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生态系统的能量流动1课时教案-生物高二必修三第五章第二节人教版


人教版生物教案必修三 第五章第二节

第五章生态系统及其稳定性 第二节生态系统的能量流动(必修二)
一、考纲要求 1.分析生态系统能量流动的过程和特点。 2.概述研究能量流动的实践意义。 3.尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。 二、教学重点和难点 教学重点: 生态系统能量流 动的过程和特点。 教学难点 生态系统能量流 动的过程和特点。 三、专家建议 课程标准中相关内容标准为“分析生态系统中能量流动的基本规律及其应用” ,属应用水平, 即学生应能够将能量流动的基本规律运用于新的情境中,解决实际问题。为了达成这一目标, 首先应当使学生把握能量流动的过程及其特点,懂得研究生态系统能量流动的一些基本方法; 其次,结合具体的实例,让学生得出能量流动的基本规律。 在教学中,要重视对学生“分析和处理数据”技能的训练,让学生体验整理数据、处理数据、 分析数据,以及用数据说明生物学现象和规律的过程。 四、教学方法 讲授法、探究法、讨论法 五、教学用具 教学课件 六、教学过程 (一)、引入新课 创设情境:假如你来到了印度洋一个美丽的小岛上,岛上没有任何食物,你随身携带的只有 15Kg 玉米和一只母鸡可以食用,你认为以下哪些生存策略能让乘客们维持更长的时间来等待 救援: A、先吃鸡,然后吃玉米 B、先吃玉米,同时用部分玉米喂鸡,吃鸡生产的蛋,最后再吃鸡 教师: (分组讨论并统计各个选项的人数)解决这个问题的关键是哪种策略能使乘客们获得最 多的能量,从而能维持最长的时间来等待救援。为了更合理、更科学的选择,这一节课咱们来 学习生态系统的能量流动。 (二) 、能量流动的概念

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1、能量与能量代谢 教师:请同学们想一想,在已学过的生物学知识中与能量相关的概念有哪些 学生回答:糖类、脂肪、ATP、热能、光能、化学能、光合作用、呼吸作用 2、与能量有关的概念 糖类、脂肪、ATP、热能、光能、化学能、光合作用、呼吸作用 教师:糖类、脂肪、ATP 是能源物质;热能、光能、化学能是能量的不同形式;光合作用 3、和细胞呼吸是与能量相关的生理过程。 教师:图中 A、B 分别代表什么生理过程,C、D 分别代表什么形式的能量?

图 1 能量流动概念图

(通过建构主义理论,能唤起学生已有的知识和经验,在此基础上初步建构与能量流动相关的概 念:能量输入、储存、转化和散失等,从而为后续学习做好知识铺垫和顺延。) 4、生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 能量是如何流动的?从哪里开始研究? (三) 、能量流动的过程 1、阅读教材 P94,讨论以下这几个问题: (1).生态系统的能量来源是什么? (2).能量流动的起点和渠道是什么? (3).流经生态系统的总能量是什么? (4).各个营养级能量的来源又是什么? (5).各营养级能量的去路有哪些? 2、能量流动的分析 能量流经一个种群的情况: 能量输入→种群→能量储存,能量散失 研究生态系统中能量流动一般在群体水平上 3、能量流动的过程 (1).生态系统的能量来源:太阳光能 (2).起点:生产者 渠道:食物链和食物网 (3).流经生态系统总能量:生产者所固定的太阳能的总量(约占 1%) (4).来源:生产者太阳光能、消费者前一营养级 (5).去路:呼吸作用消耗、被下一营养级的生物所利用、被分解者所利用
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4、能量流经第一营养级示意图 呼吸散失 生产者固定的太阳能 用于生长、发育、繁殖 初级消费者摄食 能量流经第二营养级示意图 遗体、残枝败叶——分解者

摄入量就是同化量吗? 不是,(同化量=摄入量—粪便量) 同化作用是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身物质,并且储存能量的过程。 5、生态系统中能量流动的一般过程

6、总结:1. 摄入量=同化量+粪便量 同化量=呼吸作用+自身生长发育繁殖 =呼吸作用+下一营养级同化+分解者分解+未被利用的能量 (四)、能量流动的特点: 教师: 朋友聚会时, 经常玩一种 “老虎、杠子、鸡”的游戏,大家有没有知道这个游戏规则的? 谁来介绍一下 学生讨论,回答游戏规则。 教师:在这个游戏中生物之间有制约作用。其中除了杠子对老虎的机械作用外,其他生物之间 的关系是靠捕食起到制约作用的。它们之间的捕食可形成完整的食物链。

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“杠子、虫、鸡、老虎”的食物链 教师:说出食物链中各生物所属营养级,以及在生态系统中的具体成分。 学生集体回答。
1、赛达伯格湖的能量流动图解

赛达伯格湖的能量分析

学生思考讨论以下问题: (1)分析每一营养级能量的 “流入” 和 “流出(包含未利用)” 是否平衡? (2)随着食物链的延伸,能量在各营养级的含量上有什么特点?赛达伯格湖的能量流动图解 中哪些方式表现了该特点? 学生讨论,回答: (1)每一营养级能量的“流入”和“流出”总量是相等的,遵循了能量守恒定律。 (2)能量逐级递减。每个营养级的数字和箭头面积逐渐减小。 教师:表格中各营养级能量传递效率是多少? 学生:能量从第一营养级流入第二营养级占生产者所固定能量的百分比是 13.5%;第二营养 流人第三营养级的能量,占初级消费者所同化的能量总量的百分比是 20%。 结论:能量在两个营养级之间传递效率一般为 10%--20%. 学生思考讨论:
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(3)能量在两个营养级之间传递效率一般为 10%--20%。为什么某一营养级的能量不能百分 之百地流到下一个营养级? 学生讨论、回答: ①各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量 ②各营养级总有一部分生物的能量未被下一个营养级的生物所利用 ③各营养级的残枝败叶或遗体残骸等流入到分解者被利用 教师:由此我们可以得出生态系统的能量流动另一个特点是什么? 学生:能量流动有逐级递减的特点。 2、能量流动的相关计算 根据“赛达伯格湖的能量流动图解”,计算相邻两个营养级间能量传递效率。各营养级之间的 传递效率在多大范围内? 传递效率=本营养级的同化量/上一营养级的同化量×100% 从第一营养级到第二营养级的传递效率 13.5% 从第二营养级到第三营养级的传递效率 20% 结论:相邻营养级的传递效率大约是 10%—20%。 流入某一营养级的能量,为什么不会百分之百流到下一个营养级? 流入某一营养级的能量主要有以下去向: 一部分通过该营养级的呼吸作用散失了; 一部分作为 排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级,而为分解者所利用;还有一部分未能进入(未 被捕食)下一营养级。所以,流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。 在一食物链中,若求某营养级获得最多能量,一般取 20%作为传递效率;反之,取 10%作为 传递效率。 3、能量流动的特点 单向流动:①只能沿食物链由低营养级流向高营养级 ②以热能形式散失的能量无法再被利用 逐级递减:①各营养级生物会因呼吸作用而散失部分能量 ②各营养级生物总有一部分能量不能被下一营养级利用 ③能量传递效率:10-20% 4、为什么说食物链一般不超过 5 个营养级? 从能量传递的数量和效率看,能量流经各营养级是逐级递减的,单向不循环的,传递效率为 10%-20%。 能量每流经一级都要丢失一大部分,所以食物链越长,流量流失就越多。到第五营养级以后, 可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度了。所以,食物链一般不超过五个营养级。 (五) 、能量金字塔
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由单位时间内各营养级所得到的能量数值由低到高绘制的图形叫做能量金字塔. 能量金字塔可以说明什么问题? 在一个生态系统中,营养级越多,在能量流动的过程中消耗的能量就越多,能量流动是单向、 逐级递减的。 生物数目一定也是金字塔吗? 在一片树林中,树、昆虫和食虫鸟的个体数比例关系:数量比例图、能量金字塔 (六) 、研究生态系统能量流动的意义 1.对能量进行多级利用,提高能量的利用率 例如:秸秆的多级利用、桑基鱼塘 提出问题:在我国农村,很早以前就已有生态农业的思想,“桑基鱼塘”就是其中的一个例子。 这种方法是:利用桑叶喂蚕,蚕沙(蚕粪)养鱼,鱼塘泥肥桑,在桑、蚕、鱼之间形成了一个 良性循环。随着社会的发展,“桑基鱼塘”也不断改进和完善。 请你设计一个改进“桑基鱼塘”的方案,使能量更充分有效地得到利用。 2.合理调整能量流动方向,使能量流向对人类最有益的部分 例如,在森林中,最好使能量多储存在木材中;在草原牧场上,则最好使能量多流向到牛、羊 等牲畜体内,获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。 七、课堂总结 通过学习生态系统的能量流动,我们知道生态系统必须不断地从外界获取能量。 几乎所有生 态系统的能量源头是太阳能。植物通过光合作用,把太阳光能固定下来,这是生态系统繁荣的 基 础。植物光合作用固定的能量减去呼吸作用消耗的能量,才是能够为下一营养级消费的能 量。所以,从能量的角度来看,植物的多少决定了生物种类和数量。能量是一切生命活动的动 力,是生态系统存在的基础。能量沿着食物链流动时,每一营养级都有输入、传递、转化和散 失的过程,能量流动维持各个营养级的生命和繁衍,使得一个生态系统得以存在和发展。 八、板书设计 第五章 第二节 生态系统的能量流动

一、能量流动的概念 二、能量流动的过程 三、生态系统中能量流动特点 1. 单向流动 2. 逐级递减。能量传递效率:10%---20% 四、能量金字塔 五、研究生态系统能量流动的意义

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