愛華網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)
——生物與環(huán)境組成生態(tài)系統(tǒng)（第二課時）
西安行知中學(xué) 趙國秀
教材分析
本節(jié)教材包括四部分內(nèi)容：生態(tài)系統(tǒng)的概念、生態(tài)系統(tǒng)的組成、食物鏈和食物網(wǎng)、生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力。首先本節(jié)教材在“想一想、議一議”的環(huán)節(jié)中對比了加罩和未加罩操場的生長情況，讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識到生物與環(huán)境間是一統(tǒng)一不可分割的整體，由此引出生態(tài)系統(tǒng)的概念，然后通過資料分析理解生態(tài)系統(tǒng)的四個組成成員以及各成員的作用，接著通過舉出學(xué)生熟悉的諺語引出食物鏈，并通過觀察與思考對食物鏈的相關(guān)知識詳細(xì)的梳理，再次通過資料分析說明有毒物質(zhì)會經(jīng)食物鏈進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)并可通過食物鏈不斷積累，最后實例分析說明生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自動調(diào)節(jié)能力。仔細(xì)分析教材中的四部分內(nèi)容發(fā)現(xiàn)：這四部分的內(nèi)容實質(zhì)上是概念——組成——結(jié)構(gòu)——特性的層次，依次解決什么是生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)是怎樣的、它如何維持這種整體性，由表及里、由淺入深、環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)的引導(dǎo)學(xué)生加深對生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識。
學(xué)情分析
在上一節(jié)的基礎(chǔ)上，學(xué)生對生物與環(huán)境的整體性已有一定的認(rèn)識，但是對于生物與環(huán)境是一個統(tǒng)一不可分割的整體認(rèn)識并不深刻。對于生態(tài)系統(tǒng)的概念大多數(shù)同學(xué)都知道生產(chǎn)者、消費者、分解者這樣的概念，但是對于非生物部分也是生態(tài)系統(tǒng)的一個重要組成成員不太確定，而且對于消費者、分解者在生態(tài)系統(tǒng)中的作用也不是很清楚。食物鏈和食物網(wǎng)學(xué)生肯定都聽說過，但是對其書寫確實完全陌生的。有毒物質(zhì)隨食物鏈的富集、生態(tài)系統(tǒng)具有一定的調(diào)節(jié)能力等知識，根據(jù)學(xué)生的閱歷并不能清楚的說出和理解。
本節(jié)教學(xué)需要2課時，第一課時完成生態(tài)系統(tǒng)的概念和組成、以及各組成成員的作用和關(guān)系等內(nèi)容的教學(xué)，第二課時是在第一課時的基礎(chǔ)上完成食物鏈與食物網(wǎng)、有毒物質(zhì)隨食物鏈富集、生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力等內(nèi)容的教學(xué)。
教學(xué)目標(biāo)
知識與技能
1.描述生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈和食物網(wǎng)。
2.舉例說出某些有害物質(zhì)會通過食物鏈不斷積累。
過程與方法
1.通過分析學(xué)生熟悉的諺語理解食物鏈。
2.通過分析食物鏈的例子理解食物鏈的特點及書寫要求。
3.通過對教材中觀察和思考的分析，理解食物鏈中各種生物之間是彼此關(guān)聯(lián)的、各條食物鏈彼此交錯連接形成食物網(wǎng)。
4.通過分析資料明確有毒物質(zhì)可隨食物鏈積累，最終會威脅人類自身。
5.通過分析實例認(rèn)識到生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力。
情感態(tài)度與價值觀
1.進(jìn)一步認(rèn)識到生物與環(huán)境是一個統(tǒng)一不可分割的整體。
2.培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，并滲透保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意識。
教學(xué)重點
1.生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈。
2.生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力。
教學(xué)難點
1.生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈。
2.生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力，并且這種調(diào)節(jié)能力是有限的。
教學(xué)設(shè)計
教師提問引入新課：生態(tài)系統(tǒng)的組成成員有哪些？
學(xué)生回答：生產(chǎn)者、消費者、分解者、非生物部分
教師進(jìn)一步質(zhì)疑：生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者、分解者、消費者之間又怎樣的關(guān)系呢？
學(xué)生回憶后回答：生產(chǎn)者通過利用來自陽光中的能量進(jìn)行光合作用將從土壤中吸收的營養(yǎng)物質(zhì)制造出有機(jī)物，這些有機(jī)物可直接或間接的給動物即消費者提供食物，消費者也就通過取食從獲得了營養(yǎng)物質(zhì)和能量，當(dāng)生產(chǎn)者或消費者死后，它們的尸體就會被細(xì)菌真菌等分解者給分解，將有機(jī)物再次轉(zhuǎn)化為無機(jī)物，釋放到環(huán)境中，這些無機(jī)物又可以被生產(chǎn)者再次利用。由此可知生產(chǎn)者、消費者、分解者是一個相互依存、相互制約的關(guān)系。
一．食物鏈和食物網(wǎng)
1.食物鏈
剛才大家所說的消費者取食生產(chǎn)者，說明消費者與生產(chǎn)者之間是一捕食關(guān)系，如果把這些關(guān)系用箭頭連接起來就形成了一個鏈狀的結(jié)構(gòu)，這就是食物鏈。請大家從課本P21中找到食物鏈的準(zhǔn)確定義。
學(xué)生齊讀：在生態(tài)系統(tǒng)中，不同生物之間由于吃與被吃的關(guān)系而形成的鏈狀結(jié)構(gòu)叫做食物鏈。
教師舉例：
1.在一個草原生態(tài)系統(tǒng)中，有草、兔、狐等生物，它們之間就形成了以下食物鏈：草→兔→狐。
2.在一個農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，有玉米、蝗蟲、吃蟲的鳥、鷹等生物，它們之間就形成了以下食物鏈：玉米→蝗蟲→吃蟲的鳥→鷹。
3.在一個森林生態(tài)系統(tǒng)中，有樹、蚱蜢、蜥蜴、蛇、鷹等生物，它們之間就形成了如下食物鏈：樹→蚱蜢→蜥蜴→蛇→鷹。
教師質(zhì)疑：請大家前后4人為一小組分析以上食物鏈，回答下列問題：
1.以上食物鏈?zhǔn)怯缮鷳B(tài)系統(tǒng)中的哪些成員組成的？它們之間是什么關(guān)系？
2.從以上食物鏈可以看出，食物鏈的起點是什么？終點是什么？
3.食物鏈中不同生物個體間是用什么符號來連接的？其方向是怎樣的？你們組認(rèn)為能否用短線段來代替這一符號？為什么？
學(xué)生匯報展示：
1.以上食物鏈?zhǔn)怯缮鷳B(tài)系統(tǒng)總的生產(chǎn)者和消費者組成的，它們之間是捕食關(guān)系。
2.從以上食物鏈可以看出，食物鏈的起點是生產(chǎn)者，終點是在此生態(tài)系統(tǒng)中再不能找到天敵的那種消費者。
3.食物鏈中不同生物個體之間是用箭頭連接起來的，其方向是由被吃者指向吃者。我們組認(rèn)為不能用短線段來代替箭頭，因為短線段沒有指向。
教師總結(jié)補充并強調(diào)：食物鏈反映的是生態(tài)系統(tǒng)中不同生物之間吃與被吃的關(guān)系，那說明食物鏈的成員應(yīng)該包括生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者、消費者、分解者。但是初中階段我們只了解由生產(chǎn)者和消費者之間吃與被吃所反映出來的食物鏈。那么初中階段我們只需認(rèn)為食物鏈的起點是生產(chǎn)者及綠色植物。食物鏈中的箭頭代表的是物質(zhì)和能量的流動方向，也就是說通過捕食活動，物質(zhì)和能量就由被吃者體內(nèi)流向了吃者的體內(nèi)，乙上述第一個食物鏈為例，兔將草吃了，草體內(nèi)的有機(jī)物以及有機(jī)物內(nèi)儲存的能量就由草體內(nèi)流向了兔體內(nèi)，而當(dāng)兔被狐吃了后，兔體內(nèi)的有機(jī)物以及有機(jī)物內(nèi)儲存的能量也就由兔流向了狐，因此不能用短線段來代替箭頭，而且箭頭一定得是由被吃者指向吃者，否者物質(zhì)流向就錯誤了，如草←兔←狐，這就代表兔將狐吃了，草將兔吃了。在食物鏈中，不同生物所處的級別是不一樣的，如樹→蚱蜢→蜥蜴→蛇→鷹這條食物鏈中，樹屬于生產(chǎn)者處于食物鏈的起點，蚱蜢屬于消費者處于此條食物鏈中的第二位，稱為初級消費者，蜥蜴也屬于消費者處于此條食物鏈中的第三位，稱為次級消費者，蛇也屬于消費者處于此條食物鏈中的第四位，稱為三級消費者，鷹也屬于消費者處于此條食物鏈中的第五位，稱為四級消費者，如果鷹還有天敵的話，應(yīng)該叫做五級消費者，以此類推，我們把這稱為生物在生態(tài)系統(tǒng)中的營養(yǎng)級別。如果在此生態(tài)系統(tǒng)中再也找不到這種消費者的天敵的話，我們就把這一消費者成為最高級消費者。食物鏈的終點就為最高級消費者。
鞏固提升：請前后4人一組，分析課本P22的觀察思考，回答下列問題：
1.你們組認(rèn)為在此生態(tài)系統(tǒng)中，食物鏈的起點應(yīng)該為什么生物？終點為什么生物？
2.請將圖中這些生物之間形成的食物鏈寫出來，并數(shù)一數(shù)一共有幾條食物鏈。請找出其中最長的一條和最短的一條食物鏈。
3.狐和貓頭鷹是什么關(guān)系？狐和兔是什么關(guān)系？
4.此生態(tài)系統(tǒng)如果是一個穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，那么生活在其中各種生物的相對數(shù)量關(guān)系如何？哪個最多？哪個最少？
5.如果有人大量捕殺鷹，哪一種生物的數(shù)量可能會發(fā)生變化？發(fā)生怎樣的變化？
6.如果狐和蛇大量遷出，會不會影響該生態(tài)系統(tǒng)中生物的數(shù)量？為什么？
7.如果有人向此生態(tài)系統(tǒng)中噴灑殺蟲劑，你們組認(rèn)為哪一種生物體內(nèi)的殺蟲劑含量最高？請解釋原因。
學(xué)生討論后匯報展示：
1.此生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者只有草，因此食物鏈的起點為草，狐和鷹都在沒有天敵，因此它們應(yīng)該為該生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的終點。
2.此生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈如下：
圖中一共有9條食物鏈。
最長的食物鏈為：草→食草→昆蟲→蜘蛛→青蛙→蛇→貓頭鷹。
最短的食物鏈為：草→兔→狐、草→兔→貓頭鷹和草→鼠→貓頭鷹。
3.狐和貓頭鷹是競爭關(guān)系，狐和兔是捕食關(guān)系。
4.此生態(tài)系統(tǒng)中，草的數(shù)量最多，狐和貓頭鷹的數(shù)量最少。
5.如果有人大量捕殺貓頭鷹，兔、鼠、吃蟲鳥、蛇的數(shù)量都會減少。
6.如果狐和蛇大量遷出，會影響該生態(tài)系統(tǒng)中中各生物的數(shù)量，因為一個生態(tài)系統(tǒng)中的生物并不是孤立的，它與其它生物都有直接或間接的聯(lián)系。
7.如果有人向此生態(tài)系統(tǒng)中噴灑殺蟲劑，那么此生態(tài)系統(tǒng)中我們認(rèn)為體內(nèi)殺蟲劑含量最高的應(yīng)該為貓頭鷹。因為貓頭鷹吃的生物種類和數(shù)量最多。
教師總結(jié)提升：此生態(tài)系統(tǒng)中9條食物鏈彼此交錯連接，相互影響，繼而形成了食物網(wǎng)。在一個生態(tài)系統(tǒng)中，生物的營養(yǎng)級別越低，數(shù)量越多，體內(nèi)的有毒物質(zhì)越少，營養(yǎng)級別越高，數(shù)量越少，體內(nèi)的有毒物質(zhì)越多。這個我們可以用一個數(shù)量關(guān)系來理解，如果在一個生態(tài)系統(tǒng)中有1只鷹，這只鷹每天得吃5只兔子才能生存下去，而一只兔子每天得吃100株草，如果要上此生態(tài)系統(tǒng)能維持平衡，讓鷹、兔、草都能生存下去的話，草的數(shù)量肯定得大于100株，兔的數(shù)量得大于5只，而且每天還得成倍的增長才能使生活在其中的各生物生存下去；如果一株草從環(huán)境中吸收了5vg的殺蟲劑，那么一只兔子將100株草取食了后，體內(nèi)就有了100×5vg=500vg的殺蟲劑，一只鷹取食了5只兔子后，體內(nèi)也就積累了5×500vg=2500vg的殺蟲劑。因此我們應(yīng)該保護(hù)環(huán)境，否則受傷害的只有我們?nèi)祟愖约?。不論是該生態(tài)系統(tǒng)中的哪一種生物遷出或大量死亡，都會或多或少地影響到該生態(tài)系統(tǒng)中的其它生物。例如，如果在一個草原生態(tài)系統(tǒng)中本來生活著草、兔、狼等生物，是一個穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，但是由于牧民在此放牧，有時會有狼去偷羊吃，因此牧民就大規(guī)模的獵殺狼，最后導(dǎo)致此生態(tài)系統(tǒng)中沒有了狼的蹤跡，兔子沒有了天敵，而食物和生存空間又很充足，兔子的數(shù)量就急劇的增加，最后導(dǎo)致兔子和羊搶奪食物，啃光了草的地上部分，又去啃食草的根，使得草場退化，草原生態(tài)系統(tǒng)崩潰。但同樣是在這個草原生態(tài)系統(tǒng)中如果還生活著貓頭鷹的，當(dāng)狼被大量獵殺后，兔子因為少了一個天敵，在短時間內(nèi)數(shù)量會增加，但是因為有貓頭鷹這個天敵存在，以及食物和生存空間的限制，兔的數(shù)量不會增長太長時間就會下降，貓頭鷹因為食物豐富數(shù)量也會增加，后來因為兔子減少貓頭鷹的數(shù)量又會減少，如此反復(fù)后就會趨于一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，此草原生態(tài)系統(tǒng)又重新處于穩(wěn)定狀態(tài)。由此可知，每一生態(tài)系統(tǒng)都有自我調(diào)節(jié)能力，但是這個自我調(diào)節(jié)能力是有限的，而且生態(tài)系統(tǒng)中的生物數(shù)量種類越多，即生態(tài)系統(tǒng)的成分越復(fù)雜，該生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力越強。但是不管是生態(tài)系統(tǒng)的成分有多復(fù)雜，調(diào)節(jié)能力有多強，它都是有限的，如果我們?nèi)祟惢顒拥钠茐某^了它的自我調(diào)節(jié)能力，都會給這一生態(tài)系統(tǒng)造成毀滅性的的傷害，因此我們應(yīng)該保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)，否則受傷害的最終是我們?nèi)祟愖约骸?/p>
小結(jié)：本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈和食物網(wǎng)、以及生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力的相關(guān)知識，請利用所學(xué)知識完成下列問題：
1.食物鏈表示的是生態(tài)系統(tǒng)中各生物間的什么關(guān)系？
2.食物鏈應(yīng)該如何書寫？
3.一個生態(tài)系統(tǒng)中哪種生物的數(shù)量是最多的？哪類生物的數(shù)量是最少的？它們體內(nèi)有毒物質(zhì)的相對含量有什么特點?
4.請你用簡潔的語言闡述生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有一定限度的。
自我測評：在一個農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中生活著以下生物蛇、食蟲鳥、害蟲、青蛙、田鼠、農(nóng)作物，請回答：
1．寫出該生態(tài)系統(tǒng)中一個由4種生物組成的食物鏈。
農(nóng)作物→害蟲→食蟲鳥→蛇或農(nóng)作物→害蟲→青蛙→蛇。
2．此生態(tài)系統(tǒng)中數(shù)量最多的為農(nóng)作物，最少的為蛇，體內(nèi)有毒物質(zhì)含量最多的為蛇。
3．當(dāng)有洪澇災(zāi)害發(fā)生時，次年蛇的數(shù)量會急劇減少，由此容易出現(xiàn)田鼠大增而使農(nóng)作物減產(chǎn)。
反思：本節(jié)教學(xué)設(shè)計重在體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的“主人”地位，教師只是一個引導(dǎo)者，因此在本設(shè)計主要是通過問題引導(dǎo)學(xué)生去探索。在問題預(yù)設(shè)方面主要是讓問題起到一個領(lǐng)航員的作用，為學(xué)生的主動探索把好航，而且這些問題也能激發(fā)學(xué)生去解決這些問題的欲望，激發(fā)他們主動去探索?？紤]到學(xué)生對生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)知識儲備太少，問題預(yù)設(shè)的方式還是以教師直接提出為主。這種預(yù)設(shè)問題的方式好處在既可以節(jié)省時間，避免時間的浪費，又可以將學(xué)生的思維圈在本節(jié)課要完成的教學(xué)目標(biāo)范圍之內(nèi)，不至于讓學(xué)生出現(xiàn)天馬行空的現(xiàn)象。
