2019-2020年高中生物《生態(tài)系統(tǒng)的功能》教案4 中圖版必修3.doc

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2019-2020年高中生物《生態(tài)系統(tǒng)的功能》教案4 中圖版必修3 一、教學目標　 （一）知識教學點 1．使學生初步學會運用生態(tài)學的基本觀點來認識生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動、物質(zhì)循環(huán)對生物界的重要性。 2．使學生了解生態(tài)系統(tǒng)的主要功能和較多的名詞概念以及能量流動與物質(zhì)循環(huán)的特點。 3．使學生理解掌握能量流動過程和物質(zhì)循環(huán)過程，以及它們在生態(tài)系統(tǒng)中的重要意義。 （二）能力訓練點 1．學會識圖，提高學生分析能力。 2．通過電視錄像和多媒體軟件的觀察以及實地考查生態(tài)系統(tǒng)，結(jié)合課本上理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生的觀察能力和分析問題的能力。 3．通過討論交流培養(yǎng)口頭表達能力。 4．以生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和物質(zhì)循環(huán)與人類生存的關(guān)系為題撰寫小論文，提高學生的綜合能力。 （三）德育滲透點 通過生態(tài)系統(tǒng)功能的學習，使學生熱愛大自然、保護生態(tài)環(huán)境，熱愛祖國的美好山河，熱愛家鄉(xiāng)，培養(yǎng)高尚的愛國主義情操?！? 二、教學重點、難點及解決方法　 1．重點 （1）生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程及特點。 （2）生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程及特點。 （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。 2．難點 （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 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)。 4．解決辦法 （1）將能量流動和物質(zhì)循環(huán)的知識重點、難點編制成圖文、音形并茂的多媒體課件，使它們變靜為動，變抽象為形象，將難理解的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為易接收的知識。 （2）培養(yǎng)提高學生的識圖能力，分析問題、解決問題等思維能力，討論交流將知識化難為易。　 三、課時安排　 2課時：能量流動1課時，物質(zhì)循環(huán)1課時。　 四、教學方法　 多媒體組合教學模式，采用自學、討論與講述法?！? 五、教具準備　 1．能量流動和物質(zhì)循環(huán)的多媒體軟件及電教設(shè)備。 2．電視錄像帶、放像機?！? 六、學生活動設(shè)計　 1．自學生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)的全部內(nèi)容。 2．質(zhì)疑討論、學生相互啟迪，教師點撥指導。 3．交流總結(jié)，相互取長補短，獲取新的知識體系。 4．鞏固所學的新知識，學生相互提問解答，歸納小結(jié)，課后練習，寫小論文?！? 七、教學步驟　 第一課時 　 （一）明確目標 1．使學生理解生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的起點，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。 3．使學生理解什么是能量金字塔？人們研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的目的是什么？ （二）重點、難點的學習與目標完成過程 引言：作為生物與環(huán)境組成的統(tǒng)一整體，生態(tài)系統(tǒng)不僅具有一定的結(jié)構(gòu)，而且具有一定的功能。生態(tài)系統(tǒng)的主要功能一是生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，二是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，首先學習討論生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。 1．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 講述：生態(tài)系統(tǒng)中生物之間的最重要聯(lián)系是通過食物鏈和食物網(wǎng)聯(lián)成一個整體，所以食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和物質(zhì)循環(huán)的主渠道。 學生活動：觀看生態(tài)系統(tǒng)的能量流動電視錄像片和多媒體課件，使學生身臨其境，看完錄像后，師生共同討論。 （1）生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的起點是從什么地方開始的？能不能從動物開始為什么？ 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)者主要是綠色植物，因為只有綠色植物才能把太陽光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能，儲存在有機物中，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)的能量流動起點能不能從動物開始？不能，因為我們通過動植物細胞結(jié)構(gòu)與功能的學習，知道綠色植物的細胞結(jié)構(gòu)有特殊的葉綠體能固定太陽光能，而動物細胞結(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)化為化學能，儲存在它們制造的有機物中。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：地球上所有的生態(tài)系統(tǒng)所需的能量都是來自太陽，是從生產(chǎn)者通過光合作用把太陽能固定在它們所制造的有機物中。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，結(jié)合播放能量流動的多媒體課件，加深學生的印象。生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動的課件看完后，推薦一個學生歸納其中心內(nèi)容，其他學生補充，老師點撥指導。 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）生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點 講述： 美國生態(tài)學家林德曼，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，進而才能使人增長1kg體重。 根據(jù)林德曼能量傳遞的“十分之一定律”，編制成多媒體課件，圖、文、音、形并茂，形象逼真，學生一目了然。 觀看后，學生歸納小結(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→初級消費者→次級消費者→三級消費者→……。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)能量流量逐級遞減，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)，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 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祟愖钣幸娴牟糠?。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。 （三）總結(jié)、擴展 學生活動思維訓練 1．為什么肉類食品的價格比小白菜價格高？ 引導學生根據(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______作用被消耗，通過B______利用，而B又通過C______被消耗。 太陽能；②1.6　 200；③呼吸　 分解者　 呼吸作用 3．總結(jié) 從能量傳遞過程看，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，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) 1．識圖作答：下圖表示生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，請據(jù)圖回答， （1）將A、B、C、D各營養(yǎng)級的名稱依次寫在圖中： A．______B．______C．______D．______ （2）圖中a1代表______。 （3）圖中a2代表______。 （4）a3＜a2的原因是______。 （5）從生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞效率上看，一個營養(yǎng)級的能量，流到下一個營養(yǎng)級只有______。因此，一個食物鏈一般不能超過______。 答案：（1）生產(chǎn)者、初級消費者、次級消費者、三級消費者；（2）生產(chǎn)者所固定的太陽能；（3）從第一營養(yǎng)級流動到第二營養(yǎng)級的能量；（4）初級消費者呼吸作用消耗了大部分的能量，只有10％-20％的能量傳遞給次級消費者，所以a3＜a2；（5）10％－20％，五個營養(yǎng)級。 2．思考題：生物的個體數(shù)量是否能成為金字塔？答案：略。 （五）板書設(shè)計 　 七、教學步驟　 第二課時 　 （一）明確目標 1．了解生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的概念及物質(zhì)循環(huán)的重要意義。 2．理解掌握生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程，重點以碳循環(huán)為例搞清楚物質(zhì)循環(huán)的過程及特點。 3．掌握生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)互為因果關(guān)系。 （二）重點、難點的學習及目標完成過程 引言： 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)也是順著生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)即食物鏈和食物網(wǎng)這個主渠道進行循環(huán)流動的。前面講的能量流動與物質(zhì)循環(huán)是不同的，能量在流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各個營養(yǎng)級時，是逐級遞減、單向不循環(huán)的。而物質(zhì)循環(huán)是在生態(tài)系統(tǒng)的生物群落與無機環(huán)境之間可以反復出現(xiàn)，是循環(huán)流動的。那么，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 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等基本元素在生態(tài)系統(tǒng)的生物群落與無機環(huán)境之間反復循環(huán)運動。 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)反復出現(xiàn)，循環(huán)流動，不會消失，生物可反復利用。 （2）物質(zhì)循環(huán)的特點 學生活動 演示水、碳、氮循環(huán)的多媒體課件（自制），增強學生的感性認識，為學習物質(zhì)循環(huán)奠定基礎(chǔ)。 學生談觀后感：老師點撥指導。 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)進行一切生化反應都離不開水。地球上水通過蒸發(fā)、降雨、植物的蒸騰、吸收等過程反復循環(huán)。 碳循環(huán)：碳元素約占生物體干重的　 47％，碳是有機化合物的“骨架”，沒有碳就沒有生命。碳在無機環(huán)境與生物群落之間是以CO2的形式進行循環(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環(huán)境間反復循環(huán)。 物質(zhì)循環(huán)的主要特點：物質(zhì)循環(huán)是帶有全球性的，生物群落和無機環(huán)境之間的物質(zhì)可以反復出現(xiàn)反復利用，周而復始進行循環(huán)，不會消失。 為了進一步搞清楚生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)全過程，現(xiàn)以碳循環(huán)為例來進行系統(tǒng)學習。 （3）碳的循環(huán)過程 演示碳的循環(huán)過程多媒體課件，增加學生感性認識。 看圖說話，P267中圖104碳的循環(huán)過程，一人發(fā)言，其他同學補充，老師點撥指導。 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％，是有機化合物的“骨架”，沒有碳就沒有生命。 碳在無機自然環(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：碳在無機環(huán)境與生物群落間是以CO2的形式進行循環(huán)的。大氣中的CO2進入生物群落，主要依賴于綠色植物的光合作用，使CO2中的“C”變成為有機物中的“C”，再通過食物鏈進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 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，在生物群落與無機環(huán)境間物質(zhì)可以反復出現(xiàn)，反復利用，循環(huán)運動，不會消失。 （三）總結(jié)、擴展 1．進入生態(tài)系統(tǒng)中生物群落的能量和物質(zhì)都是通過光合作用進行的，從物質(zhì)循環(huán)、能量流動的角度看，光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。 2．在碳的循環(huán)中，森林生態(tài)系統(tǒng)是碳的主要吸收者，每年大約固定 361012公斤碳。但是，近年來由于人類大量地采伐森林，再加上燃燒化石燃料以及環(huán)境污染，因而使大氣中的CO2濃度明顯增加，這種趨勢如果繼續(xù)發(fā)展下去世界的氣候就可能發(fā)生劇烈變化，后果令人擔憂。 3．總結(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是進行能量流動和物質(zhì)循環(huán)，能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各個營養(yǎng)級時，是逐級遞減的，流動是單向不循環(huán)的。物質(zhì)循環(huán)具有全球性，物質(zhì)在生物群落與無機環(huán)境間可以反復出現(xiàn)，循環(huán)運動。能量流動與物質(zhì)循環(huán)既有聯(lián)系，又有區(qū)別，是相輔相承，密不可分的統(tǒng)一整體。 （四）布置作業(yè) 1．識圖作答： （1）寫出①②③④的生理過程及⑤產(chǎn)生CO2的方式。 ____②____③____ ____⑤____ （2）碳在無機環(huán)境與生物群落之間以____形式進行循環(huán)。 （3）碳循環(huán)中最簡單的循環(huán)途徑是在____和大氣之間的循環(huán)。 答案： （1）光合作用、呼吸作用、微生物分解作用、呼吸作用、燃燒。 （2）CO2 （3）綠色植物 2．寫小論文淺談能量流動和物質(zhì)循環(huán)與生物生存發(fā)展的關(guān)系。 （五）板書設(shè)計