高中二年级下学期生物《生态金字塔模型构建》教案

教研组高中生物课题：生态金字塔模型的构建教学目标：用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系。教学重点：构建生态金字塔模型教学难点：构建生态金字塔模型教学方法：利用PPT加强直观思维，结合数据计算分析比较得出科学结论学法指导：讲练结合教具：PPT板书设计：能量金字塔生态金字塔生物量金字塔数量金字塔教学过程组织教学：同学们大家好，今天我们一起来学习生态金字塔的构建问：生态学家在研究食物链时，提出了“生态金字塔”这一名词，什么是生态金字塔？答：生态学研究中用以反映食物链各营养级之间生物个体数量、生物现存量和能量比例关系的一个图解模型。它把生态系统中各个营养级有机体的个体数量、生物量或能量，按营养级位顺序排列并绘制成图，其形似金字塔，故称生态金字塔或生态锥体。问：生态金字塔的类型的类型有哪些呢？答：它包括能量金字塔，生物量金字塔和数量金字塔三种类型过度：美国生态学家林德曼对赛达伯格湖的能量流动进行了定时定量的分析，请根据林德曼的流动数据，用相应面积或体积的图形表示能量数值，并按营养级由低到高的顺序进行排列。讲述：在这个食物网中我们发现有一条食物链：生产者——植食性动物——肉食性动物。生产者是最低营养级，作为整个生态系统的基石，我们将其排在最底层，能量数值为464.6；在它的上面排上植食性动物，能量数值为62.8；排布在最顶层的是肉食动物，用最小面积的图形进行表示，能量数值为12.6，最后得到这样一个图解模型。过渡：实际上刚才已经建立了能量金字塔的模型结构。什么是能量金字塔？每一级体积或面积代表所得到的能量值。我们将它们按照不同营养级由低到高排列，就得到一个上窄下宽，类似埃及金字塔的外形，我们把这样上窄下宽的金字塔叫正金字塔。能量沿食物链流动时是所有消耗的，食物链越长，消耗越多，营养级别越高，获得的能量越少，同时直观反映出能量流动的特点之一：逐级递减。过渡：接着我们来学习生物量金字塔模型构建，什么是生物量金字塔？生物量金字塔是指每一级体积或面积代表生物量值（所容纳有机物的总干重）现有一下信息：美国生态学家奥德姆，调查了弗罗里达州银泉生态系统各营养级的干重（能量单位：g/m2）分别是：浮游植物809，植食动物37，第.三营养级11，第四营养级1.5。请根据提供的信息，结合能量金字塔构建的方法，同学们拿出纸和笔尝试构建生物量金字塔。过渡：我们一起来看看正确的答案，你的构建正确吗？我们发现：刚刚构建的生物量金字塔和能量金字塔外形类似，都是上窄下宽的形状，也是一个正金字塔。现在完成任务三：构建数量金字塔模型。所谓数量金字塔就是每一级体积或面积代表个体数。现有以下信息：0.1公顷草原上各个营养级的生物数量为：草150万株，植食性动物20万头（包括鼠、兔、羊和各种植食性昆虫等），肉食性动物1为9万头（包括鼬、狐、狼和各种捕食性昆虫），肉食性动物2为10头。现在请同学们根据提供的信息，尝试构建数量金字塔。我们发现构建的数量金字塔模型也是一个上窄下宽的正金字塔。提问：刚刚我们尝试构建了三种金字塔的模型，哪种指标能更客观的表示生态系统能量传递规律？是不是所有类型的金字塔都一定是正金字塔？请同学们阅读一下资料，并完成模型构建。请构建夏季某温带森林中，树（200株）、昆虫（150000只）和食虫鸟（800只）的个体数关系模型。（用不同面积的矩形代表不同的个数。）发现：构建的夏季某温带森林中树，昆虫，食虫鸟数量金字塔是一个倒置的金字塔。也就说明：在不同的生态系统中，数量金字塔可能是正金字塔，有时也可能是倒置的。请同学们继续阅读资料，并完成模型构建。吉利海峡中浮游植物（4g/m2）、浮游动物与底栖动物（21g/m2）生物量关系模型。我们发现：在某一时刻，吉利海峡中浮游植物，浮游动物与底栖动物之间的生物量金字塔也是一个倒置的结构。但一般情况下，生物量、数量金字塔一般正置，偶尔会倒置。生物量金字塔为什么会出现下窄上宽的倒置结构呢海洋生态系统中，由于生产者（浮游植物）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生物量可能低于浮游动物的生物量。总的来看，一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。现在我们继续回到先前的提出的问题中：三种金字塔的模型，哪种指标能更客观的表示生态系统能量传递规律？是不是所有类型的金字塔都一定是正金字塔？回答：一般情况下，生态金字塔都是正金字塔，特殊条件下，数量金字塔和生物量金字塔可能会出现倒置现象。所有并不是所有类型的金字塔都一定是正金字塔。在三种类型的金字塔模型中，只有能量金字塔一定是正金字塔，因为它更符合能量流动的规律：单向流动，逐渐递减。在构建的能量金字塔中，随着金字塔高度越高，表示营养级别越高，获得的能量越少。能量金字塔能更客观、准确的表示能量在各营养级间的传递规律。我们也知道了生态金字塔的意义：不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、生物个体数量、生物量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。过渡：接着我们来比较三种类型的金字塔的区别。（利用右图表格进行比较）请仔细阅读题目，能获得哪些有用的信息。1、如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔，则只有两个营养级的夏季草原生态系统（假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊）和森林生态系统（假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫）数量金字塔的形状最可能是（A）A．前者为金字塔形，后者为倒金字塔形B．前者为倒金字塔形，后者为金字塔形C．前者为金字塔形，后者为金字塔形D．前者为倒金字塔形，后者为倒金字塔形dcbadcbaA．图中所有生物构成一条食物链B．该能量金字塔中的a、c分别代表生产者、三级消费者C．从图中可以看出，一个生态系统中营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多D．对于森林生态系统来说，往往一棵树上栖息着很多昆虫，该生态系统中的能量金字塔呈倒置状态3、用各个营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中，第一营养级生物为栎树，第二营养级生物为昆虫，第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。该栎林数量金字塔的示意图是（B）ABCD4、用各个营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中，第一营养级生物为栎树，第二营养级生物为昆虫，第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。该