高三生物生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)教案
高三生物生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)教案一
一、教學(xué)目標(biāo)
1.分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。
2.概述研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義。
3.嘗試調(diào)查農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)情況。
二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。
三、教學(xué)方法
講述法、探討法
四、課時(shí)安排
1
五、教學(xué)過程
〖引入〗以“問題探討”引入，學(xué)生思考回答，老師提示。
〖提示〗：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(zhǎng)度，能量逐級(jí)遞減，最后人獲得的能量較少。
〖問題〗以“本節(jié)聚焦”引起學(xué)生再次的思考。
〖板書〗第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)
生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程
一、能量流動(dòng)的過程
〖講述〗(1)幾乎所有生態(tài)系統(tǒng)的能量源頭是太陽能。植物通過光合作用，把太陽光能固定下來，這是生態(tài)系統(tǒng)繁榮的基礎(chǔ)。注意：植物光合作用固定的能量減去呼吸作用消耗的能量，才是能夠?yàn)橄乱粻I(yíng)養(yǎng)級(jí)消費(fèi)的能量。所以，從能量的角度來看，植物的多少?zèng)Q定了生物種類和數(shù)量。在氣候溫暖、降雨充沛的地方，植物格外繁茂，各種生物就會(huì)非常繁榮，熱帶雨林就是這樣的情況;在氣候寒冷、降雨很少的地方，植物很難生長(zhǎng)，各種生物的數(shù)量都很少，顯得荒涼而冷寂;(2)能量沿著食物鏈流動(dòng)時(shí)，每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)都有輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程;(3)生物的遺體殘骸是分解者能量的來源。
〖思考與討論1〗學(xué)生思考回答，老師提示。
〖提示〗1.遵循能量守恒定律。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)、轉(zhuǎn)化后，一部分儲(chǔ)存在生態(tài)系統(tǒng)(生物體有機(jī)物)中，而另一部分被利用、散發(fā)至無機(jī)環(huán)境中，兩者之和與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等。
2.不能，能量流動(dòng)是單向的。
〖板書〗二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)
〖資料分析〗學(xué)生思考回答，老師提示。
1和2
營(yíng)養(yǎng)級(jí) 流入能量 流出能量
(輸入后一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)) 出入比
生產(chǎn)者 464.6 62.8 13.52%
植食性動(dòng)物 62.8 12.6 20.06%
肉食性動(dòng)物 12.6
分解者 14.6
3.流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量主要有以下去向：一部分通過該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的呼吸作用散失了;一部分作為排出物、遺體或殘枝敗葉不能進(jìn)入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，而為分解者所利用;還有一部分未能進(jìn)入(未被捕食)下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。所以，流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量不可能百分之百地流到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。
4.生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的;能量在流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減。
〖講述〗生命活動(dòng)離不開能量，生物需要不斷從外界獲取能量才能維持生存;在生物獲得的能量中只有一部分貯存于生物體內(nèi);由于能量沿食物鏈流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減，因而能量相同的食物，動(dòng)物性食品比例越高，意味著消耗的總能量越多。
〖板書〗能量流動(dòng)的特點(diǎn)：
1. 生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的;
2. 能量在流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減。
〖旁欄思考題〗學(xué)生思考回答，老師提示。
〖提示〗一般情況下，也是金字塔形。但是有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)倒置的塔形。例如，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)者(浮游植物)的個(gè)體小，壽命短，又會(huì)不斷地被浮游動(dòng)物吃掉，所以某一時(shí)刻調(diào)查到的浮游植物的量可能低于浮游動(dòng)物的量。當(dāng)然，總的來看，一年中流過浮游植物的總能量還是比流過浮游動(dòng)物的要多。與此同理，成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上，該數(shù)量金字塔的塔形也會(huì)發(fā)生倒置。
〖板書〗三、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義
〖思考與討論2〗學(xué)生思考回答，老師提示。
〖提示〗“?；~塘”的設(shè)計(jì)理念是從人類所需出發(fā)，通過能量多級(jí)利用，充分利用流經(jīng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，提高生產(chǎn)效益。
〖調(diào)查〗參考調(diào)查點(diǎn)：稻田生態(tài)系統(tǒng)
組成成分： (1) 非生物的物質(zhì)和能量; (2) 生產(chǎn)者： 水稻、雜草、浮游植物等;(3)消費(fèi)者：田螺、泥鰍、黃鱔、魚、青蛙、浮游動(dòng)物、昆蟲、鳥類等;(3)分解者：多種微生物。
〖問題提示〗1.生產(chǎn)者主體是水稻，其他生產(chǎn)者有雜草、浮游植物等。農(nóng)民主要通過噴灑除草劑，或人工除草的方式抑制雜草的生長(zhǎng)。
2.初級(jí)消費(fèi)者有：田螺、浮游動(dòng)物、植食性昆蟲、植食性魚、鳥類等。一般而言，植食性昆蟲和鳥類等往往對(duì)水稻生長(zhǎng)構(gòu)成危害，田螺、植食性魚數(shù)量較多時(shí)也會(huì)對(duì)水稻生長(zhǎng)構(gòu)成危害。農(nóng)民采取噴灑農(nóng)藥、豎稻草人等措施防止或減少這些動(dòng)物的危害。
3.次級(jí)消費(fèi)者有：泥鰍、黃鱔、肉食性魚、青蛙等。一般而言，這些消費(fèi)者對(duì)水稻生長(zhǎng)利大于害。農(nóng)民通過禁捕，或適量放養(yǎng)等措施，實(shí)現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的目標(biāo)。
5.農(nóng)民對(duì)秸稈的傳統(tǒng)處理方式有焚燒或填埋等;現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提出了綜合利用思想，例如，秸稈可作為多種工業(yè)原材料，還可以用來生產(chǎn)沼氣，以充分利用其中的能量。
6.主要通過合理密植的方法提高作物的光能利用效率。
7.通過稻田養(yǎng)魚等措施，實(shí)現(xiàn)立體化生態(tài)農(nóng)業(yè);通過建造沼氣池，實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用。
〖技能訓(xùn)練〗分析和處理數(shù)據(jù)
〖提示〗這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6 687.5 kg，計(jì)算公式是(12+18)/12×2 675，這些葡萄糖儲(chǔ)存的能量是1.07×1011 kJ(計(jì)算公式是EG=MG×1.6×107);
這些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×1010 kJ(計(jì)算公式為ΔE呼=ΔMG×1.6×107);
這些玉米在整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)所固定的太陽能總量是1.397 2×1011 kJ(計(jì)算公式為E固=EG+ΔE呼)，呼吸作用消耗的能量占所固定太陽能的比例是23.4%;
這塊玉米田的太陽能利用效率是1.64%(計(jì)算公式為η=1.397 2×1011/8.5×1012)。
〖小結(jié)〗見板書。
〖作業(yè)〗練習(xí)一二。
〖提示〗
基礎(chǔ)題
1.A。2.D。3.B。
拓展題
⑴略(2)圖b所示生態(tài)系統(tǒng)中流向分解者的能量，還有一部分可以以生活能源或食物中化學(xué)能的形式被人類再度利用，因此，該生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了能量的多級(jí)、充分利用，提高了能量的利用率。
2.不能。在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中，物質(zhì)總是由有序朝著無序的方向(熵增加)發(fā)展。硅藻能利用獲取的營(yíng)養(yǎng)通過自身的新陳代謝作用釋放能量，依靠能量完成物質(zhì)由無序向有序的轉(zhuǎn)化，維持其生命活動(dòng)。
高三生物生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)教案二
一、知識(shí)結(jié)構(gòu)
過程
特點(diǎn)
研究的實(shí)踐意義
二、教學(xué)目標(biāo)
1、分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。
2、概述研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義。
3、嘗試調(diào)查農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)情況。
三、教學(xué)重點(diǎn)及解決方法
[教學(xué)重點(diǎn)]
生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。
[解決方法]
?、沤柚谀骋痪唧w的食物鏈,讓學(xué)生分析能量流動(dòng)的過程。
?、平處熞龑?dǎo)學(xué)生用數(shù)據(jù)來分析能量流動(dòng)的特點(diǎn),在學(xué)生歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上,教師闡述生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)具有的兩個(gè)特點(diǎn)。
2、教學(xué)難點(diǎn)及解決方法
[教學(xué)難點(diǎn)]
同上。
[解決方法]
同上。
四、課時(shí)安排
2課時(shí)。
五、教學(xué)方法
討論法、講解法。
六、教具準(zhǔn)備
圖片。
七、學(xué)生活動(dòng)
1、學(xué)生討論、閱讀、交流相關(guān)內(nèi)容。
2、開展調(diào)查活動(dòng)。
八、教學(xué)程序
(一)明確目標(biāo)
(二)重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程
第1課時(shí)
提出問題:
1、在已學(xué)過的生物學(xué)知識(shí)中與能量相關(guān)的概念有哪些?
2、請(qǐng)用概念圖的形式,建立這些概念之間的聯(lián)系。
分析、組織討論:
1、就一個(gè)生物個(gè)體(如人)而言,能量是如何輸入、儲(chǔ)存和散失?
2、如果考慮一個(gè)種群,我們?nèi)绾窝芯磕芰康妮斎?、?chǔ)存和散失?
小結(jié):
生態(tài)系統(tǒng)存在著:生產(chǎn)者→初級(jí)消費(fèi)者→次級(jí)消費(fèi)者的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。提出問題:⑴能量是怎樣輸入生態(tài)系統(tǒng)的?⑵能量流動(dòng)的渠道是什么?⑶能量流動(dòng)的過程是怎樣的?
小結(jié):在生態(tài)系統(tǒng)中,能量的形式不斷轉(zhuǎn)換,如太陽輻射能通過綠色植物的光合作用轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)存于有機(jī)物化學(xué)鏈中的化學(xué)能;動(dòng)物通過消耗自身體內(nèi)儲(chǔ)存的化學(xué)能變成爬、跳、飛、游的機(jī)械能。在這些過程中,能量既不能憑空產(chǎn)生,也不會(huì)消滅,只能按嚴(yán)格的當(dāng)量比例由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。因此,對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程,都可以根據(jù)熱力學(xué)第一定律進(jìn)行定量計(jì)算,并列出能量平衡表。
提示:能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動(dòng),很大部分被各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物利用,通過呼吸作用以熱的形式散失。散失到空間的熱能不能再回到生態(tài)系統(tǒng)參與流動(dòng)。因?yàn)橹两裆形窗l(fā)現(xiàn)以熱能作為能源合成有機(jī)物的生物。
引入:賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)。
簡(jiǎn)介林德曼研究的背景,說明定量研究的重要性,并指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解。
提出問題:
1、請(qǐng)用表格的形式,將圖中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。例如,可以將每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)上的能量“流入”和“流出”整理成一份清單。
2、分析每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)上能量的“流入”和“流出”是否平衡。
3、分析流到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量占流入該營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的百分比。
4、流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量,為什么不能百分之百地流到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)?
5、通過以上分析,你能總結(jié)出什么規(guī)律?
小結(jié):林德曼的研究發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)具有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)。
引出:能量金字塔。
討論:“問題探討”中的素材,引出“研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義”。
提出問題:在我國(guó)農(nóng)村,很早以前就已有生態(tài)農(nóng)業(yè)的思想,“桑基魚塘”就是其中的一個(gè)例子。這種方法是:利用桑葉喂蠶,蠶沙(蠶糞)養(yǎng)魚,魚塘泥肥桑,在桑、蠶、魚之間形成了一個(gè)良性循環(huán),隨著社會(huì)的發(fā)展,“?；~塘”也不斷改進(jìn)和完善。
請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)改進(jìn)“?；~塘”的方案,使能量更充分地有效地得到利用。
(三)總結(jié)
通過學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng),我們知道生態(tài)系統(tǒng)必須不斷地從外界獲取能量。能量是一切生命活動(dòng)的動(dòng)力,是生態(tài)系統(tǒng)存在的基礎(chǔ)。能量流動(dòng)維持各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生命和繁衍,使得一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)得以存在和發(fā)展。
(四)作業(yè)布置
教材P98練習(xí)。
(五)板書設(shè)計(jì)
第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)
一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的含義及能量流動(dòng)分析的基本思路
1、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的含義
2、分析能量流動(dòng)的基本思路
二、能量流動(dòng)的過程
1、起點(diǎn):從生產(chǎn)者固定太陽能開始
2、數(shù)量:流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量,是生產(chǎn)者所固定的全部太陽能
3、渠道:食物鏈和食物網(wǎng)
4、過程:
三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)
1、單向流動(dòng)(為什么?)
2、逐級(jí)遞減(為什么?)
能量呈現(xiàn)金字塔型(生物數(shù)量呢?)
四、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義
第2課時(shí)
復(fù)習(xí)提問:1、簡(jiǎn)述能量流動(dòng)的過程。2、能量流動(dòng)有何特點(diǎn)?調(diào)查當(dāng)?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)情況
一、目的要求
1、調(diào)查當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng),明確它的組成成分。
2、分析農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的情況,并作出評(píng)價(jià)。
3、對(duì)所調(diào)查的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)提出能量流動(dòng)方面的改進(jìn)建議。
二、活動(dòng)建議
農(nóng)村的同學(xué)要進(jìn)行實(shí)地調(diào)查,城市的同學(xué)可以通過詢問親友、電話訪談、搜集資料、走訪農(nóng)業(yè)部門等方式進(jìn)行調(diào)查。
調(diào)查過程中要注意對(duì)以下問題進(jìn)行分析
1、當(dāng)?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者的主體是什么?還有哪些種類的生物是生產(chǎn)者?農(nóng)民是用什么方法抑制其他生產(chǎn)者的數(shù)量的?
2、初級(jí)消費(fèi)者有哪些?其中哪些是對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有益的?哪些是有害的?對(duì)這些初級(jí)消費(fèi)者,農(nóng)民分別采用了哪些措施?
3、次級(jí)消費(fèi)者有哪些?它們與農(nóng)作物是什么關(guān)系?
4、養(yǎng)殖動(dòng)物的飼料來源是怎樣的?
5、農(nóng)民對(duì)作物秸桿是如何處理的?
6、人們通過什么方式來提高光能利用效率?
7、怎樣才能使該生態(tài)系統(tǒng)中的能量得到更充分的利用?
三、撰寫調(diào)查報(bào)告
整理調(diào)查結(jié)果,盡可能詳盡地畫出該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈和食物網(wǎng),寫一篇有關(guān)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)情況的調(diào)查分析報(bào)告。
四、交流
就調(diào)查報(bào)告的主要內(nèi)容與農(nóng)民進(jìn)行交流。農(nóng)民對(duì)你們的建議持什么態(tài)度?如果實(shí)施你們的建議,他們有什么現(xiàn)實(shí)困難?
根據(jù)和農(nóng)民溝通交流的情況,對(duì)調(diào)查報(bào)告作進(jìn)一步修改。
(三)總結(jié)
(四)作業(yè)布置
1、撰寫調(diào)查報(bào)告。
2、教材P97技能訓(xùn)練。
(五)板書設(shè)計(jì)
調(diào)查當(dāng)?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)情況
目的要求
↓
活動(dòng)
↓
撰寫調(diào)查報(bào)告
↓
交流
高三生物生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)教案三
一、知識(shí)目標(biāo)
1、使學(xué)生理解能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)的兩大功能量之一。
2、使學(xué)生了解生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的概念，掌握生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。
3、使學(xué)生體會(huì)研究人員研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義。
二、能力目標(biāo)
通過引導(dǎo)學(xué)生定量地分析某個(gè)具體生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過程和特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生分析、綜合和推理的思維能力。
三、情感目標(biāo)
通過討論“研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義”這一教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生理解科學(xué)是第一生產(chǎn)力的觀點(diǎn)。
教學(xué)建議
教材分析
這部分教學(xué)內(nèi)容主要從“生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動(dòng)過程”、“生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的特點(diǎn)”和“人類研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義”這三個(gè)方面來闡明生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)問題。
生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容之一;能量流動(dòng)具有單向性和逐級(jí)遞減的原因是本節(jié)的難點(diǎn)之一。充分利用“賽達(dá).伯格湖中能量流動(dòng)定量分析”這一經(jīng)典的生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)，是突破這一難點(diǎn)的關(guān)鍵，同時(shí)也是這部分教學(xué)內(nèi)容的精華所在，因?yàn)樵谥笇?dǎo)學(xué)生討論這個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的過程中，可初步訓(xùn)練學(xué)生的分析、推理能力。
“研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義”這一教學(xué)內(nèi)容，緊密聯(lián)系人類的生產(chǎn)生活實(shí)際，充分體現(xiàn)了“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)”觀點(diǎn)。
重難點(diǎn)分析
重點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。
(1)能量是一切生命活動(dòng)的動(dòng)力，也是生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。生物圈中每一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)都是一個(gè)能量輸入、傳遞和輸出的系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能量單向傳遞的全過程，叫做能量流動(dòng)。這是生態(tài)系統(tǒng)功能的一個(gè)重要體現(xiàn)。
(2)指導(dǎo)學(xué)生分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)過程和特點(diǎn)的過程，也就是培養(yǎng)學(xué)生分析綜合和推理的思維能力的過程;同時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程，滲透著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和物質(zhì)普遍聯(lián)系的辯證觀點(diǎn)，是滲透辯證唯物主義觀點(diǎn)教育的極好素材。
(3)研究能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)，一方面可以鞏固前面學(xué)習(xí)的食物鏈和食物網(wǎng)的知識(shí)，另一方面，也為研究生態(tài)系統(tǒng)的目的——服務(wù)于人類自身(能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?打好基礎(chǔ)。
難點(diǎn)：(1)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)
?、倌芰勘旧硎且粋€(gè)抽象的概念，能量流動(dòng)也是抽象的，在學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，對(duì)于能量的認(rèn)識(shí)不是很充分，對(duì)于能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)更是生疏，因而成為認(rèn)知上的難點(diǎn)。教師引導(dǎo)學(xué)生分析時(shí)，應(yīng)首先提示學(xué)生“能量是一切生命活動(dòng)的動(dòng)力”，生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的基礎(chǔ)也需要能量，再引導(dǎo)學(xué)生分析生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入、傳遞和輸出過程。
?、趯?duì)于能量流動(dòng)特點(diǎn)的分析，引導(dǎo)學(xué)生從具體的能量流動(dòng)過程分析出抽象的能量流動(dòng)特點(diǎn)，組織學(xué)生分析必須有很好的切入點(diǎn)，采用設(shè)計(jì)合理的問題或提示分析的角度的方式引導(dǎo)學(xué)生分析能量流動(dòng)的特點(diǎn)，教師在組織教學(xué)時(shí)要仔細(xì)考慮。
(2)能量金字塔的概念
能量金字塔是生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞效率的一種直觀表示方法，能量金字塔概念的提出是教學(xué)的難點(diǎn)，教師可以從如何直觀表示生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞效率的角度提出能量金字塔的概念，既有利于對(duì)能量金字塔概念的理解，又有利于對(duì)生態(tài)系統(tǒng)傳遞效率知識(shí)的理解。
教法建議
(1)“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程”，學(xué)生對(duì)這一概念的認(rèn)識(shí)，是建立在對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的理解基礎(chǔ)上的，因此進(jìn)入這部分學(xué)習(xí)之前，復(fù)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有關(guān)概念是必要的，特別是要讓學(xué)生理解：制約生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的重要因素之一是群落成員間的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系，即食物鏈和食物網(wǎng)。
(2)在“能量流動(dòng)的過程”的教學(xué)中，可給出學(xué)生某個(gè)具體的捕食食物鏈，教師精心設(shè)計(jì)一些問題，讓學(xué)生分析、討論能量在食物鏈中的輸入、傳遞、散失過程，使學(xué)生易于理解能量流動(dòng)的概念和能量流動(dòng)的過程
(3)在“能量流動(dòng)的特點(diǎn)”教學(xué)中，要充分利用一些經(jīng)典的生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)，除了教材中提供的“Cedar Bog湖的能流分析”，還可補(bǔ)充一些其他生態(tài)學(xué)家所做的實(shí)驗(yàn)加以分析、討論，然后讓學(xué)生把各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的能量通過能量金字塔的形式描繪出來。這樣便于使學(xué)生理解：能量流動(dòng)過程的定量分析，是研究能量流動(dòng)規(guī)律的關(guān)鍵;定量實(shí)驗(yàn)在研究生態(tài)學(xué)問題中的重要性。在學(xué)生分析、討論這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，概括出生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的兩個(gè)特點(diǎn)。
(4)在“研究能量流動(dòng)的意義”的教學(xué)中，要特別注意與人類的生產(chǎn)生活實(shí)踐相聯(lián)系，可引導(dǎo)學(xué)生分析一些具體問題的基礎(chǔ)上，最終讓學(xué)生概括出：研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)規(guī)律，為的是能合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?，同時(shí)還要保證生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。
教學(xué)設(shè)計(jì)方案(一)
教學(xué)目的
1、握生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。
2、解研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義。
教學(xué)重點(diǎn)
生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。
教學(xué)難點(diǎn)
生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)及其形成原因。
教學(xué)方法
引導(dǎo)探索、談話、討論相結(jié)合。
課時(shí)安排
一課時(shí)。
教學(xué)過程
復(fù)習(xí)：生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)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(gè)一般的食物鏈，就是：生產(chǎn)者→初級(jí)消費(fèi)者→次級(jí)消費(fèi)者，這么寫的意思是什么?
學(xué)生：是后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)以前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)為食的現(xiàn)象，后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)從前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得了物質(zhì)和能量，物質(zhì)和能量就從前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流動(dòng)到后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。我們現(xiàn)在就學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的能量是怎樣流動(dòng)的。
提問：那么，能量是怎樣輸入生態(tài)系統(tǒng)的?能量流動(dòng)的渠道是什么?能量流動(dòng)的過程是怎樣的?請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材“能量流動(dòng)的過程”一段，并思考這些問題。
(在同學(xué)們閱讀后，分別請(qǐng)幾位同學(xué)總結(jié)這幾個(gè)問題。)
講述：生態(tài)系統(tǒng)流動(dòng)的能量來自太陽能，即生態(tài)系統(tǒng)中能量的源頭是太陽。但并不是所有的太陽能都參與生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)，必須是輸入到生態(tài)系統(tǒng)的第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量才能開始在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)。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(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。它沿著食物鏈流動(dòng)。
提問：輸入生態(tài)系統(tǒng)的能量是怎樣流動(dòng)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(gè)去處：一部分被自身的生命活動(dòng)消耗了，即被呼吸作用分解了;儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量一部分被初級(jí)消費(fèi)者攝食同化流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，沒被初級(jí)消費(fèi)者利用的枯枝落葉和初級(jí)消費(fèi)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(jiǎn)單他說，生產(chǎn)者固定的太陽能的三個(gè)去處是：呼吸消耗，下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化，分解者分解。對(duì)于初級(jí)消費(fèi)者所同化的能量，也是這三個(gè)去處。并且可以認(rèn)為，一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)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(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量。但對(duì)于最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的情況有所不同。
提問：生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)有什么特點(diǎn)?形成這些特點(diǎn)的原因是什么?相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率是多少?教材107頁也有兩個(gè)問題，請(qǐng)同學(xué)們帶著這些問題閱讀教材“能量流動(dòng)的特點(diǎn)”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(qǐng)一位同學(xué)概括一下能量流動(dòng)的特點(diǎn)。
是單向流動(dòng)和逐級(jí)遞減。為什么是這樣呢?請(qǐng)繼續(xù)回答。
講述：對(duì)于單向流動(dòng)來講，是說能量只能從前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，而不能反向流動(dòng)，可以理解為肉食動(dòng)物以植食動(dòng)物為食，植食動(dòng)物不能以肉食動(dòng)物為食。植物與植食動(dòng)物的關(guān)系也是如此。
對(duì)于逐級(jí)遞減來講，也是教材的第二個(gè)問題，一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量，不能百分之百流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，除了自身呼吸消耗外，還有一部分未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用。這就決定了能量越流越少。
在賽達(dá)伯格湖，第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)只獲得第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化能量的13.5%，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)只獲得第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化能量的20%，能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率只有10%～20%，那么，其余80%～90%的能量哪里去了?請(qǐng)一位同學(xué)回答這個(gè)問題。
講述：對(duì)，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(yíng)養(yǎng)級(jí)不能利用的(如荒地中的草根)和后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能利用而未利用的(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(yíng)養(yǎng)級(jí)的生存?zhèn)€體，保持了前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生產(chǎn)能力。
提問：在賽達(dá)伯格湖一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的能量，是怎樣分配的?
是未利用的>呼吸的>下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)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(gè)體數(shù)量表示有無例外?(請(qǐng)一位同學(xué)回答)
講述：研究能量流動(dòng)的意義在于使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠?。比如草原怎樣放牧產(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(gè)好辦法。假如給你一個(gè)池塘，你該怎樣經(jīng)營(yíng)，才能最大獲益?請(qǐng)大家討論。
(討論后請(qǐng)幾個(gè)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(yíng)模式。這種經(jīng)營(yíng)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(dòng)，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(dòng)力，是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。能量流動(dòng)維持各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生命和繁殖后代，使得一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)得以存在和發(fā)展。
鞏固：
1.請(qǐng)從能量流動(dòng)的角度解釋為什么食物鏈一般不超過五個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)?
2.俗話說，“一山不容二虎”，有沒有道理?為什么?
(這兩個(gè)問題可啟發(fā)學(xué)生根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量逐級(jí)遞減的規(guī)律分析，得出隨著營(yíng)養(yǎng)級(jí)的升高，可利用的能量往往減少到很小的程度，以至不足以維持下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的存在。)
板書設(shè)計(jì)
三、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)
1.能量來源：太陽
2.能量輸入：生產(chǎn)者的光合作用
3.能量流動(dòng)的渠道：食物鏈(網(wǎng))
4.能量流動(dòng)的過程：光→生產(chǎn)者→初級(jí)消費(fèi)者
5.能量流動(dòng)的特點(diǎn)。單向流動(dòng),逐級(jí)遞減
6.能量流動(dòng)的傳遞效率： 10～20%
7.能量金字塔。
8.研究能量流動(dòng)的意義