第1节生态系统和生物圈_20121127103847546.doc

四队中学教案纸 （备课人 吉德华 学科 生物 ）

备课
时间
11.09
教学
课题
第1节 生态系统和生物圈
教时
计划
2
教学
课时
2
教学
目标
1、分析生态系统的组成成分和类型。
2、举例说明生态因子的种类及意义。
3、列举食物链和食物网。
4、描述生物圈的组成。
重点
难点
1．教学重点
（1）生态系统的组成成分和类型。
（2）生态因子的种类。
（3）食物链和食物网。
（4）生物圈的组成。
2．教学难点
（1）生态系统的组成成分和类型。
（2）生态因子的种类。
（3）食物链和食物网。
（4）生物圈的组成
教学过程
三、生物圈是最大的生态系统
P69 第2段
P70 第1段
地球表面的生态系统多种多样，人们可以从不同角度把生态系统分成若干类型。
按生态系统形成的原动力和影响力，可分为自然生态系统、半自然生态系统和人工生态系统三类。
下表是最常见的生态系统分类：
陆地生态系统
水域生态系统
荒漠
淡水
苔原（冻原）
静水：湖泊、池塘、水库等
极地
流水：河流、溪流等
高山
海洋
草地
远洋
稀树干草原
珊瑚礁
温带针叶林
上涌水流区
亚热带常绿阔叶林
浅海（大陆架）
热带雨林
河口（海湾、海峡、盐沼泽等）
农业生态系统
海岸带
城市生态系统

几种常见的生态系统：
1．海洋生态系统
海洋蓄积了地球上水的97.6%，它的面积约有3.6亿km2，平均深度为2750m，最深处在太平洋中的海槽，约为11000m。
海洋生态系统（marine ecosystems）与陆地生态系统的主要区别是：
（1）生产者均为小型。主要由体型极小（约在2—25μm）、数量极大、种类繁多的浮游植物和一些微生物所组成。（2）海洋为消费者提供了广阔的活动场所。动物比海洋植物更加多种多样，更加丰富。这是因为：1）海洋面积大，为海洋动物提供了宽广的活动场所；海洋中有大量的营养物质，是海洋动物吃不完的食料；2）海洋条件复杂，有浅有深，有咸有淡，有冷有暖，在这些多样的生活环境下，形成了种类各异、数量繁多的海洋动物。（3）生产者转化为初级消费者的物质循环效率高。运转速度很快。但海洋生态系统的生产力远低于陆地生态系统的生产力。消费者，特别是初级消费者有许多是杂食性种类，在数量的调节上起着一定的作用。（4）生物分布的范围很广。海洋面积很大，而且是连续的、几乎到处都有生物。
2．淡水生态系统
淡水生态系统可以分为流水生态系统和静水生态系统，前者包括江河、溪流和水渠等后者包括湖泊、池塘和水库等。下面主要以河流生态系统为例，介绍流水生态系统的特点。
3．冻原生态系统
冻原又叫做苔原，为典型的寒带生态系统，分布于欧亚大陆和北美大陆的北部边缘地带，形成一条大致连续的冻原地带。植被的种类组成很贫乏，总共只有约100—200种植物。主要是苔藓、地衣和莎草科、禾本科、毛茛科、十字花科的多年生草本植物，以及杨柳科、石楠科与桦木科的矮小灌木。冻原生态系统的生产力很低，主要受低温限制，生长缓慢所致。
4．荒漠生态系统
荒漠生态系统主要分布在亚热带和温带极端干燥少雨的地区，在北半球形成一条明显的荒漠地带。我国的荒漠分布于西北和内蒙古地区。严酷的自然条件限制了许多植物的生存，只有为数不多的超旱生半乔木、半灌木、小半灌木和灌木或肉质的仙人掌类植物稀疏地分布。所以群落的植物种类贫乏、结构简单、覆盖度低，有些地面完全裸露。
由于食物资源比较单调和贫乏，动物的种类不多，数量也少。常见的有昆虫、蜥蜴、啮齿类和某些鸟类。许多动物具有高度适应干旱环境的特征，如夏眠、夜间活动、长期不饮水、不具汗腺和排放高浓度的尿液等。
荒漠环境严酷、生物种类多样性低、群落结构简单、自动调节能力差，所以荒漠是个脆弱的生态系统，在改造利用时应当慎重。
5．草原生态系统
草原是指由低温、旱生、多年生草本植物组成的生态系统。主要分布在欧亚大陆温带，自多瑙河下游起向东经罗马尼亚、苏联和蒙古，直达我国东北和内蒙古等地，构成世界上最宽广的草原带。草原地区属大陆性气候，降水量少，约为250—500毫米，多集中于夏季，且年际变化大。夏季温暖，冬季较严寒，四季分明。   
草原生态系统的植被主要由丛生禾草针茅、羊茅、须芒草、草、早熟禾等组成，混有多种双子叶杂类草如豆科、菊科植物。有的地方还有散生的矮小灌木。它们普遍具有叶面积狭小、具绒毛、叶片内卷、气孔下陷、根系发达等旱生特征。群落结构简单，一般仅有一或二个层。季相更替则十分频繁而鲜明，有时出现十分华丽的外貌。
6．森林生态系统
森林生态系统是陆地上最大的生态系统，也是生物圈中最重要的生态系统。生物物种丰富。地球上90％以上的陆生植物和绝大多数动物都生存在森林中，仅热带雨林中的物种就占地球上全部物种的50％。生产者以高大乔木为主， 也有少量的灌木和草木植物，消费者以树栖和攀援生活的动物为多。
特点动植物种类最多，结构最为复杂和稳定。
    作用：1、森林生态系统是人类的资源宝库。2能调节生物圈中氧气与二氧化碳平衡，改善生态环境，涵养水源、保持水土、防风固沙、调节气候、净化空气、消除污染等。
P71 第1段
1875年，奥地利地质学家修斯（1831—1914）对生物圈这一名词做出了概念性的解释。他认为生物圈就是由地球上所有生物形成的特殊的圈层，是生物的总和，是一个统一的整体，但是他并未明确指出作为生物生存环境的其他圈层也是生物圈的组成部分。20世纪20年代以后，韦尔纳茨基（1863—1945）明确指出生物圈是地球上所有存在生命的地带，包括一切生物体及其生存环境，其范围包括部分岩石圈、大气圈和全部水圈。20世纪后半期，生物圈的概念得到了广泛的应用，但在不同学者的著作中，生物圈的含义略有差别。有的学者认为地球上有生物分布和生物代谢产物分布的区域就是生物圈，这样大气圈的平流层虽然没有生物，但是有生物产生的氧气，也就属于生物圈的范围之内了。有的学者认为生物圈的范围包括所有生物群落及其生存环境，强调生物圈作为生态系统的功能特点，其范围比较窄，但是整体性特点比较突出。
总之，关于生物圈的概念，有以下几点是大家公认的：第一，地球上凡是有生物分布的区域都属于生物圈的范围。第二，生物圈是由生物与非生物环境组成的具有一定结构和功能的统一整体，是高度复杂而有序的系统，而不是松散无序的集合体。第三，生物圈是地球上最大的多层次的生态系统，其结构和功能是不断变化的，并且不断趋向于相对稳定的状态。

生态系统和生物圈
生物圈是最大的生态系统
生态系统的种类
生物圈的概念
生物与环境构成生态系统
生态系统定义
食物链和食物网
营养级概念
环境对生物非常重要
生态因子定义
生态因子作用
谢尔福德耐受性定律
P71 第2段
联合国人类环境会议于1972年6月5日－16日在斯德哥尔摩召开，有113个国家1300多名代表参加。中国出席了此会。
    会议的目的是：促使人们和各国政府注意人类的活动正在破坏自然环境，并给人类的生存和发展造成严重的威胁。
    会议希望：鼓励和指导各国政府和国际机构采取保护和改善环境的行动，并要求各国政府、联合国机构和国际组织在采取具体措施解决各种环境问题方面进行合作。
    会议通过了划时代的历史性文献——《人类环境宣言》，郑重申明：人类有权享有良好的环境，也有责任为子孙后代保护和改善环境；各国有责任确保不损害其他国家的环境；环境政策应当增进发展中国家的发展潜力。
    会议警告说：“在现代，人类改造其环境的能力，如果明智地加以使用的话，可以给各国人民带来开发的利益和提高生活质量的机会。如果使用不当或轻率地使用，这种能力就会给人类和人类环境造成无法估量的损害。”
    会议还通过了将每年的6月5日作为“世界环境日”的建议。 会议把生物圈的保护列入国际法之中，成为国际谈判的基础，而且，第三世界国家成为保护世界环境的重要力量，使环境保护成为全球的一致行动，并得到各国政府的承认和支持。 在会议的建议下，成立了联合国环境规划署，总部设在肯尼亚首都内罗毕。
美国的“生物圈2号”实验
为了做人类离开地球能否生存的实验，美国花费2亿美元建造了完全密封的“生物圈2号”实验基地，这是一个占地1.3万平方米的钢架结构的玻璃建筑，远远望去仿佛是一个巨大的温室。透过玻璃往里看去，温室内有麦田、草地、鱼塘和微型“海洋”等；室内还放养着猪、牛、羊和其他家禽。
从1993年1月，8名科学家和家人入住以后，科学家一边科学研究，一边养鸡养鸭，耕种收获，过着完全自给自足的生活。近两年中只为他们提供包括种子在内的物品，其余的一切都需要他们自己解决。能源，取自太阳能；氧气，由自己种植的植物制造；粮食，全靠自己在里面种植收获；肉类和蛋白质，取自自己养的鸡、猪、羊；甚至包括里面的气温和气候，也由自己控制，并尽可能地模拟地球气候，总之，他们必须设法保护这个小小的生态系统的平衡。
一年后，土壤的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳与建筑“生物圈2号”所用的混凝土中的钙发生反应生成碳酸钙，导致“生物圈2号”的氧气含量从21%下降到14%。加之没有调节好内部气候，致使粮食欠收，科学家们不得不靠吃种子勉强度日。最后，科学家们提前撤出实验室。更令人意外的是“生物圈2号”运行3年后，其中的一氧化碳含量大幅度增加，足以使人体合成维生素的能力减弱，从而危害人体健康。
（1）“生物圈2号”模拟的是 。
（2）试比较美国的“生物圈2号”内的生态系统与地球上的农田生态系统的不同。
（3）试设想科学家们如何维持“生物圈2号”的生态平衡。
（4）导致这场实验失败的原因是什么？
（5）试述美国“生物圈2号”实验的意义。
【点评】本题主要考查生物圈稳态的维持。“生物圈2号”模拟的是整个地球生态系统，但由于“生物圈2号”内的各个组成部分简单，生物种类少，生物链过于简单，稳定性远比农田生态系统差，况且模拟的大气与实际生活中的大气层相差甚远，导致最后大气完全不能满足“生物圈2号”内生物生存所需的最低要求。
【解答】（1）地球
（2）模拟的生态系统毕竟不是自然的生态系统，其中的生态系统各个组成部分简单，生物种类少，生物链的复杂程度比农田生态系统差，需要人为调节而不是自然调节。因此，模拟的生态系统稳定性比农田生态系统要差得多。
（3）绿色植物不能太多，否则二氧化碳和肥力不足；动物不能饲养太多，否则氧气消耗会增加；科学家要维持气候、大气成分、生物种类和数量平衡，创造适合生命生存的环境。
（4）大气成分发生变化，内部气候没有调节好，粮食欠收等导致实验失败。
（5）说明在现有技术条件下，人类还无法模拟出一个类似地球的、可供人类生存的生态环境。迄今为止，地球仍是人类唯一的家园，人类应当努力保护它，而不是破坏它。
【总结】人类只有一个地球，只有一个生物圈。人类的生存和发展不可能脱离生物圈。生物圈的稳态是人类社会和经济可持续发展的基础。