2021学年第三节 能量流动和物质循环学案

这是一份2021学年第三节 能量流动和物质循环学案，共7页。学案主要包含了教学目标，重点和难点，课前准备，学法指导，课时安排，教学过程等内容，欢迎下载使用。

【教学目标】
知识与能力
了解能量流动和物质循环是生态系统的功能。
2.掌握能量流动的过程、特点及研究意义。
3.掌握物质循环的概念以及碳循环的过程。
4.理解能量流动和物质循环的联系和区别。
过程与方法
1.通过分析生态系统的能量流动的过程和特点，培养分析、综合推理的思维能力。
2.通过了解生态系统的能量流动和物质循环，渗透生态系统是一个整体的观点。
情感、态度与价值观
1.确立正确的资源观，提高资源利用率。
2.认识人类的各种活动必须遵循生态系统的客观规律。
【重点和难点】
重点
生态系统能量流动的过程和特点。
难点
生态系统的能量流动和物质循环的过程。
【课前准备】
学生：课前预习，完成导学案上的“自主完成知识系统”的内容。
教师：多媒体课件、图片、文本。
【学法指导】
（1）学生课前预习。
（2）课堂交流：师生交流，学生学会在教师引导下归纳总结知识点。
（3）小组合作：上课之前学生按事先分组，进行合作交流活动。
（4）小组交流：学生在交流中学会分析选择，培养综合能力。
【课时安排】1课时
【教学过程】
一、导入新课： 首先请大家欣赏一段视频。
假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，随身尚存的只有少量的玉米和一只母鸡，那里除了能饮用的水外，几乎没有任何食物。以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援：
生存策略1：先吃鸡，然后吃玉米。
生存策略2：先吃玉米，用部分玉米喂鸡，吃鸡下的蛋，最后吃鸡。
学生：每组学生各选一名代表，做出选择。（绝大部分学生选择的是2）
教师：真理往往掌握在少数人手里。我们共同来看看鲁滨逊的选择是——先吃鸡，后吃玉米。
母鸡提出抗议：
对于母鸡的抗议，我们是可以理解的。我们必须给母鸡一个合理的解释，消除母鸡的不满情绪，这就要用到我们这节课所学内容。
板书：能量流动和物质循环
设计意图：游戏引入，缓解了刚才提问时的紧张情绪。从同学们熟知的鲁滨逊漂流记入手，引起同学们激烈的讨论，创设情景，激发学生兴趣。设置悬念，引起学生的好奇心，活跃课堂气氛。
讲授新课：
知识点一、生态系统的能量流动
过渡：那么什么叫生态系统的能量流动？生态系统的能量是怎样流动的呢？
探究一：能量流动的过程
1.自主学习：PPT动态演示“生态系统的能量流动示意图”， 阅读教材、思考：

（1）营养级的定义：生态系统中的能量是通过 依次传递的.食物链上的每一个环节,叫做 __________。例如:”草→鼠→蛇→鹰”这条食物链中，第一营养级是 ，第二营养级级是 ，第三营养级是 ，第四营养级是 。
（2）能量流动的定义:生态系统中能量的 、 和 的过程，称为 。
每个营养级能量的来源：①生产者来自 ；②消费者来自 。
每个营养级能量的去路：①通过_________ 作用自身消耗；②一部分能量通过_____________流入到下一个____________；③排泄物、尸体通过___________的呼吸作用散失。
2.学生结合“生态系统能量流动示意图”和教材内容，思考讨论，小组内交流答案，完成思考题（1）（2）。
设计意图：学生主动自学，明确营养级的概念，为学习能量流动的方向打下基础，通过识图培养学生观察和分析问题的能力。
探究二：能量流动的特点
1.过渡：我们在能量流动示意图中，认识了能量流动的过程，仔细观察我们还会发现箭头全是单方向的。能量是否能逆向流动？或者是循环使用? 大家讨论，说出你的理由？
学生讨论：
小组代表：不会。（1）生物之间的吃与被吃的关系是不能逆转的，因而能量传递的方向也是不可逆转的；（2）各生物成分通过呼吸作用散失的能量，是不能被生物重新利用的。
总结：同学们分析的非常好，由此可见，能量流动的特点是单向流动的。
设疑：在能量流动示意图中，我们还发现箭头由粗到细，方框从大到小，大家讨论，发挥你的聪明才智，这说明了能量流动还有什么特点？ 请结合教材内容及图片思考以下问题：
PPT生态系统中各营养级能量比较模式图

（1）随着食物链的延伸，能量在各营养级上的含量有何特点？
生：能量逐级递减。每个营养级的箭头面积逐渐减小。
（2）图中各营养级能量传递的效率是多少？
生：10%
总结：一般地说，能量在两个营养级之间传递的效率为10%—20%。
（3）为什么上一营养级的能量不能100%传给下一营养级？
学生讨论、回答：
①各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量
②各营养级总有一部分生物的能量未被下一个营养级的生物所 利用
③各营养级的尸体、粪便等流入到分解者被利用
（4）为什么食物链只有了3—4个营养级，一般不超过五个营养级？
学生讨论、回答：由于能量流动是逐级递减的，营养级越多，在能量流动的过程中消耗的能量也越多，当能量流动到第五营养级时，能量已经不足于维持一个营养级的生存，因此食物链中的营养级只有3—4级．
结论：由此我们得出能量流动的另一个特点是：逐级递减（能量传递效率为10%--20%）
设计意图：激发学生兴趣，层层深入，注重知识的联系性，使学生对本节内容进行全面逻辑的学习。从实际数据出发，让学生主动发现问题，总结问题中所反映的规律，发挥主观能动性，牢固掌握知识。
相关链接：请学生判断各层次代表的营养级，并思考：（多媒体展示）
提出问题：
1.此能量金字塔各营养级有无倒置的可能？
2.该生态系统各营养级个体数量是否也呈金字塔形？有无倒置的可能？
3.如果要最大程度地减少能量的散失，应该怎么办？
以小组为单位交流讨论并归纳总结。
学生回答1：没有，能量是第一营养级固定的，而且单向流动，逐级递减，下一营养级的能量来自于上一营养级，也总是少于上一营养级。
2：有，如一棵树以及树上的麻雀和害虫。 3：减少营养级。
时间过的真快，半节课已经过去了，母鸡妈妈该等急了吧！请大家利用所学知识，解释鲁滨逊为什么“先吃鸡，然后吃玉米”。
学生活动：兴致很高，七嘴八舌，纷纷议论。
学生回答：用玉米喂鸡，增加了人在食物链中的营养级数，增大了能量浪费，违背了人对有限能源的最大利用原则。
设计意图:上课之初的一个问题贯穿能量流动的教学过程，有始有终．也让学生体验运用知识解决问题的乐趣。
探究三：研究能量流动的实践意义
这一点也是我们研究能量流动的目的所在，我们总是希望能量能最大程度地流向人类，但是在生产实践中，能量的高效利用和持续利用总是矛盾着，这就需要我们运用能量流动的原理来合理调整能量流动关系，使能量能持续高效地流向对人类有益的部分。同学们在生活中知道这样的例子吗？下面请同学们看两个能量利用的例子，看一看哪一个更高效得利用了能量？（播放幻灯片）
学生：第二个能量利用率高。
总结：在生活中要实现对能量的多级利用，才能大大提高能量的利用效率。
请同学们与老师一起总结能量流动的过程：
①输入能量源头：太阳能
②起点：生产者固定太阳能开始
③输入总量：生产者固定的太阳能总量
④传递途径(渠道）：食物链和食物网
⑤特点：沿食物链单向传递逐级递减。
知识点二、生态系统的物质循环
播放课件 ：碳的循环图解
引导探索：1.碳在无机环境中的存在形式是什么？碳在无机环境与生物 群落之间以什么形式循环？碳进入生物群落的主要方式是什么？
2.碳在生物群落的存在形式、传递形式是什么？碳进入无机环境的方式是什么？
学生讨论：光合作用过程和呼吸作用过程中碳的传递过程．
（每组推荐一个同学回答，其他同学补充，老师点拨指导．）
师生归纳： 大气中的CO2进入生物群落，主要依赖于绿色植物的光合作用，使无机“C”变为有机“C”，再通过食物链进入动物和其他生物体中，因此 从“C”的循环可见绿色植物是生态系统的基石；除此之外，还有化能合成作用的微生物也能把CO2合成为有机物。另外，生物群落中的有机“C”，通过呼吸作用和分解作用变成无机“C”回到大气中；还有一部分生物遗体没有被分解者分解，转变成为地下的石油和煤，暂时脱离循环，但一经开采燃烧，便可产生CO2返回碳循环．
得出结论：物质循环的特点 ：周而复始
过渡：碳循环是自然界 中重要的物质循环，除此之外，还有什么物质循环？
通过视频认识水循环的大致过程加深对物质循环的认识。（视频播放水的循环过程）
通过图片认识氮循环的大致过程加深对物质循环的认识。
小结：这就是为什么维持生态系统所需的大量物质，例如氧、水、氮、碳和许多其他物质，亿万年来却没有被生命活动所消耗完的原因．循环的特点是周而复始．
设计意图：以问题的形式引导思考，能增强学生的注意力，培养学生表达能力．及时总结提高学生的整体感知．
三、总结：能量流动和物质循环的特点和联系。
特点不同：能量流动是逐级递减的，物质循环是周而复始的。
联系：这两个过程密切相关，不可分割，物质是能量的载。能量是物质循环的动力。它们将生态系统的各种成分联系成一个统一的整体。
展示表格比较能量流动和物质循环
设计意图：对本节课的教学内容进行比较，加深理解，突出重点和难点。