课也存在明显不足:生态系统的营养结构部分教学耗时过多,导致能量流动和物质循环讲解仓促;合作学习过程中,部分基础薄弱学生参与度低,未能兼顾个体差异。
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授课人:罗老师
第五单元 生物与环境
第一章 生态系统 第二节
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知道什么是生态系统
了解生态系统的组成
理解生态系统的营养结构
掌握生态系统的功能,学会系统、整体地思考问题
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一、什么是生态系统
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观看视频思考:“克隆猴” 成功的意义是什么?
自然界中各种生物相互制约
生物与环境是一个不可分割的整体
罩网
鸟飞不进来,吃草的昆虫失去了鸟的制约,就猖獗起来
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一、什么是生态系统
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在一定的空间范围内,生物与环境相互作用所形成的统一的整体叫做生态系统。
判断关键
生物
环境
一定的空间范围内
温故知新
对一种生物来说,它生活的环境包括什么?
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包括影响其生活的非生物因素及生物因素。如阳光、温度、水、周围的其他生物等
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一片森林
一、什么是生态系统
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一片草原
一、什么是生态系统
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一片海洋
一、什么是生态系统
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一条河流
一、什么是生态系统
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一个池塘
一、什么是生态系统
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一片农田
一、什么是生态系统
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一座城市
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一、什么是生态系统
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小试牛刀:请判断下列描述是否属于生态系统?
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长白山自然保护区
一个池塘的所有鱼
生物圈
苹果园里的全部生物
一根朽木及上面生长着的细菌,真菌,蚂蚁等所有生物
生物
环境
一定的空间范围内
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二、生态系统的组成
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分析·讨论 森林生态系统的组成
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啄木鸟在树干上找虫吃
分析下列视频中的生物现象,这些现象在森林中是常见的。
腐烂的树桩上长出许多真菌
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二、生态系统的组成
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分析·讨论 森林生态系统的组成
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讨论1:树、昆虫的幼虫和啄木鸟分别是如何获得生命活动所需要的物质和能量的?
树通过光合作用制造有机物,储存着来自阳光的能量
昆虫的幼虫通过吃树的有机物获得物质和能量
啄木鸟通过吃昆虫的幼虫获得物质和能量
啄木鸟在树上
找虫子吃
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二、生态系统的组成
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分析·讨论 森林生态系统的组成
讨论2:腐烂的树桩最终会消失吗?
腐烂的树桩最终会消失,树干中的有机物会被真菌、细菌等分解成无机物(水、二氧化碳、无机盐等)
腐烂的树干上
长出许多真菌
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二、生态系统的组成
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分析·讨论 森林生态系统的组成
讨论3:在生态系统中,植物,动物和真菌分别扮演着什么角色?
植物
生产者
动物
真菌
消费者
分解者
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此生态系统的生产者、消费者与分解者分别是谁呢?
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生产者
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消费者
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分解者
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二、生态系统的组成——生产者
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主要指绿色植物
还包括蓝藻、光合细菌和化能合成细菌等
能利用光合作用制造有机物,不仅满足植物自身需要,也是动物的食物来源
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二、生态系统的组成——消费者
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主要指动物
不能自己制造有机物,直接或间接以植物为食
还包括病毒和营寄生生活的细菌和真菌等
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二、生态系统的组成——分解者
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主要指细菌和真菌
能够把有机物分解成无机物,供植物重新利用
严格地说,营腐生生活的细菌和真菌才是分解者,还包括营腐生生活的动物,如蚯蚓、蜣螂(屎壳郎)、秃鹫等
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易错点:自然界中的所有植物都是生产者吗?
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不是。只有能够通过光合作用自己制造有机物的绿色植物才属于真正的生产者。
菟丝子:消费者
寄生植物,从其他生物体内获取营养 ,自身并不进行光合作用。
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易错点:自然界中的所有动物都是消费者吗?
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不是。也有一些动物以腐生生活,属于分解者。
蚯蚓:分解者
蚯蚓是腐食性动物,能将生态系统中的有机物分解成无机物如二氧化碳、水和无机盐等
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如果没有分解者,动植物的遗体残骸、排泄物等无法分解,物质将被锁在有机质中不能被生产者利用,生态系统的物质循环终止,整个生态系统会崩溃。
活学活用:地球上如果没有分解者会怎样?
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二、生态系统的组成
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生产者、消费者和分解者的关系示意图
消费者
被取食
被捕食
分解后的产物被吸收
被分解
被分解
被分解
相互依存
相互制约
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生产者
分解者
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二、生态系统的组成
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生态系统
生物
部分
非生物
部分
植物
动物
细菌
真菌
……
阳光
空气
水
土壤
……
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生态系统的组成-小结
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生物部分
非生物部分
阳光、空气、水、温度等
生
态
系
统
植物
生产者
细菌、真菌
分解者
动物
消费者
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三、生态系统的营养结构
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生态系统中,不同生物之间由于吃与被吃的关系而形成的链状联系,叫作食物链。
消费者
生产者
被取食
被捕食
食物链书写:树→昆虫幼虫→啄木鸟
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“螳螂捕蝉,黄雀在后”如何用食物链表示?
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蝉
螳螂
黄雀
树
生产者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
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三、生态系统的营养结构-食物链书写原则
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食物链的组成:生产者 + 消费者(不包括分解者和非生物成分,表示吃与被吃的关系)
食物链的起点是生产者,终点是最高级消费者,中途不能停下
箭头由被食者指向取食者或捕食者,表示生态系统中物质和能量流动方向
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练习1:观察下面森林生态系统中的几种生物,将它们用箭头连接起来,数一数有几条食物链?
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②草→兔→狐
①草→兔→鹰
③草→鼠→狐
⑤草→鼠→蛇→鹰
④草→鼠→鹰
练习1:观察下面森林生态系统中的几种生物,将它们用箭头连接起来,数一数有几条食物链?
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练习2:观察下面草原生态系统中的几种生物,将它们用箭头连接起来,讨论教材第86页的两个问题
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观察·思考 草原生态系统的营养结构
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兔
鼠
食草昆虫
狐
猫头鹰
狐
蛇
猫头鹰
猫头鹰
猫头鹰
蛇
吃虫的鸟
青蛙
蜘蛛
猫头鹰
猫头鹰
猫头鹰
蛇
吃虫的鸟
青蛙
草
2条
3条
4条
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观察·思考 草原生态系统的营养结构
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你连接的这些食物链有多少条?他们是互不相关的吗?
01
9条食物链,是相互联系的
假如蛇的数量大量减少,哪些生物的数量可能发生变化?发生怎样的变化?
02
假如蛇的数量大量减少,短期来看,猫头鹰的数量会减少,青蛙、鼠的数量会增加,多种生物数量都会发生相应变化。
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食物网
在一个生态系统中,往往有很多条食物链,它们彼此交错连接,形成食物网
食物链和食物网是生态系统的营养结构,生态系统中的物质和能量就是沿着食物链和食物网流动的
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生物的生命活动都需要物质和能量,生态系统中这些物质和能量的供应源源不断,是如何实现的?
四、生态系统的功能
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二氧化碳和水
有机物和氧气
光合作用
呼吸作用
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观察·思考 生态系统中的物质和能量变化
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讨论①:二氧化碳和水是怎样在生物与无机环境之间循环的?生产者、消费者和分解者各起什么作用?
二氧化碳
和水
有机物
和氧气
光合作用
呼吸作用
二氧化碳和水主要是通过光合作用、呼吸作用进行循环的。
通过光合作用,使二氧化碳和水从无机环境进入生物群落
生产者
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观察·思考 生态系统中的物质和能量变化
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讨论①:二氧化碳和水是怎样在生物与无机环境之间循环的?生产者、消费者和分解者各起什么作用?
二氧化碳
和水
有机物
和氧气
光合作用
呼吸作用
二氧化碳和水主要是通过光合作用、呼吸作用进行循环的。
通过捕食、寄生等关系,促进有机物转化为二氧化碳和水回到无机环境
消费者
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观察·思考 生态系统中的物质和能量变化
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讨论①:二氧化碳和水是怎样在生物与无机环境之间循环的?生产者、消费者和分解者各起什么作用?
二氧化碳
和水
有机物
和氧气
光合作用
呼吸作用
二氧化碳和水主要是通过光合作用、呼吸作用进行循环的。
将动植物遗体、遗物中的有机物彻底分解为二氧化碳和水等,归还到无机环境,完成循环
分解者
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观察·思考 生态系统中的物质和能量变化
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讨论②:进入生物体内的其他物质能否返还无机环境中?
进入生物体内的其他物质也能返还无机环境中。例如:
动物通过排尿将体内的部分无机盐等排出到无机环境中
当生物死亡后,分解者将生物遗体中各种物质分解为无机物,归还到无机环境
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观察·思考 生态系统中的物质和能量变化
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讨论③:生物生命活动所需的能量能够被循环利用吗?为什么说太阳是生态系统中能量的来源?
能量不能被循环利用。在生态系统中,能量的流动是单向的,逐级递减的。能量沿着食物链流动,例如:草→兔→狐,草通过光合作用固定太阳能,兔吃草获取能量,但兔在呼吸作用等生命活动中会将部分能量以热能的形式散失到环境中,这些热能无法再被生物重新利用
因为光能通过生产者的光合作用,转化为储存在有机物中的化学能,沿着食物链流动,被各种生物所利用。所以说太阳是生态系统中能量的来源
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四、生态系统的功能-物质与能量传递规律
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无机环境
呼吸作用
遗体
遗体 遗物
遗体遗物
呼吸 作用
呼吸作用
能量
的来源
有机物
的来源
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四、生态系统的功能-物质与能量传递规律
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鹰
蛇
猫头鹰
鼠
麻雀
青蛙
蝴蝶
蚂蚱
蚂蚁
毛毛虫
蜜蜂
树
草
花
小麦
生物数量
能量传递
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
第五营养级
营养级越高
生物数量越少
营养级越低
生物数量越多
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四、生态系统的功能
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通过物质循环和能量流动,生态系统的各种组成成分紧密联系起来,形成一个统一的整体
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思维训练:系统、整体地思考问题
有同学说:“苍蝇、蚊子真讨厌,应该想办法把它们消灭光!”如果有人研究出把地球上的蝇、蚊全部消灭的办法,你认为应该将其付诸实施吗?
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请你查阅资料,思考
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蝇、蚊有哪些天敌?
蝇有寄生蜂、鸟类、蛙类等天敌;蚊有水虿、食蚊鱼、蝙蝠等天敌
这些天敌又是哪些动物的捕食对象?
如鸟类被猛禽捕食,蛙类被蛇类捕食
蝇、蚊能够帮助植物传粉吗?
能,但传粉效率低,仅限部分植物
如果它们消灭了,会影响生态系统的结构和功能吗?
会影响。食物链断裂、物质循环减缓、依赖其传粉的植物受影响,生态平衡被打破
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课堂小结
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在一定的空间范围内,生物与环境所形成的统一的整体
什么是生态系统
生物部分
非生物部分---
植物
动物
细菌,真菌
光、空气、水等
生态系统的组成
生产者
消费者
分解者
生态系统的营养结构
生态系统的功能
物质循环和能量流动
食物链和食物网
食物链书写:生产者→消费者→······→最高级消费者
生态系统的结构和功能
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教材练习与应用
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一、概念检测
(1)× (2) × (3)√
C
二、拓展应用
生态系统中能量随着食物链逐级递减。食草动物处于食物链的较低营养级,食肉动物处于较高营养级。营养级越高,可利用的能量就越少。食肉动物需要捕食大量的食草动物,才能获取足够维持自身生命活动的能量。所以在生态系统中,食肉动物的数量一般比食草动物少 。
生物部分
非生物部分---
植物
细菌,真菌
光、空气、水等
生产者
分解者
生态系统
动物
消费者
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教材练习与应用
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二、拓展应用
2. 以水稻田害虫防治为例设计生物防治系统:
(1)明确水稻害虫及天敌:水稻害虫如稻飞虱、稻纵卷叶螟、二化螟等。稻飞虱的天敌有蜘蛛、青蛙、黑肩绿盲蝽等;稻纵卷叶螟的天敌有赤眼蜂、绒茧蜂等;二化螟的天敌有寄生蜂(如螟黄赤眼蜂等)、青蛙等。
(2)招引和保护天敌措施:
①种植蜜源植物:在稻田周边种植芝麻、油菜花等蜜源植物,这些植物开花期可以为寄生蜂等天敌昆虫提供花蜜作为补充营养,有利于提高天敌昆虫的繁殖力和生存能力 ,从而招引更多的天敌。
②保留田埂杂草:田埂上保留一些杂草,为蜘蛛、青蛙等提供栖息场所和藏身之处,让它们能够更好地生存和繁衍,发挥对害虫的捕食作用。
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1.生态系统是指( )
A. 一种生物的总和
B. 生物及其生存环境
C. 所有生物的总和
D. 生物生存的环境
B
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2.一个生态系统无论大小,都是由( )
A. 生产者、消费者和分解者组成的
B. 动物和植物组成的
C. 生物部分和非生物部分组成的
D. 所有生物组成的
C
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3.生产者与消费者之间的关系主要是( )
A. 相互利用
B. 吃与被吃
C. 相互竞争
D. 互惠互利
B
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4. 书写正确的食物链是( )
A. 昆虫→蛙→蛇
B. 青草→昆虫→蛙→真菌
C. 青草→昆虫→蛙→蛇
D. 太阳→草→昆虫→蛙
C
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