调查当地农田生态系统中的能量流动情况

高考生物考前梳理：4.调查当地某生态系统中的能量流动情况选择身边的一个生态系统，如森林、湿地、池塘、农田、校园等，对其中的能量流动情况进行调查。

在活动前，应拟订计划、明确目标、确定分工。

下面是调查农田生态系统中能量流动情况的活动方案，供你们参考。

目的要求1.调查当地的农田生态系统，明确它的组成成分。

2.分析农田生态系统中能量流动的情况，并作出评价。

3.对所调查的农田生态系统提出能量流动方面的改进建议。

活动建议农村的同学要进行实地调查，城市的同学可以通过询问亲友、电话访谈、搜集书籍报刊资料、走访农业部门等方式进行调查。

参考调查点稻田生态系统。

组成成分：非生物的物质和能量；生产者，包括水稻、杂草、浮游植物等；消费者，包括蜘蛛、田螺、鱼（如泥鳅、黄鳍）、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等；分解者，包括多种微生物。

调查过程中要注意对以下问题进行分析。

1.当地农田生态系统中生产者的主体是什么？还有哪些种类的生物是生产者？农民是用什么方法抑制其他生产者的数量的？提示：生产者主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。

农民主要通过喷洒除草剂或人工除草的方式抑制杂草的生长。

2.初级消费者有哪些？其中哪些是对农业生产有益的？哪些是有害的？对这些初级消费者，农民分别采取了哪些措施？提示：初级消费者有田螺、浮游动物、植食性的昆虫和鸟等。

一般而言，植食性的昆虫和鸟等对水稻生长构成危害，田螺数量较多时也会对水稻生长构成危害。

农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。

3.次级消费者有哪些？它们与农作物是什么关系？提示：次级消费者有肉食性鱼、青蛙和蜘蛛等。

一般而言，这些消费者对水稻生长的利大于害。

农民通过禁捕，或适量放养等措施，实现生态农业的目标。

4.养殖动物的饲料来源有哪些？5.农民对作物秸秆是如何处理的？提示：农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等；现代农业生态工程提出了综合利用思想。

例如，秸秆可作为多种工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。

第2节生态系统的能量流动（第2课时）◆教学目标1.用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系。

2.概述研究生态系统能量流动的意义。

3.尝试调查当地某生态系统的能量流动情况。

◆教学重难点【教学重点】生态金字塔。

【教学难点】尝试调查当地某生态系统的能量流动情况。

◆教学过程【新课引入】【教师活动】教师提出问题，通过复习导入新课。

生态系统的能量流动具有什么特点呢？生态系统能量传递效率是多少？为什么生态系统中能量流动一般不超过5个营养级？假设第一营养级的能量是A，第五营养级最多可以获得多少能量？最少可以获得多少能量呢？【学生活动】思考讨论上述问题，结合第1课时的知识进行解答。

单向流动，逐级递减。

10%~20%。

营养级越多，在能量流动过程中散失消耗的能量越多。

A×（20%）4 =A/625；A×（10%）4 =A/10000。

【新知讲解】一、生态金字塔【学生活动】阅读课本57~58页生态金字塔的内容，认识能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔。

能量金字塔单位时间内各营养级所得到的能量数值转换成面积图形，并将图形按照营养级的次序排列，得到的金字塔图形，叫作能量金字塔。

生物量金字塔用类似的方法表示各个营养级生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重）之间的关系，得到的图形叫作生物量金字塔。

数量金字塔表示各营养级的生物个体的数目比值关系，得到的叫作数量金字塔。

【教师活动】教师展示赛达伯格湖能量流动的数据，指导学生构建能量金字塔的模型。

【学生活动】以小组为单位，结合各个营养级的能量数据构建能量金字塔模型。

【设计意图】培养学生动手实践、获取信息、分析问题的能力。

在这个过程中理解能量流动的特点。

【教师活动】展示资料分析。

资料1：夏季某两个生态系统的生物个体数量统计表，单位为个/hm2。

资料2：夏季两个生态系统生物量统计表，单位为g/m-2。

【学生活动】根据数据分别建构两个生态系统的数量金字塔和生物量金字塔，并与同学进行交流。

高中生物农田生态系统能量流动的现状调查■范伟芳　（广东省广州市增城区高级中学　５１１３００）【摘　要】高中生物生态系统的能量流动既是重点也是难点，为了更好的帮助学生理解生态系统的能量流动问题，我们课题组通过活动设计，重点叙述了调查当地农田生态系统的食物链，食物网等营养结构，明确生态系统的组成成分，了解系统中能量流动的情况等几方面内容。

【关键词】农田生态系统；食物链；食物网；能量流动；调查【中图分类号】Ｇ６３３．９１ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】２０９５－３０８９（２０１９）１４－０２７４－０１ 一、活动目标为了使增城高级中学高二（２５２）个理科生能更深刻的理解生态系统的能量流动问题，便于更好的理论应用于实践，便于更好地进行生物教学及开展课题研究，在高二开设的校本课程中选择一部分课时组织学生开展农田生态系统能量流动研究．组织学生利用周末时间到农田实地考察，取得图片，获得一手资源．进而了解高中生对农田生态系统能量流动的掌握情况。

农田生态系统都是从生产者农作物开始的，人在农田生态系统中具有至关重要的作用，人类是农田生态系统最重要的消费者，也是农田生态系统的控制者．人类总是努力使农田生态系统的能量朝着对人类最有异的方向流动．［１］调查当地农田生态系统中的能量流动情况的活动目标是：１通过调查当地农田生态系统，明确当地农田生态系统的组成成分，评述当地农田生态系统中能量流动的情况；２．尝试绘制当地农田生态系统能量流动的流程图，结合生态系统能量流动的基本原理，为了使能量持续高效地流向对人类有益的部分，对所调查的农田生态系统提出能量流动方面的改进建议；３．使学生通过调查农田生态系统中的能量流动情况，更加深入理解可持续发展的观念，体验节约粮食和热爱家乡的情感。

二、实施方法１．材料用具：小水桶锄头放大镜调查表笔记本等，有条件的学生可用数码相机等工具。

２．突破难点：（１）根据具体解决的问题采用文献分析法或实地调查法；（２）建议农村学生采用实地调查法。

农田生态系统中的物质循环与能量流动农田生态系统是一个复杂而又有序的整体，其中物质循环起着至关重要的作用。

在农田里，物质循环涵盖了多种元素，例如氮、磷、钾等大量元素以及铁、锰等微量元素。

以氮元素为例，氮是植物生长发育不可或缺的元素，它参与植物体内许多重要化合物的合成，如蛋白质、核酸等。

在农田生态系统中，氮的来源较为多样。

一部分氮来源于大气中的氮气，通过固氮微生物的作用将氮气转化为可被植物吸收利用的氨态氮或硝态氮。

豆科植物的根瘤菌就是一种典型的固氮微生物，它们与豆科植物共生，为植物提供氮素。

农民施用的氮肥也是农田氮素的重要来源。

植物吸收了氮元素后，会将其用于自身的生长、发育和繁殖。

当植物的叶片、茎秆等部分凋落或者被收割后，这些含氮的有机物质又会重新回到土壤中。

土壤中的微生物开始发挥作用，它们分解这些有机物质，将其中的氮元素释放出来。

一部分氮可能会以氨的形式挥发到大气中，但大部分会经过微生物的转化，再次变成植物可吸收的形态，从而完成氮元素在农田生态系统中的循环。

磷元素同样在农田物质循环中有特殊的地位。

磷是植物体内许多重要生物分子的组成部分，如磷脂、ATP等。

农田中的磷主要来源于土壤中的磷矿石以及磷肥的施用。

植物根系从土壤中吸收磷元素，磷在植物体内参与能量代谢、光合作用等重要生理过程。

当植物残体归还土壤后，土壤中的磷酸酶等酶类会分解含磷的有机物质，使磷元素重新回到土壤中，继续被植物吸收利用。

能量流动在农田生态系统中也是一个关键的过程。

与物质循环不同，能量在生态系统中是单向流动的。

太阳能是农田生态系统能量的根本来源。

绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，储存在有机物质中。

光合作用的过程中，植物利用叶绿素吸收光能，将二氧化碳和水转化为葡萄糖等有机物质，并释放出氧气。

这个过程是农田生态系统能量输入的起点。

植物所固定的能量一部分用于自身的呼吸作用，以维持生命活动的正常进行。

呼吸作用会消耗一部分能量，将有机物质分解为二氧化碳和水，并释放出能量。

第5章生态系统及其稳定性
调查当地农田生态系统中的能量流动情况
一、前言：通过学习《生态系统的能量流动》这一章节，我们知道了生态系统中的能量流动过程和特点。

可是，单单靠掌握书中的知识是不足以让我们理解透彻的，因此，我们就当地的农田生态系统做出详尽的调查，通过实践解决一些问题来加深我们对书本知识的理解。

二、调查过程：
1.调查方式：实地调查、询问亲友、网上搜集资料、电话访谈。

2.调查问题：参考教材P97
（1）农田生态系统中生产者的主体是什么？哪些种类的生物是生产者？（2）农民是用什么办法抑制其他生产者的数量？
（3）初级消费者有哪些？其中哪些是对农业生产有益的/有害的？
（4）对这些初级消费者，农民分别采取了哪些措施？
（5）次级消费者有哪些？与农作物有什么关系？
（6）养殖动物的饲料来源是怎样的？（7）农民对农作物秸秆是如何处理的？
（8）人们通过什么方式来提高光能利用效率？
（9）怎样才能使该生态系统中的能量得到更加充分的利用？
三、根据调查所得，试画出这个农田生态系统的能量流动模式图。

四、撰写调查报告
根据调查结果，写一篇有关农业生态系统能量流动情况的调查分析报告（另附纸）
五、交流：就调查报告内容与农民进行交流。

根据交流情况，对调查报告做进一步修改，设计一个优化的农业生态系统。

农业生态系统物质循环与能量流动研究农业生态系统是位于自然界中的一个巨大系统，包括土壤、植物、动物等多种生物组成。

在这个系统中，物质的循环和能量的流动是至关重要的，直接影响着生态系统的稳定性和发展。

本文将探讨农业生态系统中物质循环与能量流动的研究，以期从不同角度全面理解这一复杂而精密的系统。

一、物质循环农业生态系统中的物质循环是指营养元素在生态系统内不断循环利用的过程。

首先，农田中的植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物质，同时通过吸收土壤中的营养元素满足自身生长所需。

然后，植物死亡后将有机物质释放到土壤中，通过微生物的分解作用将有机物质转化为无机物质，如氮、磷、钾等。

最后，这些无机物质再次被植物吸收利用，实现了物质的循环利用。

二、能量流动能量流动则是指在农业生态系统内，能量从生产者到消费者再到分解者的传递和转化过程。

在农田中，太阳能是最主要的能源，通过光合作用被植物转化为化学能，再通过植物被其他生物消费吸收，最终被分解者转化为热能释放到环境中。

这一过程中，能量不断流动和转化，维持着整个生态系统的平衡。

三、物质循环与能量流动的联系物质循环和能量流动是密不可分的，二者相互作用共同维持着农业生态系统的稳定运行。

物质循环为能量流动提供了必要的物质基础，而能量流动则驱动着物质循环的进行。

只有二者良好协调配合，农业生态系统才能发挥最大的效益。

四、物质循环与能量流动的影响物质循环和能量流动的畅通与否直接影响着农业生态系统的生态效果和生产效率。

如果物质循环受阻，会导致养分的累积和泄漏，造成生态环境恶化；如果能量流动不畅，会导致生态系统内各个群落之间的失去平衡，从而影响到整个系统的稳定。

五、保护物质循环的重要性保护物质循环是维护农业生态系统健康的基础。

种植根系多样、有机质充足、微生物种类丰富的作物，能够增加土壤养分的储备和循环利用率，减少养分流失；采取循环农业的模式，通过合理的轮作、耕作等措施，促进养分在系统内的良好循环，提高养分利用率。

基于真实情境的深度学习研究——探究▪实践——以“调查当地农田生态系统中的能量流动情况”为例【摘要】在“调查当地农田生态系统中的能量流动情况”一节教学中，笔者尝试通过学生在真实情境下的调查与资料分析，探究桑基鱼塘和水稻农田生态系统中的能量流动情况，从而组织深度学习，促进学生科学思维的发展。

【关键词】真实情境；深度学习；科学思维;新课标《普通高中生物学课程标准（2017年版本》中指出：“生物学学科核心素养的四个要素——生命观念、科学思维、科学探究和社会责任，是教师开展课堂教学的总目标。

”因此，在本课的教学中, 如何将核心素养落地，对教师的教学提出了全新的要求。

生物是一门与实际生活密切相关的学科，这就要求教师将抽象的教学情境化、生活化，为此，笔者在对教材、学情进行了全面的分析和梳理基础上，制定了“基于真实情境的深度学习——探究实践”的教学策略，来开展“调查当地农田生态系统中的能量流动情况”的教学。

一、教材分析：“探究▪实践——调查当地农田生态系统中的能量流动情况”尝试调查当地农田生态系统——桑基鱼塘、水稻田等的能量流动情况，探讨研究能量流动的实践意义，形成合理利用资源应遵循生态学原理和可持续发展的观念。

旨在使学生能在分析当地农田生态系统的组成成分、能量流动的基本规律的基础上加以应用——从增加能量输入、提高能量利用率和使能量持续高效地流向对人类有益的部分提出有价值的建议。

二、教学目标：新课标中相关内容标准属于应用水平，即学生能够分析生态系统的组成成分、将能量流动的基本规律应用于新的情景中加以简单应用，解决生活中的实际问题，并能关注农业的发展和生态农业的建设。

生命观念：通过分析桑基鱼塘和水稻农田生态系统中的能量流动情况，引导学生概述研究生态系统能量流动的意义。

科学思维：通过分析农田能量流动的示意图，掌握能量流动的过程与特点，发展学生的思维迁移能力。

科学探究：应用生态系统能量流动特点解决生活中的实际问题，培养学生的分析、推理、综合的思维能力。

农业生态系统中的能量流动特点嘿，朋友！想象一下这样一个场景：在一片广袤的农田里，阳光热烈地洒下来，绿油油的庄稼在微风中轻轻摇曳，仿佛在跳着欢快的舞蹈。

而在这片充满生机的土地上，正隐藏着关于农业生态系统中能量流动的奇妙秘密。

这时候，老张头正戴着他那顶破旧的草帽，弯着腰在田地里忙碌着。

他一边擦着额头的汗水，一边嘴里嘟囔着：“这庄稼啊，就跟孩子似的，得精心照顾着，才能长得壮实。

”老张头的儿子小张也在旁边帮忙，他可没有老张头那么有耐心，时不时就直起身子，抱怨着：“爸，咱这么辛苦，这能量到底都跑哪儿去啦？”咱们先来说说这能量的源头，那无疑就是太阳啦！太阳就像个慷慨的大富翁，毫不吝啬地把能量撒向大地。

可是这能量到了农田里，可不是平均分配的哟！就像家里分糖果，有的孩子多拿几颗，有的孩子就只能少拿点。

在农业生态系统中，庄稼们算是比较幸运的“孩子”，它们能直接吸收到不少太阳能，通过光合作用把这些能量转化为自己生长的动力。

你看那一片片饱满的麦穗，一颗颗沉甸甸的玉米棒子，可都是吸收了能量的成果。

但这能量流动可不简单，从庄稼到其他生物，那也是有讲究的。

比如说，害虫来了，它们咬了庄稼，这部分能量就被害虫“抢”走了一些。

这就好比一个调皮的小孩，非要从别人手里抢走糖果。

而老张头为了保住庄稼，就得喷农药消灭害虫，这又消耗了一部分能量。

再说说家畜，像牛啊羊啊，吃了庄稼或者草料，这能量就从植物转移到了动物身上。

可是这转移的过程中，可不是百分百都能用上的，就像你充电的时候，总有一些电能会损耗掉一样。

家畜们在消化、呼吸、运动的时候，都会消耗掉不少能量。

而且啊，这能量在农业生态系统中流动，就像水流过石头，会有阻碍，会有损失。

比如说，庄稼收割后，一些秸秆没有被充分利用，就白白浪费了一部分能量。

这多可惜啊！咱们再来类比一下，这农业生态系统中的能量流动，就像是一场接力赛。

太阳把能量棒交给庄稼，庄稼再传递给家畜，一环扣一环。

可每一次传递，都会有能量“掉棒”，没办法完全传递下去。

普通高中课程标准实验教科书——生物必修3[人教版]第五章第2节《生态系统的能量流动》学校：四川省攀枝花市第三高级中学校姓名：王仕昭一、教案背景1.面向学生：高二学生2.学科：生物3.课时：2课时4.课前准备：教师：引学案、多媒体、相关教学资料学生：复习生态系统结构；思考生态系统的功能之一能量流动二、教案课题教学内容：人教版高中《生物》(必修3)第五章第2节生态系统的能量流动教学目标：A、知识性目标⑴、理解生态系统能量流动的概念。

⑵、分析生态系统能量流动的过程和特点（重点）。

⑶、说出研究生态系统能量流动的意义。

B、技能性目标⑴、通过引导学生定量地分析某个具体生态系统的能量流动过程和特点，培养学生分析、综合和推理的思维能力。

⑵、指导学生构建能量流动的概念模型、数学模型、物理模型。

⑶、对生态系统中能量的输入和输出加以分析，培养知识迁移运用能力和计算能力。

(4)、调查或探讨一个农业生态系统中的能量流动，培养学生理论联系实际的能力。

C、情感性目标⑴、通过小组分工与自主性学习相结合，培训同学发现问题解决问题以及与他人合作交流的能力。

⑵、注重生态学观点的培养，同时关注农业的发展和生态农业的建设。

⑶、站在生态道德的角度，关注生态学的基本观点和可持续发展的观念，体验节约粮食和热爱家乡的情感。

教学重点：生态系统能量流动的过程和特点。

教学难点：生态系统能量流动的过程和特点。

三、教材分析1.内容分析：该节是人教版高中《生物》(必修3)第五章《生态系统及其稳定性》的重点内容，课标要求层次为分析水平：分析生态系统中能量流动的基本规律及其应用。

从考试的角度来看，本节内容常作为考试热点，往往把分析和计算结合在一起。

该节与其他章的联系：第4章《种群和群落》是学习本章的基础。

生态系统是比种群、群落层次更高的生命系统，需要以种群和群落这两个层次的生命系统的理解为基础。

生态系统中的能量流动、物质循环，可以与必修1中细胞的物质输入和输出、细胞的能量供应和利用（包括光合作用）建立联系。