生态系统的物质循环

    第3节 生态系统的物质循环
    一、知识结构
    碳循环
    与能量流动的关系
    二、教学目标
    1、以碳循环为例,分析生态系统中的物质循环。
    2、尝试探究土壤微生物的分解作用。
    3、说明能量流动和物质循环的关系。
    三、教学重点、难点及解决方法
    1、教学重点及解决方法
    [教学重点]
    分析生态系统中的物质循环。
    [解决方法]
    ⑴物质循环时时刻刻发生在我们身边,让学生联系自身感受物质循环的存在。
    ⑵以碳循环为例,分析物质循环过程。
    2、教学难点及解决方法
    [教学难点]
    说明能量流动和物质循环的关系。
    [解决方法]
    通过讨论,列表比较来学习能量流动和物质循环的关系。
    四、课时安排
    2课时。
    五、教学方法
    探究法、讲解法。
    六、教具准备
    图、探究材料。
    七、学生活动
    1、讨论、分析、比较相关问题。
    2、完成探究活动。
    八、教学程序
    ⑴明确目标
    ⑵重点、难点的学习与目标完成过程
    第1课时
    [问题探究]引导学生讨论教材P100的讨论题。同时教师向学生讲清:煤炭、石油等是人类从事现代工业活动的物质资源,而非生态系统中生命活动所需的物质资源;煤炭、石油等资源是有限的,这些资源的形成需要相当长的时间,而消耗它们所需的时间却要短得多。
    事实上,物质循环时时刻刻发生在我们身边。呈现教材P101碳循环模式图,学生阅读材料P100—101内容,回答下列问题:
    1、什么叫生态系统的物质循环?
    2、物质循环中的物质指的是什么?
    3、这里的生态系统指的是什么生态系统?
    4、物质循环的范围是什么?
    5、物质在何种之间进行循环?
    6、碳在无机环境与生物群落之间物质循环的主要形式是什么?
    7、碳在生物群落内部主要以何种形式传递?
    8、连通物质在生物群落和无机环境之间循环的生态类群是什么?
    9、产生CO2的途径有哪些?
    10、什么叫温室效应?
    11、产生温室效应的原因有哪些?
    12、温室效应会导致什么后果?
    13、如何减轻温室效应?
    14、物质循环有何特点?
    教师总结。
    能量流动和物质物质循环是生态系统的两大功能,二者有何关系呢?
    1、区别
    能量流动
    在生物群落和无机环境之间以无机物形式循环,在群落内部主要以有机物形式传递
    特点
    单向流动、逐级递减
    往复循环、反复利用
    范围
    各种生态系统都可进行
    生物圈(全球性)
    2、联系:两者同时进行,相互依存,不可分割。
    ⑴能量流动不能离开物质循环而单独进行,能量的固定、储存、转移和释放,离不开物质的合成和分解。
    ⑵物质是能量的载体,使能量能沿着食物链(网)流动,能量作为动力,使物质能不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。
    ⑶生态系统中的各种组成部分——非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者,正是通过能量流动和物质循环,才紧密联系在一起,形成一个统一的整体的,可以用图解表示如下:
    (三)总结
    生态系统中物质循环的过程,物质循环与能量流动的关系。
    (四)作业布置
    教材P104练习。
    (五)板书设计
    第3节 生态系统的物质循环
    一、碳循环
    1、物质循环的概念
    2、碳循环
    ⑴碳在无机环境与生物群落之间的物质循环主要是以CO2的形式进行的。
    ⑵    
    ⑷循环过程
    3、物质循环的特点:具有全球性、反复出现、循环流动
    4、温室效应
    ⑴形成原因
    ⑵影响
    ⑶措施
    二、能量流动和物质循环的关系
    1、区别
    能量流动
    物质循环
    形式
    主要以有机物形式流动
    在生物群落和无机环境之间以无机物形式循环,在群落内部主要以有机物形式传递
    特点
    单向流动、逐级递减
    往复循环、反复利用
    范围
    各种生态系统都可进行
    生物圈(全球性)
    2、联系:两者同时进行,相互依存,不可分割。
    第2课时
    复习提问:1、生态系统中碳循环的过程如何?2、物质循环与能量流动的关系是什么?
    今天我们来探究一下土壤微生物的分解作用。
    1、引入探究内容“土壤微生物的分解作用”
    由于学生缺乏微生物方面的知识,在指导学生进行该课题的探究时,教师可以先介绍有关知识背景,比如可以用卡逊《寂静的春天》中如下一段话:
    土壤中最小的有机体可能也是最重要的有机体,是那些肉眼看不见的细菌和丝状真菌。它们有着庞大的天文学似的统计数学,一茶匙的表层土可以含有亿万个细菌。纵然这些细菌形体细微,但在一英亩肥沃土壤的一英尺 厚的表土中,其细菌总重量可以达到一千磅之多。长得像长线似的放线菌数目比细菌稍微少一些,然而因为它们形体较大,所以它们在一定数量土壤中的总质量仍和细菌差不多。被称之为藻类的微小绿色细胞体组成了土壤内极微小的植物生命。
    细菌、真菌和藻类是使动、植物腐烂的主要原因,它们将动植物的残体还原为组成它们的无机物。假若没有这些微小的生物,像碳、氮这些化学元素通过土壤、空气以及生物组织的循环运动是无法进行的。例如,若没有固氮细菌,虽然植物被含氮的空气“海洋”所包围,但它们仍将难以得到氮素。其他有机体产生了二氧化碳,并形成碳酸从而促进了岩石的分解。土壤中还有其他的微生物在促成着多种多样的氧化和还原反应,通过这些反应使铁、锰和硫这样一些矿物质发生转移,并变成植物可吸收的状态。
    另外,以惊人数量存在的还有微小的螨类和被称为跃尾虫的没有翅膀的原始昆虫……
    2、提出问题
    让学生结合自己的生活经历,列举土壤微生物分解作用的实例,提出想探究的问题。教师予以启发、指导。例如,落叶在土壤中能被分解掉,这究竟主要是土壤的物理化学因素的作用,还是土壤中微生物的作用呢?
    3、作出假设
    假设既可以是基于已有的知识或经验作出的解释,也可以是想像或猜测。要鼓励学生大胆提出假设,通过讨论修正自己的假设。
    4、制订计划
    首先,要确定实验变量是什么?需要控制的变量有哪些?如何控制这些变量?等等。
    其次,要确定探究的地点或场所:在野外?还是在实验室中?
    第三,设计实验方案。教材中提供了两则案例,供学生参考。
    5、实施计划
    建议本探究以小组的形式进行。
    6、结果分析
    可以将实验过程和现象列表整理,进行对比分析,得出实验结果。
    补充讲解生物富集相关知识
    (三)总结
    探究的全过程。
    (四)作业布置
    完成实验报告。
    (五)板书设计
    土壤微生物的分解作用
    提出问题
    ↓
    作出假设
    ↓
    制订计划
    ↓
    实施计划
    ↓
    结果分析
    ↓
    表达交流

高中生物教案