人教版(新教材)高中生物選擇性必修2PAGEPAGE1生態系統的能量流動一、教學目標（1）通過分析能量在營養級間的流動情況和賽達伯格湖的能量流動，概述生態系統的能量流動的過程和特征。（2）用生態金字塔表征生態系統中各營養級間的能量、生物量或數量等關系。（3）概述研究生態系統能量流動的意義。二、教學重點生態系統的能量流動過程。三、教學難點（1）分析生態系統能量流動的過程。（2）嘗試調查當地某生態系統的能量流動情況。四、課時安排1課時五、教學過程（一）新課導入教師展示課本問題探討圖片，提問：（1）請你畫出兩種策略的食物鏈（網）（2）這兩種生存策略哪種能為人提供更多的能量（3）為什么策略2為人提供的能量少于策略（4）什么是能量？人所吃玉米中有沒有能量？是以什么形式存在的？（5）吃進人體的玉米中的能量都會儲存在人體中嗎？會不會轉化和散失呢？（結合細胞呼吸中，葡萄糖氧化分解后有66%的能量以熱能形式散失）（6）玉米、人等生物獲得的能量最初來自哪里？如果我們將生態系統作為一個整體去研究的話，那么一個生態系統要想維持穩定，也存在能量的輸入以及能量的變化。下面我們一起來了解什么是生態系統的能量流動。（二）講授新課1、能量流動的概念（1）概念：生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。輸入：①形式：太陽能②途徑：主要通過光合作用，（深海熱泉口生態系統通過化能合成作用）傳遞：①形式：有機物中的化學能②途徑：食物鏈（網）轉化：①太陽能→有機物中的化學能→熱能散失：①形式：熱能②途徑：各種生物的呼吸作用2、研究能量流動的具體思路研究能量流經一個種群的情況，可以列舉該種群中每一個個體的情況：以個體為研究對象，有很大的局限性和偶然性，如個體會死亡，數據可能不準確，不同個體之間的差異過大，如果將種群看作一個整體去研究，會是什么樣呢？以種群為單位，又會有什么問題？種群存在于復雜的食物網內，可能因食物網的復雜性而影響結果的準確性，如果以一個營養級的所有種群作為一個整體來研究，又會是什么樣的形式呢？優點：能很好地避免上述不足，提高結果的準確性?？偨Y：研究生態系統的能量流動，我們通常將處于同一個營養級的所有生物作為一個整體去研究，這樣就可以精確地反映每一個營養級能量的輸入和輸出情況了。我們以及知道研究思路了，下面我們一起來了解能量流動的過程，我們分別分析第一、第二營養級的能量流動情況，以此來了解能量流動的過程。3、能量流動的過程（1）第一營養級的能量流動提問：地球上幾乎所有生態系統的能量都來自哪里？（太陽能）這些能量是如何輸入生態系統的？（光合作用將光能轉化為化學能，固定在有機物中），繪圖表示第一營養級的能量去路有哪些？第一營養級的能量怎樣傳遞到第二營養級？能量在第二營養級的流動與第一營養級又有什么不同呢？攝入量：指植食性動物取食的總量，即食物總量。同化量：指動物經過消化和吸收后轉化為自身的能量。攝入量=同化量-糞便量（糞便量屬于生產者同化量的一部分）提問：第二營養級的同化量去向有哪些？①呼吸作用中以熱能的形式散失；②以遺體殘骸的形式被分解者利用；③流入次級消費者（②③屬于用于自身生長、發育和繁殖的能量）能量在最高營養級是怎樣流動的呢？最高營養級同化的能量去向有哪些？①呼吸作用中以熱能的形式散失；②以遺體殘骸的形式被分解者利用；（最高營養級沒有流入下一營養級的能量）那么，請大家總結歸納出各營養級同化量的去向：因此在生態系統中，能量流動大致可以概括為：提問：（1）初級消費者糞便中的能量是哪個箭頭？（2）哪些或哪個箭頭代表初級消費者的同化量？（3）哪些箭頭代表初級消費者用于生長、發育、繁殖的能量？（4）上一營養級同化的能量會百分之百流入下一營養級嗎？因此在能量沿著食物鏈流動過程中，呈現出什么特點？（箭頭越來越窄）（5）短時間內，某營養級的生物一定會被捕食或者死亡嗎？由此同化量的去向還應該包括未被利用的能量。即：（上圖不用做修改，因為未利用的能量最終會被利用，上圖是不定時分析的結果）未被利用是指：在統計能量流動的那個時間段內，某一營養級生物的同化量中未被呼吸作用消耗，也未被下一營養級捕食或分解者利用的能量，有時還包括以化石燃料形式儲存于地下未被人類開采的能量，還包括多年生植物上一年自身生長發育的凈積累量。如草原中一批羊，羊吃草可以長大，在統計期間，有被狼捕食的，有死亡的，還有未死亡的（未利用）引導學生完成思考討論：生態系統中的能量流動和轉化是否遵循能量守恒定律？流經生態系統的能量能否再回到這個生態系統中來？講解：上述我們只是通過定性分析的方法了解了生態系統的能量流動，但是定性分析不能揭示事物的本質，只有通過定量分析，我們才能揭示能量流動的規律和特點。4、能量流動的特點思考：如果要定量研究生態系統的能量流動，什么樣的生態系統適合研究？（范圍小、邊界清楚、結構簡單，而且可在一定時間內獲得數據）教師圖片展示賽達伯格湖，展示用其研究的優點：邊界明顯、封閉性強，與周圍環境的物質和能量交換小，內部環境穩定，生態因子變化幅度小。引導學生設計表格總結圖中數據：流入某一營養級的能量，為什么不會百分之百地流到下一個營養級?流入某一營養級的能量除了流入下一營養級的之外，還有：①一部分通過該營養級的呼吸作用散失；②一部分作為排遺物、遺體或殘枝敗葉被分解者利用；③一部分未被利用通過以上分析，可以總結出能量流動的兩個特點：單向流動（原因：捕食關系是長期進化形成的不可逆轉，每一營養級呼吸散失的能量不能再被生物群落利用，因此無法循環）逐級遞減（輸入某一營養級的能量只有10%-20%能流入下一營養級，即能量傳遞效率為10%-20%，營養級越多，能量流動過程中損耗越多，因此食物鏈中的營養級不超過5個）總結：（1）任何生態系統都需要不斷得到能量補充，以便維持生態系統的正常功能；（如人工魚塘需要投喂飼料，此時流入魚塘生態系統的總能量就是生產者固定的太陽能+人工投入的有機物中的化學能）如果一個生態系統在一段較長時間內沒有能量（太陽能或化學能）輸入，這個生態系統就會崩潰。展示幾種能量流動典型計算題。生態金字塔研究能量流動的實踐意義可以幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入某個生態系統的總能量；例如，間作套種、多層育苗、稻—萍—蛙等立體農業?？梢詭椭藗兛茖W地規劃和設計人工生態系統，使能量得到最有效的利用；例如，秸稈喂牲畜；糞便制作沼氣，沼渣肥田（沼氣池實現了對能量的多級利用，大大提高了能量的利用率）能量利用率是指：流入最高營養級的能量（人類）占生產者固定總能量的比值，食物鏈越短，能量利用率越高，能量利用率不等于能量傳遞效率。還可以幫助人們合理地調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。例如，合理確定草場載畜量，麥田除草、除蟲。板書設計（一）能量流動的過程（1）生產者的能量流動（2）初級消費者的能量流動（3）最高營養級的能量流動（二）能量流動的特點