第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)教學(xué)設(shè)計(jì)教案

1、   教學(xué)準(zhǔn)備 1.   教學(xué)目標(biāo) 1.知識目標(biāo)：說出生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的概念；分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)；概述研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義。通過圖解分析各種元素在生物圈中的循環(huán)情況，通過比較總結(jié)物質(zhì)循環(huán)的基本過程與特點(diǎn)。2.能力目標(biāo)：引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)據(jù)來分析能量流動(dòng)的特點(diǎn)，讓學(xué)生在歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上，闡述出生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)具 有的兩個(gè)特點(diǎn)。指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建能量流動(dòng)的概念模型、數(shù)學(xué)模型、物理模型。對生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)加以分析，培養(yǎng)知識遷移和運(yùn)用能力。3.情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)：通過小組分工與自主性學(xué)習(xí)相結(jié)合，培訓(xùn)同學(xué)發(fā)現(xiàn)問題解決問題以及與他人合作交流的

2、能力。注重生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)的培養(yǎng)，同時(shí)關(guān)注農(nóng)業(yè)的發(fā)展和生態(tài)農(nóng)業(yè)的建設(shè)。培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，樹立科學(xué)服務(wù)于社會(huì)的觀點(diǎn)。2.   教學(xué)重點(diǎn)/難點(diǎn) 重點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義。比較各種物質(zhì)循環(huán)的基本過程與特點(diǎn)。難點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)、的特點(diǎn)。掌握生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。3.   教學(xué)用具 多媒體4.   標(biāo)簽 生物,蘇教版,教案   教學(xué)過程 (一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對性。（二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。教師：根

3、據(jù)你所完成“草地（或湖泊）生態(tài)系統(tǒng)與農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的能量流向與能量的利用率”的課外生物科技活動(dòng)，完成由感性知識向理性知識的轉(zhuǎn)化的實(shí)踐。請你問答：兩個(gè)不同的生態(tài)系統(tǒng)中，哪個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量更多地流向人類。學(xué)生：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。教師：產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？學(xué)生：在人的干預(yù)下縮短了食物鏈，并給予了該生態(tài)系統(tǒng)的最大能量和物質(zhì)的輸入。教師：那么什么叫做能量流動(dòng)？物質(zhì)循環(huán)又是指的什么呢？能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系是怎樣的呢？學(xué)生：隨著溫度的升高，螞蟻活動(dòng)加劇直至死亡。師生共同分析：從上述例子不難看出，環(huán)境中的各種因素對生物的影響是十分深刻的。因此，我們把環(huán)境中影響生物的形態(tài)、生理和分布的因素，叫做生態(tài)因素。教

4、師：根據(jù)有無生命的特征可以把生態(tài)因素分為非生物因素和生物因素。生物因素指周圍環(huán)境中的其他生物，包括同種和不同種生物的個(gè)體和種群。非生物因素包括光、溫度、水等很多種，下面我們重點(diǎn)講述光、溫度和水這三種非生物因素對生物的影響。（三）合作探究、精講點(diǎn)撥。探究一  對能量流動(dòng)的理解閱讀課本P83-84相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合“塞達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解”，進(jìn)行分析、思考并小組討論下列問題：問1圖中各箭頭代表的是什么意思？何謂能量流動(dòng)？【講述】該生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)的方向及能量的多少。能量流動(dòng)是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)。問2分析圖示可知能量流動(dòng)具有什么樣的特點(diǎn)？生

5、態(tài)系統(tǒng)能量的作用又是什么？【講述】從方向上看能量流動(dòng)是單向流動(dòng)的，從數(shù)值上看能量流動(dòng)是逐級遞減的。生態(tài)系統(tǒng)能量的作用：是維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的動(dòng)力。問3生態(tài)系統(tǒng)中所需要的能量主要來自于哪？能量流動(dòng)是從什么地方開始的？輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量是多少？能量流動(dòng)的渠道是什么？【講述】生態(tài)系統(tǒng)中能量的源頭：太陽能。能量流動(dòng)的起點(diǎn)：從生產(chǎn)者固定的全部太陽能開始。流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者所固定的太陽能總量。能量流動(dòng)的渠道：食物鏈和食物網(wǎng)。問4生產(chǎn)者固定的能量，流經(jīng)第二營養(yǎng)級的能量來源及去處如何？【講述】每個(gè)營養(yǎng)級的能量來源。（1）生產(chǎn)者：來自太陽能。（2）消費(fèi)者：一般來自上一個(gè)營養(yǎng)級。（3）分解者：來自生產(chǎn)者

6、和消費(fèi)者。各營養(yǎng)級能量的去處：（1）一是自身通過呼吸作用分解一部分有機(jī)物,釋放能量；（2）隨尸體、排泄物等流入到分解者中；（3）有一小部分有機(jī)物中的能量流入到下一個(gè)營養(yǎng)級。問5為什么一個(gè)營養(yǎng)級的能量不能全部流向下一個(gè)營養(yǎng)級？【講述】由于每一營養(yǎng)級的生物在呼吸的過程中都會(huì)消耗一部分能量，加上動(dòng)物在攝食過程中總有一部分的能量會(huì)消耗在動(dòng)物排出的糞便中，因此流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的能量在數(shù)量上是不斷發(fā)生變化的。問6分析每一營養(yǎng)級上能量的“流入”和“流出”是否平衡。試分析原因。【講述】不平衡。原因是能量流動(dòng)具有單向流動(dòng)和逐級遞減的特點(diǎn)，即(1)單向流動(dòng)：食物鏈中各營養(yǎng)級的順序是不可逆轉(zhuǎn)的，因?yàn)椴妒酬P(guān)系不可逆轉(zhuǎn)，這

7、是長期自然選擇的結(jié)果。各營養(yǎng)級的能量大部分以呼吸作用產(chǎn)生的熱能的形式散失，這部分能量是不能被重復(fù)利用的。(2)逐級遞減每個(gè)營養(yǎng)級的生物總有一部分能量不能被下一營養(yǎng)級利用。各個(gè)營養(yǎng)級的生物都會(huì)因呼吸作用消耗相當(dāng)大的一部分能量。各營養(yǎng)級中的能量都要有一部分流入分解者。(3)傳遞效率平均約為10%。問7為什么一條食物鏈中營養(yǎng)級一般不超過五個(gè)？【講述】能量通過四個(gè)左右的營養(yǎng)級，已減少到不足以維持下一個(gè)營養(yǎng)級的生命活動(dòng)的程度，所以一條食物鏈中營養(yǎng)級一般不超過五個(gè)。問8能量流動(dòng)的最終歸宿是什么？【講述】能量流動(dòng)的途徑：食物鏈和食物網(wǎng)。能量的變化情況是：太陽能生物體中的化學(xué)能熱能。因此熱量是能量流動(dòng)的最終歸

8、宿。問9能量散失的過程是怎樣的？【講述】問10   初級消費(fèi)者糞便中的能量包括在它的同化量中嗎？為什么？【講述】糞便是未消化吸收的食物殘?jiān)纬傻?，所以初級消費(fèi)者糞便中的能量是他沒有同化的，因此這部分能量不是初級消費(fèi)者的，而是他的上一營養(yǎng)級生產(chǎn)者的同化量，其關(guān)系式為：消費(fèi)者攝入量=同化量+糞便量，同化量=積累量+呼吸量，積累量=下一營養(yǎng)級同化量+分解者（+未被利用）。問11研究能量流動(dòng)的意義，并最終指導(dǎo)學(xué)生歸納?！局v述】通過學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，我們知道生態(tài)系統(tǒng)必須不斷地從外界獲取能量。能量是一切生命活動(dòng)的動(dòng)力，是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。能量的流動(dòng)維持各個(gè)營養(yǎng)級的生命和繁衍，使得一

9、個(gè)生態(tài)系統(tǒng)得以存在和發(fā)展。探究二  生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)能量的計(jì)算閱讀課本P83相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合“塞達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解”，進(jìn)行分析、思考并小組討論下列問題：問12分析“塞達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解”可知第二營養(yǎng)級獲得第一營養(yǎng)級所同化的效率是多少？第三營養(yǎng)級獲得第二營養(yǎng)級所同化的效率是多少？能量在相鄰的營養(yǎng)級之間傳遞的效率是多少？【講述】62.8/464.6×100%13.5%；12.6/62.8×100%20%；10%20%。問13計(jì)算某一個(gè)營養(yǎng)級一段時(shí)間的能量變化。【講述】輸入輸出未利用，該營養(yǎng)級全部個(gè)體同化的能量。輸出：呼吸消耗的能量被分解者分解釋放的能量傳遞給下一營養(yǎng)

10、級的能量。問14計(jì)算某一個(gè)生物群落一段時(shí)間的能量變化?！局v述】輸入輸出未利用，該生物群落中生產(chǎn)者固定的全部太陽能。輸出：該生物群落中所有生物(包括分解者)的呼吸作用釋放的能量。問15溫帶地區(qū)一年四季中生物群落的能量是如何波動(dòng)的？【講述】春末秋初：生物群落總能量逐漸增加。秋末來年早春：生物群落總能量逐漸減少。問16根據(jù)以上幾問，試總結(jié)能量最值的計(jì)算規(guī)律？【講述】(1)若一食物網(wǎng)中，已知最高營養(yǎng)級增重為N：要求最多需第一營養(yǎng)級多少時(shí)，按最長食物鏈，最低傳遞效率計(jì)算。要求至少消耗第一營養(yǎng)級多少時(shí)，按最短食物鏈，最高傳遞效率計(jì)算。(2)若一食物網(wǎng)中，已知第一營養(yǎng)級重量M：要求最高營養(yǎng)級最多獲得多少能量

11、時(shí)，應(yīng)按最短食物鏈，最高傳遞效率計(jì)算。要求最高營養(yǎng)級最少獲得多少能量時(shí)，應(yīng)按最長食物鏈，最低傳遞效率計(jì)算。以上措施可表述為：問17請用表格的形式，將圖中營養(yǎng)級之間能量流動(dòng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。并計(jì)算能量傳遞的效率?！局v述】問18根據(jù)以上知識，構(gòu)建能量流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型與物理模型【講述】數(shù)學(xué)模型：第n營養(yǎng)級獲得的能量最多為  ，最少為物理模型：生態(tài)金字塔探究三  生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)閱讀課本P84相關(guān)內(nèi)容，思考并小組討論下列問題：問20生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)與生物地球化學(xué)循環(huán)是否是同一概念？其特點(diǎn)是什么？【講述】是指在生態(tài)系統(tǒng)中，組成生物體的C、H、O、N、P、Ca等元素，不斷進(jìn)行著從無機(jī)

12、環(huán)境到無機(jī)環(huán)境，再回到生物群落的循環(huán)，又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。特點(diǎn)：循環(huán)流動(dòng)，反復(fù)出現(xiàn)問21既然物質(zhì)是循環(huán)的，為什么人們還不斷向農(nóng)田中施加氮肥？【講述】物質(zhì)在生物圈范圍內(nèi)是循環(huán)的。農(nóng)田中不斷有糧食產(chǎn)出，所以要不斷施加氮肥。問22碳在生物群落中以什么形式傳遞？【講述】碳水化合物。問23參與循環(huán)的物質(zhì)指的是什么？【講述】參與循環(huán)的物質(zhì)是組成生物體的各種元素。問24碳在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間以什么形式循環(huán)？在生物群落內(nèi)部以什么形式循環(huán)？【講述】碳循環(huán)是在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間以CO2形式循環(huán)，而不是在生物群落內(nèi)部循環(huán)，碳循環(huán)在生物群落內(nèi)部流動(dòng)的形式是有機(jī)物。問25造成溫室效應(yīng)的主要原因是什么？【講述】

13、化學(xué)燃料的大量燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的CO2，導(dǎo)致全球氣候變暖，從而造成溫室效應(yīng)。問26生物圈中水循環(huán)的主要過程如下圖所示。分析圖示可知生物圈的水循環(huán)中包括了哪些元素的循環(huán)？其中生物圈中水循環(huán)有幾條途徑？在生物圈中水循環(huán)的動(dòng)力是什么？生物圈中水循環(huán)的主要過程【講述】水循環(huán)中包括了H、O元素的循環(huán)。海洋水和陸地水蒸發(fā)以及植物的蒸騰作用散發(fā)的水分在空中形成云，通過降雨返回地表或海洋，一部分地表水滲入地下，地表水和地下水都有一部分流入海洋。水循環(huán)是依托水在氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)之間的轉(zhuǎn)換才完成的，而這三態(tài)的轉(zhuǎn)換需要太陽光的照射，也就是來自太陽光能。問27仔細(xì)閱讀p87課題研究，思考：小張、小王、小李三人的說法錯(cuò)在

14、哪里？你能設(shè)計(jì)出更科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)來探究氮肥和磷肥含量與池塘富營養(yǎng)化的關(guān)系嗎？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)注意對照實(shí)驗(yàn)的設(shè)置?！局v述】(1)水體的富營養(yǎng)化是指湖泊、河流、水庫等水體中氮、磷等植物營養(yǎng)物質(zhì)含量過多所引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象。(2)水體富營養(yǎng)化的危害：過多的氮磷流入水體可能造成水體富營養(yǎng)化，使水生植物(藻類等)過度繁殖，在淡水體中形成“水華”，在海洋中形成“赤潮”，進(jìn)而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)被破壞。(3)具體分析如下：水體中N、P增加藻類等浮游植物過度繁殖大量植物死亡，被好氧細(xì)菌分解消耗水中溶氧，水體缺氧水生生物死亡。(4)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：可分別檢測3個(gè)水樣，即隨機(jī)各檢測5個(gè)樣品，平均藻類個(gè)體數(shù)多的樣品密度大，反之密

15、度小。使水質(zhì)貧營養(yǎng)化，以便進(jìn)行后面的實(shí)驗(yàn)。協(xié)調(diào)的營養(yǎng)(一定的N、P比)可促進(jìn)藻類的生長發(fā)育，也是水質(zhì)富營養(yǎng)化的原因之一。加設(shè)一個(gè)燒杯，其中只加入洗衣粉而不加尿素。天然池塘可能富含固氮細(xì)菌，因而磷元素成為制約因素。問28氮元素以什么形式被植物吸收？生物群落中的氮通過怎樣的途徑轉(zhuǎn)化為大氣中的氮?dú)猓俊局v述】硝化細(xì)菌把氨氧化成硝酸鹽；進(jìn)入生物體的氮可形成尿素可被轉(zhuǎn)化為氨，并可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化N2；反硝化細(xì)菌可把硝酸鹽轉(zhuǎn)化為N2。問29請表格法歸納總結(jié)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。【講述】物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的關(guān)系   課堂小結(jié) 本教案已多次用于實(shí)際教學(xué)中，課后我對整節(jié)課作了反思，歸納以下幾點(diǎn)：

16、1.成功點(diǎn)：教學(xué)中，由于引入了網(wǎng)絡(luò)功能，使得教學(xué)中知識點(diǎn)更加生動(dòng)，便于理解。在課堂上通過學(xué)生的互相討論，學(xué)生的思維被充分地調(diào)動(dòng)起來，主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，成為學(xué)習(xí)的主人。從而使復(fù)雜性的問題簡單化。同時(shí)我努力引導(dǎo)學(xué)生通過多手段、多角度的探索，多次運(yùn)用模型構(gòu)建的方法分析問題、解決問題，發(fā)展創(chuàng)新意識。使學(xué)生能很好的理解并運(yùn)用所學(xué)知識。2.疑惑點(diǎn)：本節(jié)課知識點(diǎn)多且難，而課標(biāo)要求只能用一課時(shí)來教學(xué)。故教學(xué)中難度與廣度很難把握。知識點(diǎn)稍為拓深，時(shí)間就會(huì)超出要求。如何做到在一節(jié)課內(nèi)，完成本節(jié)課所以知識點(diǎn)，還需探討更有效率的教學(xué)方法。3.感悟點(diǎn)：通過追蹤教學(xué)過程，審視教學(xué)環(huán)節(jié)。我發(fā)現(xiàn)興趣仍是大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)推動(dòng)力。而

17、通過多媒體的教學(xué)手法則很好的調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)然，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)設(shè)計(jì)也是必需的。如今，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)改變了人們的生活。若能合理的搜索網(wǎng)絡(luò)資源并整合到教學(xué)中，將于教于學(xué)都大有裨益。   課后習(xí)題 1.對下列兩條食物鏈的分析正確的是()玉米人玉米牛人A.一個(gè)吃玉米的人獲得的能量一定比一個(gè)吃牛肉的人獲得的能量多B.能量沿食物鏈單向流動(dòng)，傳遞效率隨營養(yǎng)級升高而逐級遞減C.長期堅(jiān)持素食可緩解世界糧食短缺問題D.若種植玉米的土壤中含相同濃度的某重金屬鹽，則中的人比中的人重金屬元素積累少2.如圖甲表示某生態(tài)系統(tǒng)的能量錐體圖，P為生產(chǎn)者，Q1為初級消費(fèi)者，Q2為次級消費(fèi)者?，F(xiàn)對圖中的各營養(yǎng)

18、級所含有的能量進(jìn)行分類剖析，其中分析不正確的是(注：圖乙中a、a1、a2表示上一年留下來的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量)()A.bcde為本年度流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量B.c1表示初級消費(fèi)者中被次級消費(fèi)者所同化的能量C.b和d之一可代表生產(chǎn)者傳遞給分解者的能量D.初級消費(fèi)者產(chǎn)生的糞便中所含的能量是包含在c中的3.某生態(tài)系統(tǒng)中的四種生物構(gòu)成一條食物鏈abcd，通過測定得到這四種生物a、b、c、d所含的有機(jī)物總量分別為M1、M2、M3和M4。下列敘述中錯(cuò)誤的是()A.M1一定不是a種群固定的太陽能總量B.若M1<5M2，則生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)可能遭到破壞C.d個(gè)體所含的有機(jī)物的質(zhì)量應(yīng)比c個(gè)體的小

19、D.若M2大量增加，一般會(huì)導(dǎo)致M1減少、M3增加4.如圖為草原生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解模型，A、B、C分別表示流入各營養(yǎng)級生物的能量，D、E、F分別表示各營養(yǎng)級生物用于生長、發(fā)育和繁殖的能量，G、H、I分別表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分別表示流入分解者的能量。下列說法中，正確的是()A.圖中AD，BE，CFB.K中能量包括兔子尸體及狼糞便中的能量C.食物鏈中能量最少的是分解者所處的營養(yǎng)級D.第一營養(yǎng)級與第二營養(yǎng)級間的能量傳遞效率是E/D1.C  【解析】能量的傳遞效率是10%20%，與營養(yǎng)級高低沒有直接關(guān)系，故B錯(cuò)誤；長期堅(jiān)持素食，可減少能量傳遞過程中的損失，有利于緩解世界糧食短缺問題，故C正確；重金屬元素在食物鏈中流動(dòng)時(shí)存在富集現(xiàn)象，營養(yǎng)級越高，富集作用越強(qiáng)，所以中的人體內(nèi)重金屬元素積累相對較多，故D錯(cuò)誤。2.D  【解析】