师：同学们好，今天我们一起来学习第七单元第十九章第二节生态系统中的能量流动和物质循环第一课时内容。先来看看本节课的学习目标：一、理解营养级的概念，能够说出食物链中生物所处的营养级；二、分析生态系统中能量的流动过程及特点；三、了解研究能量流动的意义。在学习新知识前，我们回顾一下上节课的重点内容。上节课我们研究了生态系统的组成，包括生物成分和非生物成分。非生物成分有阳光、水、土壤和空气等；生物成分包括植物、动物和微生物，它们在生态系统中分别扮演生产者、消费者和分解者的角色。生物之间通过食物关系相互联系，形成食物链。比如草、兔、狼这三种生物，兔子吃草，箭头由被捕食者指向捕食者，表示能量流入捕食者体内，所以这条食物链是草→兔子→狼。草是生产者，兔子是植食性动物，属于初级消费者，狼是肉食性动物，属于次级消费者。生态学上把处于食物链某一环节上的所有生物的总和称为营养级。绿色植物是食物链的起点，构成第一营养级；以绿色植物为食的草食性动物共同构成第二营养级；以草食性动物为食的肉食性动物共同构成第三营养级，依此类推，还有第四、第五营养级等等。
同学们来看下面这个食物网，连一连，看看你们最快能找出几条食物链。相信大家很快就能找出来，在这个食物网中有这些食物链：鼹鼠→蛇→鹰、草→鼠→鹰、草→兔→蛇→鹰、草→兔→鹰、草→虫→鸟→鹰、草→虫→鸟→蛇→鹰，一共6条食物链。我们来看看，在这6条食物链中，每条食物链都有几个营养级。在第一条食物链中，草是第一营养级，鼠是第二营养级，蛇是第三营养级，鹰是第四营养级，所以第一条食物链有4个营养级。在第二条食物链中，草是第一营养级，鼠是第二营养级，鹰是第三营养级，有3个营养级。在第三条食物链中，草是第一营养级，兔是第二营养级，蛇是第三营养级，鹰是第四营养级，有4个营养级。第四条食物链有3个营养级。第五条食物链有5个营养级。第六条食物链有4个营养级。
知道了每条食物链拥有的营养级，同学们再想一想，在这6条食物链中，草占据了几个营养级？大家应该很快发现，草在不同的食物链中都是第一营养级，所以草一共占据了一个营养级。鹰又占据了几个营养级呢？鹰在不同食物链中营养级不完全一样，在第二和第四条食物链中，鹰是第三营养级；在第一、第三和第六条食物链中，鹰是第四营养级；在最长的第五条食物链中，鹰是第五营养级。所以鹰一共占据了第三、第四和第五这3个营养级。
在这6条食物链中，处于第二营养级的动物有哪些？很容易找到，处于第二营养级的动物有鼠、兔和虫。通过以上问题的学习，我们可以得出这样的结论：一、生产者在不同食物链中所处的营养级是固定的，总是第一营养级；二、同一个消费者在不同的食物链中所处的营养级不一定相同；三、同一个营养级由不同的生物构成。在草→兔→狼这条食物链中，兔子吃草，是为了获得草的物质和能量，狼吃兔子，兔子体内的能量又会流入狼体内，能量在生态系统中会通过食物链和食物网流动。那么生态系统中的能量来自哪里？在生态系统中能量又是怎样流动的呢？接下来我们就来研究生态系统中能量流动的过程，还是以草→兔→狼这条食物链为例。
在这条食物链中，兔子体内的能量从哪里来？兔子吃草，所以兔子体内的能量来源于草。流入兔子体内的能量到哪里去了呢？流入兔子体内的能量，一部分用于兔子的呼吸作用，以热能的形式散失掉；另一部分能量用于兔子的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在兔子体内。这部分能量会随着兔子被狼吃而流入下一个营养级，也会随着兔子遗体被分解者分解而流向分解者。
我们分析了兔子体内能量的来源和去向，再想想草体内的能量从哪里来，它是如何进入生态系统的？草作为生产者能进行光合作用，利用二氧化碳和水合成有机物，释放氧气，把太阳能转化为化学能，储存在有机物中，这就是草能量的来源。进入草体内的能量有哪些去向呢？进入草体内的能量，一部分用于草的呼吸作用，以热能形式散失；另一部分用于草自身的生长、发育和繁殖等各项生命活动，储存在草体内。这部分能量会随着草被兔子吃而流入下一个营养级，也会随着草形成的残枝败叶被分解者分解利用，流向分解者。草作为生产者进行光合作用，照射到植物上的所有太阳能都被植物吸收了吗？实际上，照射到植物上的太阳能绝大部分没有被植物吸收，只有极少部分被植物吸收固定。所以流入生态系统的总能量是什么呢？生产者固定的太阳能就是流入生态系统的总能量。生物生长所需的能量归根到底来自太阳能，所以俗话说“万物生长靠太阳”，现在我们从生物学角度能更深刻地理解这句话，太阳对生态系统的作用至关重要。
最后，我们一起分析这条食物链中狼体内的能量。狼的能量来源于兔子，流入狼体内的能量，一部分用于狼的呼吸作用，另一部分随着狼遗体被分解者分解利用而流向分解者。在这条食物链中，狼是最高营养级，没有捕食它的动物，所以能量不会流向下一个营养级。位于食物链中最高营养级的动物能量有两个去向：一是用于呼吸作用，以热能形式散失；二是流向分解者。分析了食物链中各营养级能量的来源和去向，可以知道：第一营养级的能量来源于植物光合作用固定的太阳能，这是生态系统能量流动的起点，也是流经生态系统的总能量；其他营养级的能量来源于上一个营养级，去向有三个：一是呼吸作用消耗，二是被分解者利用，三是流入下一个营养级。能量是沿着食物链和食物网流动的，这是能量流动的渠道。生产者通过光合作用固定太阳能的过程是生态系统能量的输入；能量通过食物链和食物网从一个营养级流入下一个营养级的过程是生态系统能量的传递；生物的呼吸作用消耗和分解者的分解，这是生态系统能量的散失。每个营养级都有能量的输入、传递和散失，生态系统能量的输入、传递和散失的过程就是能量流动。同学们仔细观察能量流动示意图，想一想生态系统中的能量能否逆向流动或循环流动？相信大家已经有了答案，生态系统中的能量不能逆向流动，这是由于生物长期进化所形成的捕食关系确定的。例如狼捕食兔子，兔子的能量会流入狼体内，而兔子不可能捕食狼，所以狼的能量不能流回兔子体内，因此能量不能倒流。生物呼吸作用以热能形式散失到空气中的能量不能再被生物重新利用，所以能量不能循环流动。能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，是单方向流动的。请同学们再进一步思考，某一营养级的能量能否全部流向下一个营养级？大家观察能量流动示意图会发现，每个营养级都要进行呼吸作用，消耗一部分能量，还有部分能量被分解者分解利用，这些能量没有流入下一个营养级，所以每个营养级的能量不会全部流入下一个营养级。