教案2014张舒：《生态系统的能量流动》(新人教版必修3)

1、 高二生物 生态系统的能量流动教学设计 肥东一中 张舒第12页生态系统的能量流动教学设计1. 教材分析1.1 本节内容的地位：该节是人教版高中生物(必修本)第三册第五章第二节.第二节内容是生态系统中能量流动、物质循环、和信息传递、生态系统稳态的维持，均是本章的重点。从考试的角度来看，本节内容常作为考试热点，往往把分析和计算结合在一起。本节内容为2课时。1.2 教学重点和难点教学重点: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过程和特点1.3教学目标知识目标:（1）了解生态系统能量流动的概念。（2）应用生态系统能量流动的过程和特点。（3）体会研究生态系统能量流动的意义。能力目标：

2、（1）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。（2）通过探讨能量流动特点在生产、生活中实际应用，培养学生理论联系实际的能力。情感目标：站在生态道德的角度，理解一些生态学观点，使学生懂得对资源的利用应遵循生态学原理和可持续发展原则，为形成科学的世界观作准备。2.教法分析2.1教学方法：注重“学案导学”，贯彻“先学后教，当堂训练”的教学模式；引导数据分析，进行启发式教学法；采用多媒体的直观教学法；理论应用实际的知识迁移的教学法。2.2 重难点突破策略: （1）引导学生复习生态系统的成分和营养结构,为学习能量流动做好准备.（2）提前给学生布置学

3、案“预习指导”相关内容，完成基本概念等的相关填空；初步对每一营养级的能量来源和去路作一个简单归纳。（3）对于学生预习中遇到的困难，教师通过实物投影的方式展现，组织学生分组讨论，教师引导，得出结论。彻底解决学生的疑难点问题。（4）联系赛达伯格湖能量流动的实例,分析能量流动的传递效率,以验证和巩固生态系统能量流动的特点.重视对学生“分析和处理数据”技能的训练，让学生体验整理、分析数据，用数据说明生物学现象和规律的过程。（5）通过设置几个命题进行分组讨论，加强理论联系实际。2.3教学工具：学案，多媒体课件。新课引入：全球新一轮粮食危机的到来似乎已无法避免,有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动以支援粮

4、食短缺地区的灾民。【PPT】展示粮食危机图片。教师：素食运动为何能缓解粮食危机?教师：要回答这个问题，这就得用到我们这节课的内容“生态系统的能量流动”。新课内容：【PPT】生态系统的能量流动提问：什么叫做生态系统的能量流动？教师：生态系统中能量是如何输入、传递、转化和散失的呢?教师：我们先要对能量流动进行分析,我们先看能量流动是如何在个体中流动的。【PPT】能量流经一个种群的情况储存在体内的能量个体1个体2个体3 能量输入呼吸作用散失的能量如果将这些同种个体看成一个整体来研究，则左图可以简化成下图能量储存种 群能量输入能量散失 从中可以看出能量流动的渠道，沿着食物链（网）分析。【PPT】展示某

5、陆地生态系统的食物网学生总结，得出一条食物链：草 兔 鹰学生依据图片、阅读教材、分组讨论。回答下面问题。（时间5分钟） 1、能量是如何“输入”生态系统的？ 2、能量“传递”的途径是什么？ 3、能量是通过什么方式“散失”的？ 4、各个环节的能量的来源和去路如何？教师：请以食物链中以“初级消费者”为例，分析该营养级能量流动的来源和去路。学生分析，完成学案中生产者能量来源和去路的表格填空。【实物展示】部分学生 “能量来源和去路”的学案填写。教师组织学生分组讨论，所展示的答案分析的是否正确，写法上有什么不足。学生讨论，学生代表发言。回顾读书思考的问题：1、能量是如何“输入”生态系统的？ 2、能量“传递

6、”的途径是什么？ 3、能量是通过什么方式“散失”的？学生：1、能量是生产者通过光合作用将光能转化为有机物中化学能“输入”到生态系统； 2、能量“传递”是通过生物捕食的食物链和食物网进行； 3、能量最终通过各个营养级生物和分解者的呼吸作用，将有机物的化学能最总转化为热能散失。【PPT】以“初级消费者”为例的能量来源和去路。来源：初级消费者通过同化作用获得能量去路：（1）自身通过呼吸作用分解一部分有机物,释放能量（散失）；（2）随遗体残骸等流入到分解者中（最终通过分解者的呼吸作用散失能量）；（3）有一小部分有机物中的能量流入到下一个营养级。 学生以此类推，说出能量在该食物链各营养级的来源和去路。教

7、师提示：最高营养级老鹰的能量去路只有两条，没有“流入下一营养级”的途径。【PPT】食物链整体的能量流动图。教师：结合食物链的能量流动，分析、讨论以下内容：1、生态系统中能量流动的源头在哪儿？2、能量流动的起点是什么？3、生态系统能量的总值为多少？4、什么是能量流动的渠道？学生分组讨论。学生回答：1、阳光； 2、 从生产者固定的全部太阳能开始；3、生产者所固定的全部太阳光能； 4、食物链、食物网。教师：在“草-兔-老鹰”的食物链中，能否发生能量逆向流动？或者是循环使用?学生讨论。学生回答：不会。生态系统内生物之间的吃与被吃的关系是不能逆转的，因而能量传递的方向也是不可逆转的；同时，各生物成分通过

8、呼吸作用将有机物的化学能转化为热能散失，这部分散失的能量是不能被生物重新利用的。【PPT】生态系统能量流动的特点一：单向流动老师：以上对能量流动过程的分析，使我们对能量流动有了定性的认识。下面我们通过赛达伯格湖的学习，对生态系统的能量流动进行定量的分析。【PPT动画演示赛达伯格湖的能量流动】老师：仔细观察赛达伯格湖的能量流动图解，请将图中的数据进行整理，完成学案中“知识探究”中的表格。营养级流入能量输入下一营养级的能量呼吸作用散失分解者分解（呼吸散失）未利用能量传递效率生产者植食性动物肉食性动物教师：在刚才的赛达伯格湖预习的过程中，有些同学对这样几个知识点不是很了解，现在我将这几个问题反映出来

9、，我们大家共同讨论，研究。 1、能量传递效率如何计算？ 2、赛达伯格湖中“未利用的能量”是哪一部分的能量？学生展开讨论，说出自己的认识。教师引导、总结：1、能量传递效率=输入到后一营养级的能量（同化量）/本营养级的能量（同化量） 2、未利用的能量：未被呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者所利用的能量，可依然存在于生物体内，也可能以煤、石油等形式存在。【PPT赛达伯格湖数据的整理】学生思考讨论以下问题：（1）分析每一营养级能量的 “流入” 和 “流出（包含未利用）” 是否平衡？（2）随着食物链的延伸，能量在各营养级的含量上有什么特点？赛达伯格湖的能量流动图解中哪些方式表现了该特点？学生讨论,回答：

10、（1）每一营养级能量的“流入”和“流出”总量是相等的，遵循了能量守恒定律。（2）能量逐级递减。每个营养级的数字和箭头面积逐渐减小。教师：表格中各营养级能量传递效率是多少？学生：能量从第一营养级流入第二营养级占生产者所固定能量的百分比是13.5%；第二营养级流人第三营养级的能量，占初级消费者所同化的能量总量的百分比是20%。结论：能量在两个营养级之间传递效率一般为10%-20%.学生思考讨论：（3）能量在两个营养级之间传递效率一般为10%-20%。为什么某一营养级的能量不能百分之百地流到下一个营养级？学生讨论、回答： 各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量各营养级总有一部分生物的能量

11、未被下一个营养级的生物所利用各营养级的尸体、粪便等流入到分解者被利用教师：由此我们可以得出生态系统的能量流动另一个特点是什么？学生：能量流动有逐级递减的特点。【PPT】生态系统能量流动的特点二：逐级递减【PPT】生态系统能量流动两大特点是：单向流动 逐级递减（能量传递效率为10%-20%）教师：科学家林德曼研究发现，由一个营养级到下一个营养级能量传递效率一般为10%左右，称之为“林德曼10%定律”。教师：如果单位时间内各个营养级所获得的能量数值由低到高绘成图，得到的图形会是什么形状的？一个特殊的形状金字塔型。我们称之为“能量金字塔。教师：对于能量流动的过程和特点都进行了细致的学习，现在来检查我

12、们对这部分知识掌握的情况。【PPT】粮食危机的场景再现教师：请大家利用已学知识分析，素食运动为何能缓解粮食危机？学生讨论学生回答：吃肉，增加了人在食物链中的营养级数，由于能量流动逐级递减，违背了人对有限能源的最大利用原则。【PPT】以第一营养级为主的饮食结构教师：结合本节课内容，考虑到中国国情，在日常生活中我们如何调整饮食结构，做到粮食类能源的节约呢？【PPT】展示沼气工程，桑基鱼塘图片。师生共同探讨生态农业的优点，总结能量流动的第一个意义：实现对能量多级利用，提高能量利用率！【PPT】农田生态系统中人类的劳作对能量流动有什么影响?教师：除草除虫都是为了调整能量流动关系，使能量持续高效的流向对

13、人类最有益的部分。这是能量流动的第二个意义。总结：生态系统的概念、过程、特点、研究意义课堂巩固：下面有关生态系统能量流动的表述，不正确的是（ ） A.能量流动是单向流动，逐级递减的 B.食物链越短，可供消费者的能量越多 C.初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少 D.营养级越多，散失的能量越多作业布置：调查当地农田生态系统中能量流动情况,作出评价并提出改进建议。概念：生态系统中能量的输入、传递、散失板书： 生态系统的能量流动起点途径过程来源和去路能量流动研究意义逐级递减单向流动特点老师：朋友聚会的时候，经常玩一种“杠子-虫-老虎-鸡”的游戏，大家有没有知道这个游戏规则的？学生讨论，回答游戏规

14、则。老师：在这个游戏中生物之间有制约作用。其中除了杠子对老虎的机械作用外，其他生物之间的关系是靠捕食起到制约作用的。它们之间的捕食可形成完整的食物链。PPT “杠子-虫-鸡-老虎”的食物链老师：说出食物链中各生物所属营养级，以及在生态系统中的具体成分。学生讨论。教师：请以食物链中以“生产者”为例，分析该营养级能量流动的来源和去路。学生分析，完成学案中生产者能量来源和去路的表格填空。【实物展示】部分学生 “能量来源和去路”的学案填写。教师组织学生分组讨论，所展示的答案分析的是否正确，写法上有什么不足。学生讨论，学生代表发言。回顾读书思考的问题：1、能量是如何“输入”生态系统的？ 2、能量“传递”

15、的途径是什么？ 3、能量是通过什么方式“散失”的？学生：1、能量是生产者通过光合作用将光能转化为有机物中化学能“输入”到生态系统； 2、能量“传递”是通过生物捕食的食物链和食物网进行； 3、能量最终通过各个营养级生物和分解者的呼吸作用，将有机物的化学能最总转化为热能散失。【PPT】以“生产者”为例的能量来源和去路。来源：生产者通过光合作用固定的太阳光能去路：（1）自身通过呼吸作用分解一部分有机物,释放能量（散失）；（2）随残枝败叶等流入到分解者中（最终通过分解者的呼吸作用散失能量）；（3）有一小部分有机物中的能量流入到下一个营养级。 学生以此类推，说出能量在该食物链各营养级的来源和去路。教师提

16、示：最高营养级老虎的能量去路只有两条，没有“流入下一营养级”的途径。【PPT】食物链整体的能量流动图。教师：结合食物链的能量流动，分析、讨论以下内容：1、生态系统中能量流动的源头在哪儿？2、能量流动的起点是什么？3、生态系统能量的总值为多少？4、什么是能量流动的渠道？学生分组讨论。学生回答：1、阳光； 2、 从生产者固定的全部太阳能开始；3、生产者所固定的全部太阳光能； 4、食物链、食物网。教师：在“杠子-虫-鸡-老虎”的食物链中，能量是沿着“杠子-虫- 鸡-老虎”途径单方向流动的。该食物链能否发生能量逆向流动？或者是循环使用?学生讨论。学生回答：不会。生态系统内生物之间的吃与被吃的关系是不能

17、逆转的，因而能量传递的方向也是不可逆转的；同时，各生物成分通过呼吸作用将有机物的化学能转化为热能散失，这部分散失的能量是不能被生物重新利用的。【PPT】生态系统能量流动的特点一：单向流动老师：以上对能量流动过程的分析，使我们对能量流动有了定性的认识。下面我们通过赛达伯格湖的学习，对生态系统的能量流动进行定量的分析。【PPT动画演示赛达伯格湖的能量流动】老师：仔细观察赛达伯格湖的能量流动图解，请将图中的数据进行整理，完成学案中“知识探究”中的表格。营养级流入能量输入下一营养级的能量呼吸作用散失分解者分解（呼吸散失）未利用能量传递效率生产者植食性动物肉食性动物教师：在刚才的赛达伯格湖预习的过程中，

18、有些同学对这样几个知识点不是很了解，现在我将这几个问题反映出来，我们大家共同讨论，研究。 1、能量传递效率如何计算？ 2、赛达伯格湖中“未利用的能量”是哪一部分的能量？学生展开讨论，说出自己的认识。教师引导、总结：1、能量传递效率=输入到后一营养级的能量（同化量）/本营养级的能量（同化量） 2、未利用的能量：未被呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者所利用的能量，可依然存在于生物体内，也可能以煤、石油等形式存在。【PPT赛达伯格湖数据的整理】学生思考讨论以下问题：（1）分析每一营养级能量的 “流入” 和 “流出（包含未利用）” 是否平衡？（2）随着食物链的延伸，能量在各营养级的含量上有什么特点？赛

19、达伯格湖的能量流动图解中哪些方式表现了该特点？学生讨论,回答：（1）每一营养级能量的“流入”和“流出”总量是相等的，遵循了能量守恒定律。（2）能量逐级递减。每个营养级的数字和箭头面积逐渐减小。教师：表格中各营养级能量传递效率是多少？学生：能量从第一营养级流入第二营养级占生产者所固定能量的百分比是13.5%；第二营养级流人第三营养级的能量，占初级消费者所同化的能量总量的百分比是20%。结论：能量在两个营养级之间传递效率一般为10%-20%.学生思考讨论：（3）能量在两个营养级之间传递效率一般为10%-20%。为什么某一营养级的能量不能百分之百地流到下一个营养级？学生讨论、回答： 各营养级的生物都

20、会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量各营养级总有一部分生物的能量未被下一个营养级的生物所利用各营养级的尸体、粪便等流入到分解者被利用教师：由此我们可以得出生态系统的能量流动另一个特点是什么？学生：能量流动有逐级递减的特点。【PPT】生态系统能量流动的特点二：逐级递减【PPT】生态系统能量流动两大特点是：单向流动 逐级递减（能量传递效率为10%-20%）教师：科学家林德曼研究发现，由一个营养级到下一个营养级能量传递效率一般为10%左右，称之为“林德曼10%定律”。教师：如果“杠子虫鸡老虎”的食物链是以10%的传递效率进行的，我们按照各营养级能量大小可将其堆积成一个特殊的形状金字塔型。我们称之为“能量金字塔”。教师：对于能量流动的过程和特点都进行了细致的学