高二生物《生态系统的能量流动》教案.docx
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1、高二生物生态系统的能量流动教案高二生物生态系统的能量流淌教案设计 高二生物生态系统的能量流淌教案设计 一、教材及学习任务分析 生态系统的能量流淌一般课程标准试验教材(人教版)生物必修模块3第五章其次节的内容。它是本章第一节的学问延长,是生态系统的三大功能中最重要的一个功能。生态系统中的能量流淌揭示了能量在生态系统中的流淌过程和特点。能量的流淌在整个生态系统中,不论从个体层面还是群体水平,都是存在的。我们学习时,一般在群体水平上探讨,这种将群体看作是一个成天的方法在以后的学习中会常常用到。 同时,在本节的学习过程中,我们须要驾驭能量流淌的概念以及能量流淌的方式和过程。能过具象化的表示或阐述能量流
2、淌的流程。能够概述能量流淌在实际生活中的意义。尝试调查四周生态系统中的能量流淌状况。 二、学习对象分析 生态系统的能量流淌是建立在生态系统的结构基础之上的,它体现了生态系统的功能。同学们已经学习了生态系统的结构,对生态系统有基本的了解,但是缺乏将个体看做一个整体进行系统性分析的实力,这样会导致分析能量流淌时以个体的视角谛视,无法深刻领悟能量流淌的内涵。同时学生缺乏具象化思维实力,可能会无法分清能量流淌的过程和方向。 三、教学目标的确立 1、理解生态系统中能量的来源,流淌渠道和探讨目的。 2、概述能量流淌的特点。 3、说出探讨能量流淌的实践意义。 1、运用数据分析能量流淌的特点。 2、尝试调查农
3、田生态系统中能量流淌状况。运用所学学问,分析和处理相关数据,计算能量利用效率。 关注农业发展和生态农业的建设,形成生态学观点。认同科学服务于社会观点。 四、学习重点和难点 生态系统能量流淌的过程和特点 五、学习探讨目标 1.在群体水平上分析能量流淌的过程。 2.阐述能量流淌在实际生活中的意义 六、学习思路设计 本节教学可以从“问题探讨”动身,引发学生的探讨,在学生探讨的过程中,引导学生从能量角度考虑,并提示学生“生命活动离不开能量,生物须要不段的获得能量才能够生存”。进一步引导学生“那么什么是能量呢?能量一般以什么样的形式出现呢?不同的生物获得能量的方式是如何的呢?”在一步步的引导中,学生能够
4、渐渐明确能量的存在形式,可以将抽象的“能量”概念具象为“食物,阳光”等实物。 然后再进一步的引导学生回答“是不是获得了能量以后,全部的能量都被利用呢?能量是沿着什么线路进行流淌的?”。其目的在于引起学生对能量流淌的短暂性思索,铺垫后面的学问内容。 在学生探讨的基础之上,提出能量流淌的概念。然后引导学生“我们如何探讨能量流淌最能够直观的表现能量流淌的脉络呢?” 七、学习打算 网络资料的打算:制作能量流淌的多媒体视频 八、课时支配:1课时 九、具体学习过程 老师活动:同学们,假如你们流落到荒岛,身边只有一只鸡和袋玉米,那么有两种食用的方法: 先吃鸡,再吃玉米 先吃玉米,然后用一部分玉米喂鸡,鸡生下
5、蛋,然后吃鸡蛋,最终在吃鸡。 这两种方法大家觉得哪一种会使你存活的时间更长,能够等待到救援呢? 学生活动:小组探讨。有部分同学认为第一种更好,有同学认为其次种更好。 老师活动:不管大家选择哪种,能不能说明缘由呢? 学生活动:小组探讨 老师活动:其实这个问题里面隐藏着一个非常重要的学问。那就是能量,生命活动离不开能量,生物须要不断的从外界获得能量才能维持自身的生命活动。从外界获得能量的最重要的方式就是摄食。刚才的问题的实质其实是想让大家考虑,那种能量的利用方式是最合理的。 学生活动:难倒两种能量的利用方式有什么不同吗? 老师活动:的确有所不同,因为能量的流通方式的问题,大家回忆一下我们以前学习过
6、的食物链和食物网,能不能得出能量流淌的途径呢? 学生活动:由于获得能量的方式主要是捕食,而食物网和食物链恰好是以捕食的关系建立起来的,所以我们认为能量的流淌就是以食物链为流通途径的。 老师活动:特别好,那么让我们一起以一条食物链为例来分析一下能量的流淌特点吧。 草蚂蚱麻雀老鹰 老师活动:首先请大家一起探讨第一个问题,能量既然在食物链中流淌,那么这条食物链中的能量起源在哪里,是如何获得的? 学生活动:这条食物链中的能量起源应当是“草”中的能量,而“草”的能量来源应当是自己汲取的太阳的能量。 老师活动:特别正确,能量的来源的确是太阳能,但是在这里大家留意一点,太阳的能量到达地球,并不是会百分之百的
7、被植物所汲取,植物只能汲取其中的一部分,而绝大部分的能量会散失到四周的环境中。所以能量的来源应当是:植物所固定下来的太阳能。 老师活动:那么接下来的能量流淌方式呢? 学生活动:草被蚂蚱吃掉,因此能量就流入到蚂蚱的体内了 老师活动:草拥有的能量是不是百分之百的流入到蚂蚱体内呢? 学生活动:不会。 老师活动:的确不会,草所含有的能量首先要维持自身的生命活动,包括呼吸,生长发育,繁殖等。因此蚂蚱最终获得的只是其中一部分的能量。接下来请大家一起看一个能量流淌的视频短片。 老师活动:播放“能量流淌的过程”。 老师活动:从中我们可以看出能量流淌的什么特点呢? 学生活动:能量随着食物链的流淌,越来越少,而且
8、只有一个方向。 老师活动:是的,这就是能量流淌的最重要特征:单向流淌,逐级递减。能量如何流淌是很多生物学家特别关切的问题,仅仅做定性的分析是不够的,还须要试验数据的支持。俗话说:“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米。”这句简洁的话语包含着重要的生态学原理。美国生态学家林德曼结合自己对赛达伯格胡的能量流淌进行了调查,并且提出了能量流淌的“非常之一”定律。那么我们接着看看一位生物学家林德曼的探讨,大家用数据来表明能量流淌的特征。 老师活动:组织学生分析,归纳,整合数据。 老师活动:依据数据我们可以更直观的看到,能量在流淌的过程中是始终削减的,而且每个养分级之间的传递效率只有10%-20%。那么现在大家再来探讨
9、一下最初的问题,那种方式更适合呢? 学生活动:第一种方式,因为食物链很短,能量流失的较少。 老师活动:俗话说,“一山不容二虎”,请从能量流淌角度分析其可能缘由。 学生活动:分析能量流淌规律,理解能量流淌金字塔。 老师活动:很好,那么能量流淌的学问在我们实际生活中会有什么样的应用呢?请大家分析这几种状况: 稻田里面去除杂草。 桑基鱼塘 学生活动: 探讨桑基鱼塘的合理性 探讨得出:可以使能量流向人类更须要的方向。 老师活动:结合以上资料,试着分析探讨能量流淌对于生产实践有何意义?能不能变更生态系统能量流淌的规律?请大家在探讨思索,在我们身边生活或者农业生产过程中有没有相关的实例? 学生活动:探讨身
10、边的沼气池的建设以及农业生态观光园中的各种能量流淌实例。 总结归纳:本节课我们探讨了生态系统的能量流淌,通过学习我们知道能量的流淌遵循的是单项流淌逐级递减的规律。而且能量是我们生命活动中必不行少的。大家肯定要分清晰能量在流淌的过程中的去向,这样有助于我们提高能量的利用效率。 十、作业布置: 实地调查本地农田生态系统,以小组为单位探讨其成分,画出该生态系统的食物链和食物网,并分析其中的生态系统能量流淌状况,并提出相应改进看法。 通过资料查阅我国现有生态农业的经典模式都有哪些?他们的优势在哪里?哪些可以为我们本地所用? 生态系统能量流淌例谈生态系统“能量流淌”学问中的几个特别问题“能量流淌”是生态
11、系统的重要功能之一。在中学生物学问中,能量流淌与物质循环的关系、能量流淌的特点、能量传递的效率等学问共同构成了以“生态系统的能量流淌”为中心的学问体系。然而在“能量流淌”学问中,仍存在一些易被忽视或不常见的问题,如“能量值”的表示方式、最值的计算、能量流淌与生态系统稳态的关系等。本文就此结合教材谈一谈对这些问题的相识,望能对教与学有所帮助。一、能量流淌的几种“最值”计算由于一般状况下能量在两个相邻养分级之间的传递效率是10%20%。故在能量流淌的相关问题中,若题干中未做详细说明,则一般认为能量传递的最低效率为10%,最高效率为20%。所以,在已知较高养分级生物的能量求消耗较低养分级生物的能量时
12、,若求“最多”值,则说明较低养分级生物的能量按“最低”效率传递,若求“最(至)少”值,则说明较低养分级生物的能量按“最高”效率传递。反之,已知较低养分级生物的能量求传递给较高养分级生物的能量时,若求“最多”值,则说明较低养分级生物的能量按“最高”效率传递,若求“最少”值,则说明较低养分级生物的能量按“最低”效率传递。这一关系可用下图来表示。1.以生物的同化量(实际获得量)为标准的“最值”计算例1.下图为某生态系统食物网简图,若E生物种群总能量为,B生物种群总能量为,从理论上计算,A贮存的总能量最少为()A.B.C.D.解析:由图可知D为生产者,要使A获得的能量最少,则必需保证三个条件,即:一是
13、能量来源途径最少;二是能量传递效率最低(按10%算);三是食物链要最长。故从理论上讲,与A贮存的总能量最少相关的食物链不行能是DA,也不行能是DA、DECA同时存在,只能是DECA。为此,E的能量在传递给A的途径中,只有确保:E在传递给B时用去的能量最多;E的总能量减去传递给B的后再传给C时效率最低;C在传递给A时效率最低,结果才能使A获得的能量最少。所以据此计算得A贮存的总能量最少为故答案选B项。2.以生物的积累量为标准的“最值”计算例2.已知某养分级生物同化的能量为1000kJ,其中95%通过呼吸作用以热能的形式散失,则其下一养分级生物获得的能量最多为()A.200kJB.40kJC.50
14、kJD.10kJ解析:本题具有较大的迷惑性,极易错选A项。由于该养分级的能量95%通过呼吸作用以热能的形式散失,故积累的能量只有5%,因而其最多也只有5%(即5%100050kJ)的能量传递给下一养分级。因此答案选C项。二、能量值的几种不同表示方式及相关计算“能量值”除了用“焦耳”等能量单位表示外,在很多生物资料中,其还可用生物量、数量、面积、体积单位等形式来表示,因而使能量流淌关系有了更加丰富的内涵,但是不管用何种单位形式表示,通常状况下能量的传递效率都遵循“10%20%”的规律,下面结合一些例子分别加以阐述。1.能量(单位)表示法及计算以能量(单位)#0;#0;“焦耳”表示能量值的多少是“
15、能量流淌”学问中最常见的形式。在以“焦耳”为单位的能量传递过程中,各养分级的能量数值呈现出典型的“金字塔”形,不行能出现倒置。1.1以生物体同化量的总量为特征的计算如例11.2以ATP为特征的计算这种形式的能量计算是建立在物质氧化分解的基础上的,它常涉及利用呼吸作用或光合作用的反应式。例3:在能量金字塔中,假如生产者在光合作用过程中产生240mol的氧气,其全部用于初级消费者分解血糖,则其释放并贮存在ATP中的能量最多有()可被三级消费者捕获?A.B.C.D.解析:依据有氧呼吸反应式,可知240mol的氧气能分解40mol的葡萄糖,又由于每摩尔葡萄糖彻底氧化分解产生的能量有1161kJ转移到A
16、TP中,故初级消费者产生的ATP中的能量最多有“”被三级消费者捕获。答案选C项。2.生物量(质量单位)表示法及计算例4:假如一个人食物有1/2来自绿色植物,1/4来自小型肉食动物,1/4来自羊肉,假如传递效率为10%,那么该人每增加1千克体重,约消耗植物()A.10千克B.28千克C.100千克D.280千克解析:解答本题时,首先应画出食物网,然后依据食物网和题干信息来解答。通过“植物人”这条链计算出消耗植物的量为0.510%5千克;通过“植物植食动物小型肉食动物人”这条链计算出消耗植物的量为0.2510%10%10%250千克;通过“植物羊人”这条链计算出植物的量为0.2510%10%25千
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