小學健康的教案
發(fā)表時間:2020-11-27生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教案。
古人云,工欲善其事,必先利其器。教師要準備好教案,這是每個教師都不可缺少的。教案可以讓學生們充分體會到學習的快樂,幫助教師緩解教學的壓力,提高教學質(zhì)量。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢?下面的內(nèi)容是小編為大家整理的生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教案,歡迎閱讀,希望您能閱讀并收藏。
第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教學目標
一、知識目標
1、使學生理解能量流動是生態(tài)系統(tǒng)的兩大功能量之一。
2、使學生了解生態(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。
3、使學生體會研究人員研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義。
二、能力目標
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)學生分析、綜合和推理的思維能力。
三、情感目標
通過討論“研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義”這一教學內(nèi)容,使學生理解科學是第一生產(chǎn)力的觀點。
教學建議
教材分析
這部分教學內(nèi)容主要從“生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動過程”、“生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的特點”和“人類研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義”這三個方面來闡明生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動問題。
生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點是本節(jié)的重點內(nèi)容之一;能量流動具有單向性和逐級遞減的原因是本節(jié)的難點之一。充分利用“賽達.伯格湖中能量流動定量分析”這一經(jīng)典的生態(tài)學實驗,是突破這一難點的關(guān)鍵,同時也是這部分教學內(nèi)容的精華所在,因為在指導學生討論這個實驗數(shù)據(jù)的過程中,可初步訓練學生的分析、推理能力。
“研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義”這一教學內(nèi)容,緊密聯(lián)系人類的生產(chǎn)生活實際,充分體現(xiàn)了“科學、技術(shù)、社會”觀點。
重難點分析
重點:生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。
(1)能量是一切生命活動的動力,也是生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。生物圈中每一個完整的生態(tài)系統(tǒng)都是一個能量輸入、傳遞和輸出的系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能量單向傳遞的全過程,叫做能量流動。這是生態(tài)系統(tǒng)功能的一個重要體現(xiàn)。
(2)指導學生分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程和特點的過程,也就是培養(yǎng)學生分析綜合和推理的思維能力的過程;同時,生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程,滲透著物質(zhì)運動和物質(zhì)普遍聯(lián)系的辯證觀點,是滲透辯證唯物主義觀點教育的極好素材。
(3)研究能量流動的過程和特點,一方面可以鞏固前面學習的食物鏈和食物網(wǎng)的知識,另一方面,也為研究生態(tài)系統(tǒng)的目的——服務于人類自身(能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠郑┐蚝没A(chǔ)。
難點:(1)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點
①能量本身是一個抽象的概念,能量流動也是抽象的,在學生原有的認知結(jié)構(gòu)中,對于能量的認識不是很充分,對于能量流動的過程和特點更是生疏,因而成為認知上的難點。教師引導學生分析時,應首先提示學生“能量是一切生命活動的動力”,生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的基礎(chǔ)也需要能量,再引導學生分析生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入、傳遞和輸出過程。
②對于能量流動特點的分析,引導學生從具體的能量流動過程分析出抽象的能量流動特點,組織學生分析必須有很好的切入點,采用設(shè)計合理的問題或提示分析的角度的方式引導學生分析能量流動的特點,教師在組織教學時要仔細考慮。
(2)能量金字塔的概念
能量金字塔是生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞效率的一種直觀表示方法,能量金字塔概念的提出是教學的難點,教師可以從如何直觀表示生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞效率的角度提出能量金字塔的概念,既有利于對能量金字塔概念的理解,又有利于對生態(tài)系統(tǒng)傳遞效率知識的理解。
教法建議
(1)“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程”,學生對這一概念的認識,是建立在對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的理解基礎(chǔ)上的,因此進入這部分學習之前,復習生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有關(guān)概念是必要的,特別是要讓學生理解:制約生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的重要因素之一是群落成員間的營養(yǎng)關(guān)系,即食物鏈和食物網(wǎng)。
(2)在“能量流動的過程”的教學中,可給出學生某個具體的捕食食物鏈,教師精心設(shè)計一些問題,讓學生分析、討論能量在食物鏈中的輸入、傳遞、散失過程,使學生易于理解能量流動的概念和能量流動的過程
(3)在“能量流動的特點”教學中,要充分利用一些經(jīng)典的生態(tài)學實驗,除了教材中提供的“CedarBog湖的能流分析”,還可補充一些其他生態(tài)學家所做的實驗加以分析、討論,然后讓學生把各營養(yǎng)級中的能量通過能量金字塔的形式描繪出來。這樣便于使學生理解:能量流動過程的定量分析,是研究能量流動規(guī)律的關(guān)鍵;定量實驗在研究生態(tài)學問題中的重要性。在學生分析、討論這些實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,概括出生態(tài)系統(tǒng)能量流動的兩個特點。
(4)在“研究能量流動的意義”的教學中,要特別注意與人類的生產(chǎn)生活實踐相聯(lián)系,可引導學生分析一些具體問題的基礎(chǔ)上,最終讓學生概括出:研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動規(guī)律,為的是能合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系,使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠郑瑫r還要保證生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。
教學設(shè)計方案(一)
教學目的
1、握生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。
2、解研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義。
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)能量流動的特點及其形成原因。
教學方法
引導探索、談話、討論相結(jié)合。
課時安排
一課時。
教學過程
復習:生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)是什么?
(回答:是食物鏈和食物網(wǎng)。)
復習:如果我們寫一個一般的食物鏈,就是:生產(chǎn)者→初級消費者→次級消費者,這么寫的意思是什么?
學生:是后一營養(yǎng)級以前一營養(yǎng)級為食的現(xiàn)象,后一營養(yǎng)級從前一營養(yǎng)級獲得了物質(zhì)和能量,物質(zhì)和能量就從前一營養(yǎng)級流動到后一營養(yǎng)級。我們現(xiàn)在就學習生態(tài)系統(tǒng)的能量是怎樣流動的。
提問:那么,能量是怎樣輸入生態(tài)系統(tǒng)的?能量流動的渠道是什么?能量流動的過程是怎樣的?請同學們閱讀教材“能量流動的過程”一段,并思考這些問題。
(在同學們閱讀后,分別請幾位同學總結(jié)這幾個問題。)
講述:生態(tài)系統(tǒng)流動的能量來自太陽能,即生態(tài)系統(tǒng)中能量的源頭是太陽。但并不是所有的太陽能都參與生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動,必須是輸入到生態(tài)系統(tǒng)的第一營養(yǎng)級的能量才能開始在生態(tài)系統(tǒng)中流動。怎樣輸入?依賴于生產(chǎn)者的光合作用把太陽能轉(zhuǎn)變成化學能。生產(chǎn)者固定的太陽能總量就是流經(jīng)這個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。它沿著食物鏈流動。
提問:輸入生態(tài)系統(tǒng)的能量是怎樣流動的?或者說,生產(chǎn)者固定的太陽能流向什么方向?
講述:生產(chǎn)者固定的太陽能有三個去處:一部分被自身的生命活動消耗了,即被呼吸作用分解了;儲存在體內(nèi)的能量一部分被初級消費者攝食同化流入下一營養(yǎng)級,沒被初級消費者利用的枯枝落葉和初級消費者攝食未消化而排出的糞便中的這一部分被分解者釋放出來。簡單他說,生產(chǎn)者固定的太陽能的三個去處是:呼吸消耗,下一營養(yǎng)級同化,分解者分解。對于初級消費者所同化的能量,也是這三個去處。并且可以認為,一個營養(yǎng)級所同化的能量=呼吸散失的能量十分解者釋放的能量十被下一營養(yǎng)級同化的能量。但對于最高營養(yǎng)級的情況有所不同。
提問:生態(tài)系統(tǒng)中能量流動有什么特點?形成這些特點的原因是什么?相鄰兩個營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率是多少?教材107頁也有兩個問題,請同學們帶著這些問題閱讀教材“能量流動的特點”一段,閱讀完后,可以討論一下這些問題。
(待同學們閱讀完后)現(xiàn)在請一位同學概括一下能量流動的特點。
是單向流動和逐級遞減。為什么是這樣呢?請繼續(xù)回答。
講述:對于單向流動來講,是說能量只能從前一營養(yǎng)級流向后一營養(yǎng)級,而不能反向流動,可以理解為肉食動物以植食動物為食,植食動物不能以肉食動物為食。植物與植食動物的關(guān)系也是如此。
對于逐級遞減來講,也是教材的第二個問題,一個營養(yǎng)級同化的能量,不能百分之百流向下一營養(yǎng)級,除了自身呼吸消耗外,還有一部分未被下一營養(yǎng)級利用。這就決定了能量越流越少。
在賽達伯格湖,第二營養(yǎng)級只獲得第一營養(yǎng)級同化能量的13.5%,第三營養(yǎng)級只獲得第二營養(yǎng)級同化能量的20%,能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率只有10%~20%,那么,其余80%~90%的能量哪里去了?請一位同學回答這個問題。
講述:對,被呼吸消耗,被分解者釋放,還有一大部分未被利用。未被利用的,可以理解為后一營養(yǎng)級不能利用的(如荒地中的草根)和后一營養(yǎng)級能利用而未利用的(如羊不可能將草地的草吃凈。這些未利用的能量除少量被分解者分解釋放外,它們或者進入別的生態(tài)系統(tǒng),如被河水沖向海洋,或者沉積在湖底成為有機質(zhì)沉積物,或者仍然是前一營養(yǎng)級的生存?zhèn)€體,保持了前一營養(yǎng)級的生產(chǎn)能力。
提問:在賽達伯格湖一個營養(yǎng)級所同化的能量,是怎樣分配的?
是未利用的呼吸的下一營養(yǎng)級同化的分解者釋放的。
提問:能量金字塔是什么含義?如以生物個體數(shù)量表示有無例外?(請一位同學回答)
講述:研究能量流動的意義在于使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠?。比如草原怎樣放牧產(chǎn)畜量高而草原又不退化?農(nóng)作物怎樣才能給人類提供更多的產(chǎn)品?教材中提到的辦法就是一個好辦法。假如給你一個池塘,你該怎樣經(jīng)營,才能最大獲益?請大家討論。
(討論后請幾個同學闡述他們的結(jié)論)
現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)一種叫做“生態(tài)農(nóng)業(yè)”的農(nóng)業(yè)經(jīng)營模式。這種經(jīng)營模式可以最小投入,得到最大收益。比如?;鶟O塘就是一例。(在此稍作解釋)
總結(jié):通過學習生態(tài)系統(tǒng)的能量流動,我們知道生態(tài)系統(tǒng)必須不斷地從外界獲取能量。能量是一切生命的動力,是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。能量流動維持各個營養(yǎng)級的生命和繁殖后代,使得一個生態(tài)系統(tǒng)得以存在和發(fā)展。
鞏固:
1.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?
2.俗話說,“一山不容二虎”,有沒有道理?為什么?
(這兩個問題可啟發(fā)學生根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量逐級遞減的規(guī)律分析,得出隨著營養(yǎng)級的升高,可利用的能量往往減少到很小的程度,以至不足以維持下一個營養(yǎng)級的存在。)
板書設(shè)計
三、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動
1.能量來源:太陽
2.能量輸入:生產(chǎn)者的光合作用
3.能量流動的渠道:食物鏈(網(wǎng))
4.能量流動的過程:光→生產(chǎn)者→初級消費者
5.能量流動的特點。單向流動,逐級遞減
6.能量流動的傳遞效率:10~20%
7.能量金字塔。
8.研究能量流動的意義
延伸閱讀
《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》教案
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《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》教案
一、教材分析
1.本節(jié)內(nèi)容的地位
本節(jié)在教材中屬于人教07版高中生物必修3穩(wěn)態(tài)與環(huán)境第5章第2節(jié)“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”,生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是物質(zhì)循環(huán)和能量流動,所以本節(jié)內(nèi)容是本章的重點之一。由于“能量”的概念比較抽象,學生已經(jīng)在物理、化學的學習中逐步建立了能量、能量傳遞、能量守恒等一些基本概念;在生物學中,學生已學習了“儲存能量的物質(zhì)”、“能量代謝”等內(nèi)容,這些都是理解本節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ),在教學中要緊緊依托這些知識。
2.教學重點和難點
生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是物質(zhì)循環(huán)和能量流動,本節(jié)的教學重點確定為:生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。由于“能量”的概念比較抽象,而生活中形成模糊混亂的前概念對本節(jié)內(nèi)容的影響,生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程成為難點,尤其是能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級過程難以整理清楚。
3.教學目標
二、學情分析及教學策略
1.學情分析
高中學生認知特點鮮明,他們喜歡發(fā)現(xiàn)式學習,討論式學習,批判式學習,抽象邏輯思維能力和自主學習能力都有了一定的發(fā)展,以“光合作用”和“呼吸作用”為基礎(chǔ),學生基本了解各營養(yǎng)級之間的能量變化關(guān)系。
2.教學策略
基于學情分析和創(chuàng)建活躍課堂思維的基本理念,確定了以情境問題驅(qū)動的自主、合作式建構(gòu)能量流動模型的教學策略。按照“感知——理解——應用”的認知過程,力求把“講堂”變?yōu)椤皩W堂”,使學生在教師設(shè)計的情景中,充分發(fā)揮其主觀能動性,讓他們?nèi)ジ兄?、體驗、思考;教師在整個教學過程中是學生學習的組織者、設(shè)計者和引導者。
三、教學過程
1.引入
假設(shè)你像魯濱遜那樣,流落在一個荒島上,那里除了有能飲用的水以外,幾乎沒有任何事物。你隨身尚存的食物只有一只母雞、15kg玉米。
你認為以下哪種方法能讓你存活更長時間:
1.先吃雞,再吃玉米。
2.先吃玉米,同時用一部分玉米喂雞,吃雞產(chǎn)下的蛋,最后吃雞。
學生回答,不論哪種答案,都要陳述理由,鍛煉了分析問題的能力同時充分調(diào)動了學習積極性。學生帶著問題完成課程學習,最后再陳述答案及依據(jù),學習的魅力便在這一猜測一匡正的過程中。
2.建構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)能量流動模型
人為什么吃雞?雞為什么吃玉米?
人吃雞得到雞的物質(zhì),同時獲得能量,理解能量流動離不開有機物這個載體。
能量是抽象的,但是能量以物質(zhì)為載體,此問題的設(shè)計是必須且必要的,得出分析能量流動的基本模式,與光合作用和呼吸作用聯(lián)系。
綠色植物通過光合作用將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能儲存在有機物中,能量就由環(huán)境流入綠色植物。通過呼吸作用部分能量以熱能的形式釋放,部分用于生長。
以“光合作用”和“呼吸作用”為基礎(chǔ),學生基本了解各營養(yǎng)級之間的能量變化關(guān)系。學生發(fā)現(xiàn)、討論式學習,板書展示學習結(jié)果,評價展示,進行批判式學習,建構(gòu)能量流動模型,抽象邏輯思維能力和自主學習能力都有了一定的發(fā)展。
ppt歸納能量流經(jīng)種群的共性
輸入種群的能量,經(jīng)自身呼吸作用散失一部分,其余的以可見有機質(zhì)的形式儲存到生物體,通過多種途徑被其他種群利用。
生態(tài)系統(tǒng)的其他種群也有類似的能量流動過程,玉米可以是生產(chǎn)者的代表,雞代表初級消費者,人代表次級消費者。
用文字條(生產(chǎn)者、初級消費者、次級消費者)替換板書上的玉米、雞、人,初步建立了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動模型。
思考回答有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的幾個細節(jié),交流展示:
《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》教學設(shè)計
能量是生物學的核心概念,要盡可能從分析學生已經(jīng)熟悉的內(nèi)容入手,以已具備的知識儲備初步建構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)能量流動模型。這個環(huán)節(jié)設(shè)計意圖是要充分暴露學生很多認識上的問題,正是有了問題的充分暴露才有有價值的辨析。這樣既能降低難度又能溫故知新,學生的思維的積極性也被充分調(diào)動起來。最后的思考回答落實了知識目標。
3.建立能量流經(jīng)初級消費者的模型
被初級消費者吃掉的生產(chǎn)者能量,稱為初級消費者攝入的能量,它們都被初級消費者同化了嗎?
學生認真研讀教材p94圖5—6,借助卡紙展示學習結(jié)果。
動物同化的能量是動物消化道內(nèi)被吸收的能量,吃進的食物不一定都能吸收。初級消費者同化的能量,被呼吸作用分解釋放一部分,剩余的用于生長發(fā)育和繁殖,用于生長發(fā)育和繁殖的能量被次級消費者攝入,其余的尸體殘骸被分解者利用。
這一部分難在理解能量流經(jīng)初級消費者的層次上,如果講述式教學,會聽得很順,但是不能理解。有一句話說得好:告訴我,我會忘記;做給我看,我會記住;讓我參加我就會完全理解。所以生物課堂盡可能讓學生參與,以提高課堂效率。
4.進一步細化生態(tài)系統(tǒng)能量流動模型,分析得出能量流動的特點
生態(tài)系統(tǒng)能量流動模型的生產(chǎn)者方框代表生產(chǎn)者什么的能量?含義一以貫之的觀點,消費者方框代表消費者同化的能量,那么初級消費者的糞便在圖中那個箭頭。
理解、分析、回答,交流展示ppt問題,得出能量流動的特點:逐級遞減。
原因:
(1)呼吸作用散失
(2)被分解者利用
(3)未被利用
單向流動:不可逆向、不可循環(huán),帶領(lǐng)學生分析理解同化作用、生產(chǎn)者的同化量、生產(chǎn)者固定的太陽能總量。
要能獲得和分析信息,得出結(jié)論。如果能通過教師引導學生自主或合作自然生成概念,不僅解決生物教學的要知其然知其所以然的要求,更是落實新課標的提升學生能力的目標。要時時處處將新課程標準落實在課堂教學的細微之處。
5.能量流動的概念
借助ppt能量流動的概念水到渠成。
最后學生分析解決引入環(huán)節(jié)的問題,小結(jié)本節(jié)課主要內(nèi)容。
四、板書設(shè)計
五、教學反思
學生的思維、體驗和內(nèi)化過程是別人無法替代的,所以旨在把科學知識作為培養(yǎng)學生思維能力的載體,為學生搭設(shè)一個自主學習、發(fā)現(xiàn)探究的“平臺”。
教師創(chuàng)設(shè)情景的思維過程,使學生學會在批判中思考,在思考中完善。培養(yǎng)了學生自主學習的習慣,嚴謹、開放的思維品質(zhì)。鍛煉了學生的邏輯分析能力,通過活動和課上的交流,體驗知識獲得的過程,體會同學間合作的魅力,嘗到學習的樂趣。
本節(jié)課的開放性較大,基于學生自主學習為主的課堂時間不好控制。學生的自主學習后要有必要的總結(jié)分析,以明確學習結(jié)果。
生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教案(1)
生態(tài)系統(tǒng)的能量流動
教學實施的程序
學生活動教師的組織和引導教學意圖
學生討論,畫出概念簡圖,并進行交流。提出問題:
1.在已學過的生物學知識中與能量相關(guān)的概念有哪些?
2.請用概念圖的形式,建立這些概念之間的聯(lián)系。在學生已有的知識基礎(chǔ)上建構(gòu)能量流動概念。
以圖的形式,聯(lián)系熟悉的生物或自身在個體水平說明能量流動的途徑,進而說明在種群中能量流動的途徑。分析、組織討論:
1.就一個生物個體(如人)而言,能量是如何輸入、儲存和散失的?
2.如果考慮一個種群,我們?nèi)绾窝芯磕芰康妮斎?、儲存和散失?/p>
小結(jié):(見教學策略圖)。認識研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的方法。
運用研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的方法,分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程,并進行交流。生態(tài)系統(tǒng)存在著:生產(chǎn)者→初級消費者→次級消費者的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。提出問題:
(1)能量是怎樣輸入生態(tài)系統(tǒng)的?
(2)能量流動的渠道是什么?
(3)能量流動的過程是怎樣的?達成本節(jié)教學目標。
學習“思考與討論”的素材,并進行交流。小結(jié):在生態(tài)系統(tǒng)中,能量的形式不斷轉(zhuǎn)換,如太陽輻射能通過綠色植物的光合作用轉(zhuǎn)變?yōu)閮Υ嬗谟袡C物化學鍵中的化學能;動物通過消耗自身體內(nèi)儲存的化學能變成爬、跳、飛、游的機械能。在這些過程中,能量既不能憑空產(chǎn)生,也不會消滅,只能按嚴格的當量比例由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。因此,對于生態(tài)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程,都可以根據(jù)熱力學第一定律進行定量計
算,并列出能量平衡表。
提示:能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動,很大部分被各個營養(yǎng)級的生物利用,通過呼吸作用以熱的形式散失。散失到空間的熱能不能再回到生態(tài)系統(tǒng)參與流動。因為至今尚未發(fā)現(xiàn)以熱能作為能源合成有機物的生物。
引入:賽達伯格湖的能量流動。認同能量守恒定律。
學生閱讀,討論完成“資料分析”要求的內(nèi)容。簡介林德曼研究的背景,說明定量研究的重要性,并指導學生閱讀教材中賽達伯格湖的能量流動圖解。
提出問題:
1.請用表格的形式,將圖中的數(shù)據(jù)進行整理。例如,可以將每一營養(yǎng)級上的能量“流入”和“流出”
整理成一份清單。
2.分析每一營養(yǎng)級上能量的“流入”和“出”是否平衡。
3.分析流到下一營養(yǎng)級的能量占流入該營養(yǎng)級能量的百分比。
4.流入某一營養(yǎng)級的能量,為什么不能百分之百地
流到下一個營養(yǎng)級?
5.通過以上分析,你能總結(jié)出什么規(guī)律?
小結(jié):林德曼的研究發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動具有
兩個明顯的特點。
引出:能量金字塔。這是本節(jié)教學的重點與難點。引導學生通過自主學習,理解能量流動的過程與特點。
學生討論,交流。
設(shè)計方案。討論:“問題探討”中的素材,引出“研究能量流動的實踐意義”。
提出問題:在我國農(nóng)村,很早以前就已有生態(tài)農(nóng)業(yè)的思想,“桑基魚塘”就是其中的一個例子。這種方法是:利用桑葉喂蠶,蠶沙(蠶糞)養(yǎng)魚,魚塘泥肥桑,在桑、蠶、魚之間形成了一個良性循環(huán)。隨著社會的發(fā)展,“桑
基魚塘”也不斷改進和完善。
請你設(shè)計一個改進“?;~塘”的方案,使能量更充分有效地得到利用。嘗試將所學知識運用于新情境中,解決實際問題,理解研究能量流動的實踐意義。
總結(jié):通過學習生態(tài)系統(tǒng)的能量流動,我們知道生態(tài)系統(tǒng)必須不斷地從外界獲取能量。能量是一切生命活動的動力,是生態(tài)系統(tǒng)存在的基礎(chǔ)。能量流動維持各個營養(yǎng)級的生命和繁衍,使得一個生態(tài)系統(tǒng)得以存在和發(fā)展。
板書設(shè)計
1、能量流動的概念和過程:
(1)概念:生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程
(2)過程:①輸入過程:生產(chǎn)者通過光合作用把太陽能轉(zhuǎn)化為化學能,固定在有機物中
②起點:生產(chǎn)者固定太陽能開始
③傳遞途徑:食物鏈和食物網(wǎng)
④轉(zhuǎn)化:生產(chǎn)者:光能→有機物中的化學能
消費者:食物中化學能→自身化學能
⑤散失:通過呼吸作用以熱能形式散失
⑥能量去向:(以能量在第一營養(yǎng)級的變化為例)
在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能的形式散失
用于生產(chǎn)者的生長、發(fā)育和繁殖等生命活動,儲存在植物的有機物中
隨著殘枝敗葉等被分解者分解而釋放出來
被初級消費者攝食,流入第二營養(yǎng)級
2、能量流動的特點:
(1)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是單向的
原因:能量流動只能從第一營養(yǎng)級流向第二營養(yǎng)級,再依次流向后面的各個營養(yǎng)級,不可逆轉(zhuǎn),也不能循環(huán)流動
(2)能量在流動過程中逐級遞減
3、研究能量流動的實踐意義
生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教案(2)
第五章第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動
教學
目標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)中的能量流動情況教方學法講述與學生練習、討論相結(jié)合
教
材
分
析重點生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。
難點能量流動過程、特點
教具多媒體、實物投影儀
程討論與總結(jié)
一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動
1.概念:生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程。
2.過程
(1)起點:從生產(chǎn)者固定太陽能開始,
(2)過程
(3)特點:單向流動,逐級第減
(4)研究目的:設(shè)法調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的能量流動方向,使能量流向使能量持續(xù)高效流向?qū)θ祟愖钜娴牟糠帧?/p>
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
〖資料分析〗學生思考回答,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464.662.813.52%
植食性動物62.812.620.06%
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〗學生思考回答,老師提示。
〖提示〗“桑基魚塘”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。
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效率。
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6687.5kg,計算公式是(12+18)/12×2675,這些葡萄糖儲存的能量是1.07×1011kJ(計算公式是EG=MG×1.6×107);
這些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×1010kJ(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1.3972×1011kJ(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=1.3972×1011/8.5×1012)。
典型例題
例1(2004年陜西、內(nèi)蒙卷)一個池塘有生產(chǎn)者(浮游植物)、初級消費者(植食
性魚類)、次級消費者(肉食性魚類)、分解者(微生物)。其中生產(chǎn)者固定的全部能量為a,流入初級消費者、次級消費者、分解者的能量依次為b、c、d,下列表述正確的是
A.a(chǎn)=b+dB.a(chǎn)>b+dC.a(chǎn)<b+dD.a(chǎn)<c+d
解析:一個生態(tài)系統(tǒng)中,流經(jīng)該系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能。該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者固定的全部能量是a,即流經(jīng)該系統(tǒng)的各個營養(yǎng)級的總能量是a,數(shù)值是最大的。這些能量一部分在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能形式散失到環(huán)境中,一部分用于自身的生長、發(fā)育、繁殖。在后一部分能量中,一部分隨植物遺體和殘枝敗葉等被分解者分解釋放出來,還有一部分沿著食物鏈流入初級消費者,除小部分能量隨動物糞便排出體外,其余被初級消費者同化。能量依次沿食物鏈單向流動、逐級遞減傳遞下去。本題正確答案是B。
目標檢測
1.右圖表示某湖泊生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu),a—e代表各營養(yǎng)級的生物,下列敘述不正確的是
A.共有3條食物鏈
B.各營養(yǎng)級中,能量最多的是c,生物個體數(shù)量最多的是a
C.若水體受有機磷農(nóng)藥輕度污染,則受害最嚴重的是a
D.若c所含能量為5.8×109kJ,d含1.3×108kJ,則a至少約含4.5×107kJ
2.在浮游植物→小魚→海豹→虎鯨這條食物鏈中,若虎鯨增加1kg體重,至少消耗浮游植物的量為
A、1kgB、10kgC、125kgD、1000kg
3.下列除哪項外.均為對生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能量流動特征的描述:
A、食物鏈和食物網(wǎng)是能量流動的渠道
B、食物鏈中初級消費者越多,次級消費者獲得的能量越多
C、單向流動,逐級遞減
D、食物鏈越短,可供養(yǎng)的消費者越多
4.某池塘生態(tài)系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的大陽能總值為a,全部消費者所利用的能量總值為b,全部分解者所利用的能量總值為c.那么,a、b、c三者之間的關(guān)系為:
A、ab,b=cB、a=b+cC、ab+cD、ab+c
5.在一個陰濕山洼草叢中,有一堆長滿苔蘚的腐木,其中聚集著螞蟻、蜘蛛、老鼠等動物。下面有關(guān)對陰濕山洼草叢及其生物等的敘述,正確的是
A.陰濕山洼草叢是一個生態(tài)系統(tǒng)B.陰濕山洼草叢中的動物是一個生物群落
C.陰濕山洼草叢中的螞蟻是一個種群D.苔蘚是異養(yǎng)生物,屬消費
6.右圖是一個陸地生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)模式圖,下列敘述中不正確的是
A.在該食物網(wǎng)中,共有5條食物鏈存在
B.在該食物網(wǎng)中,H處于三個不同的營養(yǎng)級
C.若B種群中各年齡期的個體數(shù)目比例適中,
則該種群的密度在一段時間內(nèi)會明顯變大
D.在該食物網(wǎng)中,如果C種群的數(shù)量下降10%,
則H的數(shù)量不會發(fā)生明顯變化
7.人們常用能量金字塔來說明生態(tài)系統(tǒng)中哪兩者之間的關(guān)系
A.能量與營養(yǎng)級B.能量與個體大小
C.能量與個體數(shù)量D.能量與生物代謝類型
8.某一生態(tài)系統(tǒng)中,已知一只鷹增重2kg要吃l0kg小鳥;小鳥增重0.25kg要吃2kg昆蟲;而昆蟲增重100kg要吃1000kg綠色植物。在此食物鏈中這只鷹對綠色植物的能量利用百分率為
A.0.05%B.0.5%C.0.25%D.0.025%
9、一個完整的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括
A.生態(tài)系統(tǒng)的成分、食物鏈和食物網(wǎng)B.生產(chǎn)者、消費者和分解者
C.物質(zhì)循環(huán),能量流動D.生產(chǎn)者、消費者和分解者和無機環(huán)境
10.某草原上長期生活著野兔、狐和狼,形成一個相對平衡的生態(tài)系統(tǒng)。經(jīng)測定,其各種生物所含能量如下表(能量單位:kJ(km2a)-1)
生物種類草兔狐狼
所含能量9.9×1091.5×l092×1081.3×108
則該生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈(網(wǎng))可表示為
A.草兔狐狼B.草兔狼狐
狼狼
C.草兔D.草兔
狐狐
11、對某生態(tài)系統(tǒng)能量流動進行部分測定,粗略的結(jié)果如下圖所示(單位:kJ/m2a)該生態(tài)系統(tǒng)凈初級生產(chǎn)量(初級生產(chǎn)量是指在生態(tài)系統(tǒng)中某一食物鏈內(nèi)生產(chǎn)者所能固定的這部分太陽輻射能量,即生產(chǎn)者所生產(chǎn)出的有機物的能量)是
A.6690
B.4620
C.780
D.5570
12.在由草、兔、狐組成的一條食物鏈中,兔經(jīng)過同化作用所獲得的能量,其去向不應該包括
A.通過兔的糞便流入到分解者體內(nèi)的能量B.通過兔的呼吸作用釋放的能量
C.通過狐的糞便流入到分解者體內(nèi)的能量D.流入狐體內(nèi)的能量
13、右圖表示a、b、c三地區(qū)森林土壤有機物分解狀況,
則分解者的作用強弱依次是
A、ac=b
B、cba
C、c=ba
D、abc
14.假若某生態(tài)系統(tǒng)有四種生物,并構(gòu)成一條食物鏈a→b→c→d,在某一時間分別測得這四種
生物a、b、c、d所含的有機物總量分別為m1、m2、m3、m4。下列敘述中,不正確的是
A.四種生物中所含的能量歸根到底來自于a通過光合作用固定的太陽能
B.在一段時間內(nèi),若b種群數(shù)量增加,則a種群數(shù)量下降,d種群數(shù)量增加
C.若m1<5m2,則生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性就會遭到破壞
D.d個體所含的有機物的質(zhì)量一定比c個體所含的有機物的質(zhì)量小
15、如果一個人食物有1/2來自綠色植物,1/4來自小型肉食動物,1/4來自羊肉,假如傳遞效率為10%,那么該人每增加1千克體重,約消耗植物
A、10千克B、280千克C、100千克D、28千克
16.(多選題).下列敘述,錯誤的是
A.當狼吃掉一只兔子時,就獲得了兔的全部能量
B.當狼捕食兔子并經(jīng)同化作用合成了自身的有機物時,能量就從第一營養(yǎng)級流入了第二營養(yǎng)級
C.生產(chǎn)者通過光合作用制造了有機物時,能量就由非生物環(huán)境流入了生物群落
D.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是往復循環(huán)的
17.(多選題).下列說法正確的是
A、只要時間允許,棄耕農(nóng)田有可能形成樹林
B、在群落演替中,動物是依賴于植物而出現(xiàn)的
C、在群落演替中,苔蘚的出現(xiàn)比地衣早
D、人類活動會改變?nèi)郝溲萏娴乃俣?,但不會改變其方?/p>
18.(多選題).下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中分解者的敘述,正確的是
A.各種細菌、真菌都是分解者
B.將動植物遺體中的有機物分解成無機物,供生產(chǎn)者再利用
C.有的動物也能成為分解者
D.在分解動植物遺體時,將有機物中的能量釋放出來,供生產(chǎn)者再利用
19.(多選題).下列有關(guān)食物鏈的說法中,正確的是
A.在生態(tài)系統(tǒng)中,生物種類越復雜,個體數(shù)量越龐大,食物鏈就越多
B.自然生態(tài)系統(tǒng)中,沿著食物鏈的方向,能量逐級遞減
C.在不同的食物鏈中,根據(jù)動物的食性,每種動物只能歸屬于某一特定的營養(yǎng)級
D.陸地生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中,營養(yǎng)級越高的生物,占有的碳元素越少
20圖30—2表示一生態(tài)系統(tǒng)中生物種類間的相互關(guān)系,圖中各種類均生活在退潮后暴露出的巖石上,其中海藻、藤壺、貽貝和??讨趲r石表面,海星、石鱉和石械則在巖石表面來回爬動找尋食物,圖中的數(shù)字表示海星食物中各種類所占的比例(%)。
①此生態(tài)系統(tǒng)中處于第三營養(yǎng)級的種類有
。兩者既有捕食關(guān)系又有競爭關(guān)系的種類是____________________________。
②當除去全部海星一年后,與對照地區(qū)相比,該處生物種類組成發(fā)生了很大的變化,其中_________成為優(yōu)勢種,而石鱉和石械數(shù)量大為減少,其原因是_______________________。
21.(9分)根據(jù)右側(cè)生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)簡圖,請據(jù)圖回答:
(1)該食物網(wǎng)中的肉食動物是 ,含能量最多的是,A生物與E生物的關(guān)系是 。
(2)若B生物種群總能量為7.1×l09kJ,A生物種群總能量
為2.3×108kJ,從理論上計算C儲存的總能量最少為 kJ。在該生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程中B生物種群的能量除了圖中所示的分配外,其余能量的去向還有
①
②___________________、
③_________________________。
(3)若A種群生物量減少,E和D種群將如何變化?
(4)右圖是食物鏈“樹→昆蟲→食蟲鳥”的兩個金字塔。
其中左邊為金宇塔,右邊為 金字塔。
參考答案
1-5.BCACA、6-10.CACAD、11-15.DADDB、16.ABD、17.AB、18.BC、19.ABD
20.海星、荔枝螺、??P呛屠笾β茛谔賶靥賶卮罅糠敝常紦?jù)了巖石表面,使海藻不能生長,石鱉和石槭因失去食物而數(shù)量減少。
21.(9分)(1)C;B;競爭(2)4.8×107;一部分能量用于自身呼吸作用被消耗掉;一部分用于B生物的生長、發(fā)育和繁殖等生命活動,儲存在B生物的有機物中;-部分能量隨著遺體、殘枝敗葉被分解者分解(3)先增加后減少,最終恢復動態(tài)平衡(4)數(shù)量;能量;