第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

1、第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動（第 1課時）教材分析生態(tài)系統(tǒng)的能量流動這一課題是人教版生物必修3穩(wěn)態(tài)與環(huán)境模塊第五章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性的第2節(jié)。生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞，所一方面可以鞏固前面所學(xué)的食以本節(jié)內(nèi)容是本章的重點(diǎn)之一。研究能量流動的過程和特點(diǎn)，物鏈和食物網(wǎng)的知識，另一方面也為研究生態(tài)系統(tǒng)的目的打好基礎(chǔ)。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容不但本身聯(lián)系非常密切，而且與其他各部分知識聯(lián)系也非常密切，如呼吸作用、光合作用等，因而在教學(xué)中要注意知識之間的聯(lián)系。教學(xué)目標(biāo) 知識與技能分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點(diǎn)，嘗試研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。 過程與方法（1）理解生態(tài)系統(tǒng)能量流動的模型建立。（2）嘗

2、試運(yùn)用系統(tǒng)分析法分析生物學(xué)上的問題。 情感、態(tài)度與價值觀（1）認(rèn)同生物與環(huán)境的統(tǒng)一性。（2）初步形成生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)，確立辯證唯物主義自然觀和世界觀。 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法（1）借助于某一具體的食物鏈，讓學(xué)生分析能量流動的過程；（2）教師引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)據(jù)來分析能量流動的特點(diǎn)，在學(xué)生歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上，教師闡述 生態(tài)系統(tǒng)能量流動具有的兩個特點(diǎn)。教學(xué)方法引導(dǎo)探索、分組討論、學(xué)案導(dǎo)學(xué) 教學(xué)過程 復(fù)習(xí)導(dǎo)入：（1）生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成成分及其關(guān)系（2 ）在已學(xué)過的生物學(xué)知識中與能量有關(guān)的物質(zhì)、概念、生理過程有哪些？一、能量流動的概念能量流動是指生態(tài)系統(tǒng)中的能量輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。研究能量流動可以是個

3、體水平上，也可以在群體水平上， 研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一般在群體水平上。二、能量流動的過程（以一條食物鏈為例）思考：進(jìn)入生產(chǎn)者的能量去向是怎樣的？初級消費(fèi)者如何獲得能量？獲得的能量有哪些去路？次級消費(fèi)者呢? 學(xué)生用所給材料表示生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。課本94頁思考與討論。（1）能量流動的源頭是什么？能量流動從哪里開始？能量是怎樣流入生態(tài)系統(tǒng)的？（2）（3）（4）（5）小結(jié):1、能量流動的起點(diǎn)：從生產(chǎn)者經(jīng)光合作用所固定太陽能開始的，流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能 量是指生產(chǎn)者固定的太陽能的總量。2、能量流動的渠道：食物鏈和食物網(wǎng)。能量在各營養(yǎng)級之間的流動主要是通過食物關(guān) 系進(jìn)行的。3、各營養(yǎng)級的能量來源:生產(chǎn)者

4、：來自太陽能 各級消費(fèi)者：來自上一營養(yǎng)級 注：說明分解者的能量來源：來自生產(chǎn)者和消費(fèi)者呼吸消耗下一營養(yǎng)級同化分解者分解熱能是能量流動的最終歸宿。(熱能是不能重復(fù)利用的，所以能量)4、能量的傳遞：5、能量的散失： 流動是單向的，不循環(huán)的。6、能量的轉(zhuǎn)化：光能7生物體有機(jī)物中的化學(xué)能7熱能三、能量流動的特點(diǎn)介紹美國生態(tài)學(xué)家林德曼對賽達(dá)伯格湖的研究：大約賽達(dá)伯格湖是一個天然的高原湖泊，氣候較為寒冷，人口稀少，保留了原始景觀,50公頃，是一個較小且封閉的湖泊。美國有許多湖泊，為什么林德曼會選擇這樣一個小湖來研究呢？對湖小魚吃蝦米”中(湖小，生物少；較為封閉，自然的，人為的干擾因素較少，可降低研究難度)

5、 介紹林德曼的研究方法： 湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)實(shí)地研究和實(shí)驗(yàn)室水生生態(tài)箱試驗(yàn)相結(jié)合， 中各種生物所含的能量進(jìn)行定量測定。林德曼還從中國諺語“大魚吃小魚， 得到啟發(fā)：要從食物鏈的角度來進(jìn)行研究。教師引導(dǎo)分析賽達(dá)伯格湖的能量流動圖解，學(xué)生填表，各小組要結(jié)合教材，討論問題, 得出結(jié)論。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思考：(1) 計(jì)算賽達(dá)伯格湖的生態(tài)系統(tǒng)中，第一營養(yǎng)級獲得的能量是多少？能量從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級占生產(chǎn)者所固定能量的百分比是多少？第二營養(yǎng)級流人第三營養(yǎng)級的能量,占初

6、級消費(fèi)者所同化的能量總量的百分比是多少？(2) 流入某個營養(yǎng)級的能量，為什么不能百分之百地流向后一個營養(yǎng)級？(3) 能量能不能從下一營養(yǎng)級反向流向第一營養(yǎng)級？為什么？為什么食物鏈一般不超(4) 從能量流動的角度討論，如何理解“一山不能容二虎”？過五個營養(yǎng)級？小結(jié):能量流動的特點(diǎn)1.單向流動單向流動是指能量只能從前一個營養(yǎng)級流向后一個營養(yǎng)級，而不能反向流動單向流動的原因是： 食物鏈中各營養(yǎng)級的順序是不可逆轉(zhuǎn)的，這是長期自然選擇的結(jié)果。各營養(yǎng)級的能量大部分以呼吸作用產(chǎn)生的熱能形式散失，這些能量是生物無法利用 的。2. 逐級遞減逐級遞減是指輸入到一個營養(yǎng)級的能量不能百分之百地流入到下一個營養(yǎng)級，能量

7、 在沿食物鏈流動的過程中逐級減少。逐級遞減的原因： 各營養(yǎng)級的生物都因呼吸消耗了絕大部分能量 各營養(yǎng)級總有一分生物未被下一營養(yǎng)級利用3. 能量傳遞效率：10%20%4. 能量金字塔（1）能量金字塔 能量沿食物鏈流動時逐級遞減，營養(yǎng)級越多，消耗的能量就越 多，因此可以將單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級的能量數(shù)值，由低到高 繪制成圖，這樣就形成一個正金字塔圖形，就叫做能量金字塔。在能量金字塔中，營養(yǎng)級別越低，占有的能量越多，反之，越少。 能量金字塔絕不會倒置。從能量金字塔中可以看出： 在生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量流動過程中消耗的能量 就越多。而之所以呈現(xiàn)金字塔形， 是因?yàn)橥ǔＧ闆r下， 能量從上一個營養(yǎng)級傳

8、遞到下一個營 養(yǎng)級，平均傳遞效率為 10%20%o能量金字塔每一臺階的含義：代表食物鏈中每一營養(yǎng)級生物所含能量多少。 能量金字塔形狀的象征含義：表明能量流動沿食物鏈流動過程具有逐級遞減的特性。（2）數(shù)量金字塔（用生物體數(shù)目來表示）以每個營養(yǎng)級的生物個體數(shù)量為依據(jù)繪制的金字塔。但會出現(xiàn)有的生物個體數(shù)量很少而每個個體的生物量很大的情況，所以也會出現(xiàn)倒置的現(xiàn)象。QHlTF數(shù)量金字塔每一臺階的含義：表示每一營養(yǎng)級生物個體的數(shù)目。數(shù)量金字塔形狀的象征含義：因?yàn)樵诓妒虫溨?，隨著營養(yǎng)級的升高，能量越來越少，而 動物的體形一般越來越大，因而生物個體數(shù)目越來越少。實(shí)例生物數(shù)量金字塔：人們對一片草地上的所有生物成

9、員作了統(tǒng)計(jì)：三級消費(fèi)者（肉食動物、吃小鳥的鷹）3只次級消費(fèi)者（肉食動物、吃昆蟲的小鳥）354904 只初級消費(fèi)者（草原動物、昆蟲）708624 只生產(chǎn)者（野草）5842424 株課堂小結(jié)本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點(diǎn)，了解了什么是能量流動。典型例題、初級消費(fèi)者（植食例1（ 2004年陜西、內(nèi)蒙卷）一個池塘有生產(chǎn)者（浮游植物）性魚類)、次級消費(fèi)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(fèi)者、次級消費(fèi)者、分解者的能量依次為b、C、d,下列表述正確的是A. a=b+dB. a> b+dC. av b+dD. av c+d分析： 一個生態(tài)系

10、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。這些能還有一量一部分在生產(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,部分沿著食物鏈流入初級消費(fèi)者, 除小部分能量隨動物糞便排出體外, 其余被初級消費(fèi)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。例2 .在“草7羊7狼”這條食物鏈中，若狼每增加A5kgB 10kgC 25kg分析： 本題是對能量流動過程中， 養(yǎng)級之間的能量傳遞效率為 100kg (1- 10%- 10%，用 的傳遞效率來計(jì)算的。故選項(xiàng)1kg，至少要消耗草多少 kg ?(D100kg 各營養(yǎng)級之間能量傳遞效率的應(yīng)用。 一是應(yīng)當(dāng)牢記相鄰營 10%20%；二是要理解題干中 “至少” 的含義。 用 10%算出的是 20%算出的是 25 kg(1-