人教版(新教材)高中生物选择性必修2教学设计1：3 2 生态系统的能量流动教案

人教版(新教材)高中生物选择性必修2PAGEPAGE1生态系统的能量流动一、教学目标（1）通过分析能量在营养级间的流动情况和赛达伯格湖的能量流动，概述生态系统的能量流动的过程和特征。（2）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。（3）概述研究生态系统能量流动的意义。二、教学重点生态系统的能量流动过程。三、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。四、课时安排1课时五、教学过程（一）新课导入教师展示课本问题探讨图片，提问：（1）请你画出两种策略的食物链（网）（2）这两种生存策略哪种能为人提供更多的能量（3）为什么策略2为人提供的能量少于策略（4）什么是能量？人所吃玉米中有没有能量？是以什么形式存在的？（5）吃进人体的玉米中的能量都会储存在人体中吗？会不会转化和散失呢？（结合细胞呼吸中，葡萄糖氧化分解后有66%的能量以热能形式散失）（6）玉米、人等生物获得的能量最初来自哪里？如果我们将生态系统作为一个整体去研究的话，那么一个生态系统要想维持稳定，也存在能量的输入以及能量的变化。下面我们一起来了解什么是生态系统的能量流动。（二）讲授新课1、能量流动的概念（1）概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。输入：①形式：太阳能②途径：主要通过光合作用，（深海热泉口生态系统通过化能合成作用）传递：①形式：有机物中的化学能②途径：食物链（网）转化：①太阳能→有机物中的化学能→热能散失：①形式：热能②途径：各种生物的呼吸作用2、研究能量流动的具体思路研究能量流经一个种群的情况，可以列举该种群中每一个个体的情况：以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如个体会死亡，数据可能不准确，不同个体之间的差异过大，如果将种群看作一个整体去研究，会是什么样呢？以种群为单位，又会有什么问题？种群存在于复杂的食物网内，可能因食物网的复杂性而影响结果的准确性，如果以一个营养级的所有种群作为一个整体来研究，又会是什么样的形式呢？优点：能很好地避免上述不足，提高结果的准确性。总结：研究生态系统的能量流动，我们通常将处于同一个营养级的所有生物作为一个整体去研究，这样就可以精确地反映每一个营养级能量的输入和输出情况了。我们以及知道研究思路了，下面我们一起来了解能量流动的过程，我们分别分析第一、第二营养级的能量流动情况，以此来了解能量流动的过程。3、能量流动的过程（1）第一营养级的能量流动提问：地球上几乎所有生态系统的能量都来自哪里？（太阳能）这些能量是如何输入生态系统的？（光合作用将光能转化为化学能，固定在有机物中），绘图表示第一营养级的能量去路有哪些？第一营养级的能量怎样传递到第二营养级？能量在第二营养级的流动与第一营养级又有什么不同呢？摄入量：指植食性动物取食的总量，即食物总量。同化量：指动物经过消化和吸收后转化为自身的能量。摄入量=同化量-粪便量（粪便量属于生产者同化量的一部分）提问：第二营养级的同化量去向有哪些？①呼吸作用中以热能的形式散失；②以遗体残骸的形式被分解者利用；③流入次级消费者（②③属于用于自身生长、发育和繁殖的能量）能量在最高营养级是怎样流动的呢？最高营养级同化的能量去向有哪些？①呼吸作用中以热能的形式散失；②以遗体残骸的形式被分解者利用；（最高营养级没有流入下一营养级的能量）那么，请大家总结归纳出各营养级同化量的去向：因此在生态系统中，能量流动大致可以概括为：提问：（1）初级消费者粪便中的能量是哪个箭头？（2）哪些或哪个箭头代表初级消费者的同化量？（3）哪些箭头代表初级消费者用于生长、发育、繁殖的能量？（4）上一营养级同化的能量会百分之百流入下一营养级吗？因此在能量沿着食物链流动过程中，呈现出什么特点？（箭头越来越窄）（5）短时间内，某营养级的生物一定会被捕食或者死亡吗？由此同化量的去向还应该包括未被利用的能量。即：（上图不用做修改，因为未利用的能量最终会被利用，上图是不定时分析的结果）未被利用是指：在统计能量流动的那个时间段内，某一营养级生物的同化量中未被呼吸作用消耗，也未被下一营养级捕食或分解者利用的能量，有时还包括以化石燃料形式储存于地下未被人类开采的能量，还包括多年生植物上一年自身生长发育的净积累量。如草原中一批羊，羊吃草可以长大，在统计期间，有被狼捕食的，有死亡的，还有未死亡的（未利用）引导学生完成思考讨论：生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？流经生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？讲解：上述我们只是通过定性分析的方法了解了生态系统的能量流动，但是定性分析不能揭示事物的本质，只有通过定量分析，我们才能揭示能量流动的规律和特点。4、能量流动的特点思考：如果要定量研究生态系统的能量流动，什么样的生态系统适合研究？（范围小、边界清楚、结构简单，而且可在一定时间内获得数据）教师图片展示赛达伯格湖，展示用其研究的优点：边界明显、封闭性强，与周围环境的物质和能量交换小，内部环境稳定，生态因子变化幅度小。引导学生设计表格总结图中数据：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?流入某一营养级的能量除了流入下一营养级的之外，还有：①一部分通过该营养级的呼吸作用散失；②一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用；③一部分未被利用通过以上分析，可以总结出能量流动的两个特点：单向流动（原因：捕食关系是长期进化形成的不可逆转，每一营养级呼吸散失的能量不能再被生物群落利用，因此无法循环）逐级递减（输入某一营养级的能量只有10%-20%能流入下一营养级，即能量传递效率为10%-20%，营养级越多，能量流动过程中损耗越多，因此食物链中的营养级不超过5个）总结：（1）任何生态系统都需要不断得到能量补充，以便维持生态系统的正常功能；（如人工鱼塘需要投喂饲料，此时流入鱼塘生态系统的总能量就是生产者固定的太阳能+人工投入的有机物中的化学能）如果一个生态系统在一段较长时间内没有能量（太阳能或化学能）输入，这个生态系统就会崩溃。展示几种能量流动典型计算题。生态金字塔研究能量流动的实践意义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；例如，间作套种、多层育苗、稻—萍—蛙等立体农业。可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用；例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气，沼渣肥田（沼气池实现了对能量的多级利用，大大提高了能量的利用率）能量利用率是指：流入最高营养级的能量（人类）占生产者固定总能量的比值，食物链越短，能量利用率越高，能量利用率不等于能量传递效率。还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。例如，合理确定草场载畜量，麦田除草、除虫。板书设计（一）能量流动的过程（1）生产者的能量流动（2）初级消费者的能量流动（3）最高营养级的能量流动（二）能量流动的特点