高中生物同步備課系列【備教案】2.3 群落的演替-人教2019版選擇性必修2

2.3群落的演替教案課題2.3群落的演替教材分析本節(jié)是高中生物選擇性必修2《生物與環(huán)境》中第二單元《群落及其演替》中的第三節(jié)內(nèi)容，主要包括群落演替的種類，人類活動對演替的影響，關(guān)注我國實(shí)行退耕還林、還草、還湖的政策。學(xué)生在日常生活中也接觸過許多與此相關(guān)的自然現(xiàn)象。所以在教學(xué)過程中學(xué)生的興趣也比較高。鑒于上述情況，在教學(xué)過程中要注意聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，采用問題導(dǎo)學(xué)法，利用多媒體圖解、課件和模型制作等加強(qiáng)教學(xué)的直觀性，加強(qiáng)學(xué)生對宏觀內(nèi)容的感性認(rèn)識，使學(xué)生在主動構(gòu)建知識的過程中完成重點(diǎn)、難點(diǎn)知識的學(xué)習(xí)，提高思維能力，形成相應(yīng)的觀點(diǎn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)與核心素養(yǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.通過分析裸巖上的演替和棄耕農(nóng)田上的演替，闡明演替的概念、類型和過程。2.通過分析人類活動和演替的關(guān)系，說明人類活動對群落演替的影響。3.認(rèn)同我國實(shí)行退耕還林、還草、還湖的政策。核心素養(yǎng)：1.生命觀念：通過分析裸巖上的演替和棄耕農(nóng)田上的演替，闡明演替的概念、類型和過程。說明人類活動對群落演替的影響。2.科學(xué)探究：通過分析人類活動和演替的關(guān)系，探究人類活動對群落演替的影響。3.科學(xué)思維：研究群落演替的過程，各個(gè)階段的連接4.社會責(zé)任：關(guān)注我國實(shí)行退耕還林、還草、還湖，退牧還草的政策，增強(qiáng)環(huán)保意識。。重點(diǎn)群落演替的過程。難點(diǎn)群落演替的過程。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課課件展示展示喀拉喀托火山爆發(fā)的圖片，提出問題問題探討：1883年8月7日，印度尼西亞喀拉喀托火山爆發(fā)，巖漿滾滾而出，所到之地生物全部死亡，成了一片裸地。幾年后，地面上長出了小草，出現(xiàn)了一種蜘蛛。到1909年，有202種動物在這塊新的土地上生活。1919年動物增加到621種，1934年增加到880種。在此期間，植株逐漸繁茂起來，形成了小樹林。討論：1.生物是如何一步一步定居在新土地上的？2.這一地區(qū)有可能恢復(fù)原來的群落嗎？學(xué)生回答。1.提示：一般情況下，經(jīng)歷裸巖階段→地衣階段→苔蘚階段→草本植物階段→灌木階段→喬木階段2.提示：火山爆發(fā)后環(huán)境條件發(fā)生了變化，在火山爆發(fā)中，有些物種可能會消失，在恢復(fù)過程中，外來新物種可能會進(jìn)入，群落結(jié)構(gòu)因此而發(fā)生了變化，一般不能恢復(fù)原來的群落結(jié)構(gòu)。利用圖片展示，視覺的刺激可激發(fā)學(xué)生興趣。新課講授一、群落演替的概念和特點(diǎn)結(jié)合“問題探討”和上述問題的分析，歸納群落演替的概念和特點(diǎn)。1.群落演替的概念：（1）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，叫作群落演替。（2）群落發(fā)生演替的主要標(biāo)志：群落在物種組成上發(fā)生了變化，或者是在一定區(qū)域內(nèi)一個(gè)群落逐步被另一個(gè)群落替代。注意說明：①在群落演替過程中，一些種群取代另一些種群是指優(yōu)勢取代，而不是“取而代之”。如形成森林后，喬木占據(jù)優(yōu)勢地位，但森林中仍有灌木、草本植物、苔蘚等。②群落的演替是一個(gè)漫長但并非永無休止的過程，當(dāng)群落演替到與環(huán)境處于平衡狀態(tài)時(shí)，就以相對穩(wěn)定的群落為發(fā)展的頂點(diǎn)。③演替的最高階段受非生物環(huán)境的限制。惡劣的條件下，群落的演替不一定能達(dá)到最高的森林階段。2.群落演替的特點(diǎn)（1）演替是群落組成向著一定方向、具有一定規(guī)律、隨時(shí)間而變化的有序過程。它往往是連續(xù)變化的過程，是能遇見的或可預(yù)測的。（2）演替是生物和環(huán)境反復(fù)相互作用、發(fā)生在時(shí)間和空間上的不可逆的變化。（3）演替一般使群落的總能量增加，有機(jī)物總量增加；生物種類越來越多，群落的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。（4）頂極群落是演替達(dá)到最終穩(wěn)定狀態(tài)，頂極群落并不是絕對穩(wěn)定的，而是處于不斷變化的相對穩(wěn)定狀態(tài)。新課講授二、群落演替的類型1.初生演替任務(wù)1：從裸巖上開始的群落演替分析。教師活動：根據(jù)群落植被類型及群落特點(diǎn)的圖表，提出問題，并展示發(fā)生在裸巖上的演替示意圖，進(jìn)而歸納概括各個(gè)階段的群落特點(diǎn)。問題：據(jù)表中信息，初步判斷裸巖上植物群落演替依次經(jīng)歷哪些階段？教師活動：分析發(fā)生在裸巖上的演替過程，并結(jié)合圖課本2-11，講解初生演替的概念、實(shí)例及過程。實(shí)例1：教師展示問題，并指導(dǎo)學(xué)生思考討論。1.光裸的巖地上首先定居的生物為什么不是苔蘚和草本植物，而是地衣？2.地衣階段為苔蘚的生長提供了怎樣的基礎(chǔ)？為什么苔蘚能取代地衣？3.在森林階段，群落中還能找到地衣、苔蘚、草本植物嗎？這說明群落的演替是什么的代替？歸納總結(jié)：知識梳理：（1）定義：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。（2）實(shí)例：沙丘、火山巖、冰川泥上進(jìn)行的演替（3）過程：光裸的巖地上的演替（漫長而艱難）大致經(jīng)歷裸巖階段、地衣階段、苔蘚階段、草本植物階段、灌木階段和喬木階段等階段。①裸巖階段：只有光源的巖地。②地衣階段：地衣首先在裸巖上定居。地衣分泌的有機(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。ps：地衣是多年生植物，是由一種真菌和一種藻類組合在一起時(shí)形成的有機(jī)體，因?yàn)檎婢驮孱愰L期緊密地聯(lián)合在一起，無論在形態(tài)、構(gòu)造、生理還是遺傳上都形成一個(gè)獨(dú)立的固定有機(jī)體。地衣常被稱為“植物拓荒者”或“先鋒植物”③苔蘚階段：在地衣開拓的基礎(chǔ)上，苔蘚便能生長起來。苔蘚比地衣長得高，更適應(yīng)這里的環(huán)境，于是就逐漸擴(kuò)展。苔蘚的生長會進(jìn)一步使巖石分解，土層加厚，有機(jī)物增多，土壤中微生物的種類也越來越豐富。④草本植物階段：在土壤能保持一定水分時(shí)，草本植物的種子就能夠萌發(fā)生長。競爭的結(jié)果是較高的草本植物逐漸占據(jù)了優(yōu)勢。這時(shí)，各種昆蟲和其他小動物開始進(jìn)入這個(gè)地區(qū)。在動植物的共同作用下，土壤中的有機(jī)物越來越豐富，土壤的通氣性越來越好。⑤灌木階段：灌木和小喬木開始生長。灌木比草本植物更為高大，“剝奪”了草本植物的陽光，逐漸取代了部分草本植物。灌木的生長起到了遮陰、避風(fēng)等作用，同時(shí)提供了豐富的食物，于是成為許多鳥類的棲息地。物種的多樣化使群落的結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，抵御環(huán)境變化的能力增強(qiáng)。⑥森林階段：喬木階段在灌木群落所形成的濕潤的土壤上，各種喬木的種子萌發(fā)出來。喬木比灌木具有更強(qiáng)的獲得陽光的能力，因而最終占據(jù)了優(yōu)勢，稱為茂盛的樹林。樹林的形成進(jìn)一步改善了生物生存的環(huán)境，物種進(jìn)一步多樣化，生物與環(huán)境之間的關(guān)系變得更加豐富多樣，于是群落演替到了相對穩(wěn)定的森林階段。2.次生演替任務(wù)2從棄耕農(nóng)田上的演替分析次生演替教師活動：根據(jù)一個(gè)棄耕農(nóng)田的演替和植物種數(shù)的變化的圖表，提出問題，并展示發(fā)生在棄耕農(nóng)田上的演替示意圖，進(jìn)而歸納概括各個(gè)階段的群落特點(diǎn)。問題：據(jù)表推測發(fā)生在棄耕農(nóng)田上的演替依次經(jīng)歷哪些階段？教師活動：分析發(fā)生在棄耕農(nóng)田上的演替過程，并結(jié)合圖課本2-12，講解次生演替的概念、實(shí)例及過程?！舅伎加懻摫容^發(fā)生在裸巖上的演替和棄耕農(nóng)田上的演替】討論：1.從演替的起點(diǎn)來看，發(fā)生在裸巖上的演替和棄耕農(nóng)田上的演替有什么不同？這兩種演替還有哪些差異？2.這兩種演替有哪些共同點(diǎn)？答案：從結(jié)構(gòu)簡單發(fā)展為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，群落中的物種數(shù)量和群落層次增多，土壤、光能得到更充分的利用，最終群落會發(fā)展成一個(gè)與所處環(huán)境相適應(yīng)的相對穩(wěn)定的狀態(tài)，等等。3.演替都會發(fā)展為森林嗎？一個(gè)群落最終演替到什么階段，主要受哪些因素的影響？答案：不一定。主要受當(dāng)?shù)貧夂驐l件，地形和土壤環(huán)境，生物的繁殖、遷入和遷出，群落內(nèi)種群間的相互關(guān)系，人類活動等因素的影響。歸納總結(jié)：（1）定義：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的地方發(fā)生的演替。（2）實(shí)例：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。（3）過程：棄耕的農(nóng)田上發(fā)生的演替（需要數(shù)十年時(shí)間）棄耕農(nóng)田→一年生雜草→多年生雜草→小灌木→灌木叢→喬木林任務(wù)三歸納群落演替的類型1.引導(dǎo)學(xué)生歸納概括群落演替類型初生演替和次生演替的概念（1）初生演替是指在一個(gè)從來沒有被植被覆蓋的地面，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。如在沙丘、火山巖、冰川泥上進(jìn)行的演替。（2）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。如在火災(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。2.初生演替和次生演替的辨析對比初生演替和次生演替的概念及實(shí)例，比較二者的區(qū)別3.表格引導(dǎo)學(xué)生歸納概括初生演替和次生演替。小組合作完成思考討論中的問題。展示：學(xué)生以小劇場的形式展示裸巖上演替的過程，突破難點(diǎn)。提示：1.因?yàn)樘μ\和草本植物無法直接從裸巖中獲取養(yǎng)分，而地衣可以通過分泌有機(jī)酸而從裸巖中獲取養(yǎng)分。2.地衣分泌的有機(jī)酸可加速巖石風(fēng)化形成土壤，并積累起有機(jī)物，這為苔蘚的生長提供了條件。苔蘚生長后，由于其植株高于地衣能獲得更多的陽光，處于優(yōu)勢地位，結(jié)果逐漸取代了地衣；這里的取代指的是優(yōu)勢取代，即優(yōu)勢種的更迭，地衣不一定消失。3.能找到；在群落演替過程中，一些種群取代另一些種群是指“優(yōu)勢取代”，而不是“取而代之”。形成森林后，喬木占據(jù)了優(yōu)勢，取代了灌木的優(yōu)勢，但在森林中各種類型的植物都是存在的。思考并回答問題思考討論1.答案：從演替的起點(diǎn)看，裸巖上的演替是從一個(gè)從來沒有被植物覆蓋的地面，或者是原來存在過植被、后來植被徹底消失了的地方開始的演替。棄耕農(nóng)田上的演替是在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的地方發(fā)生的演替。其他差異還有：裸巖上的演替速度慢，經(jīng)歷的階段相對較多；棄耕農(nóng)田上的演替速度快，經(jīng)歷的階段相對較少；等等。自主學(xué)習(xí)思考回答對比完成表格以更直觀的形式展示群落演替的過程；培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，合作探究的能力；培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，批判性思維學(xué)會辨析初生演替和次生演替三、群落演替的原因任務(wù)4：群落演替的影響因素及實(shí)例分析問題：群落最終演替到什么階段，主要受哪些因素影響？1.內(nèi)部因素（決定性因素）群落外界環(huán)境的變化生物的遷入、遷出群落內(nèi)部種群相互關(guān)系的發(fā)展變化人類活動等如種內(nèi)關(guān)系、種間關(guān)系（演替的催化劑），生物入侵等。2.外部因素（1）群落的外界環(huán)境的變化，為群落中某些物種提供有力的繁殖條件，而對另一些物種的生存產(chǎn)生不利影響。（2）人類活動的影響。人類活動通常是有意識、有目的地進(jìn)行的，因此人類活動對群落演替的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他因素。這些因素常常處于變化的過程中，適應(yīng)變化的種群數(shù)量增長或得以維持，不適應(yīng)的數(shù)量減少甚至被淘汰，因此，群落就不斷地演替。無論裸巖上的群落演替，還是棄耕農(nóng)田上的演替，最終都會達(dá)到一個(gè)與群落所處環(huán)境相適應(yīng)的相對穩(wěn)定的狀態(tài)?！舅伎?討論：群落演替的影響因素及實(shí)例分析】┋資料1┋我國的黃土高原歷史上曾郁郁蔥蔥，從東南到西北，依次分布著溫帶落葉闊葉林、疏林灌叢草原、溫帶草原等。然而，現(xiàn)在的黃土高原上，森林和草原的覆蓋率比歷史上大幅下降，很多黃土丘陵呈光禿狀態(tài)。除了氣候變化的因素，人類活動是導(dǎo)致這一地區(qū)出現(xiàn)濯濯童山的主要原因：自秦代以來，由于移民屯墾和大量砍伐森林，黃土高原的農(nóng)業(yè)發(fā)展很快，環(huán)境卻年復(fù)一年地遭到破壞，導(dǎo)致大片森林和草原消失。┋資料2┋自20世紀(jì)60年代起，長江中游某湖泊進(jìn)行了大規(guī)模的圍湖造田，湖水面積縮減近50%。對該湖泊多種生物的調(diào)查表明，水生植物、魚類的物種豐富度下降，占優(yōu)勢的物種發(fā)生變化（詳見p42頁表）討論1.上述資料中，人類活動使群落演替向什么方向進(jìn)行？答案：人類活動使群落演替朝著物種豐富度降低、結(jié)構(gòu)簡單的方向進(jìn)行。2.人類活動對上述群落的演替速度有什么影響？答案：人類活動加快了這種演替的速度。3.如果去除人類活動，這些群落又會向什么方向演替？答案：去除人類活動、這些群落一般會朝著人類活動出現(xiàn)之前的狀態(tài)進(jìn)行演替，趨向于恢復(fù)原來的群落，物種豐富度會增加，結(jié)構(gòu)會變得復(fù)雜。人類活動對群落演替的影響思考：有人說，穩(wěn)定是相對的、暫時(shí)的，而變化是永恒的。請結(jié)合群落的演替，談?wù)勀銓@句話的看法。師生總結(jié)回答環(huán)節(jié)一：引導(dǎo)學(xué)生歸納概括影響群落演替的因素環(huán)節(jié)二：分析人類活動影響群落演替的實(shí)例——實(shí)例1和實(shí)例2（1）如果去除人類活動，這些群落又會向什么方向演替？（2）上述資料中，人類活動使群落演替向什么方向進(jìn)行？（3）人類活動對上述群落的演替速度有什么影響？2.引導(dǎo)學(xué)生歸納出人類活動對群落演替的影響小組討論完成P42討論問題（1）（2）（3）。歸納概括人類活動的影響。深刻認(rèn)識人類活動的影響是兩方面的。消極影響：使群落演替朝著物種豐富度降低、結(jié)構(gòu)簡單的方向進(jìn)行。積極影響：使群落朝著物種增多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的方向演替。在自然界，群落的演替是普遍現(xiàn)象，而且有一定的規(guī)律，人類掌握了這些規(guī)律就能根據(jù)現(xiàn)有情況，預(yù)測群落的未來。從而正確掌握群落的動向，使之朝著對人類有益的方向發(fā)展。思考回答思考并回答影響群落演替的因素回答歸納引出下一內(nèi)容群落會受某些因素影響發(fā)生變化。培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、自主學(xué)習(xí)、歸納概