高二生物大单元整体学程选择性必修二生态系统

高二生物大单元整体学习学程第十五单元生态系统高效科研小组：____________________学科主任：_______包科领导：______年级主任：_______班级：___________小组：___________姓名：___________2023年8月第十五单元生态系统——探究生态平衡原理，保护生态环境一、单元概述群落中的物种与所处环境存在相互作用，并与环境共同组成生态系统，保护生态系统、维持生态系统平衡是生物生存、活动、繁衍得以正常进行的基础。本单元主要包括生态系统结构、功能、稳定性和生态系统的保护，重点研究生态系统中生物与环境、生物与生物之间的关系，探讨如何处理好人与环境、资源之间的关系，实现人与自然和谐共生与可持续发展。通过本单元的学习，从整体上理解生态系统的组成、结构与功能，认识如何将生态系统的物质循环、能量流动和信息传递原理应用于生产实践。从生态系统的层次认识生命的本质，树立生态观念、辩证的认识人类与自然的关系，并能运用生态学原理解决生产实践问题。二、单元要素（一）单元内容标准概念2生态系统中的各种成分相互影响，共同实现系统的物质循环、能量流动和信息传递，生态系统通过自我调节保持相对稳定的状态2.2生物群落与非生物的环境因素相互作用形成多样化的生态系统，完成物质循环、能量流动和信息传递2.3生态系统通过自我调节作用抵御和消除一定限度的外来干扰，保持或恢复自身结构和功能的相对稳定2.4人类活动对生态系统的动态平衡有着深远的影响，依据生态学原理保护环境是人类生存和可持续发展的必要条件（二）单元学习任务1.概念建构——生态系统的结构与功能、生物量、生物富集、生态平衡。2.模型建构——建构生态系统的结构与功能概念模型，对比概括生态系统三大功能的特点和联系。3.实践应用——生态缸、人工生态系统及农业增产中的应用。（三）单元学习目标1.从生态系统的结构、功能和生态平衡等方面构建单元思维导图，举例说明人类活动对生态平衡的影响。2.通过构建生态系统结构和功能模型，对比概括三大功能的特点和联系；根据生态系统规律，结合结构分析法、模型方法、定量分析法，设计小生态缸并解释生态平衡相关问题。3.运用生态工程基本原理设计使物质和能量更多地流向人类的人工生态系统方案，为农业增产提出四条合理化建议。（四）单元学习计划学时阶段主要学习任务学时安排整体感知研读教材，勾画生态系统的概念、结构和三大功能，找出生态平衡的特征和维持生态平衡的基础。1探究建构结合实例构建生态系统结构模型，归纳生态系统的组成成分，说出结构与功能的关系；构建塞罕坝生态系统功能模型，归纳概括三大功能的特点和联系；运用生态系统规律设计小生态缸，为生态平衡的维持提出3条具体措施。4应用迁移分析人工生态系统的结构与功能，设计使能量和物质更多的流向人类的方案；结合桑基鱼塘阐述生态工程的基本原理，提出农业增产4条措施。1重构拓展从生态系统的结构、功能和生态平衡等方面重构单元思维导图；分析海洋生态系统的净化机理，为水体富营养化的治理提出合理化建议；能够运用结构分析法、模型方法、定量分析法等解释生态平衡相关问题。1（五）单元学习资源学习阶段资源类别（课件微课素材资源包、习题、教案）资源分层（ABCT)整体感知学习活动1：塞罕坝介绍视频学习活动1：多样化的生态系统拓展资源

学习活动1：生态平衡拓展资源

学习活动1：威胁人类生存的全球十大生态环境问题视频学习活动2：生态系统课件TAATT探究建构学习活动3：生态系统的营养结构拓展资源

学习活动4：能量流动课件学习活动4：氮循环拓展资源学习活动4：碳循环和能量流动的模型示意图

学习活动4：生态系统信息传递的过程图解

学习活动5：系统研究方法在生态学中的应用学习活动5：食物链和食物网视频学习活动5：食物网中生物数量变化分析ATATTTATT应用迁移学习活动6：生态系统的应用课件学习活动7：浙江湖州桑基鱼塘介绍

学习活动7：稻鱼鸭共生生态系统视频学习活动7：稻鱼鸭共生生态系统文档学习活动7：桑基鱼塘和蔗基鱼塘生态系统文档TTTAA重构拓展单元拓展：水体富营养化文档单元拓展：水体富营养化视频（浒苔）TT（六）单元学习目标追求二、单元内容（一）整体感知生态系统——初步构建生态系统单元体系塞罕坝由兴转衰皇家猎苑变荒原历史上，塞罕坝曾水草丰沛、森林茂密、禽兽繁集的天然名苑，在我国的辽、金时期，被称作"千里松林"，曾作为皇帝狩猎之所，清朝曾在此设立"木兰围场"。清末，王朝风雨飘摇，内忧外患。清政府将“木兰围场”开围放垦以弥补国库空虚。之后，树木被砍伐殆尽，加之山火不断，到中华人民共和国成立初期，这个昔日的“美丽高岭”变成了林木稀疏、人迹罕至的茫茫荒原。人类活动如何影响塞罕坝的生态环境？如何使环境朝着改善的方向演变？【学习目标】1.研读教材，联系初中所学内容，勾画生态系统的概念、结构及功能等重点内容，初步了解单元结构与知识逻辑。2.通过填写单元结构框架，初步了解结构与功能观、物质与能量观、生态系统观等生物学观念。学习活动1：初识生态系统的结构和功能群落中生活着多种多样的物种，各个物种间存在着复杂的相互关系，并形成稳定的天然群聚。群落在自然界中并不是孤立的，群落中的物种与所处环境也存在相互作用，并与环境共同组成生态系统。生态系统是比种群、群落层次更高的生命系统。塞罕坝是地球上多种多样的生态系统之一，研读教材，勾画出生态系统的概念、结构和功能；找出生态平衡的特征和维持的基础。学习活动2：完善单元知识框架，了解单元学习逻辑（二）探究建构生态系统——探究生态系统规律塞罕坝由衰复兴高寒荒漠变绿洲塞罕坝地区退化为高原荒丘后，塞罕坝气候恶劣、沙化严重、人烟稀少。塞罕坝人为了改变现状，顶风冒雪，垦荒植树，向沙地进军要绿色。经过一代代人的艰苦努力，塞罕坝的森林覆盖率由最初的11.4%提高到2014年的75.5%。塞罕坝百万林海筑起了一道牢固的绿色屏障，有效阻滞了浑善达克沙地南侵，同时为减缓全球气候变暖做出了重要贡献。那么，塞罕坝由荒原变成林海的过程中，其结构、功能与稳定性发生了怎样的变化呢？【学习目标】1.对塞罕坝草原生态系统的组成成分进行分析、比较、归类，阐明各组成成分的作用及相互关系，总结生态系统中能量流动、物质循环、信息传递的规律。2.通过构建生态系统结构和功能的模型，对比生态系统三大功能的特点和联系，探究生态平衡的原理。3.运用生态系统规律设计小生态缸，为生态平衡的维持提出3条具体措施。学习活动3：建构模型，探究生态系统的组成成分及各成分之间的关系下图表示塞罕坝草原的部分食物网情况（“√”表示存在捕食关系），请构建出该生态系统中对应的食物网。捕食者被捕食者鸟昆虫鼠狐狸草鸟√昆虫√鼠√狐狸√鹰√√依据画出的食物网，思考下列问题：1.除了上述食物网中的成分外，生态系统的组成成分还包括什么？2.鹰所占的营养级有哪些？食虫鸟、食草昆虫、鹰之间属于什么种间关系？如果食虫鸟数量减少，则食草昆虫和鹰的数量如何变化呢？生产者都是植物吗？生态系统中生产者、消费者和分解者各自有哪些功能？【拓展提升】：植食性线虫主要危害植物根系，研究表明，长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量减少，依据图中信息分析，主要原因是什么。学习活动4：建构模型，探究生态系统的功能1.建构生态系统的能量流动模型（1）以赛达伯格湖生态系统食物网中食草昆虫为例分析其能量的输入、传递、转化和散失的过程，分析摄入量、同化量与粪便量之间的关系。用箭头和文字建构能量流经食草昆虫时的来源和去向。食草昆虫粪便中的能量属于哪个营养级的能量？食草昆虫同化的能量有哪几个流向？（2）如图为赛达伯格湖生态系统中能量流动图解，分析下图，用表格的形式将图中数据进行整理，计算“流出”该营养级的能量占“流出”该营养级能量的百分比，概括生态系统能量流动的特点。（3）根据上述资料，自主构建能量金字塔。结合能量金字塔模型，分析“为什么生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级”？（4）塞罕坝林场的工作人员会进行定时检测，合理控制动物的数量，请从能量流动角度分析这样做的意义。2.建构生态系统的物质循环模型生态系统中的能量流动和物质循环是密不可分的，请用关键词、箭头建构碳循环模型，归纳总结生态系统物质循环的概念和特点。【拓展提升】：1.请在构建的碳循环模型基础上，用另一种颜色建构能量流动模型，说出二者的区别和联系。运用物质循环原理解释：为什么有的物质不能较快地通过食物链回归非生物环境？这样的物质有哪些?3.建构生态系统的信息传递模型塞罕坝林场生态系统物质进行循环和能量流动的同时，信息也在不断传递。请结合实例说出信息传递的类型、作用和应用，并建构信息传递过程模型。学习活动5：利用生态系统稳定性的原理，设计生态缸经过一代代人的艰苦努力，塞罕坝的森林覆盖率由最初的11.4%提高到2014年的75.5%，塞罕坝百万林海筑起了一道牢固的绿色屏障，有效阻滞了浑善达克沙地南侵。足见人类活动可以改变生态系统的演变方向。请利用所学的生态系统稳定性的原理设计小生态缸，并观察其稳定性。思考：（1）人为向该生态缸投放哪些生态组分才能使该生态系统更稳定？（2）如何控制这些组分的比例关系才能使该生态系统更稳定？请为该生态系统稳定性的提高提出具体措施。【拓展提升】1.生态系统中生物多样性包括哪些内容？生物多样性的价值体现在哪些方面？在生态恢复过程中我们应该如何保护生物多样性？请结合自身经验，举例说明。2.“绿水青山可以源源不断地带来金山银山，绿水青山本身就是金山银山，我们种的常青树就是摇钱树，生态优势变成经济优势，形成了一种浑然一体、和谐统一的关系。”习总书记的这席话已在“美丽高岭”落地生根。若你作为一个景观设计师，若要在塞罕坝中增建观光点和游客休息区，需要遵循的生态工程原理有哪些？具体可采取那些措施？【总结】：比较能量流动、物质循环、信息交流的区别和联系(请从特点、范围、途径、地位、联系等方面列表比较)（三）应用迁移生态系统——分析人工生态系统结构与功能人工生态系统自然生态系统中生物与环境之间相互影响，生态系统通过自我调节实现物质循环和能量流动的相对稳定。但人类活动会对生态系统产生重大影响，经过人类干预和改造后形成的生态系统叫人工生态系统。它决定于人类活动、自然生态和社会经济条件的良性循环。如何分析人工生态系统结构以及物质、能量的运行规律，提高生态系统的稳定性呢？【学习目标】1.结合生态系统的结构和功能模型，论述生态系统是物质、能量、信息的统一体。2.分析人工生态系统的结构和功能，设计使能量和物质更多的流向人类的方案。3.结合桑基鱼塘阐述生态工程的基本原理，提出农业增产4条措施。学习活动6：分析人工生态系统的结构和功能如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值(单位为103kJ·m2·a1)，据图分析：1.该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源?总能量是多少？2.生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少?生产者→植食性动物、植食性动物→肉食性动物的能量传递效率分别是多少?(结果保留一位有效数字)人工生态系统中，沼气发酵后沼渣可以肥田，说明物质可循环利用。此过程是否提高了能量的传递效率？5.请针对上述人工生态系统，设计一个改进该人工生态系统的方案，使能量更充分有效的得到利用。【拓展提升】海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下，M、N表示营养级。（单位为kJ/（m2•a））图中M用于生长、发育和繁殖的能量是多少？由M到N的能量传递效率为多少？该生态系统中的能量能否在M和遗体残骸间循环流动？为什么？学习活动7：揭示桑基鱼塘的工程原理浙江湖州桑基鱼塘（良性循环人工生态系统）于2017年11月成功入选全球重要农业文化遗产，让世界看到中国农耕文化的智慧。“桑基鱼塘”通过“塘基种桑、桑叶喂蚕、蚕沙养鱼、鱼粪肥塘、塘泥壅桑”的生态农业模式，有效克服水涝、收到理想经济效益的同时又减少了环境污染，并形成了种桑养蚕和养鱼相辅相成、桑地和池塘相连相倚的优美桑基鱼塘生态农业景观及丰富多彩的蚕桑文化和鱼文化，被誉为生态文明建设的样板。1.结合材料分析桑基鱼塘种养混合模式利用的生态工程原理有哪些？说出各原理的内涵。2.如果你是一个农场经营者，种植了一些粮食作物，栽培了多种果树，同时还饲养着优质的家禽、家畜等。你将利用哪些与信息传递有关的措施来防治害虫、提高各类农畜产品的产量？【总结】：生态系统是如何将物质、能量、信息统一为整体的？（四）重构拓展生态系统——重构生态系统体系运用生态学解决水体污染问题水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体