高中生物必修三4.4群落的掩體教案.docx

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群落的演替 一、教學(xué)目標(biāo) 1.知識(shí)目標(biāo)： （1）闡明群落的演替過程。 （2）說明人類活動(dòng)對(duì)群落演替的影響。 （3）關(guān)注我國(guó)實(shí)行退耕還林、還草、還湖，退牧還草的政策。 2.能力目標(biāo)： （1）通過群落演替的過程培養(yǎng)學(xué)生要用“動(dòng)態(tài)發(fā)展”的觀點(diǎn)來分析事物。 （2）從生活中大家都熟悉的現(xiàn)象中來分析新的問題，從而培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察、全面獨(dú)立分析問題的習(xí)慣。 3.情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)： 從以前的圍湖造田、毀林開荒到現(xiàn)在的退耕還林、還草、還湖，要讓學(xué)生意識(shí)到環(huán)保的重要性和必要性。 二、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)： 群落的演替過程。 難點(diǎn)： 群落的演替過程。 三、課時(shí)安排 1課時(shí)。 四、教學(xué)過程 導(dǎo)入新課 師：現(xiàn)在大家經(jīng)常會(huì)聽到這樣一些詞語(yǔ)“合理砍伐”“合理捕撈”等，其實(shí)從它的字面意思，我們就能看出一些它們所隱含的意思，比如并不是反對(duì)砍伐，而是一定量的砍伐，也并不是反對(duì)捕撈，而是一定的方式合理捕撈等。也就是說，對(duì)于海洋或者森林來說，通過群落各種種群間復(fù)雜的種間關(guān)系，一般情況下，可以維持群落結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定，處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，比如說一定量的砍伐和捕撈之后，生態(tài)系統(tǒng)會(huì)自己調(diào)整，維持一個(gè)平衡。但是這樣穩(wěn)定的森林群落是如何產(chǎn)生的呢？如果現(xiàn)有的森林群落被破壞后，會(huì)發(fā)生些什么樣的變化呢？我們先來看一個(gè)實(shí)例： 課件展示： 1883年8月7日，印度尼西亞客拉客托火山爆發(fā)，熾熱的巖漿滾滾而出，所到之處生物全部死亡，成了一片裸地。幾年之后，地面上稀稀疏疏長(zhǎng)出了小草，還出現(xiàn)了一種蜘蛛。到了1909年，已有202種動(dòng)物生活在這塊新的土地上了。1919年動(dòng)物增加到621種，1934年增加到880種。在此期間植物逐漸繁茂起來，形成了小樹林。 師：在火山未爆發(fā)之前，這塊土地上生活著各種各樣的生物，構(gòu)成群落。由于火山爆發(fā)，使原有生物都死亡。但在這塊裸地上，先長(zhǎng)出了小草，還出現(xiàn)了一種蜘蛛。這個(gè)時(shí)候我們能不能把這些生物稱為一個(gè)群落呢？ 生：雖然生物種類比較少，但我還是覺得它們應(yīng)該是一個(gè)群落。 師：是的，但是這個(gè)群落是不是非常穩(wěn)定呢？ 生：不穩(wěn)定，因?yàn)椋^了一些年后，這里的動(dòng)植物種類都在不斷地增加，形成了小樹林。 師：后來形成的小樹林是不是一個(gè)群落呢？ 生：也應(yīng)該是的。 師：那么，小樹林這個(gè)群落和前面有小草、蜘蛛的群落還是同一個(gè)群落嗎？ 生：不是了。因?yàn)樗麄兊奈锓N組成不一樣了，而且，種間關(guān)系、空間結(jié)構(gòu)都不相同了。 師：是的，但是這小樹林群落是在前面群落的基礎(chǔ)上一步步發(fā)展起來的。也可以說，前面的群落在不斷地發(fā)展變化，一些生物的種群消失，而其他一些生物的種群來占據(jù)它們的空間，再過一段時(shí)間，又會(huì)有另一些生物的種群興起，最后，達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的階段，形成了小樹林。這樣的過程就叫做群落的演替。 推進(jìn)新課 課件展示： 演替：隨著時(shí)間的推移，一個(gè)群落被另一個(gè)群落代替的過程，就叫做演替。 板書： 一、演替的類型 師：了解了群落演替的過程之后，我們想一想光裸的巖地上是怎樣長(zhǎng)出森林的呢？這是一個(gè)漫長(zhǎng)而艱難的演替過程，大致要經(jīng)歷哪些階段呢？一開始，光裸的巖石上任何生物都沒有，這一階段我們稱它為裸巖階段。那么最早在裸巖上定居的是哪一種生物呢？ 生：我覺得應(yīng)該是植物。 師：但是，我們也知道植物一般都是扎根在泥土當(dāng)中的，你見過長(zhǎng)在光溜溜的巖石上的植物嗎？ 生：沒有。 師：實(shí)際上，先來作貢獻(xiàn)的是地衣。地衣是一種真菌和藻類的共生體。它能分泌有機(jī)酸從裸巖中獲取養(yǎng)分，并且有機(jī)酸可加速巖石風(fēng)化形成土壤的過程。于是，土壤顆粒和有機(jī)物逐漸增多。這一階段，主要是地衣，那這一階段我們稱它為什么呢？ 生：地衣階段。 師：很好。那么，這樣的地衣階段會(huì)不會(huì)一直維持下去呢？ 生：不會(huì)。因?yàn)榻?jīng)過了地衣的作用，巖石已經(jīng)慢慢變成土壤了。 師：是的。由于外界環(huán)境的變化，在地衣開拓的基礎(chǔ)上，苔蘚慢慢長(zhǎng)了起來。那么，有了兩類生物，它們之間肯定會(huì)出現(xiàn)種間關(guān)系?？赡苁窃鯓拥姆N間關(guān)系呢？ 生：競(jìng)爭(zhēng)。 師：為了什么而競(jìng)爭(zhēng)呢？ 生1：會(huì)為了生活的空間而競(jìng)爭(zhēng)。 生2：它們都要進(jìn)行光合作用，所以還要為了陽(yáng)光而競(jìng)爭(zhēng)。 師：那么在這競(jìng)爭(zhēng)過程中，誰(shuí)會(huì)處于優(yōu)勢(shì)呢？要注意苔蘚比地衣長(zhǎng)得高。 生：那肯定是長(zhǎng)得高的苔蘚能獲得更多的陽(yáng)光，處于優(yōu)勢(shì)。 師：所以，苔蘚就能逐漸擴(kuò)展。而且，苔蘚的生長(zhǎng)能進(jìn)一步使巖石分解，土層加厚，有機(jī)物增多，土壤中的有機(jī)物增多又能使哪一類生物增多呢？ 生：微生物。因?yàn)槲⑸锸欠纸庥袡C(jī)物的。 師：這一階段的優(yōu)勢(shì)物種是苔蘚，所以這一階段我們稱它為苔蘚階段。要注意苔蘚階段還有沒有地衣生長(zhǎng)呢？ 生：有的，只是沒有苔蘚多。 師：由于前面兩類生物的作用，土壤有機(jī)物越來越多，而且能保持一定的水分，這時(shí)，各種草本植物的種子就能萌發(fā)生長(zhǎng)了。這時(shí)競(jìng)爭(zhēng)陽(yáng)光的話，又是誰(shuí)能處于優(yōu)勢(shì)了？ 生：草本植物。草本植物長(zhǎng)得比它們更高。 師：有草的地方就能找到各種昆蟲。由于草本植物能夠?yàn)樗鼈兲峁┦澄镆约皸⒎敝车膱?chǎng)所，所以各種昆蟲和其他小動(dòng)物開始進(jìn)入到這個(gè)地區(qū)。這時(shí)，這個(gè)小家庭的成員越來越多，生物越來越多對(duì)外界的無(wú)機(jī)環(huán)境影響也就越來越大。在動(dòng)植物的共同作用下，土壤中的有機(jī)物越來越豐富，土壤的通氣性越來越好。這一階段稱為草本植物階段。 師：大家有沒有發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？在這個(gè)慢慢演替的過程中，土壤怎么變化？生物怎么變化？特別是植物的變化有什么樣的特點(diǎn)？ 生：土壤的各種理化性質(zhì)越來越好，生物的種類越來越多，每一種類后出現(xiàn)的植物都比前面長(zhǎng)得高大，競(jìng)爭(zhēng)能力更強(qiáng)。 師：所以，大家分析一下這往下發(fā)展又會(huì)發(fā)生什么樣的變化呢？ 生：會(huì)有灌木生長(zhǎng)。 師：是的，灌木和小樹開始生長(zhǎng)，灌木“剝奪”了草本植物的陽(yáng)光，逐漸取代了部分草本植物。而且，灌木起到了一定的避風(fēng)擋雨的作用，同時(shí)還能提供更為豐富的食物，于是成為許多鳥類的棲息地。生物種類越來越多，對(duì)于群落的穩(wěn)定性來說有什么變化呢？ 生：群落的穩(wěn)定性會(huì)越來越強(qiáng)，空間結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，抵御環(huán)境變化的能力也增強(qiáng)。 師：這一階段我們稱為灌木階段，灌木階段的群落已經(jīng)相對(duì)比較穩(wěn)定，那么，該群落是否就是處于演替的穩(wěn)定階段了呢？ 生：不是，因?yàn)檫€有比灌木更高更強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力的植物類群——喬木。 師：很好。所以，在灌木群落形成的濕潤(rùn)土壤上，各種喬木種子萌發(fā)出來了。喬木有比灌木具有更強(qiáng)的獲得陽(yáng)光的能力，因而最終占據(jù)了優(yōu)勢(shì)，成為茂盛的樹林。樹林形成后，對(duì)其他生物和周圍環(huán)境又帶來什么影響呢？ 生：樹林的形成進(jìn)一步改善了生物生存的環(huán)境，物種豐富度越大，種間關(guān)系越復(fù)雜，群落的結(jié)構(gòu)也越穩(wěn)定。 師：這一階段稱為森林階段，由于高大的喬木是植物中的較高等的生物了，所以，這樣的森林階段也是相對(duì)穩(wěn)定的階段了。在森林階段，群落中還能不能找到地衣、苔蘚、草本植物和灌木？ 生：可以的，只是這些植物不再是優(yōu)勢(shì)種了。 師：是的，其實(shí)喬木只是取代了其他植物的優(yōu)勢(shì)種地位。現(xiàn)在我們一起來回顧一下：從光裸的巖地到長(zhǎng)出森林，一共經(jīng)歷了哪些階段？ 生：由裸巖階段到地衣階段、到苔蘚階段、到草本植物階段、到灌木階段，最后到森林階段。 師：在裸巖上群落會(huì)發(fā)生演替，那么，在棄耕的農(nóng)田上，能不能發(fā)生群落的演替呢？ 生：也應(yīng)該可以的。因?yàn)榻?jīng)?？吹揭恍壐霓r(nóng)田上會(huì)長(zhǎng)滿雜草。我想如果人類不去干預(yù)的話，上面的生物肯定還會(huì)發(fā)生變化的。 師：是的，這位同學(xué)是生活中的有心人，我們的生活總是會(huì)和各種生物和生命現(xiàn)象打交道，所以，我們每一位同學(xué)都要做生活的有心人，這樣才能更好地了解生物和各種生命現(xiàn)象，很可能你還能發(fā)現(xiàn)新的生命規(guī)律。下面我們一起來看一下發(fā)生在棄耕的農(nóng)田上的群落演替過程。 課件展示： 農(nóng)田被棄耕以后，很快就會(huì)長(zhǎng)滿一年生的雜草。在雜草的覆蓋下，土壤條件會(huì)得到改善，一些多年生的雜草會(huì)接踵而至。土壤表層有機(jī)物質(zhì)逐漸增多，保水能力也逐漸增強(qiáng)，這將更有利于植物的生長(zhǎng)，幾年后，一些小灌木便會(huì)生長(zhǎng)起來，并成為灌木叢。再經(jīng)過一段時(shí)間，喬木開始出現(xiàn)。高大的喬木占據(jù)了更多的空間，灌木逐漸減少，喬木逐漸蔚然成林。 在氣候條件適宜的情況下，從棄耕的農(nóng)田演替出樹林，需要數(shù)十年時(shí)間。如果是在干旱的荒漠地區(qū)，群落的演替就很難形成樹林，或許只發(fā)展到草本植物階段或稀疏的灌木階段。 師：從以上描述中，你覺得這種演替和發(fā)生在裸巖上的演替過程有什么異同之處？ 生：在裸巖上發(fā)生的演替是從地衣階段開始的，而在棄耕的農(nóng)田上發(fā)生的演替是從草本植物階段開始的。起點(diǎn)是不相同的。而以后，都經(jīng)歷了草本植物階段到灌木階段再到森林階段。 師：為什么這兩個(gè)演替過程的起點(diǎn)不相同呢？ 生：因?yàn)樵诼銕r上發(fā)生的演替外界條件是巖石，只能從能利用巖石養(yǎng)分的地衣開始；而在棄耕的農(nóng)田上發(fā)生的演替外界條件是土壤，直接生長(zhǎng)各種草本植物。 師：那么火山爆發(fā)后的裸巖上發(fā)生的演替一般來說還能恢復(fù)成原有的群落結(jié)構(gòu)嗎？而在棄耕的農(nóng)田上發(fā)生的演替呢？ 生：在火山爆發(fā)后的裸巖上發(fā)生的演替一般來說不太可能再恢復(fù)成原有的群落結(jié)構(gòu)了，因?yàn)樵诨鹕奖l(fā)中，有些物種可能會(huì)絕滅；在恢復(fù)過程中外來新物種可能會(huì)進(jìn)入。而農(nóng)田就不一樣了，因?yàn)檗r(nóng)田的形成本身就有人為因素，所以還是可以通過人類的活動(dòng)恢復(fù)成原有的群落結(jié)構(gòu)的。 師：這位同學(xué)分析得非常好。實(shí)際上，上述兩個(gè)例子代表了演替的兩種類型——初生演替和次生演替。而這樣劃分的依據(jù)便是演替發(fā)生的起始條件。 課件展示： 初生演替：是指在一個(gè)從來沒有被植物覆蓋的地面，或者是原來存在過植被，但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。 例如：在沙丘、火山巖、冰川泥上進(jìn)行的演替。 次生演替：是指在原有植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體（如能發(fā)芽的地下莖）的地方發(fā)生的演替。 例如：火災(zāi)過后的草原、過量砍伐的森林、棄耕的農(nóng)田上進(jìn)行的演替。 板書： 二、人類活動(dòng)對(duì)群落演替的影響 師：群落的演替是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，在這個(gè)演替的漫長(zhǎng)過程中，其實(shí)每一步都有它發(fā)生的原因和影響因素。決定群落演替的原因在于群落的內(nèi)部，和植物繁殖體的遷移、散布，動(dòng)物的活動(dòng)性，群落內(nèi)部環(huán)境的變化，種內(nèi)與種間關(guān)系的改變都有關(guān)系。同時(shí)，外界環(huán)境條件諸如氣候、地貌、土壤和火等可成為引起演替的重要條件。不可忽略的還有人類的活動(dòng)。你了解的有哪些人類的活動(dòng)會(huì)影響群落的演替呢？ 生：我們學(xué)校宿舍旁的小河，原來河水非常清澈，經(jīng)常能看到有魚鷹的小船來捕魚。但是，從今年三月份開始，河水開始越來越渾濁，而且開始發(fā)臭。也看不到任何綠色植物，河內(nèi)的魚也全都死了。后來，大家去反映后，上游的污染源取消以后，河水開始慢慢變清，慢慢出現(xiàn)了水草，近階段，我還看到河里有水葫蘆大量生長(zhǎng)。 師：這位同學(xué)所舉的例子也是我們現(xiàn)在隨著工業(yè)的發(fā)展而帶來的較為嚴(yán)重的現(xiàn)象。由于人類把大量污水排入河流，破壞了原有的河流群落，要重新出現(xiàn)穩(wěn)定的生物群落需要比較長(zhǎng)的時(shí)間。 生：在以前，有些人為了經(jīng)濟(jì)利益隨意地捕殺動(dòng)物、砍伐森林，還有的亂扔煙頭而導(dǎo)致大片森林被化為平地，這些行為都會(huì)引起群落的演替。 生：在草原上，也有影響群落演替的例子。有些地方由于過度放牧破壞了原有的草地。 師：大家的例子舉得都非常好。我也來給大家舉個(gè)非常熟悉的例子。魯迅先生著作中有過這樣一句話：“走的人多了也便成了路?！蹦闶欠裼^察過被人踩踏成的小路周圍雜草是怎樣分布的呢？課前，我們請(qǐng)了興趣小組的同學(xué)去學(xué)校附近觀察了，現(xiàn)在我們請(qǐng)他們來給大家說一下觀察的結(jié)果。 生：我們觀察得結(jié)果：被踩踏嚴(yán)重的地方，主要長(zhǎng)了一些像車前草這樣的植物；輕度踩踏的地方主要是狼尾草等植物；幾乎不被踩踏的地方，生長(zhǎng)著狗尾草等植物。 師：謝謝興趣小組為我們提供的這些資料。下面，我們要研究的是，植物的這種分布和人類的踩踏有關(guān)系嗎？ 生：應(yīng)該有關(guān)系的，車前草特別矮小而且莖干相對(duì)粗一些，我覺得它要比狗尾草等耐踩踏些。 師：那么如果這樣的小路被廢棄后，人的踐踏活動(dòng)停止了，會(huì)出現(xiàn)“遠(yuǎn)芳侵古道，晴翠接荒城”的景象嗎？ 生：會(huì)的。在路周圍會(huì)慢慢長(zhǎng)出莖稈較高的植物，逐漸成為優(yōu)勢(shì)植物。于是，就會(huì)出現(xiàn)“遠(yuǎn)芳侵古道，晴翠接荒城”的景象。 師：還有一個(gè)現(xiàn)象也越來越引起我們的注意：現(xiàn)在人類有意或無(wú)意的活動(dòng)卻使物種的遷移越來越頻繁。如果這些外來物種在新的生態(tài)系統(tǒng)中入侵成功，能夠自行繁殖和擴(kuò)散，而且對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)和景觀造成了明顯的改變，它們就變成外來入侵種。外來物種入侵后，增長(zhǎng)有什么特點(diǎn)？ 生：會(huì)呈“J”型增長(zhǎng)。 師：由于外來入侵物種大量繁殖殺死或排擠當(dāng)?shù)刂参?，因而依靠?dāng)?shù)刂参锷娴膭?dòng)物也就緊跟著大量減少，引起生態(tài)系統(tǒng)中物種的單一化，從而導(dǎo)致很多相應(yīng)的生態(tài)問題，包括水土流失、火災(zāi)、蟲災(zāi)以及當(dāng)?shù)靥赜猩镔Y源喪失等，最終導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。還會(huì)在一定程度上污染原有的基因。所以，世界各國(guó)現(xiàn)在越來越重視外來物種的引入問題。 師：實(shí)質(zhì)上人對(duì)生物群落演替的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他自然因素，因?yàn)槿祟惖幕顒?dòng)是有意識(shí)、有目的地進(jìn)行的。人類的活動(dòng)都是破壞現(xiàn)有的各種生物群落的嗎？ 生：不是的。現(xiàn)在我們國(guó)家也在治理沙漠、管理草原、建立人工群落等。 師：無(wú)論是哪一種類型的，人類的活動(dòng)往往會(huì)使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進(jìn)行。 板書： 三、退耕還林、還草、還湖 師：隨著人類越來越感覺到可持續(xù)發(fā)展的重要性，對(duì)以前所采取的一些只顧眼前利益的錯(cuò)誤行為也在不斷地糾正過來。以前為了擴(kuò)大耕地面積，不惜毀林開荒、圍湖造田。帶來的后果就是大量水土流失，洪澇災(zāi)害頻繁發(fā)生。為什么大面積圍湖造田是洪澇災(zāi)害頻繁發(fā)生的原因之一呢？大家想想，河流湖泊有什么作用呢？ 生：大面積圍湖造田，使湖面大大縮小，減小了蓄洪容積，降低了蓄洪能力，導(dǎo)致洪災(zāi)頻繁發(fā)生。 師：所以，我國(guó)政府明確提出了退耕還林、還草、還湖，退牧還草，頒布了《退耕還林條例》，從2003年1月起施行。、 課堂小結(jié) 師：從退耕還林、還草、還湖這件事上，你得到了哪些啟發(fā)？ 生1：必須與大自然和諧相處，不然，就會(huì)帶來嚴(yán)重的后果。 生2：絕不能以犧牲環(huán)境和浪費(fèi)資源為代價(jià)求得一時(shí)的發(fā)展，必須走可持續(xù)發(fā)展道路，處理好經(jīng)濟(jì)發(fā)展同人口、資源、環(huán)境的關(guān)系。 師：大家都能夠意識(shí)到這一點(diǎn)，那么往后，在我們的努力下，地球一定能為我們?nèi)祟愄峁└玫纳姝h(huán)境！ 五、板書設(shè)計(jì) 群落的演替 （一）演替的概念 隨著時(shí)間的推移，一個(gè)群落被另一個(gè)群落代替的過程，就叫做演替。 （二）演替的類型 1．初生演替 2．次生演替 （三）人類活動(dòng)對(duì)群落演替的影響 （四）退耕還林、還草、還湖 我國(guó)頒布了《退耕還林條例》，自2003年1月20日起施行。 六、活動(dòng)與探究 主題：進(jìn)行調(diào)查或收集有關(guān)資料，以“警惕外來物種入侵”為題，寫一篇科普文章。 步驟 學(xué)生活動(dòng) 教師指導(dǎo) 目的 1 到圖書館、上網(wǎng)查閱相關(guān)書籍，或進(jìn)行實(shí)地調(diào)查 介紹相關(guān)書籍或易作調(diào)查的地點(diǎn)和具體調(diào)查方法 （1）讓學(xué)生更多地了解現(xiàn)在外來物種的入侵所帶來的影響 （2）培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和獨(dú)立思考能力 2 根據(jù)查閱的資料或調(diào)查的結(jié)果，確定文章的內(nèi)容 解答學(xué)生提出的具體問題 3 相互交流活動(dòng)的感受 對(duì)優(yōu)秀文章進(jìn)行評(píng)點(diǎn)