資源簡介

《 能量流動和物質循環(huán)》教學設計
本節(jié)課主要講述生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和物質循環(huán)。這節(jié)課是在學習了生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈和食物網的基礎上引入的，學好本節(jié)課知識，可為后面的學習生態(tài)平衡的知識做好鋪墊。針對本節(jié)課知識的特點，教學中可聯系前面學習的內容，已達到溫故知新的效果。本節(jié)課知識比較抽象，在引導學生分析時，首先提示學生“能量是一切生命活動的動力”生物圈中的每一個完整的生態(tài)系統(tǒng)都是一個能量輸入、傳遞、和輸出的系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)教材以碳循環(huán)為例，結合所積累的生物知識較好的理解碳在生物之間循環(huán)，從生物體返回無機環(huán)境的過程。將能量流動和物質循環(huán)的過程對比學習，加強了知識的理解。
【教學目標】
1.知識與技能
（1）闡明生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和物質循環(huán)的特點。
（2）掌握生態(tài)系統(tǒng)中的能量來源和去路。
2.過程與方法
通過小組合作探究，結合生活經驗及觀察，培養(yǎng)學生運用科學知識分析和解決實際問題等思維能力。
3.情感態(tài)度和價值觀
通過學習生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和物質循環(huán)的特點，樹立正確的資源利用觀，提高資源利用率，培養(yǎng)生態(tài)環(huán)境的保護意識。
【教學重點】
（1）生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質循環(huán)的特點。
（2）生態(tài)系統(tǒng)中各種成分的能量關系。
【教學難點】
（1）生態(tài)系統(tǒng)的能量流動具有單向性和逐級遞減的原因。
（2）生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)過程。
【教學方法】
自主學習、合作探究
【課前準備】
教師：多媒體課件
學生：學生課前預習
【課時安排】
1課時
【教學過程】
一、 創(chuàng)設情境，激趣導入
據《新疆日報》2012年6月23日報道：“農業(yè)部‘百萬牧雞牧鴨治蝗增收行動’在哈密啟動”。新疆廣大草原牧區(qū)推廣應用牧雞牧鴨方式治理蝗蟲，蝗蟲被雞鴨啄食，成為雞鴨良好的食物來源，雞鴨的糞便又成為牧草的肥料，增加了草場的肥力，獲得了經濟效益和生態(tài)效益的雙贏。
哈密啟動的這種生物防治的措施既減少了環(huán)境污染，又獲得了巨大的效率，具有很好的示范引領作用。在此過程中，雞鴨以蝗蟲為食物，通過生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈獲得了能量。生物間的食物關系，不僅說明生物個體之間存在著斗爭，也揭示了生態(tài)系統(tǒng)內部能量流動的基本規(guī)律。
今天，我們就一起來學習探究生態(tài)系統(tǒng)的《能量流動和物質循環(huán)》。
二、 問題引導，探究質疑
（一）生態(tài)系統(tǒng)的能量流動
生物的生長發(fā)育和繁殖等各項生命活動所需要的能量都是貯存在有機物中的化學能。當某種生物攝取食物時，它就從中獲得了能量，生態(tài)系統(tǒng)中的能量是通過食物鏈依次傳遞的。那么，在生態(tài)系統(tǒng)中，能量是怎樣流動的呢？
1.營養(yǎng)級
課件展示草→兔→狼食物鏈
（1）食物鏈上的每一個環(huán)節(jié)，叫做什么？
（2）圖中“草→兔→狐”這條食物鏈中，第一營養(yǎng)級是______，第二營養(yǎng)級級是______，第三營養(yǎng)級是______。
學生閱讀課文，交流、反饋，明確：
（1）食物鏈上的每一個環(huán)節(jié)，叫做一個營養(yǎng)級。
（2）第一營養(yǎng)級是草，第二營養(yǎng)級是兔，第三營養(yǎng)級是狐。
2. 能量流動
（1）能量流動的過程
課件展示：生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意圖，觀察思考：
① 指出每個營養(yǎng)級能量的來源和去向。
學生觀察思考，討論，反饋：
來源：植物——來自太陽能
動物——來自上一營養(yǎng)級
去向：
a. 自身通過呼吸作用分解一部分有機物，釋放能量
b. 其他消費者利用（進入下一營養(yǎng)級）
c. 分解者利用
②能量的輸入實際就是能量從無機環(huán)境到生物群落流動的過程。那么生態(tài)系統(tǒng)中能量的源頭是什么？怎樣輸入生態(tài)系統(tǒng)的？能量流動的渠道是什么？
學生觀察、討論，師生明確：
生態(tài)系統(tǒng)中能量的源頭是太陽能。
強調：不是所有的太陽能都參與生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動，必須是輸入到生態(tài)系統(tǒng)的第一營養(yǎng)級的能量才能開始在生態(tài)系統(tǒng)中流動。
能量是生產者通過光合作用將光能轉化為有機物中的化學能輸入到生態(tài)系統(tǒng)的第一營養(yǎng)級。而生產者固定的太陽能總量就是流經這個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。
能量流動的主渠道是：食物鏈和食物網。
③能量散失是能量從生物群落到無機環(huán)境流動的過程，參與能量散失的生物成分是哪些？應用的生理過程是什么？能量發(fā)生了怎樣的變化？
生產者、消費者、分解者的呼吸作用；將有機物的化學能轉化為熱能散失。
④總結能量流動的過程
輸入能量源頭：太陽能
起點：生產者固定太陽能開始
輸入總量：生產者固定的太陽能總量
傳遞途徑(渠道）：食物鏈和食物網
傳遞形式（物質）：有機物中的化學能
能量散失：通過呼吸作用以熱能形式散失
⑤ 能量流動的概念
課件展示：生態(tài)系統(tǒng)中能量輸入、傳遞和散失的過程
小結：
生態(tài)系統(tǒng)中能量輸入、傳遞和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。
（2）能量流動的特點
（過渡）我們在能量流動示意圖中，認識了能量流動的過程，仔細觀察我們還會發(fā)現箭頭全是單方向的。
①思考：生態(tài)系統(tǒng)中的能量能否逆向流動或者循環(huán)流動？
學生討論、師生明確：
不能，因為生物之間的吃與被吃的關系是不能逆轉的，因此能量傳遞的方向也是不可逆的。
小結：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動是單向流動的。
②設疑：在能量流動示意圖中，我們還發(fā)現箭頭由粗到細，方框從大到小，這說明了能量流動還有什么特點？
課件展示：生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級能量比較示意圖，思考：
a.隨著食物鏈的延伸，能量在各營養(yǎng)級上的含量有何特點？
b.圖中各營養(yǎng)級能量傳遞的效率是多少？
c.為什么上一營養(yǎng)級的能量不能100%傳給下一營養(yǎng)級？
學生討論、思考、師生明確：
a.能量逐級遞減。
b.10%
c.各營養(yǎng)級的生物都會因呼吸作用消耗相當大的一部分能量；各營養(yǎng)級總有一部分生物的能量未被下一個營養(yǎng)級的生物所利用；各營養(yǎng)級的尸體、糞便等被分解者利用。
結論：能量流動的另一個特點是：逐級遞減（能量傳遞效率為10%~20%）。
③一般情況下，為什么營養(yǎng)級越高，生物的數量就越少？
學生討論、反饋，師生明確：
由于能量在沿著食物鏈流動的過程中是逐級遞減的，所以在一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量流動中消耗的能量也就越多，因此大多數的食物鏈只有3~4個營養(yǎng)級。
（3）學以致用
掌握了能量流動的特點，如果要經營一個農場， 請問應采用什么樣的經營模式才能使能量持續(xù)高效地流向對人類最有益的部分？請同學們說出你的設計理念。
課件展示生態(tài)農業(yè)——桑基魚塘
研究能量流動的實踐意義：提高能量利用率，使能量持續(xù)高效地流向對人類最有益的部分。
（二）生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)
1.物質循環(huán)的概念
學生閱讀課文，反饋、明確：
在生態(tài)系統(tǒng)中，組成生物體的化學元素從無機環(huán)境開始，經生產者、消費者和分解者，又回到無機環(huán)境，就完成了一個循環(huán)過程，我們稱之為生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)。
2. 碳循環(huán)
（過渡）生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動伴隨著物質循環(huán)，碳循環(huán)是一種非常重要的物質循環(huán)。組成生物體的化學元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，Fe、Mn等，其中C（碳）是最基本的化學元素。我們就以碳為例來認識物質循環(huán)。
（1）碳循環(huán)的特點
學生閱讀P66資料和圖6.2-10，思考，師生進行小結：
① 碳循環(huán)的形式：二氧化碳
② 碳在自然界中的存在形式：二氧化碳和碳酸鹽等
③ 碳在生物體內的存在形式：含碳有機物
④ 碳進入生物體的途徑：綠色植物的光合作用
⑤ 碳在生物體之間傳遞途徑：食物鏈、食物網
⑥ 碳進入大氣的途徑：生物的呼吸作用；分解者的呼吸作用；化石燃料的燃燒
（2）知識拓展
碳循環(huán)與溫室效應
① 溫室效應
二氧化碳氣體具有吸熱和隔熱的功能，使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間散失，從而使地球表面溫度升高的現象。
② 溫室效應的危害
極地冰川加速融化，沿海城市被淹沒，農田減少，糧食減產等
③ 緩解溫室效應的措施
保護植被，植樹造林；減少化石燃料的燃燒；開發(fā)新能源
（3）描述碳循環(huán)的過程
二氧化碳中含有碳元素，有機物中也含有碳元素，無機環(huán)境中的二氧化碳通過生產者的光合作用轉化成為有機物，消費者捕食生產者，從生產者體內獲取有機物，生產者、消費者、分解者呼吸作用放出二氧化碳，化石燃料的燃燒也放出二氧化碳。這就構成了碳循環(huán)。
3.其他物質循環(huán)
欣賞：氮循環(huán)、水循環(huán)
4.物質循環(huán)的特點
（1）南極地區(qū)從未施用過DDT，但我國南極考察隊卻從企鵝體內測到一定濃度的DDT。
（2）地球上維持生態(tài)系統(tǒng)所需的大量物質，例如氧、水、氮、碳和許多物質，億萬年來卻沒有被生命活動所耗盡。
這兩種現象說明了什么問題？
說明物質循環(huán)具有全球性；物質循環(huán)是周而復始的。
5.總結能量流動和物質循環(huán)的區(qū)別和聯系
三、總結收獲，反思提升
本節(jié)課你還有什么疑問嗎？把你學的知識梳理總結，看看你學到了什么？
四、挑戰(zhàn)自我
1．肉食動物不可能是一條食物鏈中的第幾營養(yǎng)級（ B ）
A．第五 B．第二　
C．第三 D．第四
2．在生態(tài)系統(tǒng)中，有關食物鏈與能量流動的敘述，不正確的是（ C ）
A．能量沿食物鏈的流動是單向的
B．食物鏈越長，最高營 養(yǎng)級上的生物獲得的能量越少
C．初級消費者越多，次級消費者獲得的能量越少
D．生物種類越多，生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈越多
3．生態(tài)系統(tǒng)中，第一營養(yǎng)級的能量為10000千焦，第二營養(yǎng)級的能量為1000千焦，第四營養(yǎng)級的能量為10千焦，那么第三營養(yǎng)級的能量應為（ B ）
A．2000千焦 B．100千焦
C．500千焦 D．50千焦
4．在生物圈中，物質和能量流動的區(qū)別是（ C ）
A．物質流動和能量流動都是循環(huán)的
B．物質的流動是不循環(huán)的， 能量的流動也是不循環(huán)的
C．物質的流動是循環(huán)的，能量的流動是單向的不循環(huán)的
D．物質的流動是單向的不循環(huán)的，能量的流動是循環(huán)的
5．在生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中，既能使CO 進入生物群落，又能將其釋放到大氣中的生物是（ A ）
A．綠色植物 B．肉食動物
C．植食動物 D．分解者
6．對水稻→鼠→蛇→鷹這條食物鏈的描述，錯誤的是（ D ）
A.水稻是生產者 B.鼠是初級消費者 　　
C.蛇是次級消費者 D.鷹屬于第三營養(yǎng)級
【板書設計】
能量流動 ①單向流動
②逐級遞減 （能量傳遞效率10%～20%）
周而復始
物質循環(huán) 無機環(huán)境 生物群落
因本節(jié)課內容比較抽象，學生理解難度較大，所以在教學中充分利用示意圖的直觀手段，以及設計學生感興趣有思考深度的問題，引導學生觀察、分析、交流，積極參與教學活動，這樣不僅活躍了課堂氣氛，還能夠解決本節(jié)課的重難點，課堂達標度較高。
教材分析
教學目標
教學重難點
課前準備
教學過程
教學反思
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
1

展開更多......

收起↑