4.2生态系统的稳态第1课时教案苏教版必修3

4.2生态系统的稳态第1课时教案苏教版必修3•课标要求1•分析生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用。

2•调查或探讨一个农业生态系统中的能量流动。

•课标解读1•阐明生态系统能量流动的过程。

2•分析生态系统能量流动的基本规律及其应用。

3•举例说明生态系统的物质循环。

4•说明物质循环与能量流动的特点及关系。

•教学地位生态系统的能量流动和物质循环是生态系统的两大重要功能，也是本章的重点和难点。

高考中对能量流动和物质循环的考查频度较高，多考查对能量流动过程、特点的理解，能量流动和物质循环的关系，能量流动和物质循环在农业生产中的应用，温室效应等社会关注的热点问题。

•教法指导1.对能量流动的学习，教师可引导学生先阅读教材P84图4—10,再根据教材P83图4-9推算相关数据，归纳总结能量流动的特点。

在学习能量流动的意义时，教师可先设疑：(1)在草原如何放牧才能达到既有高产畜量又不会导致草原退化？⑵如何使农田的农作物为人类提供更多的产品？要使学生懂得能量流动的意义是合理调整能量的流动，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，引导学生树立可持续发展的生态学观点。

2•有关碳循环的过程，可以让学生运用前面学过的光合作用和呼吸作用的知识进行讨论，并补充介绍化石燃料的燃烧所排放二氧化碳方面的知识。

教师应当注意联系环境，如联系滥伐森林对碳循环的影响、化石燃料的大量使用与温室效应的关系，增强学生保护环境的意识。

建议让学生讨论以下两个问题：(1)如果大量的森林被砍伐，会对碳循环过程产生什么影响？(2)人类应采取什么措施，维持生物圈中碳循环的平衡，改善生存环境？3•有关氮循环的过程，教师可以先让学生观察氮循环示意图，分组讨论的氮循环的过程，然后引导学生分析每一过程的含义，总结交流比较氮循环与碳循环的异同。

•新课导入建议激趣设疑，导入新课：播放美国影片“荒岛余生(Cast Away) ”的片段。

思考与讨论：假设你像电影中的主人公查克一样流落荒岛，如果那里除了能饮用的水以外，几乎没有任何食物。

你随身带的食物只有一只母鸡、15 kg玉米。

以下哪种生存策略能让你维持更长的时间，你选择的救援策略是哪一种？为什么?1.先吃母鸡，再吃玉米。

2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂母鸡，吃母鸡产下的蛋，最后吃母鸡。

学生热烈讨论后，教师指出：哪种方法更合理，学了今天的“生态系统的稳态一一能量流动”有关内容，大家可以解决这个问题。

•教学流程设计学生课前预习：阅读教材P83 - 86,填写【课前自主导学】，完成“思考交流1、2”。

? 步骤1:情景导课：以【新课导入建议】弓I出本节课题。

？步骤2:结合教材第83和84页图4—9和图4 —10分析能量输入生物群落后发生的变化，通过【课堂互动探究】探究1总结能量流动过程的特点和规律，通过例1分析提高。

？步骤3:结合生产实际分析研究生态系统的能量流动的意义，学生回答研究能量流动的目的。

?步骤7:抢答方式完成【正误判断】并且分组互评【当堂双基达标】的1、2、3、4、5题。

？步骤6:阅读教材P87 “课题研究”栏目，教师提出要求，学生课外活动完成化肥与池塘富营养化的实验探究，写出实验报告。

？步骤5 :引导学生分析能量流动和物质循环的过程和特点、列表比较二者的区别和联系，参照“课堂互动探究2”的3中表格内容加以修正完善，通过分析教材P90 “评价指南”的第5小题、巩固提高。

？步骤4:引导学生分析教材P85图4 —12和P86图4 —13后，尝试画出碳循环和氮循环的过程图解，相互交流后展示和评价，对照【课堂互动探究】探究2的1、2分析，总结规律，并通过例2分析提高。

步骤&引导学生以小组合作形式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。

课下完成【课后知能检测】。

生态系统中的能量流动1概念生态系统中能量的输入、传递和散失的过程。

2.过程3.特点(1)单向流动：能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向下一个营养级。

(2)逐级递减：能量在沿食物链传递的过程中，每个营养级的生物代谢活动都会消耗相当多的能量，由一个营养级传递到下一个营养级的能量平均约为10%左右。

4.研究意义：提高生态系统能量转化效率。

例如：农田生态系统中，要使更多地能量流向农作物并转化为产量，就必须清除杂草、防治病虫害等。

1|思特交流|11•一般食物链不超过5个营养级的原因是什么？【提示】能量通过四个左右的营养级，已减少到不足以维持下一个营养级的生命活动的程度，所以一条食物链中营养级一般不超过五个。

理」生态系统中的物质循环1.概念：又称为生物地球化学循环，是指在牛态系统中，组成生物体的P、Ca等元素，不断进行着从无机环境到牛物群落，再回到无机环境的循环过程。

2.与能量流动的关系物质循坏3.举例.①影响因素：太阳能、大气环流等|②主要环节：降水和蒸发(1)水循环彳’满足生物体的各种生命活动需要③意义彳影响各类营养物质在地球上的I分布(无机环境)C、H、0、N、•①主要存在形式：C02和碳酸盐—-----------(2)碳循环②循环形式：C°2、碳水化合物I③过程：'①循环形式：PO3(4)磷循环，②过程：1|思琴交流|12.(1)与自然界的碳循环关系最密切的两种细胞器是什么？【提示】叶绿体、线粒体。

(2)生态系统的物质循环中的“物质”指的是有机物还是无机物？【提示】都不是，指的是组成生物体的化学元素。

卜正複判断1 •能量通过光合作用输入生态系统，通过呼吸作用输出生态系统。

(V)2.能量在生态系统的食物链中是以热能的形式流动的。

(X )【提示】以有机物中化学能的形式流动。

3.能量传递效率约为10%是指上一营养级摄入的能量占下一营养级摄入能量的比例。

(X)【提示】指下一营养级同化的能量占上一营养级同化能量的比例。

4.碳在生物群落和无机环境之间主要以碳单质的形式循环。

(X )【提示】以C02的形式。

5.生态系统的能量流动和物质循环是独立进行的。

(X )【提示】是同时进行的，彼此相互依存、不可分割。

6 .在碳循环中，无机环境和生物群落相联系的生物作用主要是光合作用和呼吸作用。

【问题导思】①生态系统的能量是如何流动的？有何特点?(3)氮循环｛①循环形式: 2、NH；、NO3生态系统的能量流动②能量“金字塔”可呈倒置状吗？③研究能量流动有何实践意义？ 1. 能量的输入(1) 起点：生产者固定的太阳能。

(2) 流入生态系统的总能量：生产者所固定的太阳能总量。

(3) 输入方式①几乎所有的生态系统：光能光色植用有机物中的化学能2.能量的传递(1) 传递途径：食物链和食物网。

(2) 传递形式：有机物中的化学能。

(3) 传递过程3. 以第二营养级为例分析能量的分流二营养级同化的能量。

4. 能量的转化和散失消费者、分解者 能量ATP :用于各项生命活动热能：散失生产者、5. 能量流动的特点 (1) 能量单向流动的原因②特殊的生态系统：无机物氧化产生的化学能化能合成作用 硝化细菌等有机物中的化学能第二摄人第三熒动物同化的能量=摄入量一粪便中有机物的能量,即第二营养级粪便中的能量不属于第太阳能或无机物氧化产生的化学能化能合成作用有机物中的化学能呼吸作用呼吸 柞用 -^ATP 生悅发育聲殖遗休残技.败叶①食物链中各种生物之间的捕食关系是确定的，是在长期自然选择过程中形成的捕食关系，不能逆转。

②各营养级的能量总是趋向于在呼吸作用过程中以热能形式散失, 用的。

(2)能量流动逐级递减的原因① 各营养级生物要维持自身的生命活动，总要消耗一部分能量。

② 各营养级的同化率不是百分之百的，总有一部分变成排遗物而被分解者利用。

(3)能量传递效率：10%。

其计算方法：能量传递效率= (4)有关能量计算① 若知食物网中最高营养级增重为 算。

② 若知食物网中第一营养级总量为 按最短(或最长)食物链计算。

6. 生态金字塔生态金字塔是生态学中表示不同关系的一种形式，生态学中常以金字塔的形式表示的有能量金字塔、数量金字塔等。

不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、 生物个体数量之间而热能是不能再被利下一营养级的同化量 上一营养级的同化量X 100%。

N ,求最多消耗第一营养级量时，应按最长食物链计 M ，求最高营养级最多(或最少)获得多少能量时，应物质循环和能量流动昆虫W\ （2012承德高二检测）如图表示在生态系统中，能量流经第二营养级的示意图, 请分析回答。

⑴ 图 中 A 表 示 ____________________________________________________ ； B 表 示 ___________________________________________ 。

除了图中所示，第二营养级同化的能量还有一部分（2） 从 图 中可 以总结出能量 流 动的特点是。

（3）在“兔子T 狼”这一关系中， 狼粪的能量去向与图中到表示的途径最相似。

（4）若初级消费者摄入的能量为 a ，排出的粪便量为 b ，呼吸量为c , 则由初级消费者流入次 级 消 费者体内 的台匕 冃匕 量为。

【审题导析】 由于该图表示的是能量第二营养级流入第三营养级的示意图，因此A 、B 不是代表营养级，应围绕初级消费者（第二营养级）考虑能量的输入和输出情况。

【精讲精析】本题考查流经初级消费者的能量的来源与去向。

消费者摄入的食物中的能量并没有被消费者全部吸收、同化，没有吸收的部分以粪便形式排出体外，因此图中 A ”为初级消费者同化的能量。

初级消费者的能量有两个去向：被自身呼吸消耗（即图中“？” ），用于本营养级生物的生长、发育和繁殖 （即图中B ”）后一部分能量最终流入下一营养级或 被分解者分解。

狼粪中的能量属于兔子（初级消费者），即属于图中 B ”。

初级消费者同化的能量=摄入量（a ）—粪便量（b ）,而呼吸量是同化后能量的去向之一。

【答案】（1）初级消费者同化的能量初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量在细胞呼吸中以热能的形式散失（2） 单向流动、逐级递减（3） B 分解者作用 ⑷（a — b ）x 10%【问题导思】①如何理解生态系统中物质循环的概念？碳循环的过程如何?②物质循环与能量流动的关系怎样？1.碳循环碳循环是生物圈基本的物质循环之一，其循环过程如图所示分析可知以下几点:(1)大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的光合作用。

(2)碳在生物群落和无机环境之间是以CO2的形式进行循环的。

(3)大气中CO2的来源有三个：一是分解者的分解作用；二是动植物的细胞呼吸；三是化石燃料的燃烧。

(4)碳元素在生物群落中的传递，主要靠食物链和食物网，传递形式为有机物。

(5)碳在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是相互的,其他各成分之间的传递都是单向的。