高春燕
高中生物涉及到的知識非常繁雜,從背誦到推理,甚至是計算都有覆蓋。蘇教版必修三的主題為“穩態與環境”,其中“生態系統”這一章節既有背誦的要求,又有推理、計算的部分,非常值得深入思考。本文結合教學實例,將生態系統的知識逐一分解,從生態系統的結構、功能、穩態三個方面介紹如何通曉該部分的知識。
一、歸類比較,認識“結構”
生態系統是地球上最大的生命系統,其中組成部分非常復雜。雖然生態系統是一個非常龐大的生命體系,但是其中的結構是非常明確的。生產者、消費者和分解者組成了整個生態系統中的生物部分,這三者區別明顯,卻又聯系緊密。在生態系統結構的認識中,首先要搞清生產者、消費者、分解者的歸類與比較。
生態系統中不只有生物,還有能量、物質等非生物部分,但是此時我們匯聚焦點,只研究生產者、消費者和分解者這三類生物。首先明確三者的歸類依據,生產者扮演的角色是將生態系統中的能量吸收到自身的身體中來,為生態系統中的能量傳遞提供源動力。吸收生態系統中的能量的過程最經典的就是光合作用,所以生產者在一定程度上意味著生物中的植物。消費者則是一些異養型的生物,靠生產者吸收來的能量而存活,并且進一步推動能量流動。生態系統中的消費者一般指的是各類的動物,它們不能自己創造能量,只能通過食用其他生物來獲取能量,所以形象地稱為“消費者”。當然消費者和生產者都有一定的壽命,最終它們將會走向死亡。如果說任憑消費者和生產者的遺體堆積如山的話,那么生態系統中的空間也就越來越小,顯然是不符合自然規律的,這對能量也是一種浪費。這時候就體現出了分解者的作用,即把動植物遺體進行分解,將物質和能量重新返還自然。通過對生態系統中三種不同角色的區分,學生經常會形成這樣一個誤區:生產者就是植物,消費者就是動物,分解者就是微生物。在大多數情況下,三種結構的確符合這樣的規律,但是這個結論是錯誤的,動植物、微生物的分類不能和生產者、消費者和分解者的分類混為一談。在通過上述的本質區分法來規避這個誤區,還可以應用特例的方法。比如一些微生物中存在葉綠體,可以自行轉化能量而成為生產者,蚯蚓雖然是動物不是微生物,但是也扮演著分解者的角色。
生產者、消費者和分解者共同構成生態系統中的生物部分,在我們明確的歸類下將生態系統的結構看清。生態系統中的生物部分是高中學習的重點,對生態系統的營養結構的準確把握是首要的要求。
二、討論列表,明確“功能”
生態系統中的各種生物不僅作為系統中的結構,也具有非常重要的功能。生態系統是一個有機的系統,在這個系統中各個生物類型都各司其職,具有不同的功能與作用。通過對不同生物進行列表討論,可以明確生態系統的功能。
生態系統的主要功能就是能量的流動,沒有了這種流動就不存在了豐富多彩的生物世界。既然是流動,那就有一個流動的方向,能量流動的方向是從有機環境中流到生產者中,再從生產者流入消費者,最終由通過分解者能量“被回收”到環境當中。在能量的傳遞過程中,各個角色都承擔著各自的功能。在課堂上,我采取列表的方式,簡潔明了的展示,如表所示:
通過列表的方式,教師可以簡明扼要地將要點傳達給學生。學生在學習時條理清晰,便于開展討論。
生態系統是一個“活”的系統,能量的流動正是其活力的表現。在生態系統中各類的生物都具有各自的功能,每個生物的小功能又匯聚成為整個生態系統的功能,使物質能量循環生生不息。
三、實例分析,熟悉“穩態”
自然界中的生態系統是一個開放的系統,時刻都在進行著對外界的物質能量交換,進行著系統內部的更新。這是一個變化的過程,但是變化又在不變之中,這就是穩態,一個動態的平衡。
通過一個實例來分析環境中的穩態。一片森林中,有樹木、害蟲和鳥三種主要生物。害蟲吃樹木、鳥吃害蟲,形成這樣一個食物鏈。從數量上來說,樹木最多,害蟲次之,鳥類最少,恰好符合食物鏈中的金字塔分布。假設這是一片自然森林,害蟲的天敵只有鳥類,在平時中,害蟲不會滅絕,鳥類也生活得很好,森林樹木并沒有病害的現象。這就是經過變動之后形成的第一種穩態。如果這片森林為人工林的話,那么在人的看管之下,自然不會“縱容”害蟲,會大量噴灑殺蟲劑。在一段時間內害蟲大量減少,但是有時候會發生爆發性的蟲害。這是一種負反饋調節的表現,但害蟲數量急劇減少時,鳥類缺乏了食物而紛紛離開森林。當害蟲挺過殺蟲劑的“迫害”之后,就出現了爆發性的蟲災。
在自然的生態系統中,穩態是一個非常廣泛的概念,既包括生物之間的互相制約,又包括生物與環境之間的適應。認識穩態,需要在相應的實例分析中得到結論。
總而言之,生態系統是地球上的最大生命體系,相關知識比較繁雜,需要逐一分解認知。高中生物主要學習方法就是條分縷析,通過分解的方法,方能將知識演繹清楚,進而通曉“生態系統”知識體系。
(作者單位:江蘇省南通市第二中學)