高中生物同步备课系列【备教案】2.3 群落的演替-人教2019版选择性必修2

2.3群落的演替教案课题2.3群落的演替教材分析本节是高中生物选择性必修2《生物与环境》中第二单元《群落及其演替》中的第三节内容，主要包括群落演替的种类，人类活动对演替的影响，关注我国实行退耕还林、还草、还湖的政策。学生在日常生活中也接触过许多与此相关的自然现象。所以在教学过程中学生的兴趣也比较高。鉴于上述情况，在教学过程中要注意联系学生的生活经验，采用问题导学法，利用多媒体图解、课件和模型制作等加强教学的直观性，加强学生对宏观内容的感性认识，使学生在主动构建知识的过程中完成重点、难点知识的学习，提高思维能力，形成相应的观点。学习目标与核心素养学习目标：1.通过分析裸岩上的演替和弃耕农田上的演替，阐明演替的概念、类型和过程。2.通过分析人类活动和演替的关系，说明人类活动对群落演替的影响。3.认同我国实行退耕还林、还草、还湖的政策。核心素养：1.生命观念：通过分析裸岩上的演替和弃耕农田上的演替，阐明演替的概念、类型和过程。说明人类活动对群落演替的影响。2.科学探究：通过分析人类活动和演替的关系，探究人类活动对群落演替的影响。3.科学思维：研究群落演替的过程，各个阶段的连接4.社会责任：关注我国实行退耕还林、还草、还湖，退牧还草的政策，增强环保意识。。重点群落演替的过程。难点群落演替的过程。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课课件展示展示喀拉喀托火山爆发的图片，提出问题问题探讨：1883年8月7日，印度尼西亚喀拉喀托火山爆发，岩浆滚滚而出，所到之地生物全部死亡，成了一片裸地。几年后，地面上长出了小草，出现了一种蜘蛛。到1909年，有202种动物在这块新的土地上生活。1919年动物增加到621种，1934年增加到880种。在此期间，植株逐渐繁茂起来，形成了小树林。讨论：1.生物是如何一步一步定居在新土地上的？2.这一地区有可能恢复原来的群落吗？学生回答。1.提示：一般情况下，经历裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段2.提示：火山爆发后环境条件发生了变化，在火山爆发中，有些物种可能会消失，在恢复过程中，外来新物种可能会进入，群落结构因此而发生了变化，一般不能恢复原来的群落结构。利用图片展示，视觉的刺激可激发学生兴趣。新课讲授一、群落演替的概念和特点结合“问题探讨”和上述问题的分析，归纳群落演替的概念和特点。1.群落演替的概念：（1）随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，叫作群落演替。（2）群落发生演替的主要标志：群落在物种组成上发生了变化，或者是在一定区域内一个群落逐步被另一个群落替代。注意说明：①在群落演替过程中，一些种群取代另一些种群是指优势取代，而不是“取而代之”。如形成森林后，乔木占据优势地位，但森林中仍有灌木、草本植物、苔藓等。②群落的演替是一个漫长但并非永无休止的过程，当群落演替到与环境处于平衡状态时，就以相对稳定的群落为发展的顶点。③演替的最高阶段受非生物环境的限制。恶劣的条件下，群落的演替不一定能达到最高的森林阶段。2.群落演替的特点（1）演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律、随时间而变化的有序过程。它往往是连续变化的过程，是能遇见的或可预测的。（2）演替是生物和环境反复相互作用、发生在时间和空间上的不可逆的变化。（3）演替一般使群落的总能量增加，有机物总量增加；生物种类越来越多，群落的结构越来越复杂。（4）顶极群落是演替达到最终稳定状态，顶极群落并不是绝对稳定的，而是处于不断变化的相对稳定状态。新课讲授二、群落演替的类型1.初生演替任务1：从裸岩上开始的群落演替分析。教师活动：根据群落植被类型及群落特点的图表，提出问题，并展示发生在裸岩上的演替示意图，进而归纳概括各个阶段的群落特点。问题：据表中信息，初步判断裸岩上植物群落演替依次经历哪些阶段？教师活动：分析发生在裸岩上的演替过程，并结合图课本2-11，讲解初生演替的概念、实例及过程。实例1：教师展示问题，并指导学生思考讨论。1.光裸的岩地上首先定居的生物为什么不是苔藓和草本植物，而是地衣？2.地衣阶段为苔藓的生长提供了怎样的基础？为什么苔藓能取代地衣？3.在森林阶段，群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物吗？这说明群落的演替是什么的代替？归纳总结：知识梳理：（1）定义：是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。（2）实例：沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替（3）过程：光裸的岩地上的演替（漫长而艰难）大致经历裸岩阶段、地衣阶段、苔藓阶段、草本植物阶段、灌木阶段和乔木阶段等阶段。①裸岩阶段：只有光源的岩地。②地衣阶段：地衣首先在裸岩上定居。地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤的过程。于是，土壤颗粒和有机物逐渐增多。ps：地衣是多年生植物，是由一种真菌和一种藻类组合在一起时形成的有机体，因为真菌和藻类长期紧密地联合在一起，无论在形态、构造、生理还是遗传上都形成一个独立的固定有机体。地衣常被称为“植物拓荒者”或“先锋植物”③苔藓阶段：在地衣开拓的基础上，苔藓便能生长起来。苔藓比地衣长得高，更适应这里的环境，于是就逐渐扩展。苔藓的生长会进一步使岩石分解，土层加厚，有机物增多，土壤中微生物的种类也越来越丰富。④草本植物阶段：在土壤能保持一定水分时，草本植物的种子就能够萌发生长。竞争的结果是较高的草本植物逐渐占据了优势。这时，各种昆虫和其他小动物开始进入这个地区。在动植物的共同作用下，土壤中的有机物越来越丰富，土壤的通气性越来越好。⑤灌木阶段：灌木和小乔木开始生长。灌木比草本植物更为高大，“剥夺”了草本植物的阳光，逐渐取代了部分草本植物。灌木的生长起到了遮阴、避风等作用，同时提供了丰富的食物，于是成为许多鸟类的栖息地。物种的多样化使群落的结构较为稳定，抵御环境变化的能力增强。⑥森林阶段：乔木阶段在灌木群落所形成的湿润的土壤上，各种乔木的种子萌发出来。乔木比灌木具有更强的获得阳光的能力，因而最终占据了优势，称为茂盛的树林。树林的形成进一步改善了生物生存的环境，物种进一步多样化，生物与环境之间的关系变得更加丰富多样，于是群落演替到了相对稳定的森林阶段。2.次生演替任务2从弃耕农田上的演替分析次生演替教师活动：根据一个弃耕农田的演替和植物种数的变化的图表，提出问题，并展示发生在弃耕农田上的演替示意图，进而归纳概括各个阶段的群落特点。问题：据表推测发生在弃耕农田上的演替依次经历哪些阶段？教师活动：分析发生在弃耕农田上的演替过程，并结合图课本2-12，讲解次生演替的概念、实例及过程。【思考讨论比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替】讨论：1.从演替的起点来看，发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替有什么不同？这两种演替还有哪些差异？2.这两种演替有哪些共同点？答案：从结构简单发展为结构复杂，群落中的物种数量和群落层次增多，土壤、光能得到更充分的利用，最终群落会发展成一个与所处环境相适应的相对稳定的状态，等等。3.演替都会发展为森林吗？一个群落最终演替到什么阶段，主要受哪些因素的影响？答案：不一定。主要受当地气候条件，地形和土壤环境，生物的繁殖、迁入和迁出，群落内种群间的相互关系，人类活动等因素的影响。归纳总结：（1）定义：是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。（2）实例：火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。（3）过程：弃耕的农田上发生的演替（需要数十年时间）弃耕农田→一年生杂草→多年生杂草→小灌木→灌木丛→乔木林任务三归纳群落演替的类型1.引导学生归纳概括群落演替类型初生演替和次生演替的概念（1）初生演替是指在一个从来没有被植被覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。如在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。（2）次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生的演替。如在火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。2.初生演替和次生演替的辨析对比初生演替和次生演替的概念及实例，比较二者的区别3.表格引导学生归纳概括初生演替和次生演替。小组合作完成思考讨论中的问题。展示：学生以小剧场的形式展示裸岩上演替的过程，突破难点。提示：1.因为苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分，而地衣可以通过分泌有机酸而从裸岩中获取养分。2.地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤，并积累起有机物，这为苔藓的生长提供了条件。苔藓生长后，由于其植株高于地衣能获得更多的阳光，处于优势地位，结果逐渐取代了地衣；这里的取代指的是优势取代，即优势种的更迭，地衣不一定消失。3.能找到；在群落演替过程中，一些种群取代另一些种群是指“优势取代”，而不是“取而代之”。形成森林后，乔木占据了优势，取代了灌木的优势，但在森林中各种类型的植物都是存在的。思考并回答问题思考讨论1.答案：从演替的起点看，裸岩上的演替是从一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、后来植被彻底消失了的地方开始的演替。弃耕农田上的演替是在原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。其他差异还有：裸岩上的演替速度慢，经历的阶段相对较多；弃耕农田上的演替速度快，经历的阶段相对较少；等等。自主学习思考回答对比完成表格以更直观的形式展示群落演替的过程；培养学生自主学习，合作探究的能力；培养学生的科学思维，批判性思维学会辨析初生演替和次生演替三、群落演替的原因任务4：群落演替的影响因素及实例分析问题：群落最终演替到什么阶段，主要受哪些因素影响？1.内部因素（决定性因素）群落外界环境的变化生物的迁入、迁出群落内部种群相互关系的发展变化人类活动等如种内关系、种间关系（演替的催化剂），生物入侵等。2.外部因素（1）群落的外界环境的变化，为群落中某些物种提供有力的繁殖条件，而对另一些物种的生存产生不利影响。（2）人类活动的影响。人类活动通常是有意识、有目的地进行的，因此人类活动对群落演替的影响远远超过其他因素。这些因素常常处于变化的过程中，适应变化的种群数量增长或得以维持，不适应的数量减少甚至被淘汰，因此，群落就不断地演替。无论裸岩上的群落演替，还是弃耕农田上的演替，最终都会达到一个与群落所处环境相适应的相对稳定的状态。【思考•讨论：群落演替的影响因素及实例分析】┋资料1┋我国的黄土高原历史上曾郁郁葱葱，从东南到西北，依次分布着温带落叶阔叶林、疏林灌丛草原、温带草原等。然而，现在的黄土高原上，森林和草原的覆盖率比历史上大幅下降，很多黄土丘陵呈光秃状态。除了气候变化的因素，人类活动是导致这一地区出现濯濯童山的主要原因：自秦代以来，由于移民屯垦和大量砍伐森林，黄土高原的农业发展很快，环境却年复一年地遭到破坏，导致大片森林和草原消失。┋资料2┋自20世纪60年代起，长江中游某湖泊进行了大规模的围湖造田，湖水面积缩减近50%。对该湖泊多种生物的调查表明，水生植物、鱼类的物种丰富度下降，占优势的物种发生变化（详见p42页表）讨论1.上述资料中，人类活动使群落演替向什么方向进行？答案：人类活动使群落演替朝着物种丰富度降低、结构简单的方向进行。2.人类活动对上述群落的演替速度有什么影响？答案：人类活动加快了这种演替的速度。3.如果去除人类活动，这些群落又会向什么方向演替？答案：去除人类活动、这些群落一般会朝着人类活动出现之前的状态进行演替，趋向于恢复原来的群落，物种丰富度会增加，结构会变得复杂。人类活动对群落演替的影响思考：有人说，稳定是相对的、暂时的，而变化是永恒的。请结合群落的演替，谈谈你对这句话的看法。师生总结回答环节一：引导学生归纳概括影响群落演替的因素环节二：分析人类活动影响群落演替的实例——实例1和实例2（1）如果去除人类活动，这些群落又会向什么方向演替？（2）上述资料中，人类活动使群落演替向什么方向进行？（3）人类活动对上述群落的演替速度有什么影响？2.引导学生归纳出人类活动对群落演替的影响小组讨论完成P42讨论问题（1）（2）（3）。归纳概括人类活动的影响。深刻认识人类活动的影响是两方面的。消极影响：使群落演替朝着物种丰富度降低、结构简单的方向进行。积极影响：使群落朝着物种增多、结构复杂的方向演替。在自然界，群落的演替是普遍现象，而且有一定的规律，人类掌握了这些规律就能根据现有情况，预测群落的未来。从而正确掌握群落的动向，使之朝着对人类有益的方向发展。思考回答思考并回答影响群落演替的因素回答归纳引出下一内容群落会受某些因素影响发生变化。培养学生获取信息、自主学习、归纳概