高中生物人教版選擇性必修二教案32生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

人教版（2019）選擇性必修二生物與環(huán)境第3章生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)目標(biāo)的確定課程標(biāo)準(zhǔn)與本節(jié)相對應(yīng)的要求是：分析生態(tài)系統(tǒng)中的能量在生物群落中單向流動并逐級遞減的規(guī)律；舉例說明理由能量流動規(guī)律，人們能夠更加科學(xué)、有效地利用生態(tài)系統(tǒng)中的資源；解釋生態(tài)金字塔表征了食物網(wǎng)各營養(yǎng)級之間的個體數(shù)量、生物量和能量方面的關(guān)系。據(jù)此，結(jié)合教材內(nèi)容，確定本節(jié)教學(xué)目標(biāo)：通過對能量流經(jīng)第一、第二營養(yǎng)級的分析，簡述如何研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程通過對賽達伯格湖能量流動的定量分析，概述生態(tài)系統(tǒng)的能量流動規(guī)律用生態(tài)金字塔表征生態(tài)系統(tǒng)的能量流動等特點嘗試運用生態(tài)系統(tǒng)的能量流動規(guī)律為生產(chǎn)實踐提出合理建議，認(rèn)同研究能量流動具有實踐意義二、教學(xué)重難點1、教學(xué)重點（1）生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程2、教學(xué)難點（1）分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程（2）嘗試調(diào)查當(dāng)?shù)啬成鷳B(tài)系統(tǒng)的能量流動情況教學(xué)設(shè)計思路文字?jǐn)⑹鼋處熇脤W(xué)生已學(xué)的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)等知識，按照以下邏輯順序展開：導(dǎo)入新課建立能量流動的概念探討能量流動的過程歸納能量流動的特點用生態(tài)金字塔表征其特點認(rèn)識研究能量流動的實踐意義框架圖利用課件展示“問題利用課件展示“問題·探討”，導(dǎo)入本節(jié)知識情境導(dǎo)入小組通過合作，建構(gòu)圖解模型，概括生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程能量流動的過程小組通過合作，建構(gòu)圖解模型，概括生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程能量流動的過程通過分析賽達伯格湖的能量流動數(shù)據(jù)，歸納生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點能量流動的特點通過分析賽達伯格湖的能量流動數(shù)據(jù)，歸納生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點能量流動的特點 生態(tài)金字塔生態(tài)金字塔基于研究數(shù)據(jù)，建構(gòu)能量、生物量和數(shù)量的生態(tài)金字塔，表征能量流動的特點 基于研究數(shù)據(jù)，建構(gòu)能量、生物量和數(shù)量的生態(tài)金字塔，表征能量流動的特點研究能量流動的實踐意義研究能量流動的實踐意義通過閱讀教材，認(rèn)識并自我總結(jié)研究能量流動的實踐意義通過閱讀教材，認(rèn)識并自我總結(jié)研究能量流動的實踐意義四、教學(xué)步驟1、新課導(dǎo)入教師利用課件展示魯兵遜漂流記的圖片，并展示教材中“問題·探討”，與學(xué)生們一起討論并回答問題：假設(shè)你像小說中的魯濱遜那樣，流落在一個荒島上，那里除了有能飲用的水，幾乎沒有任何食物。你身邊尚存的食物只有1只母雞、15kg玉米。討論：你認(rèn)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。（應(yīng)該先吃雞，再吃玉米（即選擇1).若選擇2,則增加了食物鏈的長度，能量在流動過程中逐級遞減，最后人獲得的能量較少）新課講授能量流動的過程一切生命活動都伴隨著能量的變化。沒有能量的輸入，也就沒有生命和生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動以剛剛的“問題·探討”為例，在（玉米母雞人）這個食物鏈中，能量是如何輸入、儲存和散失的呢？教師提出問題，結(jié)合教材55頁的文字部分和圖3-5，讓學(xué)生分為幾個小組互相討論并回答問題：1、玉米的能量怎樣得來？通過何生理作用？能量是如何轉(zhuǎn)化的？（綠色植物通過光合作用，把無機物合成為有機物，同時，光能便轉(zhuǎn)化成了化學(xué)能，固定在所制造的有機物中。能量的源頭是太陽能）2、輸入的總量是多少？（玉米通過光合作用所固定的能量，并且已經(jīng)同化為自身的物質(zhì)中的能量，即玉米的同化量）3、玉米的能量有何去路？（生產(chǎn)者的同化量中，一部分會被母雞攝入體內(nèi)，一部分在呼吸作用中以熱能形式散失，還有一部分則會隨植物的落葉、遺體等被分解者分解。）4、母雞的能量有何去路？（母雞的攝入量是否等于同化量？）（母雞攝入體內(nèi)的能量，有一小部分存在于排出的糞便中，其余大部分才是被其同化的能量，可以說同化量=攝入量-糞便量。當(dāng)然糞便中的那部分能量最終是被分解者利用了。同化量中有一部分是在呼吸作用中以熱能形式散失了，余下的部分用于自身的生長、發(fā)育和繁殖，也就是用于自身體重的增加的有機物中所儲存的能量。這部分能量中一部分是在動物死后，隨遺體殘骸等被分解者利用散失了，還有一部分才可以流入下一-營養(yǎng)級。）在回答完問題后，教師給予評價并利用課件展示能量流動示意圖并對能量的來源和去路進行總結(jié)在清楚的了解了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的來源和去路后，學(xué)生思考：1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？為什么？2.流經(jīng)某個生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再次回到這個生態(tài)系統(tǒng)中來？為什么？帶著這個問題，我們來學(xué)習(xí)一下生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的特點能量流動的特點為了研究能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈時，每一級的能量變化和能量轉(zhuǎn)移效率，美國生態(tài)學(xué)家林德曼對結(jié)構(gòu)相對簡單的天然湖泊——賽達伯格湖的能量流動進行了定量分析教師利用課件展示賽達伯格湖的能量流動圖解，并根據(jù)這個圖解提出問題：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”整理成為一份清單（“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量）計算“流出”該營養(yǎng)級的能量占“流入”該營養(yǎng)級能量的百分比3.流入某一營養(yǎng)級的能量，為什么不會百分之百地流到下一個營養(yǎng)級？4.通過以上分析，你能總結(jié)出什么規(guī)律？學(xué)生小組之間互相討論，并回答問題：1和2營養(yǎng)級流入能量/[J/(c㎡·a)]流出能量(輸入后一個營養(yǎng)級)/[J/(cm·a)]出入比/%生產(chǎn)者62.8植食性動物62.812.6肉食性動物12.6--分解者--3.流入某一營養(yǎng)級的能量主要有以下去向：一部分通過該營養(yǎng)級的呼吸作用散失了；一部分以排出物、遺體或殘枝敗葉的形式被分解者利用；還有一部分未能進人（未被捕食）下一營養(yǎng)級；其他的才是流入下一營養(yǎng)級的能量。所以，流入某一營養(yǎng)級的能量不可能百分之百地流到下一營養(yǎng)級4.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動是單向的；能量在流動過程中逐級遞減通過分析賽達伯格湖的能量流動，可以發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動具有兩個明顯的特點學(xué)生小組通過教材的內(nèi)容，自己總結(jié)能量流動的兩個特點生態(tài)金字塔思考：為什么肉類食品的價格比小白菜價格高？為什么食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級？若某生態(tài)系統(tǒng)中單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值繪成圖，得到如圖3-7所示的金字塔形，并讓學(xué)生思考：1.此能量金字塔各營養(yǎng)級有無倒置的可能？（能量沿食物鏈流動時逐級遞減，營養(yǎng)級越多，消耗的能量就越多，因此可以將單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級的能量數(shù)值，由低到高繪制成圖，這樣就形成一個正金字塔圖形，就叫做能量金字塔。在能量金字塔中，營養(yǎng)級別越低，占有的能量越多，反之，越少。能量金字塔絕不會倒置）教師利用課件展示某數(shù)量金字塔并提問：2.該生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級個體數(shù)量是否也呈金字塔形？有無倒置的可能？（以每個營養(yǎng)級的生物個體數(shù)量為依據(jù)繪制的金字塔。但會出現(xiàn)有的生物個體數(shù)量很少而每個個體的生物量很大的情況，所以會出現(xiàn)倒置的現(xiàn)象）教師利用課件展示某生物量金字塔（用質(zhì)量來表示），并提問：此能量金字塔各營養(yǎng)級有無倒置的可能？（以每個營養(yǎng)級的生物量繪制的金字塔。但某些單細胞生物的生命周期短，不積累生物量，而且在測定生物量時是以現(xiàn)存量為依據(jù)的，所以在海洋生態(tài)系統(tǒng)中會出現(xiàn)倒置現(xiàn)象，即出現(xiàn)浮游動物數(shù)量多于浮游植物）總結(jié)：只有能量金字塔永遠是底寬上尖的正金字塔形（即：能量金字塔絕不會倒置），數(shù)量金宇塔及生物量金字塔一般也是正金字塔形，但有時也會出現(xiàn)倒置的特殊形狀的金字塔研究能量流動的實踐意義教師利用課件展示沼氣池、蔬菜大棚等圖片，并讓學(xué)生通過閱讀教材，總結(jié)研究能量流動的意義①可以幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入某個生態(tài)系統(tǒng)的總能量②可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃，設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用；③可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。課后作業(yè)：結(jié)合本節(jié)課所學(xué)知識，開展探究實踐：調(diào)查當(dāng)?shù)啬成鷳B(tài)系統(tǒng)中的能量流動情況通過查閱資料，運用所學(xué)知識擬定調(diào)查方案、開展調(diào)