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2019-2020年高中生物《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》教案11人教版必修3 一、教學(xué)目標(biāo) 1、知識目標(biāo)： 　?、攀箤W(xué)生理解能量流動是生態(tài)系統(tǒng)的兩大功能量之一。 　?、剖箤W(xué)生了解生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念，掌握生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。 　　⑶使學(xué)生體會研究人員研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義。 2、能力目標(biāo)： 　　 通過引導(dǎo)學(xué)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)學(xué)生分析、綜合和推理的思維能力。 3、情感目標(biāo)： 　　 通過討論“研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義”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。 二、重點、難點的學(xué)習(xí)及目標(biāo)完成過程 1、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。 2、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動具有單向性和逐級遞減的原因。 （一）新課導(dǎo)入 請學(xué)生根據(jù)“螳螂捕蟬，黃雀在后”這句話寫出相應(yīng)的食物鏈，強(qiáng)調(diào)食物鏈一定從生產(chǎn)者開始，為什么？各營養(yǎng)級之間營養(yǎng)關(guān)系的實質(zhì)是什么？（食物關(guān)系）也就是包含能量的營養(yǎng)物質(zhì)在各營養(yǎng)級間的流動。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。 能量是一切生物進(jìn)行生命活動的動力。生態(tài)系統(tǒng)能量的流動就是能量的輸入、傳遞和散失的過程。 請學(xué)生結(jié)合課文內(nèi)容總結(jié)生產(chǎn)者和消費者能量的輸入、傳遞和散失途徑： ⑴ 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：部分儲存到ATP中，大部分以熱能形式散失）； 傳遞：用于生長發(fā)育繁殖的能量，被下一營養(yǎng)級攝食、枯枝落葉被分解者分解。 ⑵ 消費者能量的輸入、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)此消費者為最高營養(yǎng)級時，哪一途徑是不存在的？（被下一營養(yǎng)級捕食）。 通過對以上內(nèi)容的分析，我們可以總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程，請同學(xué)分析此過程，思考學(xué)案上的五個問題： a、能量輸入的起點？（生產(chǎn)者的光合作用：太陽能——化學(xué)能）流經(jīng)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量是光合作用固定的太陽能，沒有生產(chǎn)者就沒有生態(tài)系統(tǒng)； b、能量傳遞的渠道？（食物鏈或食物網(wǎng)）——傳遞對象：下一營養(yǎng)級或分解者。 c、能量散失的途徑？（細(xì)胞呼吸——各營養(yǎng)級和分解者） d、能量傳遞的數(shù)量？（依次遞減——各營養(yǎng)級都有能量的散失） e、能量傳遞的方向？（單向——食物鏈和食物網(wǎng)的營養(yǎng)關(guān)系決定） 通過對能量流動過程的定性分析，我們得出了能量流動的兩個特點：單向流動和逐級遞減，但是在生態(tài)學(xué)上我們?yōu)榱烁庇^地表示這兩個特點，對能量流動過程經(jīng)常采用定量分析的方法。最著名的是1942年由美國生態(tài)學(xué)家林德曼對賽達(dá)伯格湖能量流動的定量分析。 請學(xué)生填表分析： 輸入 輸出（傳遞和散失） 生產(chǎn)者 464.6 171.6 植食性動物 62.8 33.5 肉食性動物 12.6 7.5 縱向比較：后者的能量來自與前者（單向流動），能量值沿營養(yǎng)級依次降低（逐級遞減） 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，但是生物體生長發(fā)育繁殖的實現(xiàn)，生命的延續(xù)總需要一定能量的維持，這部分能量在測定時暫時還未利用，所以能量守恒。） 計算相鄰營養(yǎng)級間能量的傳遞效率？（13.5%、20.1%） 通過研究發(fā)現(xiàn)，各生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率總是維持在10—20%的范圍內(nèi)，生態(tài)學(xué)上的“十分之一法則”就是對這一傳遞效率的有效概括：相鄰營養(yǎng)級各自含有的能量相差一個數(shù)量級——但這只是一個簡單的估計，實際問題要實際分析。 思考：請從能量流動的角度解釋為什么食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級？（由于能量流動是單向的，逐級遞減的，其傳遞效率僅為10%-20%，當(dāng)能量流動到第五營養(yǎng)級時，大部分能量已經(jīng)不足于維持一個營養(yǎng)級的生存，因此食物鏈中的營養(yǎng)級一般不會超過五個。） 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過程中能量的數(shù)量變化情況。若某生態(tài)系統(tǒng)中單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值繪成圖，得到如學(xué)案所示的金字塔形。請學(xué)生判斷各層次代表的營養(yǎng)級，并思考： 此能量金字塔各營養(yǎng)級有無倒置的可能？（沒有，能量是第一營養(yǎng)級固定的，而且單向流動，逐級遞減，下一營養(yǎng)級的能量來自于上一營養(yǎng)級，也總是少于上一營養(yǎng)級） 該生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級個體數(shù)量是否也呈金字塔形？有無倒置的可能？（有，如一棵樹以及樹上的麻雀和害蟲） 如果要最大程度地減少能量的散失，應(yīng)該怎么辦？（減少營養(yǎng)級） 這一點也是我們研究能量流動的目的所在，我們總是希望能量能最大程度地流向人類，但是在生產(chǎn)實踐中，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)用能量流動的原理來合理調(diào)整能量流動關(guān)系，使能量能持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠帧Ｕ垖W(xué)生分析課本中的兩個例子是如何實現(xiàn)使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娌糠值模? 草場：合理確定載畜量：載畜量=牧草光合作用固定的太陽能*20% 農(nóng)田：能量的多級利用。 給出桑基魚塘的圖解，請學(xué)生分析此生態(tài)系統(tǒng)是如何實現(xiàn)使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娌糠值模? 三、自我檢測（略） 四、總結(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 1、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的定義：能量的輸入、傳遞和散失 2、能量流動過程 各營養(yǎng)級能量的輸入、傳遞和散失途徑 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程 3、能量流動的特點 ①特點：單向流動和逐級遞減 ②能量傳遞效率：10-20% ③能量（數(shù)量）金字塔 4、研究能量流動的意義：合理調(diào)整能量流動關(guān)系