生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)教案

1、教 案課題生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)教材分析本課的內容來自人教版生物第3冊第5章“生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性”第3節(jié)“生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)” 教材第5章是以生態(tài)系統(tǒng)為框架，主要講述了生態(tài)系統(tǒng)的結構，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動物質循環(huán)、信息傳遞及穩(wěn)定性等知識，主要體現(xiàn)宏觀的生態(tài)學的內容。本節(jié)課內容是第5章的一個重點，是銜接生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性與能量流動的重要環(huán)節(jié)，并為生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性實現(xiàn)提供了一個平臺，埋下了一個伏筆。該節(jié)內容與必修1細胞的物質輸入和輸出、細胞的能量利用和供應有聯(lián)系。學情分析學生已學習了生態(tài)系統(tǒng)結構和能量流動的知識，對這部分的內容有了初步的了解。學生對于生態(tài)系統(tǒng)功能的認識容易停留在簡單識記水平，難以建立起結構功

2、能間的聯(lián)系，通過本節(jié)學習，可以深入理解生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的關系，形成結構和功能相適應觀點。教學目標1. 知識目標（1）理解生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)的概念（2）分析、應用碳循環(huán)過程（3）說明生物富集作用的形成（4）說明能量流動和物質循環(huán)的關系2.能力目標（1）以碳循環(huán)為例，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質循環(huán)，培養(yǎng)學生遷移和分析的能力（2）通過分析“溫室效應”的形成與危害，培養(yǎng)學生的推理，聯(lián)想，思維遷移的能力（3）利用“能量流動和物質循環(huán)的關系”教學過程，培養(yǎng)學生比較，歸納以及對自己所持觀點的總結表達能力（4）通過探究土壤微生物的分解作用，培養(yǎng)學生設計、分析實驗的能力3.情感、態(tài)度、價值觀（1）通過學習人類對碳循

3、環(huán)的影響，培養(yǎng)學生環(huán)境保護意識（2）積累生態(tài)學知識，形成科學的世界觀教學重點分析生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)教學難點說明能量流動和物質循環(huán)的關系教學資源圖片教學過程教學階段教師活動學生活動設計意圖時間引入隨著“低碳”話語的出現(xiàn)，現(xiàn)在“低碳社會”、“低碳城市”、“低碳超市”、“低碳校園”、“低碳交通”、“低碳環(huán)?！薄暗吞季W(wǎng)絡”、“低碳社區(qū)”各行各業(yè)蜂擁而上統(tǒng)統(tǒng)冠以“低碳”二字，使“低碳”成為一種時尚。問題：你對“低碳”了解多少？那么我們?yōu)槭裁匆暗吞忌睢蹦?？思考、回答從時尚話題入手，引發(fā)學生興趣2生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)碳循環(huán)為應對生態(tài)環(huán)境危機，概念和理念層面的東西如“可持續(xù)發(fā)展”、“綠色經(jīng)濟”等等層出不窮，

4、可為什么最后是低碳叫得最響，超過一度滿天飛的“可持續(xù)發(fā)展”呢？因為在這其中最主要的是碳元素。碳是地球上儲量最豐富的元素之一，它分布廣泛；同時,碳又是構成生命體的基本元素；碳是有機化合物的“骨架”，沒有碳就沒有生命。問題：請同學們回憶之前學過的知識，然后說出碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中都參與哪些活動？圖片：碳循環(huán)從這幅圖我們可以看出，無機環(huán)境中的碳元素，可以通過綠色植物的光合作用進入到生物系統(tǒng)中，同時在生物的呼吸作用、分解者的分解作用中碳元素又被釋放到了無機環(huán)境中。那么，這種碳元素在生物群落和無機環(huán)境之間不斷循環(huán)的過程，我們稱之為碳循環(huán)。板書：碳循環(huán)那么，對照這幅圖，我們來思考一下問題：1、C在無機環(huán)境中

5、的存在形式？CO2、碳酸鹽2、碳在生物體內的存在形式？含碳有機物3、碳在生物體間的傳遞渠道？食物鏈（網(wǎng)）4、碳進入生物群落的途徑？綠色植物的光合作用化能合成作用5、碳進入大氣的途徑？生物的呼吸作用分解者的分解作用6、碳在無機環(huán)境和生物群落間的循環(huán)形式？CO2這一些是，碳循環(huán)的主要特點板書：循環(huán)流動，反復利用我們現(xiàn)在明白為什么要提倡低碳，2003年英國政府在我們的能源未來創(chuàng)造低碳經(jīng)濟的能源白皮書中首次提出了“低碳”這一概念，便迅速得到各國相應，今天，“地球一小時”等活動更是為我們所熟知，那么為什么低碳能夠這么迅速的成為全球性的共識呢？請你從生態(tài)系統(tǒng)的角度來思考大氣中的CO2能夠隨著大氣環(huán)流在全球

6、范圍內流動，因此，碳循環(huán)具有全球性板書：全球性這個生態(tài)系統(tǒng)指的其實是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)生物圈?，F(xiàn)在讓我們利用“碳循環(huán)”的知識來分析一下“溫室效應”。你對“溫室效應”的成因和危害有什么樣的了解？在自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物通過光合作用從大氣中攝取C的速率，與通過生物的呼吸作用和分解作用而把C釋放到大氣中的速率大致相同。但是，現(xiàn)代社會中并不僅僅是這些，C進入到無機環(huán)境的途徑除了呼吸作用和分解作用，還有人類大量燃燒煤、石油等化學燃料，導致了碳元素短時間內的釋放，打破了生物圈中的碳平衡，二氧化碳氣體具有吸熱和隔熱的功能。它在大氣中增多的結果是形成一種無形的玻璃罩，使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間發(fā)散

7、，其結果是地球表面變熱起來。從而形成了“溫室效應”。問題：大力植樹造林，是否會對溫室效應起到緩解作用？大力植樹造林后，這些植物能大量吸收已有的二氧化碳，因而能起一定的緩解作用。但更應該控制源頭溫室氣體的排放。思考觀察、思考、回答觀察思考、回答思考、回答觀察思考、回答由學生已有知識引出新的知識培養(yǎng)學生的分析能力，加深學生對碳循環(huán)的理解聯(lián)系實際，引出物質循環(huán)的全球性特點利用所學知識解決實際問題222624物質循環(huán)實際上，組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，都不斷進行著從無機環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無機環(huán)境的循環(huán)過程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)。我們剛才講過，碳循環(huán)具有全球性的特點。那么，

8、物質循環(huán)中所說的生態(tài)系統(tǒng)，指的也是生物圈。他也具有全球性的特點，因此又叫生物地球化學循環(huán)。2物質循環(huán)與能量流動的比較 物質循環(huán)和我們之前講過的“生物的能量流動”都是通過食物鏈（網(wǎng)）進行的，那么他們有什么關系呢？能量流動和物質循環(huán)式同時進行的，兩者均始于生產(chǎn)者通過光合作用合成有機物固定太陽能，然后沿著共同的渠道食物鏈（網(wǎng)）一起運行，彼此相互依存，不可分割。因為能量的固定、儲存、轉移和釋放，都離不開物質的合成和分解等過程。物質作為能量的載體，是能量以含碳有機物中化學能的形式沿著食物鏈（網(wǎng)）流動；能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)往返。生態(tài)系統(tǒng)的各組成成分：非生物的物質和能量

9、、生產(chǎn)者、消費者、分解者，正是通過能量流動和物質循環(huán)，才能緊密的聯(lián)系在一起，從而相互作用、相互影響，形成一個思維一體的統(tǒng)一整體生態(tài)系統(tǒng)。 能量流動物質循環(huán)形式主要以有機物形式以無機物形式循環(huán)特點單向流動、逐級遞減反復利用、循環(huán)流動范圍生態(tài)系統(tǒng)的各級營養(yǎng)級全球生物圈聯(lián)系能量的固定、轉移、釋放離不開物質的合成與分解物質是能量沿食物鏈（網(wǎng)）流動的載體能量是物質在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復的動力 能量流動和物質循環(huán)之間互為因果、相輔相承，具有不可分割的關系。 討論、思考培養(yǎng)學生比較和歸納的能力44生物的富集作用來看一個資料：美國研究人員表示，在全球大部分國家禁用殺蟲劑DDT數(shù)十年后，南極阿德利企鵝體

10、內仍檢測出這種有毒物質，且含量多年來始終不降。他們認為，這是因為DDT被“儲存”在冰川中，持續(xù)影響南極生態(tài)環(huán)境。在農(nóng)田中大量使用DDT有機農(nóng)藥為什么會殃及南極的企鵝?1、全球性2、生物的富集作用板書：生物的富集作用指環(huán)境中的一些污染物（如重金屬、化學農(nóng)藥）通過食物鏈在生物體內大量聚集的過程。事例：在物質循環(huán)過程中，有的物質（如DDT）不易分解，因此通過食物鏈傳遞，在生物體內集聚，不易排出。由于生物的富集作用是沿著食物鏈進行富集的，同時，污染物化學性質穩(wěn)定而不宜分解、在生物體內積累而不宜排出，所以，生物營養(yǎng)級越高，物質富集量越大。分析資料思考、回答培養(yǎng)學生利用所學只是解決問題的能力，同時提高學生

11、的環(huán)保意識4小結一、生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán) C、H、O、N、P、S等化學元素無機環(huán)境 生物群落反復循環(huán)特點：1、反復利用、循環(huán)流動2、全球性二、碳循環(huán)碳在無機環(huán)境與生物群落間是以CO2的形式進行循環(huán)的。大氣中的CO2進入生物群落，主要依賴于綠色植物的光合作用，使CO2中的“C”變成為有機物中的“C”，再通過食物鏈進入動物和其他生物體中，因此從“C”的循環(huán)可見綠色植物是生態(tài)系統(tǒng)的基石。除此之外，還有化能合成作用的微生物也能把CO2合成為有機物。三、物質循環(huán)與能量流動的關系小結小結5探究：土壤微生物的分解作用閱讀教材P102參考案例21、仔細閱讀實驗步驟，同時完成練習12題實驗操作表實驗步驟燒杯A燒杯

12、B一二2、結果分析（1）實驗中實驗組和對照組分別是_、_，單一變量是_（2）A1、B1兩試管加碘液的目的是_，A2、B2加斐林試劑是想驗證_的存在，原理是_。3、預測實驗結果思考，完成練習培養(yǎng)學生分析實驗的能力7板書設計生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)一、碳循環(huán)1、循環(huán)流動、反復利用2、全球性二、能量的流動和物質循環(huán)的關系三、生物的富集作用教學反思本節(jié)課是第5章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性的第3節(jié)，主要向學生介紹生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)的過程。在剛開始思考如何上好這節(jié)課的時候，我就想到了與時下比較流行的“低碳”聯(lián)系在一起。因為“低碳”的出發(fā)點就是這一章中的重點“碳循環(huán)”，同時“低碳”是這段時間比較流行、時尚的一個概念，學生

13、對這個概念也會很感興趣，從而便于引發(fā)學生的學習興趣。所以在我一開始的教學設計中，除了以“低碳”引入“碳循環(huán)”的概念外，我還設置了引導學生思考為什么要“低碳”、“碳足跡”的計算等環(huán)節(jié)，以期增強這節(jié)課的趣味性。但是當我完成了這節(jié)課的教學設計后，再回過頭來思考這段設計，就覺得有些跑題了?！暗吞肌钡母拍钭鳛橐粋€課堂引入，不應該成為這節(jié)課的主要話題，否則就會使這節(jié)課真正的重點被淡化。因此，我修改了這一部分的設計，只使用“低碳”這個概念引入，不做任何展開，迅速過渡到“碳循環(huán)”這個重點概念中，使學生的興奮點落在重點知識的學習上。而通過課堂的實際檢測，這種設計方法是合理的。在之前的設計中，我受董雪老師的啟發(fā)，曾經(jīng)想過應用教材90頁“生態(tài)系統(tǒng)的結構模式圖”來讓學生回憶生態(tài)系統(tǒng)中的呼吸作用、光合作用、分解作用。但是我忽略了董老師這么講的時候是在進行新課的講授，以這個圖引導學生進行分析。而我所要達到的目的是復習回憶，如果再用這個圖，反而會使學生的思路被局限下來，到不如讓學生不看圖直接思考回憶。因此，在董老師的建議下，我把這部分也做了修改。在二班和三班的不同教學過程中，也可以看出董老師的建議是很正確的。教材中圖5-11碳循環(huán)模式圖中對于“微生物的分解作用”這個概念一直有所爭議，早在