生态系统的能量流动教案

生态系统能量教案

生态系统的能量流动教案

一、学习目标

1、知识目标：

⑴使学生理解能量流动是生态系统的两大功能量之一。

⑵使学生了解生态系统能量流动的概念，掌握生态系统能量流动的过程和

特点。

⑶使学生体会研究人员研究生态系统能量流动的意义。

2、能力目标：

通过引导学生定量地分析某个具体生态系统的能量流动过程和特点，

培养学生分析、综合和推理的思维能力。

3、情感目标：

通过讨论“研究生态系统能量流动的意义”这一教学内容，使学生理

解科学是第一生产力的观点。

二、重点、难点的学习及目标完成过程

1、生态系统能量流动的过程和特点。

2、生态系统的能量流动具有单向性和逐级递减的原因。

（一）新课导入

请学生根据“螳螂捕蝉，黄雀在后”这句话写出相应的食物链，强调食物链一定从生产者开始，为什么？各营养级之间营养关系的实质是什么？（食物关系）也就是包含能量的营养物质在各营养级间的流动。生态系统食物链和食物网的结构决定了其功能是物质的循环和能量的流动。

能量是一切生物进行生命活动的动力。生态系统能量的流动就是能量的输入、传递和散失的过程。

请学生结合课文内容总结生产者和消费者能量的输入、传递和散失途径： ⑴ 生产者能量的输入、传递和散失途径（结合PPT图总结）：

输入：光合作用固定；

散失：细胞呼吸散热（回顾细胞呼吸的能量变化：部分储存到ATP中，

大部分以热能形式散失）；

传递：用于生长发育繁殖的能量，被下一营养级摄食、枯枝落叶被分

解者分解。

⑵ 消费者能量的输入、传递和散失途径：

输入：摄食的能量中被同化的部分：摄食的能量=同化+粪便中的能量；

传递、散失途径与生产者一致；

必须强调的是：当此消费者为最高营养级时，哪一途径是不存在的？

（被下一营养级捕食）。

通过对以上内容的分析，我们可以总结生态系统的能量流动过程，请同学分析此过程，思考学案上的五个问题：

a、能量输入的起点？（生产者的光合作用：太阳能——化学能）流经一个

生态系统能量教案

生态系统的总能量是光合作用固定的太阳能，没有生

产者就没有生态系统；

b、能量传递的渠道？（食物链或食物网）——传递对象：下一营养级或分

解者。

c、能量散失的途径？（细胞呼吸——各营养级和分解者）

d、能量传递的数量？（依次递减——各营养级都有能量的散失）

e、能量传递的方向？（单向——食物链和食物网的营养关系决定）

通过对能量流动过程的定性分析，我们得出了能量流动的两个特点：单向流动和逐级递减，但是在生态学上我们为了更直观地表示这两个特点，对能量流动过程经常采用定量分析的方法。最著名的是1942年由美国生态学家林德曼对赛达伯格湖能量流动的定量分析。

① （逐级递减）

② 横向比较：输入和输出的能量是否遵守能量守恒定律？（虽然能量的输入大

于输出，但是生物体生长发育繁殖的实现，生命的延续总需要一定能量的维持，这部分能量在测定时暂时还未利用，所以能量守恒。）

③ 计算相邻营养级间能量的传递效率？（13.5%、20.1%）

通过研究发现，各生态系统的能量传递效率总是维持在10—20%的范围内，生态学上的“十分之一法则”就是对这一传递效率的有效概括：相邻营养级各自含有的能量相差一个数量级——但这只是一个简单的估计，实际问题要实际分析。

思考：请从能量流动的角度解释为什么食物链一般不超过五个营养级？（由于能量流动是单向的，逐级递减的，其传递效率仅为10%-20%，当能量流动到第五营养级时，大部分能量已经不足于维持一个营养级的生存，因此食物链中的营养级一般不会超过五个。）

生态学上还可以运用能量金字塔更形象地表示能量流动过程中能量的数量变化情况。若某生态系统中单位时间内各个营养级所得到的能量数值绘成图，得到如学案所示的金字塔形。请学生判断各层次代表的营养级，并思考：

① 此能量金字塔各营养级有无倒置的可能？（没有，能量是第一营养级固定的，

而且单向流动，逐级递减，下一营养级的能量来自于上一营养级，也总是少于上一营养级）

② 该生态系统各营养级个体数量是否也呈金字塔形？有无倒置的可能？（有，

如一棵树以及树上的麻雀和害虫）

③ 如果要最大程度地减少能量的散失，应该怎么办？（减少营养级）

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这一点也是我们研究能量流动的目的所在，我们总是希望能量能最大程度地流向人类，但是在生产实践中，能量的高效利用和持续利用总是矛盾着，这就需要我们运用能量流动的原理来合理调整能量流动关系，使能量能持续高效地流向对人类有益的部分。请学生分析课本中的两个例子是如何实现使能量持续高效地流向对人类最有益部分的？

① 草场：合理确定载畜量：载畜量=牧草光合作用固定的太阳能*20% ② 农田：能量的多级利用。

③ 给出桑基鱼塘的图解，请学生分析此生态系统是如何实现使能量持续高效地

流向对人类最有益部分的？

三、自我检测（略）

四、总结

生态系统的能量流动

1、生态系统能量流动的定义：能量的输入、传递和散失

2、能量流动过程

① 各营养级能量的输入、传递和散失途径

② 生态系统的能量流动过程

3、能量流动的特点

①特点：单向流动和逐级递减

②能量传递效率：10-20%

③能量（数量）金字塔

4、研究能量流动的意义：合理调整能量流动关系