山東版必修3第二節(jié)《生態(tài)系統(tǒng)的功能》教案

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1、 最新山東版必修 3 第二節(jié)《生態(tài)系統(tǒng)的功能》教案 一、教學(xué)目標(biāo) 1.通過探究活動“分析生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動” ,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 2.分析生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程和特點(diǎn)。 3.通過觀察書中圖 2-3-10 生物地球化學(xué)循環(huán) ,概述物質(zhì)循環(huán)的概念。 4.通過探究活動“分析生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)和氮循環(huán)”描述以上兩個循環(huán)過程。 5.總結(jié)物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系。 6.舉例說明生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞。 7.培養(yǎng)提高學(xué)生的識圖能力 ,分析問題、解決問題等思維能力。 二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

2、及解決方法 1．重點(diǎn) （ 1）生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程及特點(diǎn)。 （ 2）生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程及特點(diǎn)。 （ 3）碳循環(huán)過程圖解。 （ 4）生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。 （ 5）信息傳遞的概念和類型及意義 2．難點(diǎn) （ 1）生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程。 （ 2）生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程。 3．疑點(diǎn) 在生態(tài)系統(tǒng)中為什么只能是物質(zhì)循環(huán) ,能量能否循環(huán)。 （ 1）使學(xué)生理解生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的起點(diǎn),能量流動的數(shù)量及其作用。 （ 2）以一條食物鏈為例闡述生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的過程和特點(diǎn)。 （ 3）使學(xué)生理解什么是能量金字塔

3、？人們研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的目的是什么？三、教學(xué)方法 多媒體組合教學(xué)模式 ,采用自學(xué)、討論與講述法。 四、學(xué)生活動設(shè)計 1．自學(xué)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞的全部內(nèi)容。 2．質(zhì)疑討論、學(xué)生相互啟迪 ,教師點(diǎn)撥指導(dǎo)。 3．交流總結(jié) ,相互取長補(bǔ)短 ,獲取新的知識體系。 4．鞏固所學(xué)的新知識 ,學(xué)生相互提問解答 ,歸納小結(jié) ,課后練習(xí)。 五、教學(xué)過程（分 2 課時：第 1 課時能量流動 ,第 2 課時物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞） 第一課時 復(fù)習(xí)提問：生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有哪些？ 食物鏈的功能？ 能量流動和物質(zhì)循環(huán)的渠道 引

4、言：在草、羊、狼這個食物鏈中能量是如何流動的？ 學(xué)生看書回答、總結(jié) 老師點(diǎn)評 學(xué)生畫出能量流動圖解 師生共同解析能量流動圖 （ 1） 生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的起點(diǎn)是從什么地方開始的？ 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是從生產(chǎn)者所固定的太陽能開始的。這里指的生產(chǎn)者主要是綠色植 1 / 6 物 ,因為只有綠色植物才能把太陽光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能 ,儲存在有機(jī)物中 ,所以 ,流經(jīng)生物群落中 的能量是從綠色植物開始的。 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動起點(diǎn)能不能從動物開始？不能 ,因為我們通過動植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的 學(xué)習(xí) ,知道綠色植物的細(xì)

5、胞結(jié)構(gòu)有特殊的葉綠體能固定太陽光能 ,而動物細(xì)胞結(jié)構(gòu)沒有葉綠體 是無法固定太陽光能的 ,所以只能利用現(xiàn)有的有機(jī)物。 （ 2）能量流動的數(shù)量及作用：生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者 —— 綠色植物通過光合作用 , 把太陽光能 轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 ,儲存在它們制造的有機(jī)物中。生產(chǎn)者所固定的全部太陽能 ,就是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng) 的總能量。能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)后 ,就是一切生物生命活動的動力 ,也是生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的動力。 （ 3）生態(tài)系統(tǒng)的能量流動全過程。 分組討論生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖的涵義： 能量流動的起點(diǎn)：地球上所有的生態(tài)系統(tǒng)所需的能量都是來自太陽 ,是生產(chǎn)者通過光合作用 把

6、太陽能固定在它們所制造的有機(jī)物中。生產(chǎn)者固定的全部太陽能就是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。所以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是從生產(chǎn)者固定太陽光能開始的。 生態(tài)系統(tǒng)能量流動的數(shù)量 ,是生產(chǎn)者所固定的全部太陽光能 ,就是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量 ,這 些能量能在生態(tài)系統(tǒng)各個營養(yǎng)級中進(jìn)行流動。 生態(tài)系統(tǒng)能量流動的途徑：通過食物鏈闡述其能量流動的過程 ,指導(dǎo)學(xué)生看書：探究活動 “分析生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動” ,看完后 ,完成學(xué)案中的內(nèi)容。最后推薦一個學(xué)生歸納其中心內(nèi)容 ,其他學(xué)生補(bǔ)充 ,老師點(diǎn)撥指導(dǎo)。 第一、生態(tài)系統(tǒng)的總能量 ,其中一部分能量用于生產(chǎn)者自身的新陳代謝等生命活動 ,即呼吸作

7、用消耗掉了；另一部分能量隨著植物遺體和殘枝敗葉等被分解者分解而釋放出來；還有一部分能量被植食性動物攝入體內(nèi)。 第二 ,植物被草食動物吃了以后 ,一部分以糞便等排泄物被動物排出體外 ,其余大部分被動物 所同化。這樣能量由植物流入動物即能量從第一營養(yǎng)級 → 第二營養(yǎng)級 → 第三營養(yǎng)級 → 第四 營養(yǎng)級 ,各營養(yǎng)級所同化的能量 ,一部分通過呼吸作用消耗掉；另一部分用于各營養(yǎng)級生物的 生長、發(fā)育、繁殖等生命活動。消費(fèi)者的尸體、糞便等與生產(chǎn)者的遺體 ,殘枝敗葉一樣 ,被分 解者分解利用 ,并通過分解者的呼吸作用將其能量釋放到環(huán)境中去最終消失。 （4）分析教材探

8、究活動 ,多角度理解能量流動過程 學(xué)生獨(dú)立思考 到黑板上寫出自己的答案 學(xué)生討論 老師點(diǎn)撥 生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點(diǎn) 講述： 美國生態(tài)學(xué)家林德曼 ,明確提出了 “十分之一定律 ”。從理論上講 ,一個人靠吃魚增長身體 1kg, 就得吃掉 10kg 魚,10kg 的魚則要吃掉 100kg 的浮游動物 ,100kg 的浮游動物要吃掉 1000kg 的 浮游植物。也就是說 ,1000kg 的浮游植物才能養(yǎng)活 10kg 的魚 ,進(jìn)而才能使人增長 1kg 體重。 學(xué)生歸納小結(jié)如下： 第一、能量流動不是循環(huán)的而是單向的：從生產(chǎn)者 → 初級消費(fèi)

9、者 → 次級消費(fèi)者 → 三級消費(fèi) 者 →?? 。食物鏈各個營養(yǎng)級的順序是不可逆的 , 而各個營養(yǎng)級的能量總是以呼吸散失熱 能。即必須源源不斷地輸入 ,又不斷地散失。 第二、能量流動是逐級遞減的：傳遞率為 10％～ 20％ ,一條食物鏈的營養(yǎng)級一般不會超過五 個營養(yǎng)級 ,因營養(yǎng)級上升一級 ,可利用的能量相應(yīng)要減少 80％～ 90％ ,能量到了第五個營養(yǎng)級 時,可利用的能量往往少到不能維持其生存的程度了。由于生態(tài)系統(tǒng)能量逐級遞減 ,其傳遞率 為 10％～ 20％ ,即構(gòu)成了能量金字塔。所以 ,生產(chǎn)者固定的全部太陽能流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)過程中逐級遞減 ,單向不循環(huán) ,

10、最終在環(huán)境中消失。 （5）研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的目的 2 / 6 問：能不能改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動的規(guī)律？ 不能 ,人們雖然不能改變能量流動的客觀規(guī)律 ,但可設(shè)法調(diào)整能量流動方向 , 使能量流向?qū)θ? 類最有益的部分。例如 ,在森林中 ,最好使能量多儲存在木材中；在草原牧場上 ,則最好使能 量多流向到牛、羊等牲畜體內(nèi) ,獲得更多的毛、肉、皮、奶等畜產(chǎn)品。 建立生態(tài)農(nóng)業(yè)的目的是設(shè)計合理的食物鏈 ,提高能量的多級利用率。 （三）總結(jié)、擴(kuò)展 學(xué)生活動思維訓(xùn)練 1．為什么肉類食品的價格比小白菜價格高？ 引

11、導(dǎo)學(xué)生根據(jù)林德曼能量流動的 “十分之一定律 ”來闡述這個問題 ,如魚體重增加 1kg,所需浮 游植物 100kg 等 ,結(jié)合日常生活實際講解。 2．下圖是草原生態(tài)系統(tǒng)中的一條食物鏈及能量流動圖解 ,回答問題。 圖中 D 表示 ______。 能量在逐級遞減中 ,傳遞率按 20％計算 ,若狐獲得的能量是 8 千焦 ,傳遞給狼的能量為 ______ 千焦 ,狼獲得的能量中 ,草應(yīng)供給這條食物鏈的能量為 ______千焦。 圖中各營養(yǎng)級通過 A______ 作用

12、被消耗 ,通過 B______ 利用 ,而 B 又通過 C______被消耗。 太陽能；② 1.6 200；③呼吸 分解者 呼吸作用 3．總結(jié) ,流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的能量就是綠色植物所固定的全部太陽能 ,這些能量沿著食 從能量傳遞過程看 物鏈和食物網(wǎng)的各個營養(yǎng)級傳遞 ,可見生產(chǎn)者是消費(fèi)者和分解者獲得能量的源泉 ,是生態(tài)系統(tǒng) 存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。 從能量傳遞的數(shù)量和效率看 ,能量流經(jīng)各營養(yǎng)級是逐級遞減的 ,單向不循環(huán)的 ,傳遞率為 10％ －20％ ,因為大部分能量用于各營養(yǎng)級自身的新陳代謝等生命活動

13、 ,另一部分隨遺體等被分解 者所利用 ,真正流入下一個營養(yǎng)級的能量只有 10％－ 20％。所以 ,一條食物鏈一般不能超過 五個營養(yǎng)級 ,到第五營養(yǎng)級時 ,可利用的能量已減少到不能維持其生存的程度了。 （四）作業(yè)（學(xué)案和同步訓(xùn)練） （五）板書設(shè)計 3 / 6 教學(xué)流程： 1.復(fù)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 2.引出生態(tài)系統(tǒng)的功能 3.介紹三個功能 4.學(xué)習(xí)能量流動功能 能量

14、流動的起點(diǎn) 流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量 能量流動的形式 特點(diǎn) 傳遞效率 第二課時 教學(xué)過程 復(fù)習(xí)：能量流動的特點(diǎn)、研究能量流動的意義。 引言：能量流動是逐級遞減的 ,植物每天固定那么多的 CO2, 若干年后是不是空氣中就沒有 CO 了呢？生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)到底是怎樣循環(huán)的呢？ 2．生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) 講述： （1）物質(zhì)循環(huán)的概念 老師提出問題：（ 1）物質(zhì)是什么？ （ 2） 循環(huán)的途徑？方式？ （ 3） 循環(huán)的范圍？ 學(xué)生看書回答 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是指組成生物體的 C、H 、O、N 、 P、 S 等基本

15、元素在生態(tài)系統(tǒng)的生物群落與無機(jī)環(huán)境之間反復(fù)循環(huán)運(yùn)動。 生物地化循環(huán)：生物圈是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng) ,其中的物質(zhì)循環(huán)帶有全球性 ,這種物質(zhì)循環(huán)又叫生物地化循環(huán)。 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)反復(fù)出現(xiàn) ,循環(huán)流動 ,不會消失 ,生物可反復(fù)利用。 （ 2）物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn) 學(xué)生活動 演示水、碳、氮循環(huán)的多媒體課件,增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識 ,為學(xué)習(xí)物質(zhì)循環(huán)奠定基礎(chǔ)。 學(xué)生談觀后感：老師點(diǎn)撥指導(dǎo)。 碳循環(huán)：碳元素約占生物體干重的 47％ ,碳是有機(jī)化合物的 “骨架 ”,沒有碳就沒有生命。碳 在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間是以

16、CO2 的形式進(jìn)行循環(huán)的。 氮循環(huán)：氮是組成蛋白質(zhì)和核酸的主要成分。氮占大氣成分的 79％ ,必須經(jīng)過生物固氮作 用、硝化作用、反硝化作用等才能在生物群落與無機(jī)環(huán)境間反復(fù)循環(huán)。 水循環(huán)：水是組成生物體的重要成分 ,約占體重的 60％～ 95％ ,體內(nèi)進(jìn)行一切生化反應(yīng)都離 不開水。地球上水通過蒸發(fā)、降雨、植物的蒸騰、吸收等過程反復(fù)循環(huán)。 物質(zhì)循環(huán)的主要特點(diǎn)：物質(zhì)循環(huán)是帶有全球性的 ,生物群落和無機(jī)環(huán)境之間的物質(zhì)可以 反復(fù)出現(xiàn)反復(fù)利用 ,周而復(fù)始進(jìn)行循環(huán) ,不會消失。 為了進(jìn)一步搞清楚生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)全過程 ,現(xiàn)以碳循環(huán)為例來進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)。 （3）

17、碳的循環(huán)過程 演示碳的循環(huán)過程多媒體課件 ,增加學(xué)生感性認(rèn)識。 看圖說話 ,P90 中圖 2-3-11 碳循環(huán)過程 ,一人發(fā)言 ,其他同學(xué)補(bǔ)充 ,老師點(diǎn)撥指導(dǎo)。 4 / 6 碳的作用：糖、脂肪、蛋白質(zhì)、核酸都是構(gòu)成生物體的基本物質(zhì) ,在它們的分子中都含有碳 元素。碳元素大約占生物體干重的 49％ ,是有機(jī)化合物的 “骨架 ”,沒有碳就沒有生命。 碳在無機(jī)自然環(huán)境中存在的形式即以 CO2 和碳酸鹽（石灰?guī)r、珊瑚礁）的形式存在。 碳的循環(huán)形式：碳在無機(jī)環(huán)境與生物群落間是以 CO2 的形式進(jìn)行循環(huán)的。大氣中的 CO2 進(jìn)入生

18、物群落 ,主要依賴于綠色植物的光合作用 ,使 CO2 中的 “C”變成為有機(jī)物中的 “C”, 再通過食物鏈進(jìn)入動物和其他生物體中 ,因此從 “C”的循環(huán)可見綠色植物是生態(tài)系統(tǒng)的基 石。除此之外 ,還有化能合成作用的微生物也能把 CO2 合成為有機(jī)物。 還有一部分生物遺體沒有被分解者分解 ,轉(zhuǎn)變成為地下的石油和煤 ,這部分 “C”暫時脫離循環(huán) ,一經(jīng)開采運(yùn)到地面燃燒 ,仍可產(chǎn)生 CO2 再返回碳循環(huán)。 3．能量流動和物質(zhì)循環(huán)的因果關(guān)系

19、生態(tài)系統(tǒng)的存在是靠物質(zhì)循環(huán)和能量流動來維持的。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán) 都是通過食物鍵和食物網(wǎng)的渠道實現(xiàn)的 ,二者相互伴隨進(jìn)行 ,又相輔相存 ,密不可分的統(tǒng)一整體。但是 ,能量流動和物質(zhì)循環(huán)又有本質(zhì)上的區(qū)別：能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各個營養(yǎng)級時是逐級 遞減 ,而且運(yùn)動是單向的、不是循環(huán)的 ,最終在環(huán)境中消失。物質(zhì)循環(huán)是帶有全球性的 ,在生 物群落與無機(jī)環(huán)境間物質(zhì)可以反復(fù)出現(xiàn) ,反復(fù)利用 ,循環(huán)運(yùn)動 ,不會消失。 4.信息傳遞 信息傳遞發(fā)生于種群與種群之間、種群內(nèi)部個體之間以及生

20、物與非生物環(huán)境之間。不但可 以與能量流動、物質(zhì)循環(huán)一起將生態(tài)系統(tǒng)的各個組成成分聯(lián)系為一個統(tǒng)一的整體 ,而且具有調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。 信息傳遞的方式多種多樣。舉例說明信息傳遞的類型：物理信息（蜘蛛網(wǎng)的振動頻率、蝙蝠的回聲定位、鳥類的鳴叫、螢火蟲發(fā)光）、行為信息（孔雀開屏、蜜蜂的舞蹈）、化學(xué) 5 / 6 信息（昆蟲的外激素 ,動物的尿液等）、營養(yǎng)信息（）。 信息傳遞的意義：有利于生命活動的正常進(jìn)行；有利于種群的繁衍；調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系 , 以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。 信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用：提高農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量；對

21、有害動物進(jìn)行控制 （四）布置作業(yè)（學(xué)案和同步訓(xùn)練） （五）板書設(shè)計 概念 信息傳遞 類型 意義 教學(xué)流程： 1.復(fù)習(xí)能量流動 2.介紹物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn) 循環(huán)性 （反復(fù)性） 全球性 3.分析物質(zhì)循環(huán)的定義 組成生物體的化學(xué)元素 在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間 4.分析碳循環(huán) 在無機(jī)環(huán)境中的存在形式 ,無機(jī)環(huán)境和群落之間的循環(huán)形式 群落內(nèi)部碳的存 在形式和傳遞形式 通過什么途徑進(jìn)行碳循環(huán)（光合作用、呼吸作用、燃燒等） 5.信息傳遞 傳遞的特點(diǎn)（雙向性） 信息的類型 舉例 6 / 6