生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

課題

本節(jié)課是第五章《生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性》第二節(jié)內(nèi)容，這部分

教學(xué)內(nèi)容主要從“生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動(dòng)過程”、“生態(tài)系統(tǒng)中能量

,流動(dòng)的特點(diǎn)”和“人類研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義”這三個(gè)方面

來闡明生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)問題。

對學(xué)生來說能量的流動(dòng)是一個(gè)新問題，注重引導(dǎo)學(xué)生明確物質(zhì)

是能量的載體，從而得出能量流動(dòng)沿著食物鏈進(jìn)行的結(jié)論?！澳芰俊?/p>

是科學(xué)教育中的核心概念，高中學(xué)生已逐步建立了能量、能量傳遞、

能量守恒等一些基本概念；在生物學(xué)中，學(xué)生已學(xué)習(xí)了“儲(chǔ)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

教材分析學(xué)中要緊緊依托這些知識(shí)。生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)是本節(jié)

的重點(diǎn)內(nèi)容之一；能量流動(dòng)具有單向性和逐級(jí)遞減的原因是本節(jié)的

難點(diǎn)之一。充分利用“賽達(dá)?伯格湖中能量流動(dòng)定量分析”這一經(jīng)典

的生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)，是突破這一難點(diǎn)的關(guān)鍵，同時(shí)也是這部分教學(xué)內(nèi)容

的精華所在，因?yàn)樵谥笇?dǎo)學(xué)生討論這個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的過程中，可初步

訓(xùn)練學(xué)生的分析、推理能力。

“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散

失的過程”，學(xué)生對這一概念的認(rèn)識(shí)，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(jìn)入這部分學(xué)習(xí)之前，復(fù)習(xí)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(xué)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)。

能量本身是一個(gè)抽象的概念，能量流動(dòng)也是抽.象的，在學(xué)生

原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，對于能量的認(rèn)識(shí)不是很充分，對于能量流動(dòng)的

過程和特點(diǎn)更是生疏，因而成為認(rèn)知上的難點(diǎn)。教師引導(dǎo)學(xué)生分析

時(shí)，應(yīng)首先提示學(xué)生“能量是一以生命活動(dòng)的動(dòng)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(dǎo)學(xué)生分析生態(tài)系統(tǒng)的能量輸

入、傳遞和輸出過程。

學(xué)生分析在“能量流動(dòng)的特點(diǎn)”教學(xué)中：要充分利用一些經(jīng)典的生態(tài)學(xué)

實(shí)驗(yàn)，除了教材中提供.的“賽達(dá)伯格湖的能流分析”，還可補(bǔ)充一

些其他生態(tài)學(xué)家所做的實(shí)驗(yàn)加以分析、討論，然后讓學(xué)生把各營養(yǎng)

級(jí)中的能量通過能量金字塔的形式描繪出來。這樣便于使學(xué)生理

解：能量流動(dòng)過程的定量分析，是研究能量流動(dòng)規(guī)律的關(guān)鍵；定量

實(shí)驗(yàn)在研究生態(tài)學(xué)問題中的重要,性。在學(xué)生分析、討論這些實(shí)驗(yàn)數(shù)

據(jù)的基礎(chǔ)上，概括出生態(tài),系統(tǒng)能量流動(dòng)的兩個(gè)特點(diǎn)。

(1)概述生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的概念。

(2)理解生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。

(3)理解研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義。

(4)通過師生討論交流、學(xué)生小組訶論與教師引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生層

教學(xué)目標(biāo)

層探究相結(jié)合，將知識(shí)化難為易，浩養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí).解決和分

析實(shí)際問題等思維能力。

(5)通過引導(dǎo)學(xué)生定量地分析某個(gè)具體生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過

程和特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生分析、綜合和推理的思維能力。

(6)通過討論“研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義”這一教學(xué)內(nèi)容，

使學(xué)生理解科學(xué)是第一生產(chǎn)力的觀點(diǎn)。

(7)在教學(xué)中，通過聯(lián)系生產(chǎn)、生活等實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生

物學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，關(guān)心社會(huì)生活的意識(shí)

和進(jìn)行生命科學(xué)價(jià)值觀的教育。

1.教學(xué)重點(diǎn)：

(1)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程

教學(xué)重難點(diǎn)(2)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)

2.教學(xué)難點(diǎn)：

生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)

講述法、探討法、多媒體

要重視對學(xué)生“分析和處理數(shù)據(jù)”技能的訓(xùn)練，讓學(xué)生體驗(yàn)整理

教法與學(xué)法

數(shù)據(jù)、處

理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，以及用數(shù)據(jù)說明生物學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律的過程。

教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件

修改與建議(發(fā)

教學(xué)活動(dòng)

言記錄)

導(dǎo)入設(shè)計(jì)

R引入H以“問題探討”引入，學(xué)生思考回答，老師提示。

II提示X:應(yīng)該先吃雞，再吃玉米(即選擇1)o若選擇2,

則增加了食物鏈的長度，能量逐級(jí)遞減，最后人獲得的能量,較

［板書］］二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)

R資料分析U學(xué)生思考回答，老師提示。

1和2

流出能量（輸

流入能

營養(yǎng)級(jí)入后一個(gè)營養(yǎng)出入比

量

級(jí)）

生產(chǎn)者464.662.813.52%

植食性動(dòng)

62.812.620.06%

物

肉食性動(dòng)

12.6

物

分解者14.6

3.流入某一營養(yǎng)級(jí)的能量主要有以下去向：一部分通過該

營養(yǎng)級(jí)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(jìn)入下一營養(yǎng)級(jí)，而為分解者所利用；還有一部分未能

進(jìn)入（未被捕食）下一營養(yǎng)級(jí)。所以，流入某一營養(yǎng)級(jí)的能量

不可能百分之百地流到下一營養(yǎng)級(jí)。

第一營養(yǎng)級(jí)的能量從同化量開始，從第二營養(yǎng)級(jí)能量起始于攝

入量，攝入量等于同化量加糞便量。

4..生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的；能量在流動(dòng)過程中逐級(jí)

遞減。

［講述R生命活動(dòng)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(dòng)過程中逐級(jí)遞減，因而能量相

同的食物，動(dòng)物性食品比例越高，意味著消耗的總能量越多。

II板書？能量流動(dòng)的特點(diǎn)：

1.生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的；

2.能量在流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減。

R旁欄思考題］學(xué)生思考回答，老師提示。

R提示？一般情況下，也是金字塔形。但是有時(shí)候會(huì)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(gè)體小，壽命短，又會(huì)不斷地被浮游動(dòng)物吃掉，所以某

一時(shí)刻調(diào)查到的浮游植物的量可能低于浮游動(dòng)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(dòng)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(huì)發(fā)生倒置。

II板書？三、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義

1.是能量持續(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?/p>

2,實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用，提高能量的利用率。

R思考與討論2》學(xué)生思考回答，老師提示°

R提示U“?；~塘”的設(shè)計(jì)理念是從人類所需出發(fā)，.通

過能量多級(jí)利用，充分利用流經(jīng)各營養(yǎng)級(jí)的能量，提高生產(chǎn)效

益。

R調(diào)查？參考調(diào)查點(diǎn)：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(fèi)者：田螺、泥縱、黃鰭、

魚、青蛙、浮游動(dòng)物、昆蟲、鳥類等；（3）分解者：多種微生

物。

R問題提示UI.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(jí)消費(fèi)者有：田螺、浮游動(dòng)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(shí)也會(huì)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(dòng)物

的危害。

3.次級(jí)消費(fèi)者有：泥縱、黃鰭、肉食性魚、青蛙等。一般

而言，這些消費(fèi)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(shí)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效率。

7.通過稻田養(yǎng)魚等措施，實(shí)現(xiàn)立體化生態(tài)農(nóng)業(yè)；通過建造沼

氣池，實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用。K技能訓(xùn)練X分析和處理數(shù)據(jù)

R小結(jié)1

邊展示多媒體課件，邊講解。

小草屬于生產(chǎn)者，在草原上當(dāng)然不僅僅只有小草一種生產(chǎn)

者。而像兔子那樣以綠色植物為食的動(dòng)物也有很多。它們都屬

于初級(jí)消費(fèi)者。老鷹屬于次級(jí)消費(fèi)者。它們構(gòu)成食物鏈。光能

通過生產(chǎn)者的光合作用輸入生態(tài)系統(tǒng)，然后通過捕食關(guān)系從生

產(chǎn)者傳遞到初級(jí)消費(fèi)者再傳遞到次級(jí)消費(fèi)者，其中有一部分能

量通過生物自身的呼吸作用以及分解者的呼吸作用散失了。因

此能量流動(dòng)就是指生態(tài)系統(tǒng)中