能量流动配套学案.doc

生态系统的能量流动学案一、教材分析（一）教材地位和作用生态系统的能量流动一课是高中生物必修本第二册第八章第三节的内容，主要讲述了能量流动的过程、特点和研究能量流动的意义，是生态系统功能中的重点内容。本节以“生态系统的结构”为基础，起着承上启下的作用，它与第三章新陈代谢（同化作用、异化作用、光合作用、呼吸作用、能量代谢等）有一定的联系，它又直接关系到物质循环和生态系统稳定性的学习。（二）教学目标1知识目标： 生态系统能量流动的概念。掌握生态系统能量流动的过程和特点。研究生态系统能量流动的意义。2能力目标： 通过定量地分析某个具体生态系统的能量流动过程和特点，培养逻辑思维和辩证思维的能力。结合“光合作用”和“呼吸作用”的原理，对生态系统中能量的输入和散失加以分析，培养知识迁移和运用能力。3、情感目标：注重生态学观点的培养，培养实事求是的科学态度，树立科学服务于社会的观点。确定依据及解决方法：课程标准中相关内容为“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，即应能够将能量流动的基本规律运用于新的情景中，解决实际问题，为了达到这一目标，首先应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，其次结合具体实例，得出能量流动的基本规律，明确生态系统是一个开放的能量耗散系统。（三）重点、难点及其确立依据重点：1、生态系统能量流动的过程。2、生态系统能量流动的特点。难点：1、生态系统能量流动的特点。2、生态系统能量流动特点形成的原因。确定依据：能量是一切生态系统的动力，也是生态系统存在和发展的基础。能量本身是一个抽象的概念，能量流动也是抽象的，而且各营养级中能量的来源和去路比较复杂。 解决方法：以问题讨论为主线，采用设计合理的问题或提示分析的角度和方式分析能量流动的特点，从而突破教学的难点。同时在教学中，要重视“分析和处理数据”技能的训练，尝试体验整理数据，处理数据，分析数据以及应用数据说明生物学现象和规律的过程。二、教学方法和手段1.启发探究法：提出具有启发性和思考性的问题，组织讨论，把老师在堂上讲、学生在堂下听的教学过程变为师生共同探索，共同研究的过程。充分发挥了学生的主体，教师的主导作用， 2.直观教学法：采用多媒体等电教手段，增加教学容量和直观性，更好地从感性认识上升为理性认识。通过剖析感性材料，归纳和概括出有关原理的要点，进而为运用原理创造必要的条件。三、教学程序（一）教学过程的设计思路：“能量”是科学教育中的核心概念，高中已逐步建立了能量、能量传递、能量守恒等一些基本概念；在生物学中，已学习了“储存能量的物质”、“能量代谢”等内容，这些都是理解本节内容的基础，在教学中要紧紧依托这些知识展开教学。对这一节的教学设计采用以探究式活动为主的教学模式。以问题讨论为主线来组织教学，在获得感性认识的同时，教师层层设疑，激发学习的兴趣，实现主动探究，从而培养获取新知识的能力，搜集和处理信息的能力，分析和解决问题的能力。本节的引入采用一段视频录像，展示非洲草原生态系统的概貌，找出并书写出其中典型的食物链，意在通过复习生态系统的成分和营养结构（即食物链和食物网）引出生态系统的“能量”问题。利用丰富的、动态的画面来激发学习的兴趣，建立能量在食物链中流动的感性认识。接下来用“问题探讨”的形式展开能量流动的过程的学习，总结出能量流动的来源和去路特点，从中概括出能量流动的概念。然后利用多媒体展示自制的能量流动的图解，结合林德曼的研究资料进行分析，探讨能量流动的特点，并学会计算能量的传递效率。再利用图解简介几种与能量有关的金字塔，实现对知识的深化理解。最后，通过探究、解释生产、生活中的实际问题体会研究能量流动的实践意义。利用典型的习题来加强对知识的理解，最终投影出整节课的知识要点体系，以便帮助形成系统的认识。（二）教学过程环节一：创设情景，引出课题一、课题导入播放视频录像：展示非洲草原生态系统的概貌。提出问题：1、在片中你看到了哪些生物，他们能不能构成生态系统呢？（草作为生产者，植食性和肉食性的动物是消费者。）2、生态系统还应有什么必需成分？（分解者。分解者通过分解作用，将有机物分解为无机物，而其中大部分的能量则会以热能的形式散失。当然组成生态系统的还应有无机环境，比如阳光、空气等非生物的物质和能量。）3、什么是生态系统的营养结构？（生态系统的营养结构是指食物链和食物网。）4、一个典型的食物链模式怎样书写？（作为第一营养级的是生产者，初级消费者作为第二营养级，次级消费者是第三营养级，后面依次是各级消费者。）（投影出典型的食物链模式）环节二：提出问题，交流探索二、讲授新课以上述的典型食物链模式（生产者初级消费者次级消费者）为例，引出新课题。（一）过程：（分步解析图解）问题：1、生产者的能量怎样得来？2、能量的源头？能量是怎样输入生态系统的？（绿色植物通过光合作用，把无机物合成为有机物，同时，光能便转化成了化学能，固定在所制造的有机物中。这样能量就输入了第一营养级。所以说能量的源头是太阳能，而能量流动的起点，就从生产者固定太阳能开始了。）（点击播放直观性较强的能量流动图解）3、什么是生产者的同化量？（生产者通过光合作用所固定的能量，才是真正进入生态系统的能量，并且已经同化为自身的物质了，我们又把这部分能量称为生产者即第一营养级的同化量。）4、生产者的能量怎样进入初级消费者体内？在其体内又发生哪些变化？（生产者的同化量中，一部分会被初级消费者摄入体内，一部分在呼吸作用中以热能形式散失，还有一部分则会随植物的落叶、遗体等被分解者分解。）（流入到第二营养级的能量，已经被它同化为了自身的物质，所以也可以称为初级消费者即第二营养级的同化量。这部分能量应该有被下一营养级摄入体内的一部分，呼吸作用散失的一部分，还有动物遗体、残骸等被分解者而释放的能量。后面营养级的情况也就大致相同。）（逐步展示能量流动图解）小结：每一个营养级的能量来源和去路都是什么？去路：呼吸作用散失的能量（热能形式）。分解者释放的能量（也是热能形式）。沿食物链被下一营养级同化的能量。 可称为“三出”。来源：对于生产者来说能量来自于太阳能，而各级消费者的能量来自于上一营养级。 可称为“一入”。因此简单说能量的来源和去路就是“一入三出”。（投影图解）5、第二营养级能够获得生产者的全部同化量吗？为什么？（后一营养级只能得到前一营养级的一部分能量。参考：热能形式散失。）6、初级消费者能量的摄入量与同化量相等吗？为什么？（初级消费者摄入体内的能量，有一小部分存在于排出的粪便中，其余大部分才是被动物体同化的能量，可以说，初级消费者的同化量=摄入量-粪便量。当然粪便中的那部分能量最终是被分解者利用了。）（投影图解）7、初级消费者的同化量与用于自身生长、发育、繁殖的能量又有什么区别吗？（初级消费者的同化量中有一部分是在呼吸作用中以热能形式散失了，余下的部分用于自身的生长、发育和繁殖，也就是用于自身体重的增加的有机物中所储存的能量。这部分能量中一部分是在动物死后，随遗体残骸等被分解者利用散失了，还有一部分才可以流入下一营养级。符合前面我们总结的“一入三出”。）（投影图解）（二）总结能量流动的概念。这种能量的输入传递散失的过程就是生态系统的能量流动。它是沿着食物链流动的。实例屎壳郎：在草原上，牛以草为食，屎壳郎（蜣螂）以牛粪为食（1）在能量流动的分析中牛粪中所含的能量属于哪一部分？（生产者固定的太阳能）（2）被牛同化的能量中约有多少流入屎壳郎？（0）（图解赛达伯格湖的具体数据，解析下列问题。）（三）特点：1、在林德曼的研究中生产者固定了多少太阳能？（464.6J-呼吸消耗+流入下一营养级+分解者分解+未被利用的能量。也就是生产者固定的太阳能就是流经生态系统的总能量。）2、这种流动又有什么特点？启发设问：在方向上：单向流动（由于捕食关系不能颠倒，营养级也不能逆向，所以能量的流动是单向的。）在数值上：方框大小、箭头大小逐级递减（呼吸中以热能形式散失的能量是不可再利用的，因此能量的流动是逐级递减的。）3、第一与第二营养级间能量传递的效率是多少？第二和第三营养级呢？（第一营养级和第二营养级：62.8464.6=13.5%；第二营养级和第三营养级：12.662.8=20%。计算方法：（下一营养级同化量本营养级同化量）100%）传递效率一般为10%20%，这也叫做“十分之一”定律。4、能量金字塔（投影三种金字塔图形）图中A、B、C、D各为哪一营养级别？实例（1）为什么食物链一般不超过五个营养级？（2）为什么“一山不容二虎”？（由于能量的单向流动和逐级递减，所以营养级别越高的生物得到的能量越少，食物链不是无限长的。而虎一般是较高营养级别的动物，当能量传至它们时已经很少，可能不足以养活两只了。）将此数量金字塔转换成能量金字塔是什么样？（下图）将此生物量金字塔转换成能量金字塔是什么样？（下图） （数量金字塔和生物量金字塔在特殊情况下都有可能颠倒，但能量金字塔一定是正向的，不可能倒置，也就是营养级别低的生物所含能量多，反之能量少，这就是能量流动的逐级递减。）例题描述食物链的关系也可以表示为食物金字塔，在食物金字塔中表示了个体的相对数目，又表示了每层水平上所包含能量的大小。下列叙述中，正确的是 C A.当达到金字塔的顶部时，个体数目减少，但是能量增加 B.当达到金字塔顶部时，个体数目和所包含的能量与其它层一样 C.在金字塔的最底层，个体数目和所含的能量都是最多的 D.在金字塔的最底层，个体数目和所含的能量都是最少的（四）研究能量流动的意义：实例 假设你流落在不毛的荒岛上，只有少量的玉米和鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是 A A.先吃鸡，然后吃玉米 B.先吃玉米，然后吃鸡 C.用玉米喂鸡，然后吃鸡 D.用玉米喂鸡，先吃鸡蛋，然后再吃鸡研究能量流动，实际是为了使能量更多地流向对人有益的部分。实例农作物怎样为人提供更多的产品？（除草）环节三：巩固练习，应用活化通过典型实例、练习巩固知识要点。1.流经生态系统的总能量是指 C A. 照射到该生态系统内所有植物体叶面上的全部太阳能 B. 射进该系统的全部太阳能 C. 该系统全部生产者所固定的太阳能的总量 D. 生产者传递给消费者的全部能量2.假设一个生态系统的总能量为，按最高传递效率计算，第三营养级和三级消费者所获得的能量应为 C A.和 B.和. C .和. D.和3.识图作答：下图表示生态系统的能量流动，请据图回答：（1）将A、B、C、D的名称依次写在图中： A生产者 B初级消费者 C次级消费者 D三级消费者 （2）从生态系统能量传递效率上看，一个营养级的能量，流到下一个营养级只有10%-20% 因此，一个食物链一般不能超过五个营养级 4.下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解，图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量数，单位为百万千焦。请回答：（1）请填出流经该生态系统的总能量（111） ，这部分能量是生产者 所固定的太阳能。（2）能