(共26张PPT)
生态系统的能量流动
(第一课时)
人教版高二年级上册
生态系统的能量流动
(第一课时)
猪肉PK白菜
学习目标
1.说出生态系统能量流动的概念。
2.学会应用生态系统能量流动的过程和特点。
3.能通过生态系统能量流动的特点解释生产、生活中的应用。
草 兔 狐
思考：
1. 该食物链所需要的能量最初来自哪里？
2. 太阳能都能被利用吗？
3.草把能量固定下来以后，能量又有哪些去向？
通过自身呼吸作用以热能形式散失
储存的能量
（用于自身生长、发育、繁殖）
被分解者分解
流入兔子体内
固定能量
(草)
营养级
（草）
下一营养级
分解者
呼吸散失
学习任务一：分析能量流动的过程
分析兔能量的来源和去路
a.兔子摄入的草全部被吸收了吗？
b.摄入量、同化量、粪便量三者之间的关系？
输入初级消费者的总能量指的是三者中的哪个？
c.兔子的同化量的去处有哪些？
兔子
摄入量
用于生长
发育和繁殖
狐狸
摄入量
呼吸
散失
遗体
残骸
兔子
同化量
分解者利用
粪便
吸呼
散失
...
同化量：指被消费者消化吸收的物质所含有的能量。
摄入量=同化量+粪便量
某一营养级
摄入
用于生长
发育和繁殖
下一营养级
摄入
呼吸
散失
遗体
残骸
该营养级
同化
分解者利用
粪便
吸呼
散失
某一
营养级
输入
下一营养级
分解者
呼吸
散失
生态系统能量流动：是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程
散失
传递
转化
太阳能
食物链和食物网
呼吸作用散失；下一营养级同化；分解者分解
1.能量流动来源
2.流经生态系统的总能量
4.能量流动的途径(渠道)
3.能量的去向
生产者固定的太阳能总量
生产者
(植物)
呼吸
初级消费者
(植食动物)
呼吸
次级消费者
(肉食动物)
呼吸
分 解 者
…
呼吸
三级消费者
(肉食动物)
呼吸
图3-6 生态系统能量流动示意图
生态系统
12.6
62.8
未固定
生产者
464.6
植食性动物
62.8
肉食性动物
12.6
96.3
18.8
7.5
分解者
14.6
12.5
2.1
微量
未利用
327.3
29.3
29.3
5.0
呼吸
122.6
赛达伯格湖能量流动图解
学习任务二：生态系统中能量流动的特点
a.该营养级的能量能百分之百传递给下一营养级吗？
b.能量逐级递减的特点与能量守恒定律矛盾吗？
c.第一营养级到第二营养级的传递效率是多少？
自身呼吸作用消耗
分解者利用
暂未利用
96.3
18.8
7.5
分解者
14.6
12.5
2.1
微量
未利用
327.3
29.3
29.3
5.0
呼吸
122.6
逐级递减:
能量流动的特点:
12.6
62.8
未固定
生产者
464.6
植食性动物
62.8
肉食性动物
12.6
62.8
未固定
生产者
464.6
植食性动物
62.8
96.3
分解者
14.6
12.5
未利用
327.3
29.3
呼吸
122.6
单向流动:
自身呼吸作用消耗
分解者利用
暂未利用
13.5%
20%
逐级递减:
能量流动的特点:
能量传递效率10%～20%
不可逆向，不可循环
12.6
62.8
未固定
生产者
464.6
植食性动物
62.8
肉食性动物
12.6
能量传递效率:该营养级的同化量/上一营养级的同化量
肉食性动物
12.6
植食性动物
62.8
生产者
464.6
能量金字塔
根据单位时间内各个营养级所得到的能量数值绘制成图，可形成一个金字塔图形
疑难解答：
在一个生态系统中，各营养级的数量是否
也呈金字塔？有没有特例？
能量金字塔
昆虫
鸟
树
数量金字塔
1树
＞1000昆虫
若干
只鸟
1树
能量流动在现实生活中的应用：
生态系统能量流动的意义：
1、实现对能量的多级利用，提高能量利用率。
例如：生态农业（秸秆的多级利用、桑基鱼塘）
2、合理调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分。
例如，农田中除草杀虫
合理确定草场的载畜量
草盛豆苗稀
意义
概念
过程
单向流动
逐级递减
传递效率10%-20%
特点
输入
生态系统
能量流动
输出
小结
科学方法
建立模型
定量分析
1 、P60页的课后练习及作业练习。
2、本节问题探讨中的“荒岛求生”给出合理方案，并给出理由。
3、收集能量流动在生活中应用的实例，并指出运用了能量流动的哪些规律。
作业
谢 谢
谢谢
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教学设计
课程基本信息
学科 生物 年级 高二 学期 秋季
课题 生态系统的能量流动（第一课时）
教科书 书 名：生物学 选择性必修二 生物与环境 出版社：人民教育出版社
教学目标
内容要求： 1、生态系统能量流动的概念。 2、掌握生态系统能量流动的过程和特点。 核心素养对接： 生命观念：通过分析生态系统能量流动的过程，建立生命系统的物质和能量观。 科学思维：通过赛达伯格湖图解的具体数据推算生态系统的能量传递效率，并学会运用传递效率解 决相关问题，培养学生的运算能力和思维能力。 科学探究：通过生态系统能量流动的特点，解决生活中的实际问题。 社会责任：关注生态农业。
教学内容
教学重点： 生态系统能量流动的过程和特点。 教学难点： 1、生态系统能量流动的特点及其形成原因。 2、利用生态系统能量流动的规律，从系统的角度分析并提出科学有效利用生态系统资源的改进措施。
教学过程
一、新课导入 【多媒体展示学生去超市买菜的视频】 创设情境视频中两位学生去超市买菜，发现白菜和猪肉价格悬殊太大，发问：为什么猪肉和白菜价格不同呢？ 猪肉PK白菜 （引发学生思考，激发学生学习的兴趣及探究欲望，调动其积极性，教师可以不给出确切答案，但要引导学生从生存、从获得能量的角度分析，从而引入本节课。） 二、讲授新课 （一）能量流动的概念 如何来研究能量流动的规律呢？ 教师展示，上节所学的食物网中一条简单的食物链“草-兔-狐”，引导学生，在食物链中研究能量流动的规律： 首先以“草”为例,来研究第一营养级能量的来源和去路: 【微课动画解析图解】同学们，观看一则微课，并思考以下问题: 1.该食物链所需要的能量最初来自哪里？ （绿色植物通过光合作用，把无机物合成为有机物，同时，光能便转化成了化学能，固定在所制造的有机物中。能量的源头是太阳能） 2. 太阳能都能被利用吗？ （不是，照射在植物身上的太阳能，一部分被植物固定吸收，但大多数又反射回去） 3.草把能量固定下来以后，能量又有哪些去向？ （草的同化量中，一部分会被兔子摄入体内，一部分在呼吸作用中以热能形式散失，还有一部分则会随植物的落叶、遗体等被分解者分解。） （通过三个问题，让学生从彼此补充中，教师对同化量的最终去处，进行补充，总结。） 【学习任务一】 分析兔子能量来源与去路：（查阅资料，并进行对比，总结） a.兔子摄入的草全部被吸收了吗？ b.摄入量、同化量、粪便量三者之间的关系？ 输入初级消费者的总能量指的是三者中的哪个？ c.兔子的同化量的去处有哪些？ （学生能掌握住摄入量、同化量、粪便量三者之间的关系，但对同化量的去处有些混乱，但通过补充说明，学生有了很好的理解。老师需要对难点，如兔子粪便中的能量属于谁，进行讲解。） 【小结】能量来源和去路都是什么？ 来源：来自于上一营养级。 去路：①呼吸作用散失的能量（热能形式）。 ②分解者释放的能量（也是热能形式）。 ③沿食物链被下一营养级同化的能量。 （有具体的生物到某一营养级，来总结能量的来源去路，进而总结出能量流动的概念） 生态系统的能量流动是指：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 能量流动的过程 （由某一营养级能量流动规律，推广到整个食物链或食物网，就得到生态系统能量流动的示意图） 【投影能量流动示意图分析，学生思考，讨论。】 （图中方框，代表流入各个营养级的总能量，即同化量。每一个同化量基本都有三个去处。但要除去最高营养级，因为它没有下一营养级，所以它只有两个去处。通过图解能否解决以下问题） 能量流动的来源？ （太阳能） 2、流入生态系统的总能量？ （生产者所固定的太阳能） 3、能量的去路？ （呼吸散失、下一营养级、分解者分解） 4、能量流动的渠道？ （食物链、食物网） （从这张图中，我们也能初步总结出能量流动的规律） 1、图中的箭头有哪些含义？ 2、能量能否逆向流动、循环流动？ 分析：①在方向上：单向流动 （由于捕食关系不能颠倒，营养级也不能逆向，所以能量的流动是单向的。） ②在数值上：方框大小、箭头大小→逐级递减 （从方框代表的同化量来看，能量的流动是逐级递减的。） 【解答问题】 可以用能量流动“单向流动、逐级递减”的特点来解释为什么“猪肉要比白菜贵”。相同质量的猪肉和白菜相比，猪所占的营养级较高，消耗的太阳能较多，所以贵。 （能量流动的特点是通过图解总结出来的，然而，如果想解释能量流动中“逐级递减”的特点，还需要用数据进行定量的分析。让我们一起来看看生态学家林德曼是如何进行定量分析的？） 能量流动的特点 （先抛出赛达伯格湖的图解，进行初步分析，一步步引导学生解决问题。） 【学习任务二】 分析教材 P56“赛达伯格湖的能量流动图解”，对能量传递进行定量计算。 营养级流入能量流出能量（输入下一个营养级）呼吸作用散失分解者利用未利用能量传递效率生产者464.662.596.312.529313.5%植食性动物62.82.1肉食性动物12.67.5
友情链接：能量传递效率=该营养级的同化量/上一营养级的同化量 a.该营养级的能量能百分之百传递给下一营养级吗？ b.能量逐级递减的特点与能量守恒定律矛盾吗？ c.第一营养级到第二营养级的传递效率是多少？ （学生们进行通过计算、讨论等形式，将本节课的难点一步步解决，也让学生充分体会到了科学探究的一般过程，掌握科学探究的基本方法。老师需要重点讲解的是： 1.在塞塔伯格湖这个生态系统中，能量的去处多了一个“未被利用 ”的，“未被利用”是指在某一时间点统计一具体生态系统上，某一营养级中的还未被分解者利用，未流入下一营养级，未呼吸散失，暂时储存在生物体内的能量；但从长远角度出发，这些能量最终是要被分解者分解，或呼吸散失，或者流入下一营养级。 2.以第一营养级为例，教师引导学生进行分析，发现第一营养级的能量除了流向下一营养级外，还有呼吸散失、流入分解者和未被利用的。从而证实能量流动逐级递减的特点。教师以此为契机，接着发问，逐级递减的特点与能量守恒定律是否矛盾？让学生通过第一营养级的数据，来总结。能量流动逐级递减的特点和能量守恒定律不相背。能量不能百分之百传递给下一营养级，一般来说，在自然界中能量的传递效率在10%-20%之间！我们也可以通过各营养级之间是捕食关系，这种捕食关系是不可逆转的，从而得出能量流动是单向的。） 小结流动特点：单向流动，逐级递减，且传递效率在10%-20%之间。 为了形象地说明这个问题，可以将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，这样就形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。 （由能量金字塔出发，老师系统讲解数量金字塔，以及两者的区别。一般情况下，能量呈现金字塔状，而数量一般呈现金字塔状，但有特例，如树-虫-鸟） 能量流动的意义 【视频微课：桑基鱼塘】 （让学生通过观看视频，总结桑基鱼塘生态系统的优点，老师通过举例，让学生明白生态系统的功能如此强大，进而总结出生态系统能量流动的意义。） 意义：1.实现对能量的多级利用，提高能量的利用率； 2.合理调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分。 三、课堂小结 四、情感升华 （通过观看，近几年的环境变化的视频，让我们明白了，生态系统是我们赖以生存的环境，我们只有爱护生态系统，改善环境，才能使我们的生活更加美好，通过学习生态系统的相关知识，运用它的发展规律和特点，来改善我们赖以生存的环境。）
