2025年春初中生物七年級下冊蘇教版教學課件 第3單元 第8章 第1節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)(二)

第1節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)(二)跨學科實踐設計并制作能較長時間維持平衡的生態(tài)瓶真實情境中的問題解決,通常需要綜合運用科學、工程學和數(shù)學等學科的概念、方法和思想,設計方案并付諸實施,以尋求科學問題的答案或制造相關(guān)產(chǎn)品。一、跨學科知識和方法引導生物學(1)生態(tài)瓶作為生態(tài)系統(tǒng)模型,應該體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的本質(zhì)特征,如生物成分、非生物環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力等。(2)生物成分的種類和數(shù)量、生態(tài)瓶的材料和空間大小,以及非生物環(huán)境的物質(zhì)組成和能量來源等,都會影響生態(tài)瓶的穩(wěn)定性和持久性?？鐚W科(1)運用“尺度、比例和數(shù)量”“系統(tǒng)與模型”的跨學科概念,仔細觀察原型(如一個池塘生態(tài)系統(tǒng)),概括其本質(zhì)特征,結(jié)合工程設計原理,設計生態(tài)瓶的制作方案。(2)運用“穩(wěn)定與變化”的跨學科概念,通過控制單一變量,探究其對生態(tài)瓶較長時間維持平衡的影響。二、方案環(huán)節(jié)說明實踐目標1.發(fā)展核心素養(yǎng):能通過控制單一變量,探究生態(tài)系統(tǒng)維持相對穩(wěn)定的原因;理解建模是一種科學思維方法。2.理解相關(guān)概念:生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力有一定限度。實踐操作1.收集資料分小組收集有關(guān)制作生態(tài)瓶的資料,討論資料中生態(tài)瓶制作的設計思路,分析、評價其優(yōu)點和缺點。2.方案及分工依據(jù)資料和思考,小組同學制訂本小組的實踐方案,明確具體分工。方案中確定單一變量,并提出控制單一變量的方法。環(huán)節(jié)說明實踐操作3.計算先考慮生態(tài)瓶要包含哪些生物成分和非生物環(huán)境,以及它們之間的數(shù)量關(guān)系,如非生物環(huán)境有陽光、空氣、水、溫度、塘泥(砂石)等,生物成分種類不能太單一。再通過計算確定生態(tài)瓶中的生物成分和數(shù)量。4.繪制設計圖根據(jù)本小組選定的容器、計算的結(jié)果和確定的單一變量(如光照),繪制生態(tài)瓶設計圖。設計圖可以手繪,也可以借助各種智能設備及應用軟件進行繪制。5.選材根據(jù)本小組的實踐方案,選擇合適的生物種類。注意選擇時,應該考慮各種生物之間要有取食和被食的關(guān)系。環(huán)節(jié)說明實踐操作6.制作(1)制作兩個生態(tài)瓶(實驗組和對照組),分別貼上標號為1和2的標簽。(2)先將容器用清水沖洗干凈,在瓶底裝入一層淘洗干凈的砂石。再沿容器壁緩緩加入池塘水,水量為容器容積的4/5左右。(3)在容器中放入準備好的各種生物(如果植物是有根的,應該用鑷子將它的根固定在砂石中),并將制作好的生態(tài)瓶一個放在光照適宜處(光線不能太強),另一個放在暗處。7.記錄定期記錄兩個生態(tài)瓶中植物、動物、水等情況,并拍照。8.反思可以從方案設計、生態(tài)瓶制作、實踐過程、實踐成果等方面進行反思,并討論如何改進。9.撰寫報告小組同學共同撰寫小組實踐報告。環(huán)節(jié)說明展示與評價1.作品展示各小組將小組實踐報告在班級內(nèi)展示交流,也可以上傳到校園網(wǎng)進行分享。2.評價各小組通過相互質(zhì)疑和評價,填寫實踐評價量表。遷移與應用生態(tài)系統(tǒng)能否維持平衡,不僅與生態(tài)系統(tǒng)自身的結(jié)構(gòu)和功能有關(guān),還與外界因素有關(guān)。嘗試設計生態(tài)瓶,探究生態(tài)系統(tǒng)受到一定程度破壞后,怎樣通過人為干預使生態(tài)系統(tǒng)恢復相對平衡的狀態(tài)。三、實踐評價量表評價項目評價標準評價結(jié)果反思與改進小組自評組間互評方案設計方案設計科學,能夠確定并控制單一變量,設置實驗組和對照組☆☆☆☆☆☆

能選擇合適的容器☆☆☆☆☆☆

生態(tài)瓶制作兩個生態(tài)瓶中生物種類、數(shù)量合適☆☆☆☆☆☆

非生物環(huán)境設計和布局合理☆☆☆☆☆☆

評價項目評價標準評價結(jié)果反思與改進小組自評組間互評實踐過程能完整記錄觀察到的情況☆☆☆☆☆☆

小組同學參與度高,并能較好地分工合作☆☆☆☆☆☆

實驗成果生態(tài)瓶能較長時間維持平衡☆☆☆☆☆☆

實踐報告科學、完整☆☆☆☆☆☆

展示評價能進行合理展示和客觀評價☆☆☆☆☆☆

注:以填涂五角星的方式進行評價(評價不達標填涂1顆星,達標2顆星,較好3顆星)。跟蹤訓練1.某同學動手制作了小型生態(tài)瓶,瓶內(nèi)放置的材料如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.依據(jù)圖片制作的生態(tài)瓶必須放在陽光下一段時間B.為保證生態(tài)瓶的正常運轉(zhuǎn),瓶內(nèi)各種成分要比例適中C.生態(tài)瓶中的金魚藻可將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能D.此生態(tài)瓶的自我調(diào)節(jié)能力強,能永久維持自身的穩(wěn)定性D【解析】金魚藻必須在有光的條件下才進行光合作用,為其他生物提供氧氣,因此,依據(jù)圖片制作的生態(tài)瓶必須放在陽光下一段時間,A正確。生物的生存需要一定的生存空間、水分、營養(yǎng)物質(zhì)、適宜的溫度。瓶中各種生物的數(shù)量和比例要適當,B正確。生態(tài)瓶中的金魚藻可進行光合作用,將光能轉(zhuǎn)化為化學能,C正確。此生態(tài)瓶中的生物種類少,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單,自我調(diào)節(jié)能力弱,不能永久維持自身的穩(wěn)定性,D錯誤。2.(2024?宿遷)某生物興趣小組通過制作生態(tài)瓶來探究生態(tài)系統(tǒng)的組成及其穩(wěn)定性。實驗裝置如圖所示(甲、乙瓶置于有光的條件下,丙瓶用不透光的盒子罩住)。下列說法正確的是()A.為探究光對生態(tài)系統(tǒng)的影響,應選擇甲、丙兩瓶進行對照B.在甲、乙、丙三個生態(tài)瓶中,維持時間最長的是丙瓶C.在乙生態(tài)瓶中,通過食物鏈傳遞的能量最終來自光能D.要想使甲瓶更加完善,還需要補充的成分是空氣C【解析】為探究光對生態(tài)系統(tǒng)的影響,光為變量,除光之外其他條件都應相同,因此,應選擇乙、丙兩瓶進行對照,A錯誤。在甲、乙、丙三個生態(tài)瓶中,維持時間最長的是乙瓶,B錯誤。在乙生態(tài)瓶中,通過食物鏈傳遞的能量最終來自光能,C正確。要想使甲瓶更加完善,還需要補充的成分是生產(chǎn)者,D錯誤。3.某生物興趣小組為探究生物因素和非生物因素在生態(tài)系統(tǒng)中的作用,用四個相同的生態(tài)瓶設計了如圖所示實驗,實驗處理如表所示(其他條件均相同且適宜)。組別加入的物質(zhì)或條件A光照、清水、魚、河泥B光照、清水、魚、水草C光照、清水、魚、水草、河泥D無光、清水、魚、水草、河泥(1)生物興趣小組共設計了__組對照實驗,其中起對照作用的是__(填圖中字母)。(2)C、D組對照,主要探究的是_____在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。(3)請推測四個生態(tài)瓶中,小魚存活時間最短的是__(填圖中字母)。(4)一段時間后,四個生態(tài)瓶中的小魚相繼死去,主要原因可能是生態(tài)瓶的生物種類少,_________能力弱。(5)由實驗可以看出,生態(tài)系統(tǒng)是由_____與環(huán)境共同形成的,各組成成分之間相互影響,相互制約。C光照D自我調(diào)節(jié)生物3【解析】(1)對照實驗是在研究一種條件對研究對象的影響時,所進行的除這種條件不同外,其他條件都相同的實驗,這個不同的條件,就是唯一變量。一般的對實驗變量進行處理的,就是實驗組,沒有對實驗變量進行處理的就是對照組。所以,C、A對照,變量是水草;C、B對照,變量是河泥;C、D對照,變量是光照。生物興趣小組共設計了3組對照實驗,其中起對照作用的是C組。(2)C、D裝置為對照實驗組,主要探究的是光照(光)在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。(3)一個生態(tài)瓶可以看成是一個微型的生態(tài)系統(tǒng),組成成分越完整、結(jié)構(gòu)越復雜,生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性就越高,自我調(diào)節(jié)能力就越強。在A、B、C、D四個生態(tài)瓶中,A瓶缺少生產(chǎn)者、B瓶缺少分解者、D瓶缺少光照,只有C瓶具備生態(tài)系統(tǒng)的四個基本成分。因此,在四個瓶中C瓶的穩(wěn)定性最高,小魚生存時間最長。而D瓶中,在沒有光照的情況下,水草無法進行光合作用釋放氧氣,反而進行呼吸作用消耗氧氣,與小魚爭奪氧氣,氧氣消耗最快。因此D瓶中的小魚存活的時間最短。(4)生態(tài)系統(tǒng)中生物種類越多,生態(tài)系統(tǒng)的成分越復雜,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復雜,自我調(diào)節(jié)能力越強,生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定。一段時間后,四個生態(tài)瓶中的小魚相繼死去,主要原因可能是生態(tài)瓶的生物種類少,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)太簡單,生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力較弱。(5)能量流動和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的兩個基本功能,在物質(zhì)循環(huán)過程中同時伴隨著能量流動,它們將生態(tài)系統(tǒng)的各種成分聯(lián)系成了一個統(tǒng)一的整體。所以,由實驗可以看出,生態(tài)系統(tǒng)是生物與環(huán)境形成的統(tǒng)一整體,各組成成分之間相互影響,相互制約。4.如圖一是某生態(tài)系統(tǒng)中部分生物的示意圖,圖二是某同學根據(jù)所學生態(tài)系統(tǒng)知識制作的生態(tài)瓶。請據(jù)圖回答下列問題:(1)請寫出圖一中鷹所在的一條食物鏈________________________________________________________________________;如果鷹的數(shù)量突然減少,此食物鏈中直接被鷹取食的動物數(shù)量會發(fā)生什么變化?_____________。(2)圖一中細菌是_______(生態(tài)系統(tǒng)中的成分),圖一中所含能量最多的生物是____________。(3)圖二中的生態(tài)瓶是同學們模擬_____生態(tài)系統(tǒng)(生態(tài)系統(tǒng)的類型)制作的一個封閉生態(tài)瓶,一段時間后,生態(tài)瓶中植物死亡了,后來蝦和螺螄也相繼死亡,說明生態(tài)瓶中的植物和動物間存在_________關(guān)系。禾谷類作物→兔→鷹(或禾谷類作物→鼠→鷹或禾谷類作物→昆蟲→食蟲鳥→鷹)先增加后減少分解者禾谷類作物淡水相互依存【解析】(1)圖一中,生產(chǎn)者有禾谷類作物,消費者有鼠、昆蟲、兔、食蟲鳥、鷹,分解者有細菌、真菌。在生態(tài)系統(tǒng)中,不同生物之間通過捕食關(guān)系而形成的鏈狀聯(lián)系叫食物鏈。食物鏈有:禾谷類作物→兔→鷹、禾谷類作物→鼠→鷹、禾谷類作物→昆蟲→食蟲鳥→鷹。可見,以上3條食物鏈都是鷹所在的食物鏈。如果鷹的數(shù)量突然減少,此食物鏈中直接被鷹捕食的動物數(shù)量會先增加,隨后,因種內(nèi)競爭加劇,數(shù)量會再次下降,因此該動物的數(shù)量變化是:先增加后減少。(2)分解者是指生態(tài)系統(tǒng)中細菌、真菌等具有分解能力的生物,它們能把動植物殘體中復雜的有機物,分解成簡單的無機物(無機鹽、二氧化碳、水等),釋放到環(huán)境中,供生產(chǎn)者再次利用?？梢?圖一中細菌是分解者。能量流動的起點是植物固定太陽能,生態(tài)系統(tǒng)中能量流動特點是單向流動、逐級遞減。因此,圖一中所含能量最多的生物是生產(chǎn)者禾谷類作物。(3)淡水生態(tài)系統(tǒng)是指由淡水生物群落及淡水水域相互作用所構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng),分為靜水的和流動水的兩種類型;前者指淡水湖泊、池塘和水庫等;后者指河流、溪流和水渠等。圖二中的生態(tài)瓶中含有浮萍、蝦、螺螄等淡水生物,說明該生態(tài)瓶是同學們模擬淡水生態(tài)系統(tǒng)制作的一個封閉生態(tài)瓶。在長期自然選擇的過程中,生態(tài)系統(tǒng)中的各種生物形成了相互依賴,相互制約的關(guān)系。一段時間后,生態(tài)瓶中植物死亡了,后來蝦和螺螄也相繼死亡,說明生態(tài)瓶中的植物和動物間存在相互依存關(guān)系。5.興趣小組的同學設計出密閉型生態(tài)瓶的制作方案,如圖1。請回答問題:(1)蚯蚓以枯枝爛葉和土壤中的有機物為食,根據(jù)它在生態(tài)瓶中的作用,可以將它劃分為_____者。分解(2)方案中膠帶的作用是_________________________________________________________________________;生態(tài)瓶中提前倒入的水最好選擇_______(填“蒸餾水”或“池塘水”)。(3)小組同學制作好的生態(tài)瓶如圖2所示,應將其放置在_____(填“明亮”或“陰暗”)的環(huán)境中。(4)小組同學發(fā)現(xiàn)制作生態(tài)瓶的容器多選用玻璃器皿而不是塑料制品,試分析原因:___________________________________________________________________________________(答出一點即可)。避免外界的空氣進入生態(tài)瓶(或防止外界空氣對生態(tài)瓶內(nèi)產(chǎn)生影響)(表達合理即可)池塘水明亮玻璃器皿的透光性更好(或更方便觀察;防止微塑料顆粒對瓶內(nèi)生物產(chǎn)生危害)(表達合理即可)【解析】(1)蚯蚓以枯枝落葉和土壤中的有機物為食,把動植物遺體、遺物分解產(chǎn)生二氧化碳、水和無機鹽等供植物利用,有利于農(nóng)作物生長,可以把它劃分為分解者。(2)生態(tài)瓶必須是封閉的,膠帶密封避免外界的空氣進入生態(tài)瓶(或防止外界空氣對生態(tài)瓶內(nèi)產(chǎn)生影響);如果用蒸餾水,會減少生態(tài)瓶的分解者,降低物質(zhì)循環(huán),可能會降低該生態(tài)瓶中生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,生態(tài)瓶中用池塘水,相當于添加一些分解者,會加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),增強生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(3)生態(tài)瓶材料必須透明,該生態(tài)瓶中生態(tài)系統(tǒng)需要能量輸入,給予一定的光照會增加穩(wěn)定性。應將其放明亮的環(huán)境中。(4)玻璃器皿的透光性更好,更方便觀察,防止微塑料顆粒對瓶內(nèi)生物產(chǎn)生危害。所以生態(tài)瓶多選用玻璃器皿。6.生物興趣小組進行生態(tài)瓶生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性探究實驗,采用以下的實驗材料:帶瓶塞的透明玻璃瓶、凡士林、金魚藻、米蝦、蘋果螺、孔雀魚、細沙、河水。實驗裝置如圖所示:(1)圖B生態(tài)系統(tǒng)中其實還有一類未表示出的生物成分是____________________。分解者(或細菌、真菌)(2)本組對照裝置可以探究_____對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,在A、B兩個生態(tài)瓶中,你認為維持時間較長的應該是__。相對于自然界的河流湖泊生態(tài)系統(tǒng),B生態(tài)系統(tǒng)的維持時間相對短暫,主要原因是________________________________________________。(3)蘋果螺是偏植食性雜食螺類,每月都能繁殖數(shù)以百計的后代,其后代可作為魚蝦的食物。米蝦是河中常見的蝦類,也是偏植食性的雜食動物,每月都繁殖,初生后代小巧美味,是魚類的最愛。著名的孔雀魚為雜食性動物,以適應性強和繁殖力強而著稱。請根據(jù)以上取食關(guān)系,寫出B瓶生態(tài)系統(tǒng)中最長的一條食物鏈:______________________________。動物BB內(nèi)的生物種類和數(shù)量少,自我調(diào)節(jié)能力弱等(合理即可)金魚藻→蘋果螺→米蝦→孔雀魚(4)B生態(tài)系統(tǒng)中生物賴以生存的能量是_______通過光合作用捕獲轉(zhuǎn)化的來自太陽的能量。能量進入生態(tài)系統(tǒng)后,會沿_______________傳遞。(5)習近平在二十大報告中指出“要推動綠色發(fā)展,促進人與自然和諧共生”,作為中學生,為保護我們的家園——最大的生態(tài)系統(tǒng)生物圈,我們應該怎么做?____________________________________________________________________。金魚藻食物鏈、食物網(wǎng)愛護植被,多植樹造林(或做好垃圾分類;低碳生活等)(觀點正確,表述合理即可)【解析】(1)生態(tài)系統(tǒng)的組成包括非生物環(huán)境和生物成分。生物成分包括生產(chǎn)者(主要指綠色植物)、消費者(主要指動物)、分解者(主要指細菌和真菌)。圖B生態(tài)系統(tǒng)中,金魚藻是植物,屬于生產(chǎn)者;米蝦、孔雀魚、蘋果螺都是動物