《生態系統的能量流動》教學設計

【三維目標】

1.知識與技能

（1）了解生態系統能量流動的概念。

（2）掌握生態系統能量流動的過程和特點。

2.過程與方法

（1）將師生討論交流、教師引導與啟發學生層層探究相結合，將知識化難為易，培養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系統的能量流動過程和特點，培養分析、綜合和推理能力。

3.情感態度與價值觀方面

（1）認同生物與環境是統一整體，初步形成生態學的觀點。

（2）聯系生產、生活實際，激發學生學習生物科學的興趣，培養關心科學發展，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】

生態系統能量流動的過程和特點

【教學難點】

生態系統能量流動的過程和特點

【教學策略】

1.由問題探討引入本節內容。

2.借助具體食物鏈分析能量流動的過程。

【教學過程】

【創設情境】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和能量，兔子通過吃草獲得物質和能量。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，分析能量流經第二營養級示意圖。總結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。強調這里的草、兔子、鷹分別代表了一個營養級。帶領學生分析課本94頁生態系統能量流動示意圖。強調生產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，因此生態系統需要生產者源源不斷固定的太陽能，才能保證生態系統能量流動的正常進行。

【過渡】下面分析一個湖泊生態系統的能量流動情況。

【多媒體展示】賽達伯格湖能量流動圖解。第一營養級同化的能量為464.6，第二營養級同化的能量為62.8，第三營養級同化的能量為12.6（單位均為焦1平方厘米1年），營養級越高，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】流入某營養級的能量，為什么不會全部流入下一個營養級？

【講述】某營養級的能量主要有以下去向：部分通過該營養級呼吸作用散失；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級不能利用的（草根）和后一營養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，或仍然是該營養級的生存個體，或進入別的生態系統（如被河水沖向海洋），或沉積在湖底成為有機質沉積物。所以，流入某營養級的能量不可能全部流入下一營養級。能量傳遞效率為10%—20%（解釋，并強調與此有關的計算）。

【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級順序是不可逆轉的。能量總是由第一營養級流入第二營養級，再流入第三營養級。各營養級的總能量總是趨向于以細胞呼吸產生熱能而散失掉，而熱能又是生物不可再利用的能量。總結出能量流動的第二個特點：單向流動（只能由低營養級到高營養級，不逆轉，也不循環）。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，將單位時間內各營養級所得能量數值按低營養級到高營養級的順序繪制成圖，成金字塔圖形，叫能量金字塔。從能量金字塔可以看出，生態系統中，營養級越多，能量在流動過程中消耗得就越多。所以生態系統的能量流動一般不超過4—5個營養級。

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

【小節】最后小結本節課的內容

【板書設計】

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

2.能量流動的過程

（1）起點：從生產者固定太陽能開始

（2）總值：是生產者所固定的太陽能總量

（3）渠道：食物鏈和食物網

（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，不循環