2025年春初中生物七年級(jí)下冊(cè)蘇教版教學(xué)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(xué)科實(shí)踐設(shè)計(jì)并制作能較長時(shí)間維持平衡的生態(tài)瓶真實(shí)情境中的問題解決,通常需要綜合運(yùn)用科學(xué)、工程學(xué)和數(shù)學(xué)等學(xué)科的概念、方法和思想,設(shè)計(jì)方案并付諸實(shí)施,以尋求科學(xué)問題的答案或制造相關(guān)產(chǎn)品。一、跨學(xué)科知識(shí)和方法引導(dǎo)生物學(xué)(1)生態(tài)瓶作為生態(tài)系統(tǒng)模型,應(yīng)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(huì)影響生態(tài)瓶的穩(wěn)定性和持久性。跨學(xué)科(1)運(yùn)用“尺度、比例和數(shù)量”“系統(tǒng)與模型”的跨學(xué)科概念,仔細(xì)觀察原型(如一個(gè)池塘生態(tài)系統(tǒng)),概括其本質(zhì)特征,結(jié)合工程設(shè)計(jì)原理,設(shè)計(jì)生態(tài)瓶的制作方案。(2)運(yùn)用“穩(wěn)定與變化”的跨學(xué)科概念,通過控制單一變量,探究其對(duì)生態(tài)瓶較長時(shí)間維持平衡的影響。二、方案環(huán)節(jié)說明實(shí)踐目標(biāo)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(duì)穩(wěn)定的原因;理解建模是一種科學(xué)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(shí)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(shè)計(jì)思路,分析、評(píng)價(jià)其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。2.方案及分工依據(jù)資料和思考,小組同學(xué)制訂本小組的實(shí)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(shí)踐操作3.計(jì)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(jì)算確定生態(tài)瓶中的生物成分和數(shù)量。4.繪制設(shè)計(jì)圖根據(jù)本小組選定的容器、計(jì)算的結(jié)果和確定的單一變量(如光照),繪制生態(tài)瓶設(shè)計(jì)圖。設(shè)計(jì)圖可以手繪,也可以借助各種智能設(shè)備及應(yīng)用軟件進(jìn)行繪制。5.選材根據(jù)本小組的實(shí)踐方案,選擇合適的生物種類。注意選擇時(shí),應(yīng)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(shí)踐操作6.制作(1)制作兩個(gè)生態(tài)瓶(實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組),分別貼上標(biāo)號(hào)為1和2的標(biāo)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(zhǔn)備好的各種生物(如果植物是有根的,應(yīng)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(gè)放在光照適宜處(光線不能太強(qiáng)),另一個(gè)放在暗處。7.記錄定期記錄兩個(gè)生態(tài)瓶中植物、動(dòng)物、水等情況,并拍照。8.反思可以從方案設(shè)計(jì)、生態(tài)瓶制作、實(shí)踐過程、實(shí)踐成果等方面進(jìn)行反思,并討論如何改進(jìn)。9.撰寫報(bào)告小組同學(xué)共同撰寫小組實(shí)踐報(bào)告。環(huán)節(jié)說明展示與評(píng)價(jià)1.作品展示各小組將小組實(shí)踐報(bào)告在班級(jí)內(nèi)展示交流,也可以上傳到校園網(wǎng)進(jìn)行分享。2.評(píng)價(jià)各小組通過相互質(zhì)疑和評(píng)價(jià),填寫實(shí)踐評(píng)價(jià)量表。遷移與應(yīng)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(shè)計(jì)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(yù)使生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)相對(duì)平衡的狀態(tài)。三、實(shí)踐評(píng)價(jià)量表評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)結(jié)果反思與改進(jìn)小組自評(píng)組間互評(píng)方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)科學(xué),能夠確定并控制單一變量,設(shè)置實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組☆☆☆☆☆☆

能選擇合適的容器☆☆☆☆☆☆

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

非生物環(huán)境設(shè)計(jì)和布局合理☆☆☆☆☆☆

評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)結(jié)果反思與改進(jìn)小組自評(píng)組間互評(píng)實(shí)踐過程能完整記錄觀察到的情況☆☆☆☆☆☆

小組同學(xué)參與度高,并能較好地分工合作☆☆☆☆☆☆

實(shí)驗(yàn)成果生態(tài)瓶能較長時(shí)間維持平衡☆☆☆☆☆☆

實(shí)踐報(bào)告科學(xué)、完整☆☆☆☆☆☆

展示評(píng)價(jià)能進(jìn)行合理展示和客觀評(píng)價(jià)☆☆☆☆☆☆

注:以填涂五角星的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)(評(píng)價(jià)不達(dá)標(biāo)填涂1顆星,達(dá)標(biāo)2顆星,較好3顆星)。跟蹤訓(xùn)練1.某同學(xué)動(dòng)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(cuò)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(shí)間B.為保證生態(tài)瓶的正常運(yùn)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(xué)能D.此生態(tài)瓶的自我調(diào)節(jié)能力強(qiáng),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(jìn)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(shí)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(dāng),B正確。生態(tài)瓶中的金魚藻可進(jìn)行光合作用,將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)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(cuò)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(shí)驗(yàn)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(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響,應(yīng)選擇甲、丙兩瓶進(jìn)行對(duì)照B.在甲、乙、丙三個(gè)生態(tài)瓶中,維持時(shí)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(bǔ)充的成分是空氣C【解析】為探究光對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響,光為變量,除光之外其他條件都應(yīng)相同,因此,應(yīng)選擇乙、丙兩瓶進(jìn)行對(duì)照,A錯(cuò)誤。在甲、乙、丙三個(gè)生態(tài)瓶中,維持時(shí)間最長的是乙瓶,B錯(cuò)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(bǔ)充的成分是生產(chǎn)者,D錯(cuò)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(gè)相同的生態(tài)瓶設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì)了__組對(duì)照實(shí)驗(yàn),其中起對(duì)照作用的是__(填圖中字母)。(2)C、D組對(duì)照,主要探究的是_____在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。(3)請(qǐng)推測(cè)四個(gè)生態(tài)瓶中,小魚存活時(shí)間最短的是__(填圖中字母)。(4)一段時(shí)間后,四個(gè)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(shí)驗(yàn)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(duì)照實(shí)驗(yàn)是在研究一種條件對(duì)研究對(duì)象的影響時(shí),所進(jìn)行的除這種條件不同外,其他條件都相同的實(shí)驗(yàn),這個(gè)不同的條件,就是唯一變量。一般的對(duì)實(shí)驗(yàn)變量進(jìn)行處理的,就是實(shí)驗(yàn)組,沒有對(duì)實(shí)驗(yàn)變量進(jìn)行處理的就是對(duì)照組。所以,C、A對(duì)照,變量是水草;C、B對(duì)照,變量是河泥;C、D對(duì)照,變量是光照。生物興趣小組共設(shè)計(jì)了3組對(duì)照實(shí)驗(yàn),其中起對(duì)照作用的是C組。(2)C、D裝置為對(duì)照實(shí)驗(yàn)組,主要探究的是光照(光)在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。(3)一個(gè)生態(tài)瓶可以看成是一個(gè)微型的生態(tài)系統(tǒng),組成成分越完整、結(jié)構(gòu)越復(fù)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(qiáng)。在A、B、C、D四個(gè)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(gè)基本成分。因此,在四個(gè)瓶中C瓶的穩(wěn)定性最高,小魚生存時(shí)間最長。而D瓶中,在沒有光照的情況下,水草無法進(jìn)行光合作用釋放氧氣,反而進(jìn)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(shí)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(fù)雜,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,自我調(diào)節(jié)能力越強(qiáng),生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定。一段時(shí)間后,四個(gè)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(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的兩個(gè)基本功能,在物質(zhì)循環(huán)過程中同時(shí)伴隨著能量流動(dòng),它們將生態(tài)系統(tǒng)的各種成分聯(lián)系成了一個(gè)統(tǒng)一的整體。所以,由實(shí)驗(yàn)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(xué)根據(jù)所學(xué)生態(tài)系統(tǒng)知識(shí)制作的生態(tài)瓶。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題:(1)請(qǐng)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(dòng)物數(shù)量會(huì)發(fā)生什么變化?_____________。(2)圖一中細(xì)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(xué)們模擬_____生態(tài)系統(tǒng)(生態(tài)系統(tǒng)的類型)制作的一個(gè)封閉生態(tài)瓶,一段時(shí)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(dòng)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(fèi)者有鼠、昆蟲、兔、食蟲鳥、鷹,分解者有細(xì)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?？梢?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(dòng)物數(shù)量會(huì)先增加,隨后,因種內(nèi)競爭加劇,數(shù)量會(huì)再次下降,因此該動(dòng)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(xì)菌、真菌等具有分解能力的生物,它們能把動(dòng)植物殘?bào)w中復(fù)雜的有機(jī)物,分解成簡單的無機(jī)物(無機(jī)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(xì)菌是分解者。能量流動(dòng)的起點(diǎn)是植物固定太陽能,生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)特點(diǎn)是單向流動(dòng)、逐級(jí)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(dòng)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(xué)們模擬淡水生態(tài)系統(tǒng)制作的一個(gè)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(shí)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(dòng)物間存在相互依存關(guān)系。5.興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)出密閉型生態(tài)瓶的制作方案,如圖1。請(qǐng)回答問題:(1)蚯蚓以枯枝爛葉和土壤中的有機(jī)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(xué)制作好的生態(tài)瓶如圖2所示,應(yīng)將其放置在_____(填“明亮”或“陰暗”)的環(huán)境中。(4)小組同學(xué)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(diǎn)即可)。避免外界的空氣進(jìn)入生態(tài)瓶(或防止外界空氣對(duì)生態(tài)瓶內(nèi)產(chǎn)生影響)(表達(dá)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(duì)瓶內(nèi)生物產(chǎn)生危害)(表達(dá)合理即可)【解析】(1)蚯蚓以枯枝落葉和土壤中的有機(jī)物為食,把動(dòng)植物遺體、遺物分解產(chǎn)生二氧化碳、水和無機(jī)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(jìn)入生態(tài)瓶(或防止外界空氣對(duì)生態(tài)瓶內(nèi)產(chǎn)生影響);如果用蒸餾水,會(huì)減少生態(tài)瓶的分解者,降低物質(zhì)循環(huán),可能會(huì)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(dāng)于添加一些分解者,會(huì)加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),增強(qiáng)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(huì)增加穩(wěn)定性。應(yīng)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(duì)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(jìn)行生態(tài)瓶生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性探究實(shí)驗(yàn),采用以下的實(shí)驗(yàn)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(xì)沙、河水。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示:(1)圖B生態(tài)系統(tǒng)中其實(shí)還有一類未表示出的生物成分是____________________。分解者(或細(xì)菌、真菌)(2)本組對(duì)照裝置可以探究_____對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,在A、B兩個(gè)生態(tài)瓶中,你認(rèn)為維持時(shí)間較長的應(yīng)該是__。相對(duì)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(shí)間相對(duì)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(jì)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(dòng)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(dòng)物,以適應(yīng)性強(qiáng)和繁殖力強(qiáng)而著稱。請(qǐng)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(dòng)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(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)后,會(huì)沿_______________傳遞。(5)習(xí)近平在二十大報(bào)告中指出“要推動(dòng)綠色發(fā)展,促進(jìn)人與自然和諧共生”,作為中學(xué)生,為保護(hù)我們的家園——最大的生態(tài)系統(tǒng)生物圈,我們應(yīng)該怎么做?____________________________________________________________________。金魚藻食物鏈、食物網(wǎng)愛護(hù)植被,多植樹造林(或做好垃圾分類;低碳生活等)(觀點(diǎn)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(fèi)者(主要指動(dòng)物)、分解者(主要指細(xì)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(dòng)物