必修三5.2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教案

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教案【教學目標】1．知識目標

（1）生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點（2）研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義2．能力目標（1）通過分析生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入和散失，即“光合作用”和“呼吸作用”與營養(yǎng)級之間的能量變化關系，發(fā)展學生的思維遷移能力。（2）學會分析、推算生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率，并學會應用“傳遞效率”解決相關問題，進而培養(yǎng)學生的運算能力和思維能力。

（3）通過生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)中能量流動的渠道和數(shù)量的分析，培養(yǎng)學生耐心細致的觀察能力和識圖能力?！窘虒W重點】生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點?！窘虒W難點】生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點及其形成原因?！窘谭ê蛯W法】討論法、講解法、引導探索、談話、討論相結(jié)合。

【教學設計思路】本節(jié)的引入可以參考以下兩種思路：（1）直接從教材中“問題探討”提供的素材引入；（2）從復習生物體如何攝取能量、儲存能量、利用能量等相關知識入手。前者，可以激發(fā)學生學習的興趣，建立能量在食物鏈中流動的感性認識。然后，引導學生理解能量流動的概念，用“問題探討”的素材展開能量流動的過程的學習。在學習能量流動的特點之前，討論能量流動的分析方法，再以林德曼的研究為資料進行分析。最后，通過“思考與討論”，探討研究能量流動的實踐意義。后者，可以喚起學生已有的知識經(jīng)驗，在已有的知識基礎上建構(gòu)“能量流動”的概念，并學習“能量流動的分析方法”。在教學中，要重視對學生“分析和處理數(shù)據(jù)”技能的訓練，讓學生體驗整理數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，以及用數(shù)據(jù)說明生物學現(xiàn)象和規(guī)律的過程?！緦W法指導】本節(jié)的引入可以參考以下兩種思路：（1）直接從教材中“問題探討”提供的素材引入；（2）從復習生物體如何攝取能量、儲存能量、利用能量等相關知識入手。然后，引導學生理解能量流動的概念，用“問題探討”的素材展開能量流動的過程的學習。在學習能量流動的特點之前，討論能量流動的分析方法，再以林德曼的研究為資料進行分析。最后，通過“思考與討論”，探討研究能量流動的實踐意義。在已有的知識基礎上建構(gòu)“能量流動”的概念，并學習“能量流動的分析方法”。【課時安排】1節(jié)【教學過程】【創(chuàng)設情景】假設你像小說中的魯濱遜一樣，也流落到一個荒島上，那里除了有能飲用的水以外，幾乎沒有任何食物。你隨身尚存的食物只有一只母雞、5Kg玉米。你認為以下哪種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援：1．先吃雞，再吃玉米；2．先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。先讓學生選擇并解釋原因。【講述】要解決這個問題，除了要利用上一節(jié)課學習的“食物鏈和食物網(wǎng)”知識外，還要學習生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動的知識。【提出問題】1.在已學過的生物學知識中與能量相關的概念有哪些？2.請用概念圖的形式，建立這些概念之間的聯(lián)系。分析、組織討論：能量是怎樣輸入生態(tài)系統(tǒng)的？能量流動的渠道是什么？能量流動的過程是怎樣的？請同學們閱讀教材“能量流動的過程”一段，并思考這些問題。

（在同學們閱讀后，分別請幾位同學總結(jié)這幾個問題。）

【講述】生態(tài)系統(tǒng)流動的能量來自太陽能，即生態(tài)系統(tǒng)中能量的源頭是太陽。但并不是所有的太陽能都參與生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動，必須是輸入到生態(tài)系統(tǒng)的第一營養(yǎng)級的能量才能開始在生態(tài)系統(tǒng)中流動。怎樣輸入？依賴于生產(chǎn)者的光合作用把太陽能轉(zhuǎn)變成化學能。生產(chǎn)者固定的太陽能總量就是流經(jīng)這個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。它沿著食物鏈流動?！咎釂枴枯斎肷鷳B(tài)系統(tǒng)的能量是怎樣流動的？或者說，生產(chǎn)者固定的太陽能流向什么方向？

【講述】生產(chǎn)者固定的太陽能有三個去處：一部分被自身的生命活動消耗了，即被呼吸作用分解了；儲存在體內(nèi)的能量一部分被初級消費者攝食同化流入下一營養(yǎng)級，沒被初級消費者利用的枯枝落葉和初級消費者攝食未消化而排出的糞便中的這一部分被分解者釋放出來。簡單他說，生產(chǎn)者固定的太陽能的三個去處是：呼吸消耗，下一營養(yǎng)級同化，分解者分解。對于初級消費者所同化的能量，也是這三個去處。并且可以認為，一個營養(yǎng)級所同化的能量＝呼吸散失的能量十分解者釋放的能量十被下一營養(yǎng)級同化的能量。但對于最高營養(yǎng)級的情況有所不同。

【提問】生態(tài)系統(tǒng)中能量流動有什么特點？形成這些特點的原因是什么？相鄰兩個營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率是多少？教材107頁也有兩個問題，請同學們帶著這些問題閱讀教材“能量流動的特點”一段，閱讀完后，可以討論一下這些問題。（待同學們閱讀完后）現(xiàn)在請一位同學概括一下能量流動的特點。是單向流動和逐級遞減。為什么是這樣呢？請繼續(xù)回答?！局v述】對于單向流動來講，是說能量只能從前一營養(yǎng)級流向后一營養(yǎng)級，而不能反向流動，可以理解為肉食動物以植食動物為食，植食動物不能以肉食動物為食。植物與植食動物的關系也是如此。在生態(tài)系統(tǒng)中，能量的形式不斷轉(zhuǎn)換，如太陽輻射能通過綠色植物的光合作用轉(zhuǎn)變?yōu)閮Υ嬗谟袡C物化學鏈中的化學能；動物通過消耗自身體內(nèi)儲存的化學能變成爬、跳、飛、游的機械能。在這些過程中，能量既不能憑空產(chǎn)生，也不會消滅，只能按嚴格的當量比例由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。因此，對于生態(tài)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程，都可以根據(jù)熱力學第一定律進行定量計算，并列出能量平衡表。【提示】能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動，很大部分被各個營養(yǎng)級的生物利用，通過呼吸作用以熱的形式散失。散失到空間的熱能不能再回到生態(tài)系統(tǒng)參與流動。因為至今尚未發(fā)現(xiàn)以熱能作為能源合成有機物的生物。【課件展示】賽達伯格湖的能量流動。 簡介林德曼研究的背景，說明定量研究的重要性，并指導學生閱讀教材中賽達伯格湖的能量流動圖解?！咎岢鰡栴}】1．請用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進行整理。例如，可以將每一營養(yǎng)級上的能量“流入”和“流出”整理成一份清單。2．分析每一營養(yǎng)級上能量的“流入”和“流出”是否平衡。3．分析流到下一營養(yǎng)級的能量占流入該營養(yǎng)級能量的百分比。4．流入某一營養(yǎng)級的能量，為什么不能百分之百地流到下一營養(yǎng)級？5．通過以上分析，你能總結(jié)出什么規(guī)律？【小結(jié)】林德曼的研究發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動具有兩個明顯的特點?！疽觥磕芰拷鹱炙?。【提問】能量金字塔是什么含義？如以生物個體數(shù)量表示有無例外？（請一位同學回答）【講述】研究能量流動的意義在于使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠?。比如草原怎樣放牧產(chǎn)畜量高而草原又不退化？農(nóng)作物怎樣才能給人類提供更多的產(chǎn)品？教材中提到的辦法就是一個好辦法。假如給你一個池塘，你該怎樣經(jīng)營，才能最大獲益？請大家討論。（討論后請幾個同學闡述他們的結(jié)論）現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)一種叫做“生態(tài)農(nóng)業(yè)”的農(nóng)業(yè)經(jīng)營模式。這種經(jīng)營模式可以最小投入，得到最大收益。比如桑基漁塘就是一例。（在此稍作解釋）1．請從能量流動的角度解釋為什么食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級？2．俗話說，“一山不容二虎”，有沒有道理？為什么？

（這兩個問題可啟發(fā)學生根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量逐級遞減的規(guī)律分析，得出隨著營養(yǎng)級的升高，可利用的能量往往減少到很小的程度，以至不足以維持下一個營養(yǎng)級的存在。）討論：“問題探討”中的素材，引出“研究能量流動的實踐意義”?！局v述】在我國農(nóng)村，很早以前就已有生態(tài)農(nóng)業(yè)的思想，“桑基魚塘”就是其中的一個例子。這種方法是：利用桑葉喂蠶，蠶沙（蠶糞）養(yǎng)魚，魚塘泥肥桑，在桑、蠶、魚之間形成了一個良性循環(huán)，隨著社會的發(fā)展，“桑基魚塘”也不斷改進和完善。請設計一個改進“桑基魚塘”的方案，使能量更充分地有效地得到利用?！究偨Y(jié)】通過學習生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，我們知道生態(tài)系統(tǒng)必須不斷地從外界獲取能量。能量是一切生命的動力，是生態(tài)系統(tǒng)的基礎。能量流動維持各個營養(yǎng)級的生命和繁殖后代，使得一個生態(tài)系統(tǒng)得以存在和發(fā)展。

基礎題。。。拓展題⑴略（2）圖b所示生態(tài)