环境对生物的影响 教学目 标 1. 了解生物与环境是一个相互依存的整体; 了解人类面临的世界性重大问题的最终解决都离不开生态学; 了解生态因素的概念、 种类及其对生物的影响。 2. 通过了解各种生态因素对生物的影响, 培养学生对比、 分析、 综合和概括的思维能力, 以及分析问题解决问题的能力。 3. 通过了解生物与环境的相互关系, 使学生树立整体的、 生态的生命科学观点; 通过了解各种生态因素对生物的影响, 渗透事物普遍联系的观点教育; 通过了解人类面临的世界性重大问题的解决与生态学的关系, 使学生不断关注社会、 关注生态环境, 从而增强改变现状的紧迫感和责任感,同时对学生进行生命科学价值观的教育。 重点、 难点分析 1. 生态学的概念以及生态学对解决世界性问题的重要作用是本课题的重点。 因为生态学属于宏观生物学, 通过学习可以使学生树立起生物与环境是一个不可分割的整体的观点、 适应的观点; 增强学生的生态意识、 环境意识, 以及为将来关注、 解决世界性问题所产生的紧迫感和责任感, 并激发学生学习这部分知识的积极性。 2. 生态因素的概念和类型, 既是重点又是难点。 因为生态因素是直接影响生物分布、 形态、 生理的环境因素, 正是本课题学习的核心内容, 可以使学生充分认识到生物是如何受环境影响的。 此部分内容所以是难点,主要是因为学生容易把一些间接影响生物的因素, 如水域的深度、 海拔的高度、 纬度的高低等, 也当作生态因素。 实际上这些因素是通过阳光、 温 度、 空气、 水分等生态因素间接影响生物的环境因素, 不属于生态因素。此外, 生态因素对生物具有综合性的作用或有某一因素的主导作用, 这是对学生进行全面分析问题能力培养的重要内容。 3. 在本课题的教学中对某些内容要组织讨论。 讨论能否达到预期的目的就成为难点。 例如, 组织学生对共生、 寄生、 竞争、 捕食这几种种间关系讨论时,就要引导学生从两种生物间的利害关系上去分析, 使学生的讨论能集中在实质的问题上, 使学生的主体作用的发挥能在老师主导作用下有序地进行。 教学过程设计 一、 本课题的参考课时为二课时。 二、 第一课时: 1. 通过实例讨论生物与环境的依存关系: “绿色植物与环境是什么关系? ”“蚯蚓与土壤是什么关系? ”在此基础上指出: 生物与环境是一个不可分割的整体, 生态学就是研究生物与环境之间相互关系的一门科学。 2. 讨论或介绍全球所面临的五大社会问题: 人口膨胀、 粮食不足、 能源短缺、 环境污染、 自然资源严重破坏的现状。 从所在地区谈到全国和全世界; 从学生已知的谈到未知的; 从过去谈到现在; 要抓住我国这五大社会问题的典型事例, 论述其长远的危害, 以增强学生的生态意识。 3. 讨论和分析小麦的生长发育受哪些环境因素的影响? 然后概括出生态因素的概念和种类。 4. 重点讨论或讲述阳光、 温度和水这三种非生物因素对生物的影响。 对这部分内容的学习可采用自学的方法, 让学生看书再讨论、 归纳出阳光、 温度和水对生物的影响。 学生的自学和归纳活动应在教师的指导下进行。 (1) 阳光对生物的影响应归纳出: ①对植物的生理和分布起着决定性的作用。 要从光照强度、 光质和日照时间长短几个方面分析归纳阳光对植物生理和分布的影响。 松、 杉、 小麦等植物在强光下生长得好, 人参、 三七等植物在弱光下生长得好。 这是光照强度对植物的影响。 海湾的浅水处生长许多绿藻, 稍深处则有许多褐藻, 再深处则生长许多红藻, 这是光质对植物影响的例证。 首蓿、 鸢尾等植物只在春末夏初开花, 菊科植物则在秋季开花, 这是日照时间长短对植物影响的例证。 ②对动物的影响体现在体色、 视觉、 繁殖、 发育和习性等方面。 (2) 温度对生物的影响应归纳出: ①生物能够生存的温度范围是很窄的, 这是因为温度变化影响生物体内酶的活性。 生物生存的温度一般为-2℃~50℃; 最适温度一般为 20℃~25℃; 个别生物在极低或极高的温度条件下仍可生存, 这种温度称为极限温度。如某些线虫可忍受-273℃的低温; 一些细菌和蓝绿藻喜欢生活在 90℃的温泉中。 ②温度影响植物的水平分布和垂直分布。 纬度较高的寒冷地带针叶林较多, 纬度较低的温暖地带阔叶林较多, 这是温度影响植物水平分布的例证。 随着海拔的升高, 植物的类型也发生变化, 海拔较低处为阔叶林, 随着海拔的升高, 依次为混交林、 针叶林、 高山草甸, 这是温度影响植物垂直分布的例证。 ③温度对动物的影响体现在形态、 习性等方面。 (3) 水对生物的影响应归纳出: ①水是生物体不可缺少的组成成分, 生物的新陈代谢活动必须以水为溶剂才能进行。 这部分内容要联系前面学习过的结合水和自由水的知识。 ②水是生命的摇篮。 原始生命就产生于原始海洋, 生物从水生到陆生后仍然依赖水。 ③水在大陆上的分布, 是限制陆生生物分布的重要因素。 干旱沙漠地区与雨量充沛的热带雨林相比, 动植物的种类和数量有很大差别; 热带和亚热带地区在雨季和旱季, 动植物的种类和数量也会发生周期性的变化,这些都是水对生物影响的例证。 5. 最后小结非生物因素对生物的影响, 可列举一些新的实例, 让学生分析是哪些非生物因素对生物产生的影响, 如分析“南桔北枳”的现象。 三、 第二课时: 1. 本节课可通过提问: “什么是生态因素? ”导入新课。 然后提问: “在一片麦田中, 对小麦生长发育等生命活动有影响的生态因素有哪些? ”可让学生讨论, 最后教师归纳学生的正确看法: 有阳光、 温度、 水、 矿物质等非生物因素; 还有小麦个体间的相互影响, 细菌、 真菌、 鼠、 昆虫、 鸟类、杂草等生物因素。 有条件的学校可以播放有关内容的录像, 让学生观察分析画面中各种生物间的关系, 然后再进行归纳。 教师应该指出: “自然界中没有一种生物能脱离其他生物而孤立生存。 生物间的关系错综复杂, 有千丝万缕的联系, 形成相互制约, 相互依存的生命之网。 各种生物个体都是此网中的一员, 它既影响别的生物个体, 同时又受到其它生物的影响。 ” 2. 生物之间通过哪些因素形成一定的关系呢? 引导学生对此问题进行思考、 讨论, 提出自己的看法。 还可以播放重新编辑的有关内容的录像,让学生观察分析。 最后教师应归纳出: “生物之间形成一定关系的主要因素 是食物、 居住空间、 领地和配偶等。 生物间特定的关系有利于个体的生存和种族的延续。 ”然后引出种内关系和种间关系。 3. 生物的种内关系有两种表现形式: 种内互助和种内斗争。 此部分内容可以播放有关的录像, 或者举例生动地讲解, 从实例出发,让学生了解种内的两种关系的表现形式。 以下过程供参考: (1) 种内互助 录像: 蜜蜂群体生活片段等。 提问: 工蜂、 蜂王、 雄蜂在群体中是如何分工协作的? 归纳: 三种蜜蜂的职能不同, 但分工协作有利于蜜蜂群体的生存和繁衍。 再举蚂蚁、 白蚁、 飞蝗、 鱼类、 鸟类、 草食哺乳动物群居生活的实例,进一步明确种内互助是种内关系的一种形式, 以及种内互助又分为“社会性”群聚和“非社会性”群聚两种主要类型。 (2) 种内斗争 录像: 雄鹿间的角斗, 雄孔雀开屏等。 提问: 同种生物这种个体间是一种什么关系? 这种关系对生物有什么意义? 归纳: 这是一种种内斗争的关系。 这种关系对斗争失败的个体是不利的, 但对生物种族的生存和发展是有利的。 (3) 提问: 狼攻击麝牛时, 狼之间表现出种内互助, 麝牛之间也表现出种内互助。 狼捕到食物后, 彼此间争夺食物, 由互助关系转化为斗争关系。 请问: 种内互助和种内斗争对生物的生存和繁衍是否有利? 这一生物现象说明了一个什么哲理? 在学生讨论的基础上, 教师应归纳出: ①种内斗争和种内互助对种的生存和发展都是有利的。 ②说明了“事物在一定条件下可以转化”的哲理。 ③结群是种内互助的一种常见形式。 结群可以是长久的, 也可以是临时的。 “社会性”昆虫是结群的最高形式。 4. 生物的种间关系比较复杂, 也要从具体实例出发, 让学生分析归纳,概括出共生、 寄生、 竞争、 捕食的几种主要关系和概念, 并将这四种种间关系进行比较, 认识它们之间的区别。 (1) 共生: 双方有利 实例: 地衣。 介绍地衣是真菌和单细胞藻的共生体。 真菌的菌丝长入单细胞藻内, 两种生物结合为一体, 二者在生理上互补, 为对方提供所需要的物质, 他们之间是一种相依为命的互惠互利的关系, 失去一方, 另一方则不能生存。 在学生明确什么是共生后, 可以让学生举出其他共生的实例, 上述的教学过程体现了从感性到理性, 再从理性到感性的认识过程。 (2) 寄生: 一方有利, 一方有害 实例: 人与蛔虫, 大豆与菟丝子等。 寄生的实例学生可以举出, 教师的作用是组织学生讨论, 分析概括出各种寄生关系的实质, 寄生物与宿主的特定关系说明二者之间互为生态因素的。 (3) 竞争: 往往排除一方 实例: 介绍俄国生态学家高斯在 1934 年的实验(大草履虫和双小核草履虫) ; 巴克实验(赤拟谷盗和杂拟谷盗) 。 对上述两个实验要引导学生分析归纳出: ①竞争的概念。 ②两个物种生态要求越一致, 竞争就越激烈, 竞争将导致两种结局:一个物种被排除; 两个物种发生分化(如达尔文地雀, 见后面的小资料) 。 ③两个物种之间的竞争排除现象只能在人为实验中看到, 在自然条件下只能看到竞争的结果。 (4) 捕食: 一方有利, 一方致死 实例: 让学生举出捕食的实例, 并分析归纳具有捕食关系的两种生物之间是一种什么关系, 互相之间有什么生态影响。 应归纳强调以下几点: ①捕食是动物吃动物这样一种弱肉强食的种间关系。 草食动物吃植物不是捕食关系, 是一种植食关系。 ②捕食者与被捕食者数量的消长是相互制约的。 为了进一步巩固所学的知识, 提高学生识图的能力, 分析问题的能力可出示下列三个坐标图(图 7-1) , 让学生分析 A 与 B 两种生物的种间关系。 上述内容在学生讨论分析后应归纳出: (一) 为共生图像, 表示 AB两种生物个体数量为同步变化, 二者同生共死。 (二) 为竞争图像, 表示A B 两种生物开始时个体数量为“同步”变化, 以后则此消彼长, 你死我活。