高中生物人教版选择性必修二教案32生态系统的能量流动

人教版（2019）选择性必修二生物与环境第3章生态系统的结构第2节生态系统的能量流动教学设计一、教学目标的确定课程标准与本节相对应的要求是：分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律；举例说明理由能量流动规律，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源；解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间的个体数量、生物量和能量方面的关系。据此，结合教材内容，确定本节教学目标：通过对能量流经第一、第二营养级的分析，简述如何研究生态系统的能量流动过程通过对赛达伯格湖能量流动的定量分析，概述生态系统的能量流动规律用生态金字塔表征生态系统的能量流动等特点尝试运用生态系统的能量流动规律为生产实践提出合理建议，认同研究能量流动具有实践意义二、教学重难点1、教学重点（1）生态系统的能量流动过程2、教学难点（1）分析生态系统能量流动的过程（2）尝试调查当地某生态系统的能量流动情况教学设计思路文字叙述教师利用学生已学的生态系统的结构等知识，按照以下逻辑顺序展开：导入新课建立能量流动的概念探讨能量流动的过程归纳能量流动的特点用生态金字塔表征其特点认识研究能量流动的实践意义框架图利用课件展示“问题利用课件展示“问题·探讨”，导入本节知识情境导入小组通过合作，建构图解模型，概括生态系统的能量流动过程能量流动的过程小组通过合作，建构图解模型，概括生态系统的能量流动过程能量流动的过程通过分析赛达伯格湖的能量流动数据，归纳生态系统能量流动的特点能量流动的特点通过分析赛达伯格湖的能量流动数据，归纳生态系统能量流动的特点能量流动的特点 生态金字塔生态金字塔基于研究数据，建构能量、生物量和数量的生态金字塔，表征能量流动的特点 基于研究数据，建构能量、生物量和数量的生态金字塔，表征能量流动的特点研究能量流动的实践意义研究能量流动的实践意义通过阅读教材，认识并自我总结研究能量流动的实践意义通过阅读教材，认识并自我总结研究能量流动的实践意义四、教学步骤1、新课导入教师利用课件展示鲁兵逊漂流记的图片，并展示教材中“问题·探讨”，与学生们一起讨论并回答问题：假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水，几乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有1只母鸡、15kg玉米。讨论：你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？1.先吃鸡，再吃玉米。2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。（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，能量在流动过程中逐级递减，最后人获得的能量较少）新课讲授能量流动的过程一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命和生态系统。生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动以刚刚的“问题·探讨”为例，在（玉米母鸡人）这个食物链中，能量是如何输入、储存和散失的呢？教师提出问题，结合教材55页的文字部分和图3-5，让学生分为几个小组互相讨论并回答问题：1、玉米的能量怎样得来？通过何生理作用？能量是如何转化的？（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。能量的源头是太阳能）2、输入的总量是多少？（玉米通过光合作用所固定的能量，并且已经同化为自身的物质中的能量，即玉米的同化量）3、玉米的能量有何去路？（生产者的同化量中，一部分会被母鸡摄入体内，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。）4、母鸡的能量有何去路？（母鸡的摄入量是否等于同化量？）（母鸡摄入体内的能量，有一小部分存在于排出的粪便中，其余大部分才是被其同化的能量，可以说同化量=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。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。）在回答完问题后，教师给予评价并利用课件展示能量流动示意图并对能量的来源和去路进行总结在清楚的了解了生态系统的能量流动的来源和去路后，学生思考：1.生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？2.流经某个生态系统的能量能否再次回到这个生态系统中来？为什么？带着这个问题，我们来学习一下生态系统中能量流动的特点能量流动的特点为了研究能量流经生态系统的食物链时，每一级的能量变化和能量转移效率，美国生态学家林德曼对结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析教师利用课件展示赛达伯格湖的能量流动图解，并根据这个图解提出问题：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”整理成为一份清单（“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量）计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比3.流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百地流到下一个营养级？4.通过以上分析，你能总结出什么规律？学生小组之间互相讨论，并回答问题：1和2营养级流入能量/[J/(c㎡·a)]流出能量(输入后一个营养级)/[J/(cm·a)]出入比/%生产者62.8植食性动物62.812.6肉食性动物12.6--分解者--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；一部分以排出物、遗体或残枝败叶的形式被分解者利用；还有一部分未能进人（未被捕食）下一营养级；其他的才是流入下一营养级的能量。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.生态系统中的能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减通过分析赛达伯格湖的能量流动，可以发现生态系统的能量流动具有两个明显的特点学生小组通过教材的内容，自己总结能量流动的两个特点生态金字塔思考：为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？为什么食物链一般不超过五个营养级？若某生态系统中单位时间内各个营养级所得到的能量数值绘成图，得到如图3-7所示的金字塔形，并让学生思考：1.此能量金字塔各营养级有无倒置的可能？（能量沿食物链流动时逐级递减，营养级越多，消耗的能量就越多，因此可以将单位时间内各个营养级的能量数值，由低到高绘制成图，这样就形成一个正金字塔图形，就叫做能量金字塔。在能量金字塔中，营养级别越低，占有的能量越多，反之，越少。能量金字塔绝不会倒置）教师利用课件展示某数量金字塔并提问：2.该生态系统各营养级个体数量是否也呈金字塔形？有无倒置的可能？（以每个营养级的生物个体数量为依据绘制的金字塔。但会出现有的生物个体数量很少而每个个体的生物量很大的情况，所以会出现倒置的现象）教师利用课件展示某生物量金字塔（用质量来表示），并提问：此能量金字塔各营养级有无倒置的可能？（以每个营养级的生物量绘制的金字塔。但某些单细胞生物的生命周期短，不积累生物量，而且在测定生物量时是以现存量为依据的，所以在海洋生态系统中会出现倒置现象，即出现浮游动物数量多于浮游植物）总结：只有能量金字塔永远是底宽上尖的正金字塔形（即：能量金字塔绝不会倒置），数量金宇塔及生物量金字塔一般也是正金字塔形，但有时也会出现倒置的特殊形状的金字塔研究能量流动的实践意义教师利用课件展示沼气池、蔬菜大棚等图片，并让学生通过阅读教材，总结研究能量流动的意义①可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量②可以帮助人们科学规划，设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用；③可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。课后作业：结合本节课所学知识，开展探究实践：调查当地某生态系统中的能量流动情况通过查阅资料，运用所学知识拟定调查方案、开展调