2019-2020年高中生物《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)》教案11人教版必修3.doc

2019-2020年高中生物生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)教案11人教版必修3一、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)目標(biāo)：使學(xué)生理解能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)的兩大功能量之一。使學(xué)生了解生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的概念，掌握生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程和特點(diǎn)。使學(xué)生體會(huì)研究人員研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義。2、能力目標(biāo)： 通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生定量地分析某個(gè)具體生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過(guò)程和特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生分析、綜合和推理的思維能力。3、情感目標(biāo)： 通過(guò)討論“研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義”這一教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生理解科學(xué)是第一生產(chǎn)力的觀點(diǎn)。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)及目標(biāo)完成過(guò)程1、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程和特點(diǎn)。2、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)具有單向性和逐級(jí)遞減的原因。（一）新課導(dǎo)入 請(qǐng)學(xué)生根據(jù)“螳螂捕蟬，黃雀在后”這句話(huà)寫(xiě)出相應(yīng)的食物鏈，強(qiáng)調(diào)食物鏈一定從生產(chǎn)者開(kāi)始，為什么？各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間營(yíng)養(yǎng)關(guān)系的實(shí)質(zhì)是什么？（食物關(guān)系）也就是包含能量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在各營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的流動(dòng)。生態(tài)系統(tǒng)食物鏈和食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)決定了其功能是物質(zhì)的循環(huán)和能量的流動(dòng)。 能量是一切生物進(jìn)行生命活動(dòng)的動(dòng)力。生態(tài)系統(tǒng)能量的流動(dòng)就是能量的輸入、傳遞和散失的過(guò)程。請(qǐng)學(xué)生結(jié)合課文內(nèi)容總結(jié)生產(chǎn)者和消費(fèi)者能量的輸入、傳遞和散失途徑： 生產(chǎn)者能量的輸入、傳遞和散失途徑（結(jié)合PPT圖總結(jié)）：輸入：光合作用固定；散失：細(xì)胞呼吸散熱（回顧細(xì)胞呼吸的能量變化：部分儲(chǔ)存到ATP中，大部分以熱能形式散失）；傳遞：用于生長(zhǎng)發(fā)育繁殖的能量，被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝食、枯枝落葉被分解者分解。 消費(fèi)者能量的輸入、傳遞和散失途徑：輸入：攝食的能量中被同化的部分：攝食的能量=同化+糞便中的能量； 傳遞、散失途徑與生產(chǎn)者一致； 必須強(qiáng)調(diào)的是：當(dāng)此消費(fèi)者為最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí)，哪一途徑是不存在的？（被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)捕食）。通過(guò)對(duì)以上內(nèi)容的分析，我們可以總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過(guò)程，請(qǐng)同學(xué)分析此過(guò)程，思考學(xué)案上的五個(gè)問(wèn)題：a、能量輸入的起點(diǎn)？（生產(chǎn)者的光合作用：太陽(yáng)能化學(xué)能）流經(jīng)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是光合作用固定的太陽(yáng)能，沒(méi)有生產(chǎn)者就沒(méi)有生態(tài)系統(tǒng)；b、能量傳遞的渠道？（食物鏈或食物網(wǎng)）傳遞對(duì)象：下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)或分解者。c、能量散失的途徑？（細(xì)胞呼吸各營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者）d、能量傳遞的數(shù)量？（依次遞減各營(yíng)養(yǎng)級(jí)都有能量的散失）e、能量傳遞的方向？（單向食物鏈和食物網(wǎng)的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系決定）通過(guò)對(duì)能量流動(dòng)過(guò)程的定性分析，我們得出了能量流動(dòng)的兩個(gè)特點(diǎn)：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)和逐級(jí)遞減，但是在生態(tài)學(xué)上我們?yōu)榱烁庇^地表示這兩個(gè)特點(diǎn)，對(duì)能量流動(dòng)過(guò)程經(jīng)常采用定量分析的方法。最著名的是1942年由美國(guó)生態(tài)學(xué)家林德曼對(duì)賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)的定量分析。請(qǐng)學(xué)生填表分析：輸入輸出（傳遞和散失）生產(chǎn)者464.6171.6植食性動(dòng)物62.833.5肉食性動(dòng)物12.67.5縱向比較：后者的能量來(lái)自與前者（單向流動(dòng)），能量值沿營(yíng)養(yǎng)級(jí)依次降低（逐級(jí)遞減）橫向比較：輸入和輸出的能量是否遵守能量守恒定律？（雖然能量的輸入大于輸出，但是生物體生長(zhǎng)發(fā)育繁殖的實(shí)現(xiàn)，生命的延續(xù)總需要一定能量的維持，這部分能量在測(cè)定時(shí)暫時(shí)還未利用，所以能量守恒。）計(jì)算相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)間能量的傳遞效率？（13.5%、20.1%）通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，各生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率總是維持在1020%的范圍內(nèi)，生態(tài)學(xué)上的“十分之一法則”就是對(duì)這一傳遞效率的有效概括：相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)各自含有的能量相差一個(gè)數(shù)量級(jí)但這只是一個(gè)簡(jiǎn)單的估計(jì)，實(shí)際問(wèn)題要實(shí)際分析。思考：請(qǐng)從能量流動(dòng)的角度解釋為什么食物鏈一般不超過(guò)五個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)？（由于能量流動(dòng)是單向的，逐級(jí)遞減的，其傳遞效率僅為10%-20%，當(dāng)能量流動(dòng)到第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí)，大部分能量已經(jīng)不足于維持一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生存，因此食物鏈中的營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般不會(huì)超過(guò)五個(gè)。）生態(tài)學(xué)上還可以運(yùn)用能量金字塔更形象地表示能量流動(dòng)過(guò)程中能量的數(shù)量變化情況。若某生態(tài)系統(tǒng)中單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值繪成圖，得到如學(xué)案所示的金字塔形。請(qǐng)學(xué)生判斷各層次代表的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，并思考：此能量金字塔各營(yíng)養(yǎng)級(jí)有無(wú)倒置的可能？（沒(méi)有，能量是第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)固定的，而且單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減，下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量來(lái)自于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，也總是少于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)）該生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)個(gè)體數(shù)量是否也呈金字塔形？有無(wú)倒置的可能？（有，如一棵樹(shù)以及樹(shù)上的麻雀和害蟲(chóng)）如果要最大程度地減少能量的散失，應(yīng)該怎么辦？（減少營(yíng)養(yǎng)級(jí)）這一點(diǎn)也是我們研究能量流動(dòng)的目的所在，我們總是希望能量能最大程度地流向人類(lèi)，但是在生產(chǎn)實(shí)踐中，能量的高效利用和持續(xù)利用總是矛盾著，這就需要我們運(yùn)用能量流動(dòng)的原理來(lái)合理調(diào)整能量流動(dòng)關(guān)系，使能量能持續(xù)高效地流向?qū)θ祟?lèi)有益的部分。請(qǐng)學(xué)生分析課本中的兩個(gè)例子是如何實(shí)現(xiàn)使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟?lèi)最有益部分的？草場(chǎng)：合理確定載畜量：載畜量=牧草光合作用固定的太陽(yáng)能*20%農(nóng)田：能量的多級(jí)利用。給出桑基魚(yú)塘的圖解，請(qǐng)學(xué)生分析此生態(tài)系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟?lèi)最有益部分的？三、自我檢測(cè)（略）四、總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)1、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的定義：能量的輸入、傳遞和散失2、能量流動(dòng)過(guò)程各營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的輸入、傳遞和散失途徑生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過(guò)程3、能量流動(dòng)的特點(diǎn)特點(diǎn)：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)和逐級(jí)遞減能量傳遞效率：10-20%能量（數(shù)量）金字塔4、研究能量流動(dòng)的意義：合理調(diào)整能量流動(dòng)關(guān)系