生态系统的能量流动教学案例

教

学

案

例

年级：高三

科目：生物

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必修三第五章第二节生态系统的能量流动

一、教学前的准备

该课是人教版《稳态与环境》第五章《生态系统及其稳定性》中的重点内容。本节以“生态系统的结构”为基础，起着承上启下的作用，同时也可以与光合作用、呼吸作用、体温调节等知识建立联系，其又直接关系到物质循环和生态系统稳定性的学习。根据本节特点，准备用一课时，采用多媒体教学来讲授新课。预计课题导入5分钟左右，教师引导性学习10分钟左右，学生自主性学习25分钟左右。

二、教学目标的确定

1、知识性目标

⑴、理解生态系统能量流动的概念。

⑵、描述生态系统能量流动的过程和特点（重点）。

⑶、说出研究生态系统能量流动的意义。

2、技能性目标

⑴、引导学生用数据来分析能量流动的特点，让学生在归纳总结的基础上，

阐述出生态系统能量流动具有的两个特点。

⑵、指导学生构建能量流动的概念模型、数学模型、物理模型。

⑶、对生态系统中能量的流入和流出加以分析，培养知识迁移和运用能力。

3、情感性目标

⑴、通过小组分工与自主性学习相结合，培训同学发现问题解决问题以及与

他人合作交流的能力。

⑵、注重生态学观点的培养，同时关注农业的发展和生态农业的建设。

⑶、培养实事求是的科学态度，树立科学服务于社会的观点。

三、教学思路

该课直接从教材中“问题探讨”提供的素材引入，让学生设计相关的食物链（网），激发学生学习的兴趣，建立能量在食物链中流动的感性认识。接下来从学生熟悉的生物在个体水平分析出能量流动的来源和去路。提出“能量流动的研究对象是什么？”。再从生态系统水平（个体->种群->营养级）总结能量流动过程的图解，并从中概括出能量流动的概念，同时构建新的能量流动的概念模型。然后利用多媒体展示林德曼的研究资料，引导学生利用表格进行分析，探讨能量流动过程的特点，并学会计算能量的传递效率。然后让学生根据能量流动的特点构建数学模型与物理模型（能量金字塔）。最后利用典型的习题来加强对知识的理解，并投影出整节课的知识要点体系，以便帮助形成系统的认识。

在教学过程中以问题讨论为主线，问题设计由浅入深，得出结论。引导学生利用已有知识，自主获取新知识，从而突破教学的难点。同时在教学中，重视“分析和处理数据”技能的训练，让学生体验整理数据、处理数据、分析数据，并最终用数据说明生物学现象和规律。

四、教学过程

（1）俗话讲，“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃青泥”。“青泥”指的是什么？

（2）你见过生态球吗？小生态球（封闭的玻璃球内有水草、观赏鱼等）已成为办公场所和家庭的时尚装饰用品。它一方面美化了人们的工作、生活环境，另一方面能使人们产生对自然的热爱之情和关爱之心，起到陶冶人们情操的作用。但要使小生态球长时期保持原状，需要把它放到有适宜阳光的地方。你知道为什么吗？

附件1能量流动的概念模型

生产者 植食动物 肉食动物 顶位肉食动物

分解者

入射光能 118872

能量A 118432

0.25 0.05 贮存

输出

有机物输入

12

5

2

①

5.1

0.5

2.1 ①

9

3

70

23

4

①

①

②

①

附件2能量流动的数学模型与物理模型

数学模型：第n 营养级获得的能量最多为 最少为 物理模型：能量金字塔 附件3能量流动的经典例题

请同学们讨论：

1.该生态系统中，流经该生态系统的总能量是多少？第二营养级到第三营养级的能量传递效

率是多少？

2.在农田生态系统中，从生态学角度看，如何提高农作物产量？为什么？ ①清除杂草，使更多的能量流向农作物，因为杂草会和农作物竞争生存资源。

②防治病虫害，使农作物固定的能量更多地转化会产量，因为害虫以农作物为食，影响农作物的正常生长。

3.从能量流动的角度讨论，如何理解“一山不能容二虎”？

根据生态系统中能量流动逐级递减的特点，营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态系统中几乎是最高营养级，通过食物链（网）流经老虎的能量已减到很少的程度，因此，老虎的数量将是很少的，故“一山不能容二虎”。

4．你能解释“虾米吃青泥”的“青泥”是什么和为什么“要使小生态球长时期保持原状，需要把它放到有适宜阳光的地方吗”？

俗话讲，“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃青泥”，这是一条食物链，根据食物链的特点：生产者永远是第一营养级，可以判断“青泥”指的应是生产者，在这具体指的就是藻类。

“万物生长靠太阳”，小生态球相当于一个密闭的生态系统，其成分亦包括生产者，消费者，分解者和无机环境，生产者需要在有光的情况下进行光合作用，以便给消费者和分解者提供物质和能量，这样整个生态球才能保持原状，所以需要把它放在有适宜阳光的地方。

典型例题，举一反三

例1．在“草→羊→狼”这条食物链中，若狼每增加1kg，至少要消耗草多少kg？（）A．5kg B．10kg C．25kg D．100kg

分析：本题是对能量流动过程中，各营养级之间能量传递效率的应用。一是应当牢记相邻营养级之间的能量传递效率为10%～20%；二是要理解题干中“至少”的含义。用10%算出的是100kg（1÷10%÷10%），用20%算出的是25 kg（1÷20%÷20%），显然这里的至少是按20%的传递效率来计算的。故选项C是正确的。

例2．（2009江苏卷）下列4种现象中，不适宜用生态系统中能量流动规律进行合理分析的是( )

A．虎等大型肉食动物容易成为濒危物种 B．蓝藻易在富营养化水体中爆发

C．饲养牛、羊等动物，成本低、产量高 D．巨大的蓝鲸以微小的浮游动物为食分析：本题考查的是生态系统中的能量流动。能量流动的特点是单向流动和逐渐递减。A中虎等大型肉食动物处在最高营养级，获得的能量最少，因此容易成为濒危物种。蓝藻爆发是因为水体中含有大量的N、P等元素，给蓝藻提供营养物质，利于蓝藻的生长，因此没有能量流动。C中牛、羊等属于第二营养级，获得的能量较多，因此成本低，产量高。D中蓝鲸以浮游动物为食，能量便由浮游动物流向了蓝鲸。故选项B是正确的。

检测反馈，及时纠正

1．从生态学角度分析，生态系统中流动的能量最初来源于（）

A．光合作用 B．高能化学键 C．绿色植物 D．太阳光能

2．下列关于生态系统中能量流动的描述错误的是（）

A．食物链和食物网是能量流动的渠道

B．食物链中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少