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1、名校名 推荐高中生物第二节生态系统的功能教研中心中图版教研中心教学指导一、课标要求1. 通过探究活动 “分析生态系统中的能量流动” 分析生态系统的能量流动过程和特点， 培养分析问题、解决问题的能力和严谨的科学态度。2. 通过具体的实例来总结生态系统的物质循环和信息传递。二、教学建议生态系统的功能是本节的学习重点，学习过程中尽可能利用教科书中的探究活动，在老师的指导下，通过小组讨论，并结合前面已学知识，构建新的知识体系。通过前面的学习我们已经知道生态系统中的生物通过食物关系而形成食物链和食物网。当某一种生物摄取了食物时就能获得生命活动所需的能量，与此同时能量就伴随着物质而流动到下一个营养级，物质
2、循环和能量流动是生态系统的基本功能。在探究活动中注意思考以下几个问题：（ 1）各个营养级的能量去向有哪些？ （ 2）能量的传递效率是多少？ （ 3）生物间的营养关系能否颠倒？最后通过讨论归纳能量流动的特点， 然后请老师斧正。 关于物质循环也要通过探究活动 “分析生态系统中的碳循环和氮循环” ，根据老师提出的自主学习目标，分析插图，描述这两个循环过程。 在此基础上进一步分析归纳简化了的模式图，这样便于记忆。 生态系统的信息传递是新课程中的新增内容，比较抽象，可以通过老师所列举的大量具体实例加以理解。资源参考知识拓展1. 能量流动的基本原理（1）生态系统中的能量流动符合热力学定律生态系统的能量流动
3、遵循热力学第一定律和热力学第二定律。热力学第一定律指出，能量可以由一种形式转化为另一种形式；在转化过程中能量的总值不变。 能量既不能消灭， 也不能凭空产生。 依据这个定律可知，一个系统的能量发生变化，环境的能量也必定发生相应的变化，如果体系的能量增加，环境的能量就要减少，反之亦然。对生态系统来说也是如此。热力学第二定律指出，在封闭系统中， 一切过程都伴随着能量的改变。在能量传递和转化过程中， 除了一部分可以继续传递和做功的能量（自由能） 外，总有一部分以热能的形式消散。 对生态系统来说，当能量以食物的形式在生物之间传递时，食物中相当一部分能量转化为热能而消散，其余则用于合成新的组织而作为潜能储
4、存下来。（2）生态系统能量流动是单向的能量以光的状态进入生态系统后，就不能再以光的形式存在，而是以化学能或热能的形式存在。生物代谢过程产生的热能也不能再转化为生物的化学能。从总的能量流动途径来看，能量只是单程流经生态系统，是不可逆的。（ 3）能量在生态系统内流动是不断递减的生态系统中各营养级不能百分之百地利用前一营养级的生物量和能量，总要耗散掉一部分。耗散掉的能量包括热能、 不能被生物采食到或摄入的能量。 一般来说， 能量在相邻两个营养级之间的传递效率大约是 10% 20%。（ 4）能量流动速率不同生态系统中能量流动速率与生态系统类型和不同生物有密切关系。2. 物质循环的类型生态系统的物质循环
5、可分为三大类型，即水循环(water cycle)、气体型循环(gaseous1名校名 推荐cycle)和沉积型循环 (sedimentary cycle)。生态系统中所有的物质循环都是在水循环的推动下完成的，因此，没有水的循环， 也就没有生态系统的功能，生命也将难以维持。在气体循环中， 物质的主要储存库是大气和海洋，循环与大气和海洋密切相联， 具有明显的全球性， 循环性能最为完善。凡属于气体型循环的物质， 其分子或某些化合物常以气体的形式参与循环过程，属于这一类的物质有氧、二氧化碳、氮、氯、溴、氟等。气体循环速度比较快，物质来源充沛，不会枯竭。沉积型循环速度比较慢， 参与沉积型循环的物质，其
6、分子或化合物主要是通过岩石的风化和沉积物的溶解转变为可被生物利用的营养物质，而海底沉积物转化为岩石圈成分则是一个相当长的、缓慢的、单向的物质转移过程， 时间要以千年来计。 这些沉积型循环物质的主要储库在土壤、沉积物和岩石中， 而无气体状态， 因此这类物质循环的全球性不如气体型循环，循环性能也很不完善。属于沉积型循环的物质有磷、钙、钾、钠、镁、锰、铁、铜、硅等，其中磷是较典型的沉积型循环物质，它从岩石中释放出来，最终又沉积在海底，转化为新的岩石。气体型循环和沉积型循环虽然各有特点，但都受能量的驱动，并依赖于水循环。生态系统中的物质循环在自然状态下一般处于稳定的平衡状态，也就是说， 对于某一种物质， 在各主要库中的输入和输出量基本相等。大多数气体型循环物质如碳、 氧和氮的循环由于有很大的大气蓄库， 它们对于短暂的变化能够进行迅速的自我调节。例如，由于燃烧化石燃料， 使当地的二氧化碳浓度增加， 则通过空气的流动和绿色植物光合作用对二氧化碳吸收量的增加，使其浓度迅速降低到原来水平，重新达到平衡。 硫、磷等元素的沉积物循环则易受人为活动的影响，这是因为与大气相比，地壳中的硫、磷蓄库比较稳定和迟钝，因此不易被调节。 所以，如果在循环中这些物质流入蓄库中，则它们将成为生物在很长时间内不能利用的物质。2
