高三生物生态系统的能量流动教案

　　高三生物生态系统的能量流动教案一

　　一、教学目标

　　1.分析生态系统能量流动的过程和特点。

　　2.概述研究能量流动的实践意义。

　　3.尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。

　　二、教学重点和难点

　　生态系统能量流动的过程和特点。

　　三、教学方法

　　讲述法、探讨法

　　四、课时安排

　　1

　　五、教学过程

　　〖引入〗以“问题探讨”引入，学生思考回答，老师提示。

　　〖提示〗：应该先吃鸡，再吃玉米(即选择1)。若选择2，则增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。

　　〖问题〗以“本节聚焦”引起学生再次的思考。

　　〖板书〗第2节 生态系统的能量流动

　　生态系统的能量流动：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程

　　一、能量流动的过程

　　〖讲述〗(1)几乎所有生态系统的能量源头是太阳能。植物通过光合作用，把太阳光能固定下来，这是生态系统繁荣的基础。注意：植物光合作用固定的能量减去呼吸作用消耗的能量，才是能够为下一营养级消费的能量。所以，从能量的角度来看，植物的多少决定了生物种类和数量。在气候温暖、降雨充沛的地方，植物格外繁茂，各种生物就会非常繁荣，热带雨林就是这样的情况;在气候寒冷、降雨很少的地方，植物很难生长，各种生物的数量都很少，显得荒凉而冷寂;(2)能量沿着食物链流动时，每一营养级都有输入、传递、转化和散失的过程;(3)生物的遗体残骸是分解者能量的来源。

　　〖思考与讨论1〗学生思考回答，老师提示。

　　〖提示〗1.遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统(生物体有机物)中，而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等。

　　2.不能，能量流动是单向的。

　　〖板书〗二、能量流动的特点

　　〖资料分析〗学生思考回答，老师提示。

　　1和2

　　营养级 流入能量 流出能量

　　(输入后一个营养级) 出入比

　　生产者 464.6 62.8 13.52%

　　植食性动物 62.8 12.6 20.06%

　　肉食性动物 12.6

　　分解者 14.6

　　3.流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了;一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而为分解者所利用;还有一部分未能进入(未被捕食)下一营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。

　　4.生态系统中能量流动是单向的;能量在流动过程中逐级递减。

　　〖讲述〗生命活动离不开能量，生物需要不断从外界获取能量才能维持生存;在生物获得的能量中只有一部分贮存于生物体内;由于能量沿食物链流动过程中逐级递减，因而能量相同的食物，动物性食品比例越高，意味着消耗的总能量越多。

　　〖板书〗能量流动的特点：

　　1. 生态系统中能量流动是单向的;

　　2. 能量在流动过程中逐级递减。

　　〖旁栏思考题〗学生思考回答，老师提示。

　　〖提示〗一般情况下，也是金字塔形。但是有时候会出现倒置的塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的量可能低于浮游动物的量。当然，总的来看，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。与此同理，成千上万只昆虫生活在一株大树上，该数量金字塔的塔形也会发生倒置。

　　〖板书〗三、研究能量流动的实践意义

　　〖思考与讨论2〗学生思考回答，老师提示。

　　〖提示〗“桑基鱼塘”的设计理念是从人类所需出发，通过能量多级利用，充分利用流经各营养级的能量，提高生产效益。

　　〖调查〗参考调查点：稻田生态系统

　　组成成分： (1) 非生物的物质和能量; (2) 生产者： 水稻、杂草、浮游植物等;(3)消费者：田螺、泥鳅、黄鳝、鱼、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等;(3)分解者：多种微生物。

　　〖问题提示〗1.生产者主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂，或人工除草的方式抑制杂草的生长。

　　2.初级消费者有：田螺、浮游动物、植食性昆虫、植食性鱼、鸟类等。一般而言，植食性昆虫和鸟类等往往对水稻生长构成危害，田螺、植食性鱼数量较多时也会对水稻生长构成危害。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。

　　3.次级消费者有：泥鳅、黄鳝、肉食性鱼、青蛙等。一般而言，这些消费者对水稻生长利大于害。农民通过禁捕，或适量放养等措施，实现生态农业的目标。

　　5.农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等;现代农业提出了综合利用思想，例如，秸秆可作为多种工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。

　　6.主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。

　　7.通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业;通过建造沼气池，实现能量的多级利用。

　　〖技能训练〗分析和处理数据

　　〖提示〗这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6 687.5 kg，计算公式是(12+18)/12×2 675，这些葡萄糖储存的能量是1.07×1011 kJ(计算公式是EG=MG×1.6×107);

　　这些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×1010 kJ(计算公式为ΔE呼=ΔMG×1.6×107);

　　这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1.397 2×1011 kJ(计算公式为E固=EG+ΔE呼)，呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是23.4%;

　　这块玉米田的太阳能利用效率是1.64%(计算公式为η=1.397 2×1011/8.5×1012)。

　　〖小结〗见板书。

　　〖作业〗练习一二。

　　〖提示〗

　　基础题

　　1.A。2.D。3.B。

　　拓展题

　　⑴略(2)图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。

　　2.不能。在一个封闭的系统中，物质总是由有序朝着无序的方向(熵增加)发展。硅藻能利用获取的营养通过自身的新陈代谢作用释放能量，依靠能量完成物质由无序向有序的转化，维持其生命活动。

　　高三生物生态系统的能量流动教案二

　　一、知识结构

　　过程

　　特点

　　研究的实践意义

　　二、教学目标

　　1、分析生态系统能量流动的过程和特点。

　　2、概述研究能量流动的实践意义。

　　3、尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。

　　三、教学重点及解决方法

　　[教学重点]

　　生态系统能量流动的过程和特点。

　　[解决方法]

　　⑴借助于某一具体的食物链,让学生分析能量流动的过程。

　　⑵教师引导学生用数据来分析能量流动的特点,在学生归纳总结的基础上,教师阐述生态系统能量流动具有的两个特点。

　　2、教学难点及解决方法

　　[教学难点]

　　同上。

　　[解决方法]

　　同上。

　　四、课时安排

　　2课时。

　　五、教学方法

　　讨论法、讲解法。

　　六、教具准备

　　图片。

　　七、学生活动

　　1、学生讨论、阅读、交流相关内容。

　　2、开展调查活动。

　　八、教学程序

　　(一)明确目标

　　(二)重点、难点的学习与目标完成过程

　　第1课时

　　提出问题:

　　1、在已学过的生物学知识中与能量相关的概念有哪些?

　　2、请用概念图的形式,建立这些概念之间的联系。

　　分析、组织讨论:

　　1、就一个生物个体(如人)而言,能量是如何输入、储存和散失?

　　2、如果考虑一个种群,我们如何研究能量的输入、储存和散失?

　　小结:

　　生态系统存在着:生产者→初级消费者→次级消费者的营养结构。提出问题:⑴能量是怎样输入生态系统的?⑵能量流动的渠道是什么?⑶能量流动的过程是怎样的?

　　小结:在生态系统中,能量的形式不断转换,如太阳辐射能通过绿色植物的光合作用转变为储存于有机物化学链中的化学能;动物通过消耗自身体内储存的化学能变成爬、跳、飞、游的机械能。在这些过程中,能量既不能凭空产生,也不会消灭,只能按严格的当量比例由一种形式转变为另一种形式。因此,对于生态系统中的能量转换和传递过程,都可以根据热力学第一定律进行定量计算,并列出能量平衡表。

　　提示:能量在生态系统中的流动,很大部分被各个营养级的生物利用,通过呼吸作用以热的形式散失。散失到空间的热能不能再回到生态系统参与流动。因为至今尚未发现以热能作为能源合成有机物的生物。

　　引入:赛达伯格湖的能量流动。

　　简介林德曼研究的背景,说明定量研究的重要性,并指导学生阅读教材中赛达伯格湖的能量流动图解。

　　提出问题:

　　1、请用表格的形式,将图中的数据进行整理。例如,可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成一份清单。

　　2、分析每一营养级上能量的“流入”和“流出”是否平衡。

　　3、分析流到下一营养级的能量占流入该营养级能量的百分比。

　　4、流入某一营养级的能量,为什么不能百分之百地流到下一营养级?

　　5、通过以上分析,你能总结出什么规律?

　　小结:林德曼的研究发现生态系统的能量流动具有两个明显的特点。

　　引出:能量金字塔。

　　讨论:“问题探讨”中的素材,引出“研究能量流动的实践意义”。

　　提出问题:在我国农村,很早以前就已有生态农业的思想,“桑基鱼塘”就是其中的一个例子。这种方法是:利用桑叶喂蚕,蚕沙(蚕粪)养鱼,鱼塘泥肥桑,在桑、蚕、鱼之间形成了一个良性循环,随着社会的发展,“桑基鱼塘”也不断改进和完善。

　　请设计一个改进“桑基鱼塘”的方案,使能量更充分地有效地得到利用。

　　(三)总结

　　通过学习生态系统的能量流动,我们知道生态系统必须不断地从外界获取能量。能量是一切生命活动的动力,是生态系统存在的基础。能量流动维持各个营养级的生命和繁衍,使得一个生态系统得以存在和发展。

　　(四)作业布置

　　教材P98练习。

　　(五)板书设计

　　第2节 生态系统的能量流动

　　一、生态系统的能量流动的含义及能量流动分析的基本思路

　　1、生态系统的能量流动的含义

　　2、分析能量流动的基本思路

　　二、能量流动的过程

　　1、起点:从生产者固定太阳能开始

　　2、数量:流经生态系统的总能量,是生产者所固定的全部太阳能

　　3、渠道:食物链和食物网

　　4、过程:

　　三、能量流动的特点

　　1、单向流动(为什么?)

　　2、逐级递减(为什么?)

　　能量呈现金字塔型(生物数量呢?)

　　四、研究能量流动的实践意义

　　第2课时

　　复习提问:1、简述能量流动的过程。2、能量流动有何特点?调查当地农田生态系统中的能量流动情况

　　一、目的要求

　　1、调查当地的农田生态系统,明确它的组成成分。

　　2、分析农田生态系统中能量流动的情况,并作出评价。

　　3、对所调查的农田生态系统提出能量流动方面的改进建议。

　　二、活动建议

　　农村的同学要进行实地调查,城市的同学可以通过询问亲友、电话访谈、搜集资料、走访农业部门等方式进行调查。

　　调查过程中要注意对以下问题进行分析

　　1、当地农田生态系统中生产者的主体是什么?还有哪些种类的生物是生产者?农民是用什么方法抑制其他生产者的数量的?

　　2、初级消费者有哪些?其中哪些是对农业生产有益的?哪些是有害的?对这些初级消费者,农民分别采用了哪些措施?

　　3、次级消费者有哪些?它们与农作物是什么关系?

　　4、养殖动物的饲料来源是怎样的?

　　5、农民对作物秸杆是如何处理的?

　　6、人们通过什么方式来提高光能利用效率?

　　7、怎样才能使该生态系统中的能量得到更充分的利用?

　　三、撰写调查报告

　　整理调查结果,尽可能详尽地画出该农业生态系统的食物链和食物网,写一篇有关农业生态系统能量流动情况的调查分析报告。

　　四、交流

　　就调查报告的主要内容与农民进行交流。农民对你们的建议持什么态度?如果实施你们的建议,他们有什么现实困难?

　　根据和农民沟通交流的情况,对调查报告作进一步修改。

　　(三)总结

　　(四)作业布置

　　1、撰写调查报告。

　　2、教材P97技能训练。

　　(五)板书设计

　　调查当地农田生态系统中的能量流动情况

　　目的要求

　　↓

　　活动

　　↓

　　撰写调查报告

　　↓

　　交流

　　高三生物生态系统的能量流动教案三

　　一、知识目标

　　1、使学生理解能量流动是生态系统的两大功能量之一。

　　2、使学生了解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。

　　3、使学生体会研究人员研究生态系统能量流动的意义。

　　二、能力目标

　　通过引导学生定量地分析某个具体生态系统的能量流动过程和特点，培养学生分析、综合和推理的思维能力。

　　三、情感目标

　　通过讨论“研究生态系统能量流动的意义”这一教学内容，使学生理解科学是第一生产力的观点。

　　教学建议

　　教材分析

　　这部分教学内容主要从“生态系统中能量的流动过程”、“生态系统中能量流动的特点”和“人类研究生态系统能量流动的意义”这三个方面来阐明生态系统中的能量流动问题。

　　生态系统能量流动的过程和特点是本节的重点内容之一;能量流动具有单向性和逐级递减的原因是本节的难点之一。充分利用“赛达.伯格湖中能量流动定量分析”这一经典的生态学实验，是突破这一难点的关键，同时也是这部分教学内容的精华所在，因为在指导学生讨论这个实验数据的过程中，可初步训练学生的分析、推理能力。

　　“研究生态系统能量流动的意义”这一教学内容，紧密联系人类的生产生活实际，充分体现了“科学、技术、社会”观点。

　　重难点分析

　　重点：生态系统能量流动的过程和特点。

　　(1)能量是一切生命活动的动力，也是生态系统存在和发展的基础。生物圈中每一个完整的生态系统都是一个能量输入、传递和输出的系统。生态系统内能量单向传递的全过程，叫做能量流动。这是生态系统功能的一个重要体现。

　　(2)指导学生分析生态系统能量流动过程和特点的过程，也就是培养学生分析综合和推理的思维能力的过程;同时，生态系统能量流动的过程，渗透着物质运动和物质普遍联系的辩证观点，是渗透辩证唯物主义观点教育的极好素材。

　　(3)研究能量流动的过程和特点，一方面可以巩固前面学习的食物链和食物网的知识，另一方面，也为研究生态系统的目的——服务于人类自身(能量流向对人类最有益的部分)打好基础。

　　难点：(1)生态系统能量流动的过程和特点

　　①能量本身是一个抽象的概念，能量流动也是抽象的，在学生原有的认知结构中，对于能量的认识不是很充分，对于能量流动的过程和特点更是生疏，因而成为认知上的难点。教师引导学生分析时，应首先提示学生“能量是一切生命活动的动力”，生态系统存在和发展的基础也需要能量，再引导学生分析生态系统的能量输入、传递和输出过程。

　　②对于能量流动特点的分析，引导学生从具体的能量流动过程分析出抽象的能量流动特点，组织学生分析必须有很好的切入点，采用设计合理的问题或提示分析的角度的方式引导学生分析能量流动的特点，教师在组织教学时要仔细考虑。

　　(2)能量金字塔的概念

　　能量金字塔是生态系统能量传递效率的一种直观表示方法，能量金字塔概念的提出是教学的难点，教师可以从如何直观表示生态系统能量传递效率的角度提出能量金字塔的概念，既有利于对能量金字塔概念的理解，又有利于对生态系统传递效率知识的理解。

　　教法建议

　　(1)“生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递和散失的过程”，学生对这一概念的认识，是建立在对生态系统结构的理解基础上的，因此进入这部分学习之前，复习生态系统结构的有关概念是必要的，特别是要让学生理解：制约生态系统结构组成的重要因素之一是群落成员间的营养关系，即食物链和食物网。

　　(2)在“能量流动的过程”的教学中，可给出学生某个具体的捕食食物链，教师精心设计一些问题，让学生分析、讨论能量在食物链中的输入、传递、散失过程，使学生易于理解能量流动的概念和能量流动的过程

　　(3)在“能量流动的特点”教学中，要充分利用一些经典的生态学实验，除了教材中提供的“Cedar Bog湖的能流分析”，还可补充一些其他生态学家所做的实验加以分析、讨论，然后让学生把各营养级中的能量通过能量金字塔的形式描绘出来。这样便于使学生理解：能量流动过程的定量分析，是研究能量流动规律的关键;定量实验在研究生态学问题中的重要性。在学生分析、讨论这些实验数据的基础上，概括出生态系统能量流动的两个特点。

　　(4)在“研究能量流动的意义”的教学中，要特别注意与人类的生产生活实践相联系，可引导学生分析一些具体问题的基础上，最终让学生概括出：研究生态系统的能量流动规律，为的是能合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分，同时还要保证生态系统的可持续发展。

　　教学设计方案(一)

　　教学目的

　　1、握生态系统能量流动的过程和特点。

　　2、解研究生态系统能量流动的意义。

　　教学重点

　　生态系统能量流动的过程和特点。

　　教学难点

　　生态系统能量流动的特点及其形成原因。

　　教学方法

　　引导探索、谈话、讨论相结合。

　　课时安排

　　一课时。

　　教学过程

　　复习：生态系统的营养结构是什么?

　　(回答：是食物链和食物网。)

　　复习：如果我们写一个一般的食物链，就是：生产者→初级消费者→次级消费者，这么写的意思是什么?

　　学生：是后一营养级以前一营养级为食的现象，后一营养级从前一营养级获得了物质和能量，物质和能量就从前一营养级流动到后一营养级。我们现在就学习生态系统的能量是怎样流动的。

　　提问：那么，能量是怎样输入生态系统的?能量流动的渠道是什么?能量流动的过程是怎样的?请同学们阅读教材“能量流动的过程”一段，并思考这些问题。

　　(在同学们阅读后，分别请几位同学总结这几个问题。)

　　讲述：生态系统流动的能量来自太阳能，即生态系统中能量的源头是太阳。但并不是所有的太阳能都参与生态系统中的能量流动，必须是输入到生态系统的第一营养级的能量才能开始在生态系统中流动。怎样输入?依赖于生产者的光合作用把太阳能转变成化学能。生产者固定的太阳能总量就是流经这个生态系统的总能量。它沿着食物链流动。

　　提问：输入生态系统的能量是怎样流动的?或者说，生产者固定的太阳能流向什么方向?

　　讲述：生产者固定的太阳能有三个去处：一部分被自身的生命活动消耗了，即被呼吸作用分解了;储存在体内的能量一部分被初级消费者摄食同化流入下一营养级，没被初级消费者利用的枯枝落叶和初级消费者摄食未消化而排出的粪便中的这一部分被分解者释放出来。简单他说，生产者固定的太阳能的三个去处是：呼吸消耗，下一营养级同化，分解者分解。对于初级消费者所同化的能量，也是这三个去处。并且可以认为，一个营养级所同化的能量=呼吸散失的能量十分解者释放的能量十被下一营养级同化的能量。但对于最高营养级的情况有所不同。

　　提问：生态系统中能量流动有什么特点?形成这些特点的原因是什么?相邻两个营养级之间的能量传递效率是多少?教材107页也有两个问题，请同学们带着这些问题阅读教材“能量流动的特点”一段，阅读完后，可以讨论一下这些问题。

　　(待同学们阅读完后)现在请一位同学概括一下能量流动的特点。

　　是单向流动和逐级递减。为什么是这样呢?请继续回答。

　　讲述：对于单向流动来讲，是说能量只能从前一营养级流向后一营养级，而不能反向流动，可以理解为肉食动物以植食动物为食，植食动物不能以肉食动物为食。植物与植食动物的关系也是如此。

　　对于逐级递减来讲，也是教材的第二个问题，一个营养级同化的能量，不能百分之百流向下一营养级，除了自身呼吸消耗外，还有一部分未被下一营养级利用。这就决定了能量越流越少。

　　在赛达伯格湖，第二营养级只获得第一营养级同化能量的13.5%，第三营养级只获得第二营养级同化能量的20%，能量在相邻两个营养级间的传递效率只有10%～20%，那么，其余80%～90%的能量哪里去了?请一位同学回答这个问题。

　　讲述：对，被呼吸消耗，被分解者释放，还有一大部分未被利用。未被利用的，可以理解为后一营养级不能利用的(如荒地中的草根)和后一营养级能利用而未利用的(如羊不可能将草地的草吃净。这些未利用的能量除少量被分解者分解释放外，它们或者进入别的生态系统，如被河水冲向海洋，或者沉积在湖底成为有机质沉积物，或者仍然是前一营养级的生存个体，保持了前一营养级的生产能力。

　　提问：在赛达伯格湖一个营养级所同化的能量，是怎样分配的?

　　是未利用的>呼吸的>下一营养级同化的>分解者释放的。

　　提问：能量金字塔是什么含义?如以生物个体数量表示有无例外?(请一位同学回答)

　　讲述：研究能量流动的意义在于使能量持续高效地流向对人类有益的部分。比如草原怎样放牧产畜量高而草原又不退化?农作物怎样才能给人类提供更多的产品?教材中提到的办法就是一个好办法。假如给你一个池塘，你该怎样经营，才能最大获益?请大家讨论。

　　(讨论后请几个同学阐述他们的结论)

　　现在已经出现一种叫做“生态农业”的农业经营模式。这种经营模式可以最小投入，得到最大收益。比如桑基渔塘就是一例。(在此稍作解释)

　　总结：通过学习生态系统的能量流动，我们知道生态系统必须不断地从外界获取能量。能量是一切生命的动力，是生态系统的基础。能量流动维持各个营养级的生命和繁殖后代，使得一个生态系统得以存在和发展。

　　巩固：

　　1.请从能量流动的角度解释为什么食物链一般不超过五个营养级?

　　2.俗话说，“一山不容二虎”，有没有道理?为什么?

　　(这两个问题可启发学生根据生态系统中能量逐级递减的规律分析，得出随着营养级的升高，可利用的能量往往减少到很小的程度，以至不足以维持下一个营养级的存在。)

　　板书设计

　　三、生态系统的能量流动

　　1.能量来源：太阳

　　2.能量输入：生产者的光合作用

　　3.能量流动的渠道：食物链(网)

　　4.能量流动的过程：光→生产者→初级消费者

　　5.能量流动的特点。单向流动,逐级递减

　　6.能量流动的传递效率： 10～20%

　　7.能量金字塔。

　　8.研究能量流动的意义