教案 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

一、教學(xué)目標(biāo)

1.分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。

2.概述研究能量流動的實踐意義。

3.嘗試調(diào)查農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動情況。

二、教學(xué)重點和難點

生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。

三、教學(xué)

講述法、探討法

四、課時安排

1

五、教學(xué)過程

〖引入〗以“問題探討”引入，思考回答，提示。

〖提示〗：應(yīng)該先吃雞，再吃玉米(即選擇1)。若選擇2，則增加了食物鏈的長度，能量逐級遞減，最后人獲得的能量較少。

〖問題〗以“本節(jié)聚焦”引起學(xué)生再次的思考。

〖板書〗第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程

一、能量流動的過程

〖講述〗(1)幾乎所有生態(tài)系統(tǒng)的能量源頭是太陽能。植物通過光合作用，把太陽光能固定下來，這是生態(tài)系統(tǒng)繁榮的基礎(chǔ)。注意：植物光合作用固定的能量減去呼吸作用消耗的能量，才是能夠為下一營養(yǎng)級消費的能量。所以，從能量的角度來看，植物的多少決定了生物種類和數(shù)量。在氣候溫暖、降雨充沛的地方，植物格外繁茂，各種生物就會非常繁榮，熱帶雨林就是這樣的情況;在氣候寒冷、降雨很少的地方，植物很難生長，各種生物的數(shù)量都很少，顯得荒涼而冷寂;(2)能量沿著食物鏈流動時，每一營養(yǎng)級都有輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程;(3)生物的遺體殘骸是分解者能量的來源。

〖思考與討論1〗學(xué)生思考回答，老師提示。

〖提示〗1.遵循能量守恒定律。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動、轉(zhuǎn)化后，一部分儲存在生態(tài)系統(tǒng)(生物體有機物)中，而另一部分被利用、散發(fā)至無機環(huán)境中，兩者之和與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等。

2.不能，能量流動是單向的。

〖板書〗二、能量流動的特點

〖分析〗學(xué)生思考回答，老師提示。

1和2

營養(yǎng)級 流入能量 流出能量

(輸入后一個營養(yǎng)級) 出入比

生產(chǎn)者 464.6 62.8 13.52%

植食性動物 62.8 12.6 20.06%

肉食性動物 12.6

分解者 14.6

3.流入某一營養(yǎng)級的能量主要有以下去向：一部分通過該營養(yǎng)級的呼吸作用散失了;一部分作為排出物、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;還有一部分未能進入(未被捕食)下一營養(yǎng)級。所以，流入某一營養(yǎng)級的能量不可能百分之百地流到下一營養(yǎng)級。

4.生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是單向的;能量在流動過程中逐級遞減。

〖講述〗生命活動離不開能量，生物需要不斷從外界獲取能量才能維持生存;在生物獲得的能量中只有一部分貯存于生物體內(nèi);由于能量沿食物鏈流動過程中逐級遞減，因而能量相同的食物，動物性食品比例越高，意味著消耗的總能量越多。
〖板書〗能量流動的特點：

1. 生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是單向的;

2. 能量在流動過程中逐級遞減。

〖旁欄思考題〗學(xué)生思考回答，老師提示。

〖提示〗一般情況下，也是金字塔形。但是有時候會出現(xiàn)倒置的塔形。例如，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)者(浮游植物)的個體小，壽命短，又會不斷地被浮游動物吃掉，所以某一時刻調(diào)查到的浮游植物的量可能低于浮游動物的量。當(dāng)然，總的來看，一年中流過浮游植物的總能量還是比流過浮游動物的要多。與此同理，成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上，該數(shù)量金字塔的塔形也會發(fā)生倒置。

〖板書〗三、研究能量流動的實踐意義

〖思考與討論2〗學(xué)生思考回答 高中物理，老師提示。

〖提示〗“�；�魚塘”的設(shè)計理念是從人類所需出發(fā)，通過能量多級利用，充分利用流經(jīng)各營養(yǎng)級的能量，提高生產(chǎn)效益。

〖調(diào)查〗參考調(diào)查點：稻田生態(tài)系統(tǒng)

組成成分： (1) 非生物的物質(zhì)和能量; (2) 生產(chǎn)者： 水稻、雜草、浮游植物等;(3)消費者：田螺、泥鰍、黃鱔、魚、青蛙、浮游動物、昆蟲、鳥類等;(3)分解者：多種微生物。

〖問題提示〗1.生產(chǎn)者主體是水稻，其他生產(chǎn)者有雜草、浮游植物等。農(nóng)民主要通過噴灑除草劑，或人工除草的方式抑制雜草的生長。

2.初級消費者有：田螺、浮游動物、植食性昆蟲、植食性魚、鳥類等。一般而言，植食性昆蟲和鳥類等往往對水稻生長構(gòu)成危害，田螺、植食性魚數(shù)量較多時也會對水稻生長構(gòu)成危害。農(nóng)民采取噴灑農(nóng)藥、豎稻草人等措施防止或減少這些動物的危害。

3.次級消費者有：泥鰍、黃鱔、肉食性魚、青蛙等。一般而言，這些消費者對水稻生長利大于害。農(nóng)民通過禁捕，或適量放養(yǎng)等措施，實現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的目標(biāo)。

5.農(nóng)民對秸稈的傳統(tǒng)處理方式有焚燒或填埋等;現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提出了綜合利用思想，例如，秸稈可作為多種工業(yè)原材料，還可以用來生產(chǎn)沼氣，以充分利用其中的能量。

6.主要通過合理密植的方法提高作物的光能利用。

7.通過稻田養(yǎng)魚等措施，實現(xiàn)立體化生態(tài)農(nóng)業(yè);通過建造沼氣池，實現(xiàn)能量的多級利用。

〖技能訓(xùn)練〗分析和處理數(shù)據(jù)

〖提示〗這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6 687.5 kg，計算公式是(12+18)/12×2 675，這些葡萄糖儲存的能量是1.07×1011 kJ(計算公式是EG=MG×1.6×107);

這些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×1010 kJ(計算公式為ΔE呼=ΔMG×1.6×107);

這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的太陽能總量是1.397 2×1011 kJ(計算公式為E固=EG+ΔE呼)，呼吸作用消耗的能量占所固定太陽能的比例是23.4%;

這塊玉米田的太陽能利用效率是1.64%(計算公式為η=1.397 2×1011/8.5×1012)。

〖小結(jié)〗見板書。

〖作業(yè)〗練習(xí)一二。

〖提示〗

基礎(chǔ)題

1.A。2.D。3.B。

拓展題

⑴略(2)圖b所示生態(tài)系統(tǒng)中流向分解者的能量，還有一部分可以以生活能源或食物中能的形式被人類再度利用，因此，該生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)了能量的多級、充分利用，提高了能量的利用率。

2.不能。在一個封閉的系統(tǒng)中，物質(zhì)總是由有序朝著無序的方向(熵增加)發(fā)展。硅藻能利用獲取的營養(yǎng)通過自身的新陳代謝作用釋放能量，依靠能量完成物質(zhì)由無序向有序的轉(zhuǎn)化，維持其生命活動。

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