【三維目標(biāo)】
1.知識(shí)與技能
(1)了解生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的概念。
(2)掌握生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。
2.過程與方法
(1)將師生討論交流、教師引導(dǎo)與啟發(fā)學(xué)生層層探究相結(jié)合,將知識(shí)化難為易,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力。
(2)通過引導(dǎo)學(xué)生定量地分析某個(gè)具體生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過程和特點(diǎn),培養(yǎng)分析、綜合和推理能力。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀方面
(1)認(rèn)同生物與環(huán)境是統(tǒng)一整體,初步形成生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)。
(2)聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物科學(xué)的興趣,培養(yǎng)關(guān)心科學(xué)發(fā)展,關(guān)心社會(huì)生活的意識(shí)和進(jìn)行生命科學(xué)價(jià)值觀的教育。
【教學(xué)重點(diǎn)】
生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)
【教學(xué)難點(diǎn)】
生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)
【教學(xué)策略】
1.由問題探討引入本節(jié)內(nèi)容。
2.借助具體食物鏈分析能量流動(dòng)的過程。
【教學(xué)過程】
【創(chuàng)設(shè)情境】多媒體展示:非洲草原上的草、兔子、鷹。
【問】草、兔子、鷹三者之間有何關(guān)系?
【過渡】鷹通過捕食兔子獲得物質(zhì)和能量,兔子通過吃草獲得物質(zhì)和能量。那草的能量從哪來呢?學(xué)生:太陽能。
【問】照射在草地上的太陽能都被小草利用了嗎?學(xué)生:不是。
【講述】太陽每天輸送到地球的能量大部分被地球表面的大氣層吸收、散射和反射掉了,只有一部分通過光合作用轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在有機(jī)物中。多媒體展示草圖片。
【問】小草將太陽能通過光合作用轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的化學(xué)能以后有哪些去向呢?
講述:①一部分用于小草的呼吸作用;②一部分傳遞給兔子;
③還有一部分殘枝敗葉等隨分解者分解而釋放出來。
【問】小草的能量如何傳給兔子呢?學(xué)生:捕食。
【問】那么兔子把草吃進(jìn)肚子里,草中的能量都被兔子吸收了嗎?
帶領(lǐng)學(xué)生分析攝入量與同化量的關(guān)系,分析能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級(jí)示意圖??偨Y(jié)兔子同化能量的去向。
【多媒體展示】
草、兔子、鷹食物鏈。利用這條食物鏈總結(jié)出能量流動(dòng)的過程。強(qiáng)調(diào)這里的草、兔子、鷹分別代表了一個(gè)營養(yǎng)級(jí)。帶領(lǐng)學(xué)生分析課本94頁生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)示意圖。強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)者固定的能量不管如何傳遞,最終都以熱能的形式從群落中散失,由于熱能是生物不能再利用的能量,因此生態(tài)系統(tǒng)需要生產(chǎn)者源源不斷固定的太陽能,才能保證生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的正常進(jìn)行。
【過渡】下面分析一個(gè)湖泊生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)情況。
【多媒體展示】賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)圖解。第一營養(yǎng)級(jí)同化的能量為464.6,第二營養(yǎng)級(jí)同化的能量為62.8,第三營養(yǎng)級(jí)同化的能量為12.6(單位均為焦1平方厘米1年),營養(yǎng)級(jí)越高,能量越少。
【教師設(shè)疑】通過以上分析,總結(jié)出第一個(gè)特點(diǎn):逐級(jí)遞減。
【教師設(shè)疑】流入某營養(yǎng)級(jí)的能量,為什么不會(huì)全部流入下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)?
【講述】某營養(yǎng)級(jí)的能量主要有以下去向:部分通過該營養(yǎng)級(jí)呼吸作用散失;部分作為排出物、遺體或殘枝敗葉不能進(jìn)入下一營養(yǎng)級(jí),而為分解者所利用,還有部分暫未利用。暫未利用的能量,可以理解為后一營養(yǎng)級(jí)不能利用的(草根)和后一營養(yǎng)級(jí)能利用而未利用的(如兔不可能將草吃凈)。這些未利用的能量,或仍然是該營養(yǎng)級(jí)的生存?zhèn)€體,或進(jìn)入別的生態(tài)系統(tǒng)(如被河水沖向海洋),或沉積在湖底成為有機(jī)質(zhì)沉積物。所以,流入某營養(yǎng)級(jí)的能量不可能全部流入下一營養(yǎng)級(jí)。能量傳遞效率為10%—20%(解釋,并強(qiáng)調(diào)與此有關(guān)的計(jì)算)。
【教師設(shè)疑】圖中箭頭代表了什么?
【講述】長期自然選擇形成的食物鏈中各營養(yǎng)級(jí)順序是不可逆轉(zhuǎn)的。能量總是由第一營養(yǎng)級(jí)流入第二營養(yǎng)級(jí),再流入第三營養(yǎng)級(jí)。各營養(yǎng)級(jí)的總能量總是趨向于以細(xì)胞呼吸產(chǎn)生熱能而散失掉,而熱能又是生物不可再利用的能量??偨Y(jié)出能量流動(dòng)的第二個(gè)特點(diǎn):單向流動(dòng)(只能由低營養(yǎng)級(jí)到高營養(yǎng)級(jí),不逆轉(zhuǎn),也不循環(huán))。通過以上分析,能量流動(dòng)是逐級(jí)遞減的,為了形象地說明問題,將單位時(shí)間內(nèi)各營養(yǎng)級(jí)所得能量數(shù)值按低營養(yǎng)級(jí)到高營養(yǎng)級(jí)的順序繪制成圖,成金字塔圖形,叫能量金字塔。從能量金字塔可以看出,生態(tài)系統(tǒng)中,營養(yǎng)級(jí)越多,能量在流動(dòng)過程中消耗得就越多。所以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)一般不超過4—5個(gè)營養(yǎng)級(jí)。
【思考】為什么一山不容二虎?引入生物數(shù)量金字塔。強(qiáng)調(diào)數(shù)量金字塔有例外。比如:樹→昆蟲→鳥。簡單提及生物量金字塔。
【小節(jié)】最后小結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容
【板書設(shè)計(jì)】
1.能量流動(dòng)的概念:生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入(光能)、傳遞(有機(jī)物)、轉(zhuǎn)化和散失(熱能)的過程
2.能量流動(dòng)的過程
(1)起點(diǎn):從生產(chǎn)者固定太陽能開始
(2)總值:是生產(chǎn)者所固定的太陽能總量
(3)渠道:食物鏈和食物網(wǎng)
(4)形式:主要是有機(jī)物
三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)
(1)逐級(jí)遞減,能量傳遞效率是:10%—20%
(2)單向流動(dòng):不逆轉(zhuǎn),不循環(huán)