2017-2018學(xué)年高中生物 第四章 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài) 4.2.1 生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)教案 蘇教版必修3

1、第四章 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)第二節(jié) 生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)（第一課時）一、教學(xué)目的1.以碳循環(huán)為例，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。2.嘗試探究土壤微生物的分解作用。3.說明能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。4.關(guān)注碳循環(huán)平衡失調(diào)與溫室效應(yīng)的關(guān)系。5.舉例說出生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞。6.說出信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。7.描述信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用8.掌握生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。9.了解研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義。二、教學(xué)重點1.分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。2.說出信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用3生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。三、教學(xué)難點 1說明能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。2生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點及其形成原因。四、教學(xué)過

2、程：復(fù)習(xí)：生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)是什么？（回答：是食物鏈和食物網(wǎng)。） 復(fù)習(xí)：如果我們寫一個一般的食物鏈，就是：生產(chǎn)者初級消費者次級消費者，這么寫的意思是什么？ 學(xué)生：是后一營養(yǎng)級以前一營養(yǎng)級為食的現(xiàn)象，后一營養(yǎng)級從前一營養(yǎng)級獲得了物質(zhì)和能量，物質(zhì)和能量就從前一營養(yǎng)級流動到后一營養(yǎng)級。我們現(xiàn)在就學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的能量是怎樣流動的。 提問：那么，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(xué)們閱讀教材“能量流動的過程”一段，并思考這些問題。 （在同學(xué)們閱讀后，分別請幾位同學(xué)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

3、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(xué)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。 提問：輸入生態(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

4、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(rèn)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(xué)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(xué)們閱讀完后）現(xiàn)在請一位同學(xué)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。講述：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

5、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(guān)系也是如此。 對于逐級遞減來講，也是教材的第二個問題，一個營養(yǎng)級同化的能量，不能百分之百流向下一營養(yǎng)級，除了自身呼吸消耗外，還有一部分未被下一營養(yǎng)級利用。這就決定了能量越流越少。 在賽達(dá)伯格湖，第二營養(yǎng)級只獲得第一營養(yǎng)級同化能量的135，第三營養(yǎng)級只獲得第二營養(yǎng)級同化能量的20，能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率只有1020，那么，其余8090的能量哪里去了？請一位同學(xué)回答這個問題。 講述：對，被呼吸消耗，被分解者釋放，還有一大部分未被利用。未被利用的，可以理解為后一營養(yǎng)級不能利用的（如荒地中的草根）和后一營養(yǎng)級能利用而未

6、利用的（如羊不可能將草地的草吃凈。這些未利用的能量除少量被分解者分解釋放外，它們或者進(jìn)入別的生態(tài)系統(tǒng)，如被河水沖向海洋，或者沉積在湖底成為有機(jī)質(zhì)沉積物，或者仍然是前一營養(yǎng)級的生存?zhèn)€體，保持了前一營養(yǎng)級的生產(chǎn)能力。 提問：在賽達(dá)伯格湖一個營養(yǎng)級所同化的能量，是怎樣分配的？ 是未利用的呼吸的下一營養(yǎng)級同化的分解者釋放的。 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(xué)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祟愑幸娴牟糠帧１热绮菰鯓臃拍廉a(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)

7、營，才能最大獲益？請大家討論。 （討論后請幾個同學(xué)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?；鶟O塘就是一例。（在此稍作解釋） 總結(jié)：通過學(xué)習(xí)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(chǔ)。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。一、生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)概念和特點 1、概念：生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)又稱為生物地球化學(xué)循環(huán)，是指在生態(tài)系統(tǒng)中，組成生物體的C、H、O、N、P、Ca等化學(xué)元素，不斷進(jìn)行著從無機(jī)環(huán)境到生物群落，又從生物群落回到無機(jī)環(huán)境的循

8、環(huán)過程。2、特點：循環(huán)流動，反復(fù)出現(xiàn)二、生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系 物質(zhì)循環(huán)的動力來自能量，而物質(zhì)又是能量的載體，以保證能量從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。因此，在生態(tài)系統(tǒng)中二者是緊密相連的。三、生物圈中水、碳和氮的循環(huán)過程 1、生物圈中水循環(huán)的主要過程如下圖所示 大氣環(huán)流大氣中的水蒸氣大氣中的水蒸氣 蒸發(fā)等蒸騰作用降水蒸發(fā)蒸發(fā)降水動物植物吸收吸收地表徑流 陸地水（含河流、湖泊等）海洋水生物圈中水循環(huán)的主要過程資源網(wǎng)2、生物圈中碳循環(huán)過程如下圖所示大氣中的CO2光合作用呼吸作用呼吸作用燃 燒微生物的分解作用動物植物動物攝食泥炭、石油、煤等動、植物的遺體和排泄物 生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程 3、生

9、物圈中的氮循環(huán)主要過程如下圖所示大氣中的N2反硝化細(xì)菌轉(zhuǎn)化工業(yè)固氮光電固氮生物固氮NH4+ NO3等NH3硝化細(xì)菌氧化吸收微生物分解植物體內(nèi)蛋白質(zhì)等含氮有機(jī)物攝食動物體內(nèi)含N有機(jī)物尿素及動、植物遺體或遺物中的含氮有機(jī)物 生物圈中的氮循環(huán)過程五、教后感：教師先設(shè)計好“能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系”圖解，通過師生談話完成“能量流動和物質(zhì)循環(huán)”的知識比較，達(dá)到溫故知新的作用；通過學(xué)生交流總結(jié)，使學(xué)生能夠相互取長補短，獲取新的知識體系，以便深入理解“能量流動和物質(zhì)循環(huán)的統(tǒng)一關(guān)系”；通過課后寫小論文，使學(xué)生擴(kuò)展知識體系和進(jìn)行后續(xù)學(xué)習(xí)，突出體現(xiàn)新課標(biāo)“提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)”和“探究性學(xué)習(xí)”理念，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)的世界觀。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，通過教師的引導(dǎo)，能積極投入到學(xué)習(xí)中去，這不僅鍛煉了他們的學(xué)習(xí)習(xí)慣，更使他們在學(xué)習(xí)中找到了樂趣，對學(xué)習(xí)生物的積極性更加提高了。在課堂教學(xué)中，教師通過多媒體課件的引入，生動