《能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)》教案

1、PAGE7第三節(jié)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)【教學(xué)過程】一、能量流動(dòng)1輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量：等于生產(chǎn)者固定太陽能的總量。2起點(diǎn)：生產(chǎn)者固定太陽能開始。3能量流動(dòng)的途徑：能量不斷沿著太陽植物植食動(dòng)物肉食動(dòng)物頂位肉食動(dòng)物的方向流動(dòng)。4能量流動(dòng)的特點(diǎn)：一是能量流動(dòng)是單向的，不可逆轉(zhuǎn)的，也不能循環(huán)流動(dòng)；二是能量在流動(dòng)的過程中逐級(jí)遞減，能量在相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率一般只有約10%。思考：市場(chǎng)上肉類和雞蛋的價(jià)格比糧食和蔬菜高，你能從生態(tài)學(xué)角度分析肉類和雞蛋價(jià)格高的原因嗎提示：在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，動(dòng)物一般處于第二、三營養(yǎng)級(jí)，新陳代謝要消耗一些能量，只有約10%的能量傳到下一營養(yǎng)級(jí)，而蔬菜和糧食處于第一營養(yǎng)級(jí)，所以與

2、糧食和蔬菜相比，要得到同質(zhì)量的肉類和雞蛋，需要消耗更多能量，故肉類、雞蛋成本高，價(jià)格也高。二、物質(zhì)循環(huán)（一）物質(zhì)循環(huán)的概念1概念：組成生物體的物質(zhì)，都不斷地進(jìn)行著從無機(jī)環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無機(jī)環(huán)境的循環(huán)過程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。2物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)是：全球性和反復(fù)循環(huán)。（二）碳循環(huán)1循環(huán)形式：碳在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以二氧化碳的形式進(jìn)行的。2循環(huán)途徑：從大氣圈到植物和動(dòng)物，再從動(dòng)植物通向分解者，最后又回到大氣圈。3圖解（1）表示的生理過程分別是：光合作用，呼吸作用，呼吸作用，捕食，呼吸作用，燃燒。（2）A、B、C、D表示的生物類群是：A生產(chǎn)者，B分解者，C次級(jí)消費(fèi)者，

3、D初級(jí)消費(fèi)者。思考：“溫室效應(yīng)”導(dǎo)致當(dāng)今地球上氣溫不斷上升，引發(fā)了地球上各種熱帶風(fēng)暴、紅色警報(bào)不斷，人們已經(jīng)切身感受到人類的活動(dòng)對(duì)自然的破壞造成的嚴(yán)重惡果。那么“溫室效應(yīng)”是由于什么原因?qū)е碌奶崾荆骸皽厥倚?yīng)”是由于地球上二氧化碳過多引起的，二氧化碳過多的主要原因是化石燃料的燃燒。（三）水循環(huán)、氮循環(huán)循環(huán)形式：水、氮在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以無機(jī)物的形式進(jìn)行的，在生物群落內(nèi)水主要以無機(jī)物的形式循環(huán)，氮以有機(jī)物的形式循環(huán)。三、物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系1區(qū)別：物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)不同于能量流動(dòng)，物質(zhì)可以被生物群落反復(fù)利用，而能量流動(dòng)是單向的，逐級(jí)遞減的，是不循環(huán)的。2聯(lián)系：生態(tài)系統(tǒng)的主

4、要功能是進(jìn)行能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)，并且二者同時(shí)進(jìn)行，彼此相互依存，不可分割。使生態(tài)系統(tǒng)的各組成成分緊密地聯(lián)系在一起，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。思考：遠(yuǎn)離南極的地區(qū)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)使用農(nóng)藥，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在南極的企鵝體內(nèi)有這個(gè)地區(qū)使用的農(nóng)藥，這說明了什么提示：物質(zhì)循環(huán)具有全球性?！竞献魈骄俊刻骄恳唬荷鷳B(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能之一。生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)是從生產(chǎn)者固定太陽能開始的，能量的變化情況是：太陽光能生物體中的化學(xué)能熱能。因此熱能是能量流動(dòng)的最終歸宿。1起點(diǎn)：生產(chǎn)者。2流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：全部生產(chǎn)者固定的太陽能總量。3途徑：食物鏈和食物網(wǎng)。4每個(gè)營養(yǎng)級(jí)的能量來自太陽光；各級(jí)消費(fèi)者的能量來

5、自上一個(gè)營養(yǎng)級(jí)，流入各級(jí)消費(fèi)者的總能量是指各級(jí)消費(fèi)者在進(jìn)行同化作用過程中所同化的物質(zhì)中含有的能量總和，消費(fèi)者糞便中所含有的能量不能計(jì)入排便生物所同化物質(zhì)中的能量；分解者的能量來自生產(chǎn)者和消費(fèi)者。每個(gè)營養(yǎng)級(jí)的能量去路：一是通過呼吸作用分解一部分有機(jī)物，釋放能量，供生命活動(dòng)利用；二是隨尸體、排泄物等流入分解者中去；三是有一小部分有機(jī)物中的能量流入到下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)中（最后一個(gè)營養(yǎng)級(jí)除外），這是通過捕食關(guān)系進(jìn)行的。5特點(diǎn)：逐級(jí)遞減和單向流動(dòng)。逐級(jí)遞減的原因：第一，各營養(yǎng)級(jí)的生物都會(huì)因呼吸作用消耗相當(dāng)大的一部分能量；第二，各營養(yǎng)級(jí)總有一部分生物未被下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物所利用。單向流動(dòng)的原因：第一，食物鏈中各

6、營養(yǎng)級(jí)的順序是不可逆轉(zhuǎn)的，這是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果；第二，各營養(yǎng)級(jí)的能量大部分以呼吸作用產(chǎn)生的熱能的形式散失掉，熱能是能量流動(dòng)的最終歸宿。這些能量是不能重復(fù)利用的。6“林德曼效率”（即“十分之一定律”）：其含義是“在輸入到一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的能量中大約只有10%的能量流動(dòng)到下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)”。這里的能量指的是該營養(yǎng)級(jí)生物同化的能量。即：能量傳遞效率下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的同化量/上一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的同化量100%。探究二：生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等化學(xué)元素在生態(tài)系統(tǒng)中一次次地被循環(huán)利用，就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，又稱生物地球化學(xué)循環(huán)。對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的概念，要從以下四個(gè)方面理解：1生態(tài)系統(tǒng)的

7、物質(zhì)循環(huán)的范圍是指地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)生物圈，也就是說物質(zhì)循環(huán)具有全球性。2所指的物質(zhì)主要是指組成生物體的基本元素，而不是指由這些元素組成的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等具體形態(tài)的物質(zhì)。3所指的循環(huán)是指組成生物體的基本元素在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間的往返運(yùn)動(dòng)，其中伴隨著復(fù)雜的物質(zhì)變化和能量變化。4生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)離不開能量流動(dòng)。探究三：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系項(xiàng)目能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)形式以有機(jī)物的形式流動(dòng)以無機(jī)物的形式流動(dòng)過程沿食物鏈（網(wǎng)）單向流動(dòng)在無機(jī)環(huán)境生物群落間往復(fù)循環(huán)范圍生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級(jí)全球性特點(diǎn)單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)流動(dòng)聯(lián)系能量的固定、轉(zhuǎn)移、釋放離不開物質(zhì)的合成和分解物質(zhì)是能量沿食物鏈（網(wǎng)）流動(dòng)的載體