高中生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教案

1、（一）教材地位和作用生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一課是高中生物必修本第二冊第八章第三節(jié)的內容，主要講 述了能量流動的過程、特點和研究能量流動的意義，是生態(tài)系統(tǒng)功能中的重點內容。本節(jié)以“生態(tài)系統(tǒng)的結構”為基礎，結合第三章新陳代謝中能量的變化，以及“光合作用”“呼吸作用”的內容，具有一定的綜合度。（二）教學目標.知識目標：生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念。掌握生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義。.能力目標： 通過引導學生定量地分析某個具體生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程和特點，培養(yǎng)學生分析、綜合和推理的思維能力及知識遷移和理論聯系實際的能力。3、情感目標：培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度，樹立科學服務于社會的觀

2、點。（三）重點、難點及其確立依據重點：1、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程。2、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點。難點：1、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點。2、生態(tài)系統(tǒng)能量流動特點形成的原因。確定依據： 能量是一切生態(tài)系統(tǒng)的動力，也是生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的基礎。其重點知 識是：能量流動的起點、流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量、能量流動的途徑和特點。這部分知識起著 承上啟下的作用，它與第三章新陳代謝（同化作用、異化作用、光合作用、呼吸作用、能量 代謝等）有一定的聯系，它又直接關系到物質循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的學習。能量本身是一個抽象的概念，能量流動也是抽象的，而且各營養(yǎng)級中能量的來源和去路 比較復雜，在原有的認知結構中， 對于能量的認識不

3、是很充分，對于能量流動的過程和特點更是生疏，因而成為認知上的難點。 組織分析必須有很好的切入點，采用設計合理的問題或提示分析的角度和方式引導學生分析能量流動的特點，是教師組織教學的難點。三、教學方法和手段.啟發(fā)探究法：本節(jié)課遇到的最大困難是：教材一看就明白，真正理解和應用卻困難。所以根據學生已經具備了一定的探索和研究能力的實際情況，采用啟發(fā)探索式教學，向學生提出具有啟發(fā)性和思考性的問題，組織學生展開討論， 把老師在堂上講、 學生在堂下聽的教學過程變?yōu)閹熒餐剿?，共同研究的過程。充分發(fā)揮了學生的主體，教師的主導作用，.直觀教學法：采用多媒體等電教手段，增加教學容量和直觀性，使學生更好地從感性認

4、識上升為理性認識。四、教學程序（一）教學過程的設計思路：對這一節(jié)的教學設計采用以探究式活動為主的教學模式?！澳芰俊笔强茖W教育中的核 心概念，高中學生已逐步建立了能量、能量傳遞、能量守恒等一些基本概念；在生物學中， 學生已學習了 “儲存能量的物質”、“能量代謝”等內容，這些都是理解本節(jié)內容的基礎， 在教學中要緊緊依托這些知識展開教學。本節(jié)的引入采用一段視頻錄像，展示非洲草原生態(tài)系統(tǒng)的概貌，請學生找出并書寫出 其中典型的食物鏈。通過復習生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構 （即食物鏈和食物網）引入生態(tài)系統(tǒng)的“能 量”問題。意在利用豐富的、動態(tài)的畫面激發(fā)學生學習的興趣，建立能量在食物鏈中流動的 感性認識。接下來用“問

5、題探討”展開能量流動的過程的學習，總結出能量流動的來源和去 路特點，從中總結出能量流動的概念。 然后利用多媒體展示自制的能量流動的圖解，結合林德曼的研究資料進行分析，探討能量流動的特點，啟發(fā)學生學會計算能量的傳遞效率。再利用圖解簡介幾種能量金字塔，實現對知識的深化理解。最后，通過探討解釋生產、 生活中的實際問題體會研究能量流動的實踐意義。在教學中，要重視對學生“分析和處理數據”技能的訓練，讓學生體驗整理數據、處理數據、分析數據，以及用數據說明生物學現象和規(guī)律的過程。（二）教學過程環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設情景，引出課題一、課題導入播放視頻錄像：展示非洲草原生態(tài)系統(tǒng)的概貌。提出問題：1、在片中你看到了哪些生物

6、，他們能不能構成生態(tài)系統(tǒng)呢？ TOC o 1-5 h z （草作為生產者，植食性和肉食性的動物是消費者。）2、生態(tài)系統(tǒng)還應有什么必需成分？（分解者。分解者通過分解作用，將有機物分解為無機物，而其中大部分的能量則會以熱能的形式散失。當然組成生態(tài)系統(tǒng)的還應有無機環(huán)境，比如陽光、空氣等非生物的物質和能量。）3、什么是生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構？（生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構是指食物鏈和食物網。）4、一個典型的食物鏈模式怎樣書寫？（作為第一營養(yǎng)級的是生產者，初級消費者作為第二營養(yǎng)級，次級消費者是第三營養(yǎng)級，后面依次是各級消費者。）（投影出典型的食物鏈模式）環(huán)節(jié)二：提出問題，交流探索二、講授新課以上述的典型食物鏈模式（生

7、產者一初級消費者一次級消費者一）為例，引 出新課題。（一）過程：（分步解析圖解）問題：1、生產者的能量怎樣得來？2、能量的源頭？能量是怎樣輸入生態(tài)系統(tǒng)的？（綠色植物通過光合作用，把無機物合成為有機物，同時，光能便轉化成了化學 能，固定在所制造的有機物中。這樣能量就輸入了第一營養(yǎng)級。所以說能量的源 頭是太陽能，而能量流動的起點，就從生產者固定太陽能開始了。）（點擊播放直觀性較強的能量流動圖解）3、什么是生產者的同化量？（生產者通過光合作用所固定的能量，才是真正進入生態(tài)系統(tǒng)的能量，并且已經 同化為自身的物質了，我們又把這部分能量稱為生產者即第一營養(yǎng)級的同化量。） 4、生產者的能量怎樣進入初級消費者

8、體內？在其體內又發(fā)生哪些變化？（生產者的同化量中，一部分會被初級消費者攝入體內，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。）（流入到第二營養(yǎng)級的能量，已經被它同化為了自身的物質，所以也可以稱為初 級消費者即第二營養(yǎng)級的同化量。這部分能量應該有被下一營養(yǎng)級攝入體內的一 部分，呼吸作用散失的一部分，還有動物遺體、殘骸等被分解者而釋放的能量。 后面營養(yǎng)級的情況也就大致相同。）（逐步展示能量流動圖解）小結：每一個營養(yǎng)級的能量來源和去路都是什么？去路：呼吸作用散失的能量（熱能形式）。分解者釋放的能量（也是熱能形 式）。沿食物鏈被下一營養(yǎng)級同化的能量。 可稱為“三

9、出”。來源：對于生產者來說能量來自于太陽能，而各級消費者的能量來自于上一營養(yǎng) 級?？煞Q為“一入”。 TOC o 1-5 h z 因此簡單說能量的來源和去路就是“一入三出”。（投影圖解）第二營養(yǎng)級能夠獲得生產者的全部同化量嗎 ？ 為 什 么 ？（后一營養(yǎng)級只能得到前一營養(yǎng)級的一部分能量。參考：熱 能 形 式 散 失。）能量的攝入量與同化量相等嗎？為什么？（初級消費者攝入體內的能量，有一小部分存在于排出的糞 便 中 ，其余大部分才是被動物體同化的能量，可以說，初級消費者的同化量=攝入 量 - 糞 便 量。當然糞便中的那部分能量最終是被分解者利用了。）（投影圖解）初級消費者的同化量與用于自身生長、發(fā)

10、育、繁殖的能量又有什么區(qū)別嗎？（初級消費者的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。符合前面我們總結的“一入三出”。）（投影圖解）（二）總結能量流動的概念。這種能量的輸入-傳遞-散失的過程就是生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。它是沿著食 物鏈流動的。實 例 屎 殼 郎 ： 在 草 原 上 ， 牛 以 草 為 食 ， 屎 殼 郎 （ 蜣 螂 ） 以 牛 糞 為 食在能量流動的分析中牛糞

11、中所含的能量屬于哪一部 分 ？（生產者固定的太陽能） TOC o 1-5 h z 被牛同化的能量中約有多少流入屎殼郎？（0）圖解賽達伯格湖的能量流動情況，解決以下問題：流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？能量流動的起點和途徑分別是什么？能量的來源和去路分別是什么？（體會“一入三出”。 ）（ 圖 解 賽 達 伯 格 湖 的 具 體 數 據 ， 解 析 上 述 問 題 。）（三）特點：這 種 流 動 又 有 什 么 特 點 ？啟發(fā)設問：在方向上：單向流動在數值上：方框大小、箭頭大小-逐級遞減能 量 的 傳 遞 效 率 如 何 計 算 ？（第一營養(yǎng)級和第二營養(yǎng)級：+ =%；第二營養(yǎng)級和第三營養(yǎng)級：+ =20

12、%。計算方 法：（下一營養(yǎng)級同化量+本營養(yǎng)級同化量）X 100%）傳遞效率一般為10%20%,這也叫做“十分之一”定律。 TOC o 1-5 h z 能量金字塔（投影三種金字塔圖形）實 例（1）為什么食物鏈一般不超過五個 營 養(yǎng) 級 ？為什么“一山不容二虎”？例 題 描 述 食 物 鏈 的 關 系 也 可 以 表 示 為 食 物 金 字 塔 ， 在 食 物 金 字 塔 中 表 示 了 個 體 的相對數目，又表示了每層水平上所包含能量的大小。下列敘述中，正確的是 C當達到金字塔的頂部時，個體數目減少，但是能量增加當達到金字塔頂部時，個體數目和所包含的能量與其它層 一 樣在金字塔的最底層，個體數目

13、和所含的能量都是最多的D.在金字塔的最底層，個體數目和所含的能量都是最少的(四)研究能量流動的意義：實例假設你流落在不毛的荒島上，只有少量的玉米和雞可以食用，那么使自 己活的最長的辦法是AA.先吃雞，然后吃玉米B.先吃玉米，然后吃雞C.用玉米喂雞，然后吃雞D.用玉米喂雞，先吃雞蛋，然后再吃雞研究能量流動，實際是為了使能量更多地流向對人有益的部分。實例農作物怎樣為人提供更多的產品？(除草)環(huán)節(jié)三：鞏固練習，應用活化通過典型實例、練習鞏固知識要點。1.流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指 CA.照射到該生態(tài)系統(tǒng)內所有植物體葉面上的全部太陽能B.射進該系統(tǒng)的全部太陽能C.該系統(tǒng)全部生產者所固定的太陽能的總量D.

14、生產者傳遞給消費者的全部能量.假設一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量為1 0 0%,按最高傳遞效率計算，第三營養(yǎng)級 和三級消費者所獲得的能量應為 CA. 4 % 和 4 %B. 0 . 8 % 和 0 . 8 %C .4% 和 0.8%D. 10% 和 4%.識圖作答：下圖表示生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，請據圖回答：(1 )將A、B、C、D的名稱依次寫在圖中：A.生產者B.初級消費者 C.次級消費者D,三級消費者(2)從生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞效率上看，一個營養(yǎng)級的能量，流到下一個營養(yǎng)級 只有只20%,因此，一個食物鏈一般不能超過五個營養(yǎng)級。更上一層根據研究某生物同化量中，有98%用于呼吸消耗，僅有2%用于生長和繁殖，那么它可能流向下一營養(yǎng)級的能量可能是C、D%環(huán)節(jié)四：知識總結投影知識框架，形成系統(tǒng)認識。布置課后思考題。為什