《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》教學設計

【三維目標】

1.知識與技能

（1）了解生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念。

（2）掌握生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。

2.過程與方法

（1）將師生討論交流、教師引導與啟發(fā)學生層層探究相結合，將知識化難為易，培養(yǎng)學生運用科學知識分析和解決實際問題的能力。

（2）通過引導學生定量地分析某個具體生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程和特點，培養(yǎng)分析、綜合和推理能力。

3.情感態(tài)度與價值觀方面

（1）認同生物與環(huán)境是統(tǒng)一整體，初步形成生態(tài)學的觀點。

（2）聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際，激發(fā)學生學習生物科學的興趣，培養(yǎng)關心科學發(fā)展，關心社會生活的意識和進行生命科學價值觀的教育。

【教學重點】

生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點

【教學難點】

生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點

【教學策略】

1.由問題探討引入本節(jié)內(nèi)容。

2.借助具體食物鏈分析能量流動的過程。

【教學過程】

【創(chuàng)設情境】多媒體展示：非洲草原上的草、兔子、鷹。

【問】草、兔子、鷹三者之間有何關系？

【過渡】鷹通過捕食兔子獲得物質(zhì)和能量，兔子通過吃草獲得物質(zhì)和能量。那草的能量從哪來呢？學生：太陽能。

【問】照射在草地上的太陽能都被小草利用了嗎？學生：不是。

【講述】太陽每天輸送到地球的能量大部分被地球表面的大氣層吸收、散射和反射掉了，只有一部分通過光合作用轉(zhuǎn)化為化學能儲存在有機物中。多媒體展示草圖片。

【問】小草將太陽能通過光合作用轉(zhuǎn)化為有機物中的化學能以后有哪些去向呢？

講述：①一部分用于小草的呼吸作用；②一部分傳遞給兔子；

③還有一部分殘枝敗葉等隨分解者分解而釋放出來。

【問】小草的能量如何傳給兔子呢？學生：捕食。

【問】那么兔子把草吃進肚子里，草中的能量都被兔子吸收了嗎？

帶領學生分析攝入量與同化量的關系，分析能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級示意圖?？偨Y兔子同化能量的去向。

【多媒體展示】

草、兔子、鷹食物鏈。利用這條食物鏈總結出能量流動的過程。強調(diào)這里的草、兔子、鷹分別代表了一個營養(yǎng)級。帶領學生分析課本94頁生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意圖。強調(diào)生產(chǎn)者固定的能量不管如何傳遞，最終都以熱能的形式從群落中散失，由于熱能是生物不能再利用的能量，因此生態(tài)系統(tǒng)需要生產(chǎn)者源源不斷固定的太陽能，才能保證生態(tài)系統(tǒng)能量流動的正常進行。

【過渡】下面分析一個湖泊生態(tài)系統(tǒng)的能量流動情況。

【多媒體展示】賽達伯格湖能量流動圖解。第一營養(yǎng)級同化的能量為464.6，第二營養(yǎng)級同化的能量為62.8，第三營養(yǎng)級同化的能量為12.6（單位均為焦1平方厘米1年），營養(yǎng)級越高，能量越少。

【教師設疑】通過以上分析，總結出第一個特點：逐級遞減。

【教師設疑】流入某營養(yǎng)級的能量，為什么不會全部流入下一個營養(yǎng)級？

【講述】某營養(yǎng)級的能量主要有以下去向：部分通過該營養(yǎng)級呼吸作用散失；部分作為排出物、遺體或殘枝敗葉不能進入下一營養(yǎng)級，而為分解者所利用，還有部分暫未利用。暫未利用的能量，可以理解為后一營養(yǎng)級不能利用的（草根）和后一營養(yǎng)級能利用而未利用的（如兔不可能將草吃凈）。這些未利用的能量，或仍然是該營養(yǎng)級的生存?zhèn)€體，或進入別的生態(tài)系統(tǒng)（如被河水沖向海洋），或沉積在湖底成為有機質(zhì)沉積物。所以，流入某營養(yǎng)級的能量不可能全部流入下一營養(yǎng)級。能量傳遞效率為10%—20%（解釋，并強調(diào)與此有關的計算）。

【教師設疑】圖中箭頭代表了什么？

【講述】長期自然選擇形成的食物鏈中各營養(yǎng)級順序是不可逆轉(zhuǎn)的。能量總是由第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級，再流入第三營養(yǎng)級。各營養(yǎng)級的總能量總是趨向于以細胞呼吸產(chǎn)生熱能而散失掉，而熱能又是生物不可再利用的能量?？偨Y出能量流動的第二個特點：單向流動（只能由低營養(yǎng)級到高營養(yǎng)級，不逆轉(zhuǎn)，也不循環(huán)）。通過以上分析，能量流動是逐級遞減的，為了形象地說明問題，將單位時間內(nèi)各營養(yǎng)級所得能量數(shù)值按低營養(yǎng)級到高營養(yǎng)級的順序繪制成圖，成金字塔圖形，叫能量金字塔。從能量金字塔可以看出，生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，能量在流動過程中消耗得就越多。所以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一般不超過4—5個營養(yǎng)級。

【思考】為什么一山不容二虎？引入生物數(shù)量金字塔。強調(diào)數(shù)量金字塔有例外。比如：樹→昆蟲→鳥。簡單提及生物量金字塔。

【小節(jié)】最后小結本節(jié)課的內(nèi)容

【板書設計】

1.能量流動的概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入（光能）、傳遞（有機物）、轉(zhuǎn)化和散失（熱能）的過程

2.能量流動的過程

（1）起點：從生產(chǎn)者固定太陽能開始

（2）總值：是生產(chǎn)者所固定的太陽能總量

（3）渠道：食物鏈和食物網(wǎng)

（4）形式：主要是有機物

三、能量流動的特點

（1）逐級遞減，能量傳遞效率是：10%—20%

（2）單向流動：不逆轉(zhuǎn)，不循環(huán)