高二生物《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)》教案

1、高二生物生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)教案一、教學(xué)目標(biāo):知識(shí)與技能：通過分析食物鏈讓學(xué)生掌握生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的概念。通過模型的構(gòu)建讓學(xué)生理解生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的過程。通過定量分析讓學(xué)生理解生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的特點(diǎn)并學(xué)會(huì)應(yīng)用。過程與方法：通過定量分析生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入與輸出，發(fā)展學(xué)生的思維遷移能力。學(xué)會(huì)整理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，進(jìn)而得出科學(xué)結(jié)論。情感、態(tài)度與價(jià)值觀：引導(dǎo)學(xué)生從能量的角度理解生命系統(tǒng)，初步形成生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)，提高生物學(xué)科素養(yǎng)。二、重難點(diǎn):重點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)難點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的規(guī)律以及應(yīng)用三、教學(xué)設(shè)計(jì)：【問題探討，引入課題】建國后的一段時(shí)間內(nèi)由于生產(chǎn)力低下等方面的原因，農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)出

2、十分有限，假設(shè)你是國家領(lǐng)導(dǎo)人，在不違反營養(yǎng)學(xué)規(guī)律的情況下，該如何分配有限的農(nóng)產(chǎn)品養(yǎng)活更多的人？A.糧食全部供應(yīng)給人吃。B.一部分糧食供應(yīng)給人吃，同時(shí)用一部分糧食喂豬，人吃豬肉。學(xué)生積極思考，教師不給出確切答案，引導(dǎo)學(xué)生從獲得能量維持生存的角度分析，進(jìn)而引入課題?！驹O(shè)置問題，引導(dǎo)思考】問題1：能量對(duì)生命系統(tǒng)的意義？講述：根據(jù)熱力學(xué)第二定律，在封閉系統(tǒng)中，隨著時(shí)間的推移無序性將增加。生命系統(tǒng)是開放的系統(tǒng)，可以通過獲取能量來維持系統(tǒng)的有序性。對(duì)于個(gè)體來說沒有能量的輸入就意味著死亡；對(duì)生態(tài)系統(tǒng)來說，如果在較長(zhǎng)的時(shí)間沒有能量輸入，必定會(huì)導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)崩潰。問題2：能量如何輸入到生命系統(tǒng)？講述：生產(chǎn)者通過光

3、合作用，將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，固定在他們所制造的有機(jī)物中，從而實(shí)現(xiàn)能量的輸入。消費(fèi)者和分解者不能利用光能，從攝入的有機(jī)物中獲取能量，從而實(shí)現(xiàn)能量的輸入。問題3：輸入生物體內(nèi)的能量有哪些用途？講述：生物體通過細(xì)胞呼吸，將有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成ATP中活躍的化學(xué)能，用于生長(zhǎng)發(fā)育繁殖，在此過程中有糖類脂肪蛋白質(zhì)的積累，一部分能量?jī)?chǔ)存在了這些有機(jī)物中。呼吸作用同時(shí)產(chǎn)生了大量熱能，熱能不能被生物直接利用，散失到無機(jī)環(huán)境中。問題4：怎樣研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)？講述：研究能量流動(dòng)可以在個(gè)體水平上，也可以在群體水平上。將群體視為一個(gè)整體進(jìn)行研究是系統(tǒng)科學(xué)常用的研究方法，群體可以是一個(gè)種群或者營養(yǎng)級(jí)上的所有生

4、物，【閱讀教材，自主學(xué)習(xí)】閱讀課本P94，思考下列問題：輸送到地球的太陽能被全部吸收了嗎？生產(chǎn)者所固定的太陽能都有哪些去路？初級(jí)消費(fèi)者攝入的能量全部都被吸收了嗎？初級(jí)消費(fèi)者的能量都有那些去路？【師生互動(dòng)，構(gòu)建體系】投影能量流經(jīng)、二營養(yǎng)級(jí)圖解，學(xué)生積極思考，相互討論，補(bǔ)充和完善相關(guān)答案。強(qiáng)調(diào)：A.同化量=攝入量糞便量B.糞便量歸屬上一營養(yǎng)級(jí)師生共同完成生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)過程圖解5.2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)師生總結(jié)：能量流動(dòng)的起點(diǎn)：始于生產(chǎn)者固定太陽能能量流動(dòng)的渠道：沿著食物鏈的各個(gè)營養(yǎng)級(jí)流動(dòng)；各營養(yǎng)級(jí)能量的去路：流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者通過光合作用所固定的太陽能的總量。能量的最終去路：以熱能的

5、形式散失?！竞献魈骄浚钊敕治觥恐v述：為了研究能量流動(dòng)經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈時(shí)，每一級(jí)的能量變化數(shù)據(jù)和能量轉(zhuǎn)移效率，美國生態(tài)學(xué)家林德曼對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的天然湖泊-賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)做了定量分析。1942年，林德曼發(fā)表了生態(tài)學(xué)的營養(yǎng)動(dòng)態(tài)概說，他的這項(xiàng)研究具有極為重要的意義，奠定了現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)，投影賽達(dá)博格湖的能量流動(dòng)圖解。問題：1.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？引導(dǎo)學(xué)生用林德曼獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：對(duì)營養(yǎng)級(jí)、第二營養(yǎng)級(jí)、整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入輸出值進(jìn)行分析。師生總結(jié)：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化遵循能量守恒定律。林德曼從中國諺語“大魚吃小魚，小魚吃蝦米”中得到啟發(fā)：要從食物鏈的角

6、度對(duì)能量流動(dòng)進(jìn)行研究。投影賽達(dá)博格湖食物鏈中能量流動(dòng)圖解。問題：2.生態(tài)系統(tǒng)的能量沿食物鏈流動(dòng)具有什么特點(diǎn)？學(xué)生思考討論得出結(jié)論：1.單向流動(dòng)；2.逐級(jí)遞減。引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)間的能量傳遞效率，得出結(jié)論：大約是10%-20%。如果將單位時(shí)間內(nèi)各營養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值，由高到低繪制成圖形，呈現(xiàn)出金字塔形狀，成為能量金字塔。從能量金字塔可以看出，在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)過程中消耗的能量就越多?！揪C合應(yīng)用，解決問題】請(qǐng)同學(xué)們?cè)倩氐健稗r(nóng)產(chǎn)品分配”的問題上，現(xiàn)在你會(huì)再選擇哪種策略？讓學(xué)生從能量流動(dòng)特點(diǎn)的角度解釋如下兩個(gè)現(xiàn)象：一條食物鏈一般不會(huì)超過5個(gè)營養(yǎng)級(jí)；、“一山不容二虎”。思

7、考：如果把各個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物數(shù)量關(guān)系，用繪制能量金字塔的方式表達(dá)出來，是不是也是金字塔形？如果是，有沒有例外？舉例：繪制一個(gè)有樹木、白蟻和啄木鳥組成的食物鏈中個(gè)體數(shù)量關(guān)系圖形。觀察它們和能量金字塔的區(qū)別?？偨Y(jié)：能量金字塔是普遍的規(guī)律，而數(shù)量金字塔則不是，跟生物個(gè)體的體型大小有機(jī)物含量有關(guān)。【隨堂練習(xí)】下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的敘述正確的是A.通過消費(fèi)者的糞便流入到分解者體內(nèi)的能量屬于消費(fèi)者同化作用獲得的能量的一部分B.能量流動(dòng)可以循環(huán)流動(dòng)c.生產(chǎn)者可通過光合作用合成有機(jī)物，并把能量從無機(jī)環(huán)境帶到生物群落D.當(dāng)捕食者吃掉被捕食者時(shí)，捕食者便獲得了被捕食者的全部能量假設(shè)下圖食物網(wǎng)中的水稻固定的太陽能為N，能量傳遞效率為10%，則人獲得的能量為2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)A.等于10-1NB.等于10-2Nc.少于10-1ND.少于10-2N在一個(gè)高產(chǎn)的人工魚塘中同時(shí)存在著生產(chǎn)者、初級(jí)消費(fèi)者、次級(jí)消費(fèi)者和分解者。其中生產(chǎn)者固定的全部能量為a，流入初級(jí)消費(fèi)者、次級(jí)消費(fèi)者和分解者的能量依次為b、c、d，下列表述正確的是A.a=b+c+dB.a=b+cc.ab+c+dD.a如圖食物網(wǎng)中的貓頭鷹體重每增加20g，至少需要消耗植物