生态系统的物质循环教案.docx
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生态系统的物质循环教案
教案
课题
生态系统的物质循环
教材分析
本课的内容来自人教版《生物》第3册第5章“生态系统及其稳定性”第3节“生态系统的物质循环”
教材第5章是以生态系统为框架，主要讲述了生态系统的结构，生态系统的能量流动物质循环、信息传递及稳定性等知识，主要体现宏观的生态学的内容。
本节课内容是第5章的一个重点，是衔接生态系统稳定性与能量流动的重要环节，并为生态系统的稳定性实现提供了一个平台，埋下了一个伏笔。
该节内容与必修1细胞的物质输入和输出、细胞的能量利用和供应有联系。
学情分析
学生已学习了生态系统结构和能量流动的知识，对这部分的内容有了初步的了解。
学生对于生态系统功能的认识容易停留在简单识记水平，难以建立起结构功能间的联系，通过本节学习，可以深入理解生态系统结构和功能的关系，形成结构和功能相适应观点。
教学目标
1.知识目标
（1）理解生态系统中物质循环的概念
（2）分析、应用碳循环过程
（3）说明生物富集作用的形成
（4）说明能量流动和物质循环的关系
2.能力目标
（1）以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环，培养学生迁移和分析的能力
（2）通过分析“温室效应”的形成与危害，培养学生的推理，联想，思维迁移的能力
（3）利用“能量流动和物质循环的关系”教学过程，培养学生比较，归纳以及对自己所持观点的总结表达能力
（4）通过探究土壤微生物的分解作用，培养学生设计、分析实验的能力
3.情感、态度、价值观
（1）通过学习人类对碳循环的影响，培养学生环境保护意识
（2）积累生态学知识，形成科学的世界观
教学重点
分析生态系统中的碳循环
教学难点
说明能量流动和物质循环的关系
教学资源
图片
教学过程
教学阶段
教师活动
学生活动
设计意图
时间
引入
随着“低碳”话语的出现，现在“低碳社会”、“低碳城市”、“低碳超市”、“低碳校园”、“低碳交通”、“低碳环保”“低碳网络”、“低碳社区”——各行各业蜂拥而上统统冠以“低碳”二字，使“低碳”成为一种时尚。
问题：
你对“低碳”了解多少？
那么我们为什么要“低碳生活”呢？
思考、回答
从时尚话题入手，引发学生兴趣
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生态系统的物质循环
碳循环
为应对生态环境危机，概念和理念层面的东西如“可持续发展”、“绿色经济”等等层出不穷，可为什么最后是低碳叫得最响，超过一度满天飞的“可持续发展”呢？
因为在这其中最主要的是碳元素。
碳是地球上储量最丰富的元素之一，它分布广泛；
同时,碳又是构成生命体的基本元素；
碳是有机化合物的“骨架”，没有碳就没有生命。
问题：
请同学们回忆之前学过的知识，然后说出碳元素在生态系统中都参与哪些活动？
图片：
碳循环
从这幅图我们可以看出，无机环境中的碳元素，可以通过绿色植物的光合作用进入到生物系统中，同时在生物的呼吸作用、分解者的分解作用中碳元素又被释放到了无机环境中。
那么，这种碳元素在生物群落和无机环境之间不断循环的过程，我们称之为碳循环。
板书：
碳循环
那么，对照这幅图，我们来思考一下问题：
1、C在无机环境中的存在形式？
CO2、碳酸盐
2、碳在生物体内的存在形式？
含碳有机物
3、碳在生物体间的传递渠道？
食物链（网）
4、碳进入生物群落的途径？
①绿色植物的光合作用
②化能合成作用
5、碳进入大气的途径？
①生物的呼吸作用
②分解者的分解作用
6、碳在无机环境和生物群落间的循环形式？
CO2
这一些是，碳循环的主要特点
板书：
循环流动，反复利用
我们现在明白为什么要提倡低碳，2003年英国政府在《我们的能源未来——创造低碳经济》的能源白皮书中首次提出了“低碳”这一概念，便迅速得到各国相应，今天，“地球一小时”等活动更是为我们所熟知，那么为什么低碳能够这么迅速的成为全球性的共识呢？
请你从生态系统的角度来思考
大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动，因此，碳循环具有全球性
板书：
全球性
这个生态系统指的其实是地球上最大的生态系统——生物圈。
现在让我们利用“碳循环”的知识来分析一下“温室效应”。
你对“温室效应”的成因和危害有什么样的了解？
在自然生态系统中，植物通过光合作用从大气中摄取C的速率，与通过生物的呼吸作用和分解作用而把C释放到大气中的速率大致相同。
但是，现代社会中并不仅仅是这些，C进入到无机环境的途径除了呼吸作用和分解作用，还有人类大量燃烧煤、石油等化学燃料，导致了碳元素短时间内的释放，打破了生物圈中的碳平衡，二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。
它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来。
从而形成了“温室效应”。
问题：
大力植树造林，是否会对温室效应起到缓解作用？
大力植树造林后，这些植物能大量吸收已有的二氧化碳，因而能起一定的缓解作用。
但更应该控制源头──温室气体的排放。
思考
观察、思考、回答
观察
思考、回答
思考、回答
观察
思考、回答
由学生已有知识引出新的知识
培养学生的分析能力，加深学生对碳循环的理解
联系实际，引出物质循环的全球性特点
利用所学知识解决实际问题
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2
2
6
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物质循环
实际上，组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。
我们刚才讲过，碳循环具有全球性的特点。
那么，物质循环中所说的生态系统，指的也是生物圈。
他也具有全球性的特点，因此又叫生物地球化学循环。
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物质循环与能量流动的比较
物质循环和我们之前讲过的“生物的能量流动”都是通过食物链（网）进行的，那么他们有什么关系呢？
能量流动和物质循环式同时进行的，两者均始于生产者通过光合作用合成有机物固定太阳能，然后沿着共同的渠道——食物链（网）一起运行，彼此相互依存，不可分割。
因为能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程。
物质作为能量的载体，是能量以含碳有机物中化学能的形式沿着食物链（网）流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。
生态系统的各组成成分：
非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者，正是通过能量流动和物质循环，才能紧密的联系在一起，从而相互作用、相互影响，形成一个思维一体的统一整体——生态系统。
能量流动
物质循环
形式
主要以有机物形式
以无机物形式循环
特点
单向流动、
逐级递减
反复利用、
循环流动
范围
生态系统的各级营养级
全球生物圈
联系
①能量的固定、转移、释放离不开物质的合成与分解
②物质是能量沿食物链（网）流动的载体
③能量是物质在生态系统中循环往复的动力
能量流动和物质循环之间互为因果、相辅相承，具有不可分割的关系。
讨论、思考
培养学生比较和归纳的能力
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生物的富集作用
来看一个资料：
美国研究人员表示，在全球大部分国家禁用杀虫剂DDT数十年后，南极阿德利企鹅体内仍检测出这种有毒物质，且含量多年来始终不降。
他们认为，这是因为DDT被“储存”在冰川中，持续影响南极生态环境。
在农田中大量使用DDT有机农药为什么会殃及南极的企鹅?
1、全球性
2、生物的富集作用
板书：
生物的富集作用
指环境中的一些污染物（如重金属、化学农药）通过食物链在生物体内大量聚集的过程。
事例：
在物质循环过程中，有的物质
（如DDT）不易分解，因此通过食物链
传递，在生物体内集聚，不易排出。
由于生物的富集作用是沿着食物链进行富集的，同时，污染物化学性质稳定而不宜分解、在生物体内积累而不宜排出，所以，生物营养级越高，物质富集量越大。
分析资料
思考、回答
培养学生利用所学只是解决问题的能力，同时提高学生的环保意识
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小结
一、生态系统的物质循环
特点：
1、反复利用、循环流动
2、全球性
二、碳循环
碳在无机环境与生物群落间是以CO2的形式进行循环的。
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CO2中的“C”变成为有机物中的“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。
三、物质循环与能量流动的关系
小结
小结
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探究：
土壤微生物的分解作用
阅读教材P102参考案例2
1、仔细阅读实验步骤，同时完成练习12题实验操作表
实验步骤
烧杯A
烧杯B
一
二
2、结果分析
（1）实验中实验组和对照组分别是______、_______，单一变量是__________________
（2）A1、B1两试管加碘液的目的是_____________________________________，A2、B2加斐林试剂是想验证_______________的存在，原理是________________________。
3、预测实验结果
思考，完成练习
培养学生分析实验的能力
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板书设计
生态系统的物质循环
一、碳循环
1、循环流动、反复利用
2、全球性
二、能量的流动和物质循环的关系
三、生物的富集作用
教学反思
本节课是第5章《生态系统及其稳定性》的第3节，主要向学生介绍生态系统中物质循环的过程。
在刚开始思考如何上好这节课的时候，我就想到了与时下比较流行的“低碳”联系在一起。
因为“低碳”的出发点就是这一章中的重点“碳循环”，同时“低碳”是这段时间比较流行、时尚的一个概念，学生对这个概念也会很感兴趣，从而便于引发学生的学习兴趣。
所以在我一开始的教学设计中，除了以“低碳”引入“碳循环”的概念外，我还设置了引导学生思考为什么要“低碳”、“碳足迹”的计算等环节，以期增强这节课的趣味性。
但是当我完成了这节课的教学设计后，再回过头来思考这段设计，就觉得有些跑题了。
“低碳”的概念作为一个课堂引入，不应该成为这节课的主要话题，否则就会使这节课真正的重点被淡化。
因此，我修改了这一部分的设计，只使用“低碳”这个概念引入，不做任何展开，迅速过渡到“碳循环”这个重点概念中，使学生的兴奋点落在重点知识的学习上。
而通过课堂的实际检测，这种设计方法是合理的。
在之前的设计中，我受董雪老师的启发，曾经想过应用教材90页“生态系统的结构模式图”来让学生回忆生态系统中的呼吸作用、光合作用、分解作用。
但是我忽略了董老师这么讲的时候是在进行新课的讲授，以这个图引导学生进行分析。
而我所要达到的目的是复习回忆，如果再用这个图，反而会使学生的思路被局限下来，到不如让学生不看图直接思考回忆。
因此，在董老师的建议下，我把这部分也做了修改。
在二班和三班的不同教学过程中，也可以看出董老师的建议是很正确的。
教材中图5-11碳循环模式图中对于“微生物的分解作用”这个概念一直有所争议，早在1996年黄福贞老师就在《山西教育》中提出了自己的看法。
他认为，分解者的分解作用应包括两步：
一步是分解者的胞外分解，第二步是分解者的胞内分解。
然而只有第二步才能产生CO2。
而鉴于作为分解者只是微生物中的营腐生生活的菌类，并不包括自养和寄生的微生物，所以建议将“微生物的分解作用”改为“分解者的呼吸作用”，这样更准确。
在具体的教学过程中，学生也有这方面的困惑，但是不适宜占用过多的时间给学生解释，只需要点出来，使学生知道有这个事情就可以了。
THANKS!
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