生态系统地稳定性

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1、标准实用第五章第五节生态系统的稳定性（第2课时）教学知识目标1 .掌握制作生态缸的原理。2 .通过设计和制作生态缸，进一步理解生态系统的组成成分。目能力目标1.初步学会设计并制作生态缸。标2.初步学会观察生态系统的稳定性的方法，理解影响生态系统稳定性的各种因素。情感态度1 培养学生严谨的科学态度和团队协作精神。和价值观2.认冋生态系统稳定性的重要性。目标重占八、设计和制作生态缸。难占八、如何控制好生态系统各成分的比例。知识点1 实验的基本原理。2 .实验设计的注意事项。考试点头验设计的注意事项。匕匕 厶冃力点写出个性化的实验报告自主探究点如何生态缸应设计，才能使整个生态系统维持更长时间训练点实

2、验设计的注意事项拓展点根据生态瓶中生物存活时间的长短，分析如何改进实验装置以延长生态瓶中生态系统的持续时间。教法与学法直观教学法，探究学习法教学模式学导结合教具课件、粉笔、实验有关材料用具教学流程教学环节教师活动学生活动设计意图复习回顾1.什么叫生态系统稳定性？生态系统为什么能 维持稳定性？2生态系统的稳定性表现在哪两个方面，两者 之间有什么关系？学生回忆看书等，要给出 准确、规范的 答案将复习旧知识常态化，从而强化知 识的识记和 落实。目标展示实验目的展示本节课的知识目标、能力目标和情感态度 和价值观目标。根据高中生物课程标准的要求，我们从探究活 动的角度设计了“设计并制作生态缸，观察生 态

3、系统的稳定性”实验，通过设计并制作生态 缸，观察其中动植物的生存状况和存活时间的 长短，就可以初步学会观察生态系统的稳定性， 并且进一步理解影响生态系统稳定性的各种因 素。阅读教学目 标，了解本节 课学习内容。明确实验目 的，做到有的 放矢。展示教学目 标，让学生 了解本节课 教学内容。一个生态系统能否在一定的时间内保持自身结构和功能的相对稳定，是衡量这个生态系统稳定性的一个重要方面。生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构和非生物因素等都有着明确相关实密切的关系。将少量的植物，以这些植物为食验原理，进而实验原理的动物和其他非生物物质放入一个密闭的生态提出实验探缸中，便形成一个人工模拟的微型生

4、态系统。究问题通过设计并制作生态缸，观察其中动植物的生存状况和存活时间的长短，就可以初步学会观察生态系统的稳定性，并且进一步理解影响生态系统稳定性的各种因素。本实验研究最好以小组为单位进行，学生可自愿结合组成若干小组，要求选出小组长负责本组的研究工作。教学中教师要 特别强调：1）生态缸制作成封闭型。2）生态缸中放置的生物必须具有较强的生活力，放置生物的数量要合适。3）为了使生态缸内的沙地保持干燥，可在沙土明确实验中下铺垫一张塑料布，以防止缸中水（气）渗透上的注意事项，来。为后面进行注意事项4）生态缸制作完毕后，应该贴上标签，在上面实验打好基写上制作者的姓名与制作日期。础。5）实验时间的安排，最

5、好实验课中在讨论的基 础上，由学生完成实验设计和实验装置，实验 部分全部安排在课外或家中进行，因此实验的 地点可不作统一要求，有条件的学校，可以安 排在校内进行实验。6）让学生设计一份观察记录表， 内容包括植物、 动物的生活情况，水质情况（由颜色变化进行判 别）及基质变化等。7）定期观察，同时做好观察记录。8）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说 明此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录发 现的时间。9）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分 析，说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。10）实验结束之后，元成实验报告。材料用具按100cmx70cmx50cm的标准制作生态缸框架。制作生态缸的材

6、料主要包括3部分，一是非生物的物质；二是植物；二是动物。具体为：水（放置48 h以上的自来水足量或无污染河水），黄土（酸性，10 kg）、沙土 （8 10kg）、花土（碱性，含腐殖质较多，40-50 kg）、鹅卵石或小石块；田鸡草、黑藻、蕨类、浮萍和一些低矮杂草，仙人掌或仙人球（2 3株）；田螺、蜗牛（5 7只）、蚯蚓（8 10条）、鲫鱼（2条卜小甲鱼（12只卜蝌蚪（5 10只）（按季 节选择）、剑水蚤、其他小鱼虾右干。一、提出问题：如何设计生态缸，才能使整个生态系统维持更长时间？学生通过讨确定实验题目：设计并制作生态缸，观察其稳论，提出问题定性。并确定实验教师提示：本次实验要求学生设计一个人

7、工微题目。生态系统，主要模拟池塘岸边的生态系统。二、作出假设探究活动生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构学生根据已培养学生勤和非生物因素等都有着密切的关系，若放入的有的能量流于思考，大生物生活力越强，生物的数量比例越适宜，环动和物质循胆假设的能境条件越适宜，整个生态系统维持时间更长。环的相关知力。三、实验预期识，做出假在一定时间内，一个人工微生态系统保持稳定设，并预测实性是可能的，但达到稳定状态后，系统中的生验结果。物种类与数量有变化，稳定状态只是暂时的， 当干扰超过系统自动调节能力后，将遭到不可恢复的破坏。四、设计实验方案引导学生思考：是否采用对照实验的方法，实验自变量是什么？教师提示：

8、可以有意安排设计多种对照实验，学生畅所欲由不同的学生来完成。在分析结果时，让学生言如水质、植通过分析比较找出较好的设计方案。物数量、动物提示：生态缸在设计时，应注意缸中的各种生数量、基质内物之间以及生物与无机环境之间，必须能够进容、见光与否行物质循环和能量流动。等项目都可五、实验操作作为自变量。1 .制作一个玻璃缸制作一个玻璃缸，长 100 cm，宽70 cm，高学生讨论：生50 cm。态缸必须是教师请学生思考：为什么要用玻璃材料？透明的，既让2 .堆放生态缸的土层里面的植物在玻璃缸底部约 1 /2范围，先放人数块小石见光，又便于块。在小石块上面铺上花土，形成一个坡面，观察。坡咼约10 cm，

9、坡的最底处约咼5cm ;在花土探究活动一侧上面铺一层沙土高约10 cm，另一侧铺上一层咼约10 cm的黄土。教师请学生思考：为什么要加入黄土？提示：水生动物最适宜在 pH为5 . 5-6 . 0的水中生 活，由于花土呈碱性，因此必须加一些酸性黄土 3 .种植植物开始种植植物，在沙土层上种上仙人掌和仙人 球；在黄土或花土层上种植各种厥类和阴生植 物并种上一层田鸡草。提示：观祭各类光合澡类和绿色植物的数量，如果其数量不足，适当加大光照；反之，适当减少光照4 放鹅卵石或小石块在土层的下沿铺上一圈鹅卵石或小石块防止 滑坡。5 .加水先测试pH，测量结果在6.5-7.5以外的，应再 加入一些黄土（酸性）

10、或花土（碱性），搅拌。用杯 子把水舀人生态缸，水深以 8 cm为宜。提示：用河水。在河水面以下 510 cm的水 样中取，测 pH值，一般情况，其 pH值为6 . 5-7 . 5之间即可。如果在这个范围之外，学生回答：小甲鱼是该 生态系统的 最高营养级可用稀盐酸或稀氢氧化钠溶液调整，直到合适生物，按照能的pH值。6 .投放动物和水生植物量金字塔原在土壤和水中加入各种动物及水生植物。理，它分配的请学生思考：为什么不能放入过多的小甲鱼?能量最少，所7.加盖封口以应该放得几天之后，各种生物生活正常，即可对生态缸少一些。进行封闭。封闭使用凡土林油膏涂抹沿口，盖学生回答：上平板玻璃，完成制作。所形成的生

11、请学生思考：为什么要加盖封口?态系统必须8 粘贴标签，放置玻璃缸是封闭的。在生态缸外面贴上标签，写上制作者的姓名与日期，然后将它放在通风，有光但并非直射（较强散射光）的室内。另外，在整个实验过程中，不要随意移动生态缸的位置。请学生思考：为什么不能将生态缸放在阳光能学生回答：直射到的地方?否则会导致9 .观察记录水温过咼，而每个星期观察一次生态缸内的生物种类与数量使水草死亡变化，并做好记录。附：观察记录表学生动手设培养学生严实习：设计并制作生态缸，观察生态系统的稳计观察记录谨的科学态定性表，为后续的度。姓名一一日期一一年一一月一一日组别一1 实验参数容器水质植物数量动物数量基质内容见光与否2 .

12、实验观察记录日期气温水质植物生活情况动物生活情况基质变化记录概况举例：1个月后，生态缸内的生态基本保持完好，但 也发生了一些变化。陆地上，一些杂草有些枯 萎：蝌蚪变成了小青蛙，但成活不多；在草丛 中发现有1只蚱蜢在飞；1株仙人掌的背面有 被蜗牛啃吃的疤痕。水域中，鱼类生长良好； 小甲鱼正在捕食小虾， 有好多只小虾已经死亡。2个月后，打开盖子观察，生态缸内的生态仍 保持基本稳疋。仙人掌长出了长长的新枝；土 质明显变得松散，虾已经全部灭绝，小甲鱼只 能吃一些水生植物了，显得很消瘦；另外1只小甲鱼不知钻到泥土的哪里去了，很难找到； 有1只田螺死亡。观察记录做准备。六、推出结论探究活动对实验记录下来的

13、生态缸内的生物种类与数量 变化的现象、数据、结果进行整理、分析，让 学生推出结论。七、实验结果分析：制作生态缸时，由于使用 的是河水，因此在这个密闭的生态系统中，除 了放人阴生植物如田鸡草、黑藻、蕨类、一些 低矮杂草、仙人掌和仙人球、田螺、蜗牛。蚯 蚓、鲫鱼、虾、小甲鱼、蝌蚪以外，水中还有 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较为为简单的生态系 统，在该生态系统中，植物在光照下能够进行 光合作用，并且放出氧气，除了供它们自身利 用外，还可供其他动物和需氧型微生物进行呼 吸。植食性动物以植物为食，其排出物和动植 物遗体遗骸被微

14、生物分解，并为植物提供养料。 一些动物、微生物和浮游生物呼吸时放出的二 氧化碳，可供植物进行光合作用。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。八、结论：人工生态系统可以保持较长时间的相对稳定。同时也说明人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是较短暂的而不是永久性的。实验结束后，教师应组织学生统计一下全班学探究活动生每组所制作的生态缸中生态系统稳定性时间的长短，并引导学生分析出现差异的原因。以小组为单提示：个别组实验现象不明显，请学生分析原位，根据实验培养学生缜因，主

15、要是由于在方案设计上未能根据生态系现象，对实验密的思维及统稳定性原理，特别是在堆放生态缸的土层、结果进行科团队协作意加水、投放生物比例上有较大偏差而致。学有据的分识。请学生思考：这个实验中有哪些因素对人工生析，并得出相态系统的稳定性有影响 ？如何确保你的实验结关结论。果是由你确定的变量引起的呢？九、表达与交流实验小组的每一个成员都要写出自己个性化的实验报告，向小组和全班汇报探究过程和结果、经验、教训或体会，包括在科学态度、科学方法和科学精神方面的收获。1 .设计时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？思考并回答让学生获得提示：在这个密闭的微型生态系统中，既有生探讨问题科学探究活课题讨论产者、消费者

16、和分解者，又有非生物的物质和动的经验，能量；既有物质循环，又有能量流动。植物和初步确立严动物之间构成了食物网。谨的作风。2 .生态缸经过多长时间才能达到比较稳定的状学会分享成态？功的快乐，提示：一般等到缸内务生物相互适应及依存后，或敢于面对生态缸才能达到比较稳定的状态，大多在1个失败，积极星期以后。分析原因，3 本组制作的生态中哪种生物最先死亡？分析尊重客观事其主要原因。实。提示：小虾、小鱼等以浮游生物为食的小型水生动物最先死亡。原因可能是浮游生物较少，食物不足；水中溶氧量较少。4 根据生态瓶中生物存活时间的长短，分析如何改进实验装置以延长生态瓶中生态系统的持续时间。提示：举例说明。3 d后我

17、们去观察，发现水不如刚放藻类时那么绿，5只小虾横死在水面上，小鱼死了 3条，有2条在水面上浮头，思考：病死还是饿死？接着又往缸内加了 5只小 虾，同时加了 100 mL的剑水蚤作为食物，结 果这5只小青虾也未能逃出死亡，改进：加绿 藻的数量的同时，适量增加剑水蚤的数量，结 果藻类亮绿，小虾、小鱼活动自如。当堂达标：1 .为观察不同水质对生态系统稳定性的影响，设计并制作了小生态瓶。其与自然生态系统 相比的特殊性表现在（）A .不输入太阳能B.因封闭而不开放C.缺少分解者D .不进行物质循环2. 观察自我制作的小生态瓶不包括（）A .观察植物的生存状况B.观察水质的变化情况C .观察动物的生存状况

18、D .观察分解者的生存状况3. 下列关于小生态瓶制作的说法正确的是（）A .生态瓶的密封性越差，其生物死亡就越快B .生态瓶中放入河水和小鱼，不放沙子也可构成一个微型生态系统C 生态瓶中的生物间最好不要有捕食关系，否则稳定性就差D 生态瓶制作完成后，一般要避光存放4. 下列四个一样大小的玻璃缸中均饲养了相同数目的蝌蚪，哪个玻璃缸中的蝌蚪最容易因缺02而死亡（）A .放有水草，放在阳光下B .没有水草，放在阳光下C .放有水草，放在黑暗中D .没有水草，放在黑暗中5上图是一个密封的养鱼缸， 它是一个自我平衡的生态系统，请分析在一定时间内能够保持动态平衡的原理：（1 ）有稳定的源。（2）各类生物数

19、量（3）植物的光合作用能为 （4） 动物生命活动过程中产生的 E供。（5） 微生物能利用 _转化无机物为当堂达标答案：1 4 BDBC5.（ 1）能量（2）相对稳定（3）动物生活提供氧气和养料（4） CO2植物进行光合作用合成有机物和碳元素来源（5 ）动物粪便和动植物残体植物生活提供营养物质教学反思:本实验以小组为单位进行， 着重培养学生的团队协作意识和严谨的科学态度，让学生在实践中体验成功的喜悦， 总结失败的教训。让学生自行设计实验记录表，充分发挥学生的主观能动性。最后在表达交流上，学生畅所欲言，向小组和全班汇报探究过程和结果、经验、 教训或体会，包括在科学态度、科学方法和科学精神方面的收获。让学生获得科学探究活动的经验，初步确立严谨的作风。学会分享成功的快乐，或敢于面对失败，积极分析原因，尊 重客观事实。文案大全