5.2 生态系统的能量流动
一、教材分析
本节内容是人教版必修三“稳态与环境”中第五章第二节的内容。本小节内容包括：“生态系统中能量流动的过程，能量流动的特点和研究能量流动的意义”三部分。由于生态系统能量的输入、利用、散失等和必修一“细胞的能量供应和利用”、“光合作用”、“呼吸作用”相联系，同时能量作为生态系统内部物质循环的动力，以及能量流动效率还能直接反映生态系统的稳定性，能量流动相关概念的学习为后续章节作铺垫，因此本节内容的学习有承上启下的作用。
二、教学目标
1、分析生态系统能量流动的过程和特点。
2、概述研究能量流动的实践意义。
3、尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。
三、教学重点及解决方法
[教学重点] 生态系统能量流动的过程和特点。
[解决方法]
⑴借助于某一具体的食物链，让学生分析能量流动的过程。
⑵教师引导学生用数据来分析能量流动的特点，在学生归纳总结的基础上，教师阐述生态系统能量流动具有的两个特点。
2、教学难点及解决方法
[教学难点] 同上。
[解决方法] 同上。
四、课时安排
2课时。
五、教学方法
讨论法、讲解法。 教具准备：图片、课件。
六、学生活动
1、学生讨论、阅读、交流相关内容。 2、开展调查活动。
七、教学程序
（一）明确目标
（二）重点、难点的学习与目标完成过程
第1课时
提出问题：
1、在已学过的生物学知识中与能量相关的概念有哪些？
2、请用概念图的形式，建立这些概念之间的联系。
分析、组织讨论：
1、就一个生物个体（如人）而言，能量是如何输入、储存和散失？
2、如果考虑一个种群，我们如何研究能量的输入、储存和散失？
小结：
生态系统存在着：生产者→初级消费者→次级消费者的营养结构。提出问题：⑴能量是怎样输入生态系统的？⑵能量流动的渠道是什么？⑶能量流动的过程是怎样的？
小结：在生态系统中，能量的形式不断转换，如太阳辐射能通过绿色植物的光合作用转变为储存于有机物化学链中的化学能；动物通过消耗自身体内储存的化学能变成爬、跳、飞、游的机械能。在这些过程中，能量既不能凭空产生，也不会消灭，只能按严格的当量比例由一种形式转变为另一种形式。因此，对于生态系统中的能量转换和传递过程，都可以根据热力学第一定律进行定量计算，并列出能量平衡表。
提示：能量在生态系统中的流动，很大部分被各个营养级的生物利用，通过呼吸作用以热的形式散失。散失到空间的热能不能再回到生态系统参与流动。因为至今尚未发现以热能作为能源合成有机物的生物。
引入：赛达伯格湖的能量流动。
简介林德曼研究的背景，说明定量研究的重要性，并指导学生阅读教材中赛达伯格湖的能量流动图解。
提出问题：
1、请用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成一份清单。
2、分析每一营养级上能量的“流入”和“流出”是否平衡。
3、分析流到下一营养级的能量占流入该营养级能量的百分比。
4、流入某一营养级的能量，为什么不能百分之百地流到下一营养级？
5、通过以上分析，你能总结出什么规律？
小结：林德曼的研究发现生态系统的能量流动具有两个明显的特点。
引出：能量金字塔。
讨论：“问题探讨”中的素材，引出“研究能量流动的实践意义”。
提出问题：在我国农村，很早以前就已有生态农业的思想，“桑基鱼塘”就是其中的一个例子。这种方法是：利用桑叶喂蚕，蚕沙（蚕粪）养鱼，鱼塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成了一个良性循环，随着社会的发展，“桑基鱼塘”也不断改进和完善。
请设计一个改进“桑基鱼塘”的方案，使能量更充分地有效地得到利用。
（三）总结
通过学习生态系统的能量流动，我们知道生态系统必须不断地从外界获取能量。能量是一切生命活动的动力，是生态系统存在的基础。能量流动维持各个营养级的生命和繁衍，使得一个生态系统得以存在和发展。
（四）作业布置
教材P98练习。
（五）板书设计
第2节 生态系统的能量流动
一、生态系统的能量流动的含义及能量流动分析的基本思路
1、生态系统的能量流动的含义
2、分析能量流动的基本思路
二、能量流动的过程
1、起点：从生产者固定太阳能开始
2、数量：流经生态系统的总能量，是生产者所固定的全部太阳能
3、渠道：食物链和食物网
4、过程：
三、能量流动的特点
1、单向流动（为什么？）
2、逐级递减（为什么？）
能量呈现金字塔型（生物数量呢？）
四、研究能量流动的实践意义
第2课时
复习提问：1、简述能量流动的过程。2、能量流动有何特点？调查当地农田生态系统中的能量流动情况
一、目的要求
1、调查当地的农田生态系统，明确它的组成成分。
2、分析农田生态系统中能量流动的情况，并作出评价。
3、对所调查的农田生态系统提出能量流动方面的改进建议。
二、活动建议
农村的同学要进行实地调查，城市的同学可以通过询问亲友、电话访谈、搜集资料、走访农业部门等方式进行调查。
调查过程中要注意对以下问题进行分析
1、当地农田生态系统中生产者的主体是什么？还有哪些种类的生物是生产者？农民是用什么方法抑制其他生产者的数量的？
2、初级消费者有哪些？其中哪些是对农业生产有益的？哪些是有害的？对这些初级消费者，农民分别采用了哪些措施？
3、次级消费者有哪些？它们与农作物是什么关系？
4、养殖动物的饲料来源是怎样的？
5、农民对作物秸杆是如何处理的？
6、人们通过什么方式来提高光能利用效率？
7、怎样才能使该生态系统中的能量得到更充分的利用？
三、撰写调查报告
整理调查结果，尽可能详尽地画出该农业生态系统的食物链和食物网，写一篇有关农业生态系统能量流动情况的调查分析报告。
四、交流
就调查报告的主要内容与农民进行交流。农民对你们的建议持什么态度？如果实施你们的建议，他们有什么现实困难？
根据和农民沟通交流的情况，对调查报告作进一步修改。
（三）总结
（四）作业布置
1、撰写调查报告。
2、教材P97技能训练。
（五）板书设计
调查当地农田生态系统中的能量流动情况
目的要求
↓
活动
↓
撰写调查报告
↓
交流
课件22张PPT。 ●高中生物课件（人教课标版） 安义中学 第2节 生态系统能量流动温故而知新1.生态系统的结构包括哪两方面？
2.生态系统的成分有哪些？
3.生态系统的营养结构是什么?
生态系统的成分,食物链和食物网生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量食物链和食物网 假设你像小说中的鲁滨逊一样，也流落到一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、5Kg玉米。你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援：
1、先吃鸡，再吃玉米
2、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。三 生态系统的能量流动一、概念 ：
生态系统中能 量的输入﹑ 传递﹑转化和散失。生态系统能量的源头是什么?能量是如何输入生态系统的?1.能量的输入最终来源：太阳能输入方式：光合作用流入生态系统的总能量：生产者通过光合作用固定的太阳能2.能量的传递和散失生产者固定的太阳能有哪些去向?生产者固定的太阳能（一部分）
供生产者呼吸（一部分）
用于生长、发育、繁殖遗体、残枝败叶初级消费者摄食，流入下一营养级能量流经第一营养级图解能量在第二营养级的变化情况如何?思考:
1. 生产者固定的太阳能有哪些去向?
2.能量在第二营养级的变化情况如何?
3.每个营养级传递能量方式相同吗?2、能量流动过程分析：①能量流动的起点： 从生产者固定的全部太阳能开始②生态系统能量流动的数量： 流经生态系统的总能量，是生产者所
固定的全部太阳光能。 ③生态系统能量流动的途径： 呼吸散失用于生长、
发育、繁殖遗体、
残枝败叶分解者初级消费者摄食能量流经第一营养级示意图生产者固定的太阳能生产者固定的太阳能有那些去向?初级消费者
摄入次级消费者
摄入散失遗体
残骸散失...能量流经第二营养级图解3.每个营养级传递能量方式相同吗?生物体将从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质，并且储存能量的过程，叫同化作用。 呼吸…生态系统的能量流动总图解： 可见能量沿着食物链流动时，每个营养级都有能量的输入、传递、转化和散失过程。 abcdefghijklm二.能量流动的过程5.各营养级能量的去路有哪些？
请以生产者(第一营养级)为例说明.⒈生态系统的能量来源是什么？2.能量流动的起点和渠道是什么？3.流经生态系统的总能量是什么？4.各个营养级能量的来源又是什么？思考并讨论:资料分析数据分析和处理13.52%20.06%1、为什么流入某营养级的能量不能百分之百地流人后一个营养级? ①呼吸散失的热能；
②为分解者利用的能量；
③ “未利用”的能量能量流经每个营养级都会有耗散。2.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统？热能太阳能 化学能生产者次级消费者 … 初级消费者二、生态系统能量流动的特点 逐级递减:单向流动:生产者次级消费者三级消费者能量传递效率大约为10%-20%初级消费者不循环，不可逆能量在沿食物链流动的过程中是逐渐减少的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能量金字塔为什么一个生态系统的营养级一般不会超过五个呢？如过把各个营养级的生物量（质量）和数量用金字塔的方式表示，即可得到生物量金字塔。数量金字塔1.为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？３.为什么说“一山不容二虎”?２.为什么食物链一般不超过五个营养级?四、研究能量流动的意义通过调整生态系统的能量流动关系：（1）实现能量的多级利用；（2）使能量流向对人类最有益的部分。 能量流动的起点：从生产者固定太阳能开始
流经生态系统的总能
能量流动的数量
是生产者所固定的全部太阳能
生态系统的 能量流动的途径：太阳能→第一营养级→第二营
能量流动 养级→‥‥‥第五营养级
单向流动不循环
能量流动的特点
逐级递减传递率为10％～20％
设法调整能量流动关系
研究的目的
使能量流向对人类最有益的部分课堂小结：1 .在如图食物网中,若人的
体重增加1千克,
(1)最少消耗水藻______千克;
(2)最多消耗水藻________千克.25100000课堂练习：下图是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解，回答问题。①图中D表示_________。
②能量在逐级递减中，传递率按20％计算，若狐获得的能量是8千焦，传递给狼的能量为_____千焦，狼获得的能量中，草应供给这条食物链的能量为______千焦。
③图中各营养级通过A___ __作用被消耗，通过B________利用，而B又通过C____ _____被消耗。太阳能 1.6 200 呼吸 分解者 呼吸作用
