高二年级下册生物教案《生态系统中能量流动》.docx

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高二年级下册生物教案《生态系统中能量流动》

高二年级下册生物教案：

《生态系统中能量流动》

我们最需要的，不是别人的怜悯或关怀，而是一种顽强不屈的自助。

你若不爱自己，没谁可以帮你。

下面为您推荐高二年级下册生物教案：

《生态系统中能量流动》。

【教案一】一、教学目标:

知识与技能：

（1）通过分析食物链让学生掌握生态系统中能量流动的概念。

（2）通过模型的构建让学生理解生态系统中能量流动的过程。

（3）通过定量分析让学生理解生态系统中能量流动的特点并学会应用。

过程与方法：

（1）通过定量分析生态系统中能量的输入与输出，发展学生的思维迁移能力。

（2）学会整理数据、分析数据，进而得出科学结论。

情感、态度与价值观：

（1）引导学生从能量的角度理解生命系统，初步形成生态学观点，提高生物学科素养。

二、重难点:

重点：

生态系统能量流动的过程和特点

难点：

生态系统能量流动的规律以及应用

三、教学设计：

【问题探讨，引入课题】

建国后的一段时间内由于生产力低下等方面的原因，农产品的产出十分有限，假设你是国家领导人，在不违反营养学规律的情况下，该如何分配有限的农产品养活更多的人?

A.粮食全部供应给人吃。

B.一部分粮食供应给人吃，同时用一部分粮食喂猪，人吃猪肉。

学生积极思考，教师不给出确切答案，引导学生从获得能量维持生存的角度分析，进而引入课题。

【设置问题，引导思考】

问题1：

能量对生命系统的意义?

讲述：

根据热力学第二定律，在封闭系统中，随着时间的推移无序性将增加。

生命系统是开放的系统，可以通过获取能量来维持系统的有序性。

对于个体来说没有能量的输入就意味着死亡；对生态系统来说，如果在较长的时间没有能量输入，必定会导致生态系统崩溃。

问题2：

能量如何输入到生命系统?

讲述：

生产者（绿色植物）通过光合作用，将光能转化成化学能，固定在他们所制造的有机物中，从而实现能量的输入。

消费者和分解者不能利用光能，从摄入的有机物中获取能量，从而实现能量的输入。

问题3：

输入生物体内的能量有哪些用途?

讲述：

生物体通过细胞呼吸，将有机物中稳定的化学能转化成ATP中活跃的化学能，用于生长发育繁殖，在此过程中有糖类脂肪蛋白质的积累，一部分能量储存在了这些有机物中。

呼吸作用同时产生了大量热能，热能不能被生物直接利用，散失到无机环境中。

问题4：

怎样研究生态系统的能量流动?

讲述：

研究能量流动可以在个体水平上，也可以在群体水平上。

将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的研究方法，群体可以是一个种群或者营养级上的所有生物，

【阅读教材，自主学习】

阅读课本P94，思考下列问题：

1.输送到地球的太阳能被全部吸收了吗?

2.生产者所固定的太阳能都有哪些去路?

3.初级消费者摄入的能量全部都被吸收了吗?

4.初级消费者的能量都有那些去路?

【师生互动，构建体系】

投影能量流经第一、二营养级图解，学生积极思考，相互讨论，补充和完善相关答案。

强调：

A.同化量=摄入量粪便量B.粪便量归属上一营养级

师生共同完成生态系统中能量流动过程图解5.2生态系统的能量流动

师生总结：

能量流动的起点：

始于生产者固定太阳能（能量的输入）

能量流动的渠道：

沿着食物链的各个营养级流动（能量的传递）；

各营养级能量的来源去路：

流经该生态系统的总能量：

生产者通过光合作用所固定的太阳能的总量。

能量的最终去路：

以热能的形式散失。

【合作探究，深入分析】

讲述：

为了研究能量流动经生态系统的食物链时，每一级的能量变化数据和能量转移效率，美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊--赛达伯格湖的能量流动做了定量分析。

1942年，林德曼发表了《生态学的营养动态概说》，他的这项研究具有极为重要的意义，奠定了现代生态学的基础，

投影赛达博格湖的能量流动图解。

问题：

1.生态系统的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律?

引导学生用林德曼获得的数据进行分析：

对第一营养级（生产者）、第二营养级（植食性动物）、整个生态系统的能量输入输出值进行分析。

师生总结：

生态系统中的能量流动和转化遵循能量守恒定律。

林德曼从中国谚语大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米中得到启发：

要从食物链的角度对能量流动进行研究。

投影赛达博格湖食物链中能量流动图解。

问题：

2.生态系统的能量沿食物链（网）流动具有什么特点?

学生思考讨论得出结论：

1.单向流动；2.逐级递减。

引导学生计算相邻两个营养级间的能量传递效率，得出结论：

大约是10%-20%。

如果将单位时间内各营养级所得到的能量数值，由高到低绘制成图形，呈现出金字塔形状，成为能量金字塔。

从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。

【综合应用，解决问题】

1.请同学们再回到农产品分配的问题上，现在你会再选择哪种策略?

2.让学生从能量流动特点的角度解释如下两个现象：

（1）一条食物链一般不会超过5个营养级；

（2）、一山不容二虎。

思考：

如果把各个营养级的生物数量关系，用绘制能量金字塔的方式表达出来，是不是也是金字塔形?

如果是，有没有例外?

举例：

绘制一个有树木、白蚁和啄木鸟组成的食物链中个体数量关系图形。

观察它们和能量金字塔的区别。

总结：

能量金字塔是普遍的规律，而数量金字塔则不是，跟生物个体的体型大小有机物含量有关。

【随堂练习】

1.下列关于生态系统能量流动的叙述正确的是（）

A.通过消费者的粪便流入到分解者体内的能量属于消费者同化作用获得的能量的一部分

B.能量流动可以循环流动

C.生产者可通过光合作用合成有机物，并把能量从无机环境带到生物群落

D.当捕食者吃掉被捕食者时，捕食者便获得了被捕食者的全部能量

2.假设下图食物网中的水稻固定的太阳能为N，能量传递效率为10%，则人获得的能量为（）

5.2生态系统的能量流动

A.等于10-1NB.等于10-2NC.少于10-1ND.少于10-2N

3.在一个高产的人工鱼塘中同时存在着生产者、初级消费者、次级消费者和分解者。

其中生产者固定的全部能量为a，流入初级消费者、次级消费者和分解者的能量依次为b、c、d，下列表述正确的是（）

A.a=b+c+dB.a=b+cC.ab+c+dD.a

4.如图食物网中的猫头鹰体重每增加20g，至少需要消耗植物（）

5.2生态系统的能量流动5.2生态系统的能量流动

A.200gB.250gC.500gD.1000g

四、板书设计：

5.2生态系统的能量流动

一.生态系统的能量流动

生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程

二.能量流动的过程

三：

能量流动的特点

1.单向流动

2.逐级递减

【教案二】[教学目标]

1.描述不同细胞生活的环境、内环境的组成和理化性质。

2.说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。

3.尝试建构概念图和人体细胞与外界环境的物质交换模型。

[教学重点]

1.内环境的组成和理化性质。

2.说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。

[教学难点]

1.内环境的组成和理化性质。

2.说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。

[教学方法]诱导思考、合作讨论

[教学设计]

[教学导入]

就像俗话说的鱼儿离不开水，草木离不开太阳，一样所有的生命系统都存在于一定的环境中，并且依赖环境而存在，细胞作为最基本的生命系统也是如此。

结合问题探讨并思考讨论本栏两个讨论题。

（多媒体展示）知道像草履虫这样的单细胞生物直接生活在外界水环境中，而血细胞生活在体内的血浆中。

那么机体的其他细胞直接的生活环境是什么呢?

过程设计

第1节细胞生活的环境（板书）

首先让学生完成【思考1】，从学生原有的知识过渡进入新的知识领域。

【思考1】细胞本身有没有什么结构能反映细胞生活的环境?

如果有，是什么，并作相应的解释。

（学生讨论交流）（有，细胞膜，因为细胞膜的磷脂双分子层的结构，磷脂是一种由亲水端和疏水端组成的，磷脂亲水端分别朝向细胞内、细胞外，疏水端相向对着。

由此可知，细胞内、外应含有大量水分，也就是说细胞生活在液体环境中。

）

总结：

细胞外的液体叫细胞外液，细胞内的液体叫细胞内液，合称体液。

构建概念图：

《细胞生活的环境》教学设计

1.体内细胞生活在细胞外液中

根据所处的部位不同细胞外液分为血浆、组织液和淋巴等。

（多媒体展示）组织学生阅读教材内容。

【思考2】举例说明机体细胞生活的直接环境是否相同，血浆、组织液和淋巴三者间有没有什么联系。

（机体细胞生活的直接环境不一定相同，比如血细胞生活的直接环境是血浆，大量的淋巴细胞生活在淋巴中，绝大多数细胞生活的直接环境是组织液。

三者间的联系可表示如下图）

《细胞生活的环境》教学设计

血浆、组织液和淋巴通过有机联系，共同构成细胞生活的直接环境。

人们把这个由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。

进一步完善概念图：

《细胞生活的环境》教学设计

1.细胞外液的成分

【思考3】从细胞生命活动需要的物质和细胞代谢产物的角度分析细胞生活的内环境除了含水外还可能含有哪些成分?

（学生讨论交流）

需要物质：

葡萄糖、氨基酸、脂质、无机盐、维生素、O2等

代谢产物：

尿素、尿酸、乳酸、CO2等

引导学生把以上的结果与资料分析血浆的化学组成进行比较。

讨论：

1.组成血浆的离子中，哪些离子含量较多?

（Na+、Cl-）

2.HCO3-、HPO42-可能起什么作用?

（由老师提示）（维持血浆酸碱平衡）

3.比较组织液、淋巴、血浆的成分。

（通过阅读教材完成）（三者的成分和含量基本相同，差别在于血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质含量很少。

）

总结：

细胞外液本质上是一种类似于海洋的盐溶液。

2.细胞外液的渗透压和酸碱度

首先用多媒体展示几个人类生存环境和极端环境的图片。

【思考4】结合个体生存对环境的要求，分析内环境中除了有足够的营养物质外还要什么条件才能满足细胞正常生活的需要吗?

个体对生存环境的要求有：

适宜的温度、空气湿度、大气压强、光照等。

如同个体对环境的要求一样，细胞对内环境也有一定的要求，比如：

一定渗透压、酸碱度和温度等。

因为渗透压会影响细胞的正常形态（根据渗透作用的原理来分析），而酸碱度和温度会影响酶的活性，细胞膜结构的稳定性等。

引导学生带着阅读教材。

思考讨论以下问题：

1.为什么医院里给病人输液时必须使用生理盐水而不用蒸馏水?

生理盐水的浓度是多少?

（教师提示从渗透作用原理的角度来思考）（生理盐水是0.9%氯化钠溶液，这种溶液的渗透压与血浆等细胞外液渗透压相同。

如果输液用蒸馏水会导致组织细胞吸水。

）

2.渗透压的概念、大小。

（渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力，人体血浆渗透压约为770kPa）

3.人体血浆的渗透压大小与什么有关?

（人体血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。

）

4.人体血浆的PH为多少?

如何保持其相对稳定?

（人体血浆PH为7.357.45）

5.人体细胞外液温度是多少?

（人体细胞外液温度维持在370C左右。

）

概括：

人体内环境不但各种化学成分含量相对稳定，理化性质也相对稳定。

3.内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介

机体细胞从外界环境吸收的营养物质及细胞代谢产物的排出，都要经过内环境，而细胞可以直接与内环境进行物质交换，获取生命活动所需要的物质，同时又不断排出代谢废物，以维持细胞正常的生命活动。

《细胞生活的环境》教学设计

【思考5】内环境是如何与外界环境进行物质交换的呢?

引导学生回顾消化、呼吸、循环、泌尿系统等相关知识，用多媒体展示消化、呼吸、循环、泌尿系统的作用过程。

思考讨论：

1.维持渗透压的Na+和Cl-与葡萄糖、氨基酸等物质是通过哪些途径进入内环境的?

（Na+和Cl-来自食物由消化道直接吸收，葡萄糖、氨基酸分别是食物中的糖类和蛋白质在消化道内消化后的产物，经小肠吸收进入毛细血管，再通过物质交换进入组织液和淋巴。

）

2.参与维持pH的HCO3-是怎样形成的?

与体内哪些系统的活动有关?

（细胞代谢产生的CO2和H2O结合，在酶的作用产生的，HCO3-通过与细胞外阴离子交换到达细胞外液，即组织液、血浆或淋巴中。

主要与呼吸系统有关。

）

3.体内细胞产生的代谢废物，如尿素和CO2是怎样从内环境排到体外的?

（体内细胞产生的代谢废物主要通过皮肤分泌汗液，泌尿系统形成、排除尿液和呼吸系统的呼气这三条途径来排出，例如，尿素主要是通过肾脏形成的尿液排出体外。

血浆中的CO2通过肺动脉进入肺泡毛细血管，扩散到肺泡内，再通过呼气排出体外。

）

概括：

内环境与外界环境的物质交换需要各器官系统的参与，同时，细胞与内环境之间是相互影响、相互作用的。

细胞不仅依赖内环境，也参与内环境的形成和维持。

（为内环境稳态的重要性的学习做好准备）

完善概念图：

《细胞生活的环境》教学设计

[巩固提高]

1.汗液、尿液、消化液、泪液等液体是否属于内环境的组成。

（不是，提示学生从细胞与内环境间的关系来考虑。

）

2.葡萄糖从血浆进入组织液至少经过几层膜?

（2层）

3.根据血浆、组织液和淋巴三者的联系以及渗透作用的原理，尝试解释组织水肿（组织间隙液体过多而引起的全身或身体的一部分肿胀的症状）的可能原因。

[作业布置]

完成课后练习，尝试用图解或计算机制作演示文稿、flash动画等形式模拟人体细胞与内环境、内环境与外界环境进行物质交换的大致过程。