人教版高中生物必修三《生态系统的能量流动》示范教案

人教版高中生物必修三《生态系统的能量流动》示范

教案

镇定说课

本节教学能够从“问题探讨”引入，在学生讨论时，教师应作必要的提示：生命活动离不

开能量，生物需要不断地从外界猎取能量才能坚持生存；在生物获得的能量中只有一部分储

存于生物体内；由于能量沿食物链流淌过程中逐级递减，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。

在学生讨论的基础上，教师引出生态系统的能量流淌的差不多涵义。然后，提出如何样

研究生态系统的能量流淌。在进行“能量流淌的分析”的教学时，要提醒学生注意：研究能量

流淌能够在个体水平上,也能够在群体水平上。研究生态系统中能量流淌一样在群体水平上,

这种将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的研究方法。明白得能量流淌的分析方法

有助于学生学习本节后面的内容。

研究能量在沿着食物链从一个种群流淌到另一个种群时，需要考虑能量被利用和未被利

用等多方面的能量值，以某动物种群捕食种群A为例，可用下列“能量流淌的分析”过程表

zjso

遗体残骸提供给分解者

被捕食的

食人的《未被捕食的

被捕食的4

种群AWI呼吸消耗的

〔未同化的

'未食入的

.未被捕食的

能够借助于某一个体的食物链，让学生分析“能量流淌的过程教师可概括：（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。提醒学生注意：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。因此，从能量的角度来看，植物的多少决定了生物种类和数量。

在气候温顺、降雨充沛的地点，植物格外繁茂，各种生物就会专门繁荣，热带雨林确实是如

此的情形；在气候冰冷、降雨专门少的地点，植物专门难生长，各种生物的数量都专门少，

显得荒凉而冷寂。（2）能量沿着食物链流淌时，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。

能量在生态系统中是如何流淌的，这是许多生态学家关注的问题。而对此问题的回答，

仅仅作定性的阐释是不够的，必须基于科学实验，用实验数据来说明问题，由此引出林德曼

的研究。

在学习“林德曼的研究”时，重点应放在如何整理数据、分析数据，进而得出科学结论上。

可采纳“资料分析”的建议。教师要引导学生用数据来分析能量流淌的特点，在学生归纳总结

的基础上，教师阐述生态系统能量流淌具有的两个特点。

“能量”是科学中的核心概念，学生在学习本节时，应结合物理学知识，回答“摸索与讨

论''中的问题。

关于研究能量流淌的实践意义的教学，可从分析‘'桑基鱼塘”着手。教师应向学生说明：

人们在利用生态系统的资源的过程中，期望的“高效”与“连续”常常会发生矛盾。如何依照客

观规律来调整生态系统中的能量流淌关系，以满足人类的需求，是一个必须解决的重要问题,

教师可进一步引导学生讨论一些实例。

教学重点1.生态系统能量流淌的过程和特点。

2.研究能量流淌的实践意义。

教学难点生态系统能量流淌的过程和特点。

教具预备1.文字资料1：生态系统数量金字塔。

2.文字资料2：能量流淌分析图。

3.文字资料3：课堂练习。

4.挂图：生态系统能量流淌示意图；赛达伯格湖的能量流淌图解。

5.视频1：生态农业。

6.视频2：草原生态系统的食物链以及能量流淌。

（假如没有视频资料，能够用文字资料、图像资料或课件来代替）

课时安排2课时。

第1课时，学习能量流淌的过程和特点。

第2课时，学习能量流淌的意义和调查的汇总报告。

三维目标

1.分析生态系统能量流淌的过程和特点。

2.概述研究能量流淌的实践意义。

3.尝试调查农田生态系统中的能量流淌情形。

4.学会用系统的方法来分析问题，以及把握能量流淌过程中数据的分析和处理。

5.把握能量金字塔和数量金字塔模型的建构。

6.通过分析能量流淌的示意图，把握能量流淌的过程。

7.通过赛达伯格湖能量流淌的图解和必要的数据处理，把握能量流淌的特点。

8.学会能量金字塔和数量金字塔模型的构建，进一步明白得能量流淌的特点。

9.就研究能量流淌的实践意义，与学生一起探讨。并通过调查，培养学生的实践能力、观看

能力、交流能力和分析、解决问题的能力。

10.认同物质与能量是一个统一的整体，确立辩证唯物主义自然观。

11.关注农业的进展和生态农业的建设。

教学过程

第1课时

导入新课

师同学们好!上节课我们学习了生态系统的一些差不多知识，现在请大伙儿回答几个问题。

（1）生态系统具备的必要条件有哪些？

（2）最大的生态系统是什么？

（3）生态系统的结构包括什么？

（4）硝化细菌是生态系统的什么成分？

（5）生态系统的营养结构是什么？

（6）生态系统的什么是沿着食物链和食物网进行的？

生1生态系统具备的必要条件是：（1）要有生物群落和无机环境。（2）两者要有联系。

生2生物圈。

生3（1）生态系统的成分。（2）食物链和食物网。

生4生产者。

生5食物链和食物网。

生6物质循环和能量流淌。

推进新课

师不错，看来大伙儿课后复习得不错。好，下面我们一起来学习生态系统的能量流淌。这

也是生态系统的差不多功能之一。

师大伙儿先看课本93页“问题探讨”，请大伙儿把问题探讨中的生物连成一条食物链。

（学生看书，讨论）

师谁来在黑板上写一下？

生

玉米-----►母鸡

图5-2-1

师好的，那那个地点有几条食物链？

生2条。

师正确，生产者是——

生玉米。

师对，那么人是第几营养级？

生第2、3营养级。

师请摸索：玉米的作用是什么？

生通过光合作用把太阳能固定成化学能，储存在有机物中，并沿着食物链向下传递。

师专门好。那个地点第一补充一个知识点：流入生态系统中的能量确实是指生产者固定的

太阳能总量。但那个地点要补充一点，这仅限于自然生态系统。人工生态系统的能量还包括

人为提供的。

自然生态系统：生产者固定的太阳能

’系筑勺然量深、人工生态系统生产者固定的太阳能；（2）人为提供的能量

师那么玉米被母鸡吃掉以后，玉米中的能量到哪去了？

生应该转化成母鸡自身组成物质中的能量了。

师专门好，然而有没有能量散失掉呢？

生有，玉米呼吸作用要散失一部分热能。

师专门正确，那个地点还要补充一点，还有一部分能量流入到分解者体内。

师一切生命活动都相伴着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命和生态系统。生态

系统的能量流淌确实是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。

师那么，“问题探讨”中的讨论应该如何回答呢？能够参照刚才大伙儿回答的问题。

（学生讨论）

师谁来回答一下，并说明你选择的理由？

生1选2,因为除了玉米、母鸡，我们还能够吃到鸡蛋。

生2选1,因为假如拿玉米喂鸡的话，玉米中的能量要流失掉一部分。

生3选1和选2都不对，我认为先吃鸡，同时播种玉米，等玉米植株成熟，结出玉米吃玉

米。

师大伙儿说，谁的正确？

生生2。

师确实是选1。那生1的错误在哪里呢？

生鸡蛋中的能量也来自于母鸡，能量可不能无故增加。

师专门好，那生3呢？

生他没考虑到岛上没有任何食物，等玉米长出来时，他早就饿死了。因此确信不行。

师不错，这点忽略了。但他的方法值得鼓舞，假如条件承诺，那个做法确实不错。最后我

来说明一下。

师生命活动离不开能量，生物需要不断从外界猎取能量才能坚持生存；在生物获得的能量

中只有一部分储存于生物体内；由于能量沿食物链流淌过程中要散失掉一部分，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。

师等我们学习完了这节知识，你就会更加清晰地明白得选1的理由了。那么，下面我们就

来学习本节的要紧内容——能量流淌的过程和特点。我们先来学习能量流淌的过程。大伙儿

想想我们应该如何样来研究生态系统的能量流淌呢？

提示：能量流淌的渠道是食物链和食物网。

生1以食物链为主线来研究生态系统的能量流淌。

生2以系统科学的方法来研究生态系统的能量流淌，也确实是把相同营养结构的生物看作

一个整体来研究。

师专门好。下面我们先来看一下课本93页的能量流淌的分析。

能量流淌的分析：能量流经一个种群的情形能够用图522表示如下：

产画一储存在体内的能量

/呼吸作用散失的能量

能量输入储存在体内的能量

呼吸作用散失的能量能量输入能量储存

个吧i储存在体内的能量

呼吸作用散失的能量能量散失

图5-2-2

假如将那个种群作为一个整体来研究，则左图能够简化成右图形式，从中能够看出分析

能量流淌的差不多思路。

师从图中专门清晰地能够看出能量流经一个个体或种群时的变化。在生态系统中，生物种

类繁多，大伙儿认为哪个研究起来更简单？

生以种群为单位研究。

师是的。研究能量流淌能够在个体水平上，也能够在群体水平上。研究生态系统中能量流

淌一样在群体水平上，这种将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的研究方法。

师能量流淌过程的分析第一个要点是在群体水平上研究，我们明白了。那么接下来，第二

个要点确实是刚才大伙儿所回答的，以食物链为主线来研究。现在请大伙儿摸索：在群体水

平上画出食物链，并摸索其中能量的流淌过程。大伙儿能够参照书本94页的内容。

（学生看书，讨论）

师谁来画一下？

生

呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用

呼吸作用

图5-2-3

师不错。他不但画出了食物链，而且还说明了能量的流淌情形。下面，问大伙儿几个问题,

请摸索。

课件展现：

1.能量是如何样输入生态系统的？

2.能量流淌的渠道是什么？

3.能量是如何散失的？

4.能量是如何进入分解者体内的？

5.初级消费者粪便中的能量包括在初级消费者同化的能量中吗？什么缘故？

6.初级消费者同化的能量有哪几个去向？

生1通过生产者的光合作用固定太阳能。

师（提示）还有专门少数是通过细菌的化能合成作用固定的化学能。

生2食物链和食物网。

生3通过呼吸作用散失。

生4通过粪便、遗体残骸等形式。

生5不包括。因为粪便是没有被消费者吸取的食物残渣。而同化的能量是指被吸取后，储

存在消费者自身组成物质中的能量。

师这一点大伙儿专门要注意，也确实是说初级消费者摄入的能量不等于其同化的能量。

生63个去向。（1）呼吸作用散失。（2）被分解者利用。（3）被下一个营养级摄食。

师大伙儿回答得专门好。下面我来总结一下。

师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1%太阳光能固定下来,

这是生态系统繁荣的基础。输入第一营养级的能量，一部分在生产者的呼吸作用中以热能的

形式散失掉；一部分用于生产者的生长、发育和繁育等生命活动，储存在植物体的有机物中。

构成植物体有机物中的能量，一部分随枯枝败叶等被分解者分解而开释出来；另一部分则被

初级消费者摄入体内，如此，能量就流入了第二营养级。能量流入第二营养级后的变化，刚

才我们差不多讨论过了，能量在第三、四营养级的变化，与第二营养级大致相同。

师课本的图57简洁地说明了能量流淌的过程。简单说确实是，一个营养级所同化的能量

=呼吸散失的能量+被分解者利用的能量+被下一个营养级摄入的能量。

师那个公式是不是能够应用于所有营养级？

生不是。最高营养级能量的去向只有两个：一是呼吸散失的能量；二是被分解者利用的能

量。

师专门好。那下面我来设计一张图，能够专门细致地描画出能量在种群之间的流淌情形。

课件展现：

研究能量在沿着食物链从一个种群流淌到另一种群时，需要考虑能量被利用和未被利用

等多方面的能量值，以某动物种群捕食种群A为例，看下列“能量流淌的分析”过程：

遗体残骸提供给分解者

构成生物机体的被捕食的

被同化的4

食入的4未被捕食的

被捕食的4

种群I呼吸消耗的

〔未同化的

、未食入的

、未被捕食的

能量流淌的分析

师（补充）

1.被捕食的是没有被下一个营养级摄食，仍旧以上一个营养级的形式存在的。

2.未食入的是指没有被摄食到里面去的，如食物的碎屑，动物的骨头、毛发等，植物的秸秆

等。其会被分解者利用。

3.未同化的是指粪便，其会被分解者利用。

4.从那个地点能够看出，事实上在自然界中，对一个种群来说，其同化的能量去向还包括未

被捕食的，也能够说是未利用的。

师现在，相信大伙儿对生态系统中的能量流淌的过程应该十分清晰了。最后我还要强调一

下，大伙儿不但要明白每一个营养级所同化能量的去向，而且还应该对每一个营养级能量的

摄入、同化、散失等过程专门清晰。

师下面大伙儿看一下课本94页“摸索与讨论”。依照能量流淌的过程和食物链上营养级的

关系摸索一下，能够相互讨论。

师谁来回答一下第1题？

生遵循。因为关于整个生态系统来说，输入的能量=散失的能量+储存的能量。

师是的。能量在生态系统中流淌、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。

能量输入

师那第2题呢？

生不能。我认为依照食物链中的捕食关系，能量的流淌应该是单向的。而且通过呼吸作用

散失的热能，也不可能再被生产者重新利用。

师专门好。能量流淌的特点之一，确实是单向流淌，它不能循环利用。能量在生态系统中

的流淌，专门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淌，因为至今尚未发觉以热能作为能源合成有机物的生

物。

师那么能量流淌还有什么特点呢？我们接着看。能量在生态系统中是如何流淌的，这是许

多生态学家关注的问题。而对此问题的回答，仅仅作定性的阐释是不够的，必须基于科学实

验，用实验数据来说明问题。下面确实是美国科学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊

——赛达伯格湖的能量流淌的定量分析。

挂图：

图5-2-5赛达伯格湖的能量流淌图解

图中数字为能量数值，单位是J/（cm2.a）（焦每平方厘米年）。图中“未固定''是指未被

固定的太阳能，"未利用''是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的

能量.为研究方便起见，那个地点将肉食性动物作为一个营养级

师请大伙儿认真观看图525,并认真摸索课本95页“资料分析''中的问题。资料分析中的“流

出“该营养级的能量确实是指流入下一个营养级的能量。

师数据能专门好地说明问题。在那个地点大伙儿要重视生物学中对数据的整理、处理和分

析，以及数据在说明生物学现象和规律的过程中的重要性。数据在孟德尔遗传规律的发觉中

的作用我们差不多学习过了。

师第（1）题和第（2）题谁来写一下？

生

流出能量（输入后一

营养级流入能量出入比

个营养级）

生产者464.662.813.52%

植食性动物62.812.620.06%

肉食性动物12.6

分解者14.6

师专门好。但有一个小错误，分解者不属于营养级。这点大伙儿一定要注意。大伙儿

看一下在相邻的两个营养级之间，能量传递效率是多少？

生13.52%和20.06%。

师也确实是说，输入到一个营养级的能量不可能100%传递到下一个营养级，能量在食物

链流淌的过程中是逐级减少的。一样来说，相邻的两个营养级之间，能量传递效率是

10%~20%。这确实是能量流淌的一个特点：逐级递减。

师第3个问题呢？

生流入某一营养级的能量除了流向下一个营养级，还有以下去向：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（未被捕食或未利用）下一营养级。因此，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。

师专门好。那我来问儿个问题：1.对某一营养级输入的能量和输出的能量有什么关系？用

数据说明。2.图中所有的箭头全部差不多上单向的，说明了什么问题？

生1相等。

营养级输入能量输出能量（包括所有去向）

生产者464.662.8+12.5+293+96.3=464.6

植食性动物62.812.6+2.1+18.8+29.3=62.8

肉食性动物12.67.5+5.0+微量=12.6

师是的。这专门好地说明能量流淌符合能量守恒定律。

生2说明了能量流淌是单向的，不可逆转，也不可循环流淌。

师专门好。这确实是能量流淌的另一个特点——单向流淌。比如狼能够吃兔子，获得兔子

的能量，但兔子不能吃狼，获得狼的能量。在食物链中，能量只能从低营养级向高营养级流

淌。

师第4个问题——总结的规律确实是：生态系统中能量流淌是单向的；能量在流淌过程中

逐级递减