必修三5.3生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)教案

生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)教案【教學目標】1．以碳循環(huán)為例，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。2．嘗試探究土壤微生物的分解作用。3．說明能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關系?！窘虒W重點】分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。【教學難點】說明能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關系。【解決方法】通過討論，列表比較來學習能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關系。【課時安排】1課時【教學方法】探究法、講解法【教學過程】【新課導入】上一節(jié)中我們學習了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，那么大家回憶一下，它有什么特點？這些能量的最終來源是什么？

【講述】生態(tài)系統(tǒng)的能量是單向不循環(huán)的，在流動過程中逐級遞減。那大家是否發(fā)現(xiàn)，能量流動的同時也伴隨有物質(zhì)的變化，比如呼吸作用，在呼吸過程中，能量大部分以熱能的形式散失，同時，在物質(zhì)方面，有機物被氧化分解，形成CO2和水?？梢?，生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動與物質(zhì)的變化是相伴隨的。

【提問】物質(zhì)的變化是否也像能量一樣，是不可逆轉，逐級遞減的？【學生回答】能量在流動過程不斷散失，卻有太陽能不斷補充進來，相當于有了一張永久飯票，不愁餓死。【講述】物質(zhì)只能來源于地球本身，如果像能量那樣，那總有一天會消失殆盡的，這就使得物質(zhì)具有循環(huán)利用的特點。這就是我們本節(jié)課所要學習的“生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)”。

（直接講述物質(zhì)循環(huán)的概念。）引出“物質(zhì)循環(huán)”【提問】什么是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)？【提出問題】1.概念中的物質(zhì)是指什么？是組成生物體的基本化學元素，不是指由這些元素組成的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等生物體內(nèi)所特有的物質(zhì)。2.概念中所指的循環(huán)是什么？是物質(zhì)往返運動。3.概念中所指的生態(tài)系統(tǒng)指的是什么？地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈?！緦W生討論后回答】【教師小結】生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是指組成生物體的基本元素在生物群落與無機環(huán)境之間的往返運動，其中伴隨著復雜的物質(zhì)變化和能量變化，不是物質(zhì)的單純移動，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)離不開能量的驅動。【教師課件展示】碳循環(huán)示意圖：【學生討論】光合作用、呼吸作用及分解作用等有關知識，回顧學過的光合作用和呼吸作用過程?！緦W生展示答案】光合作用固定CO２，生產(chǎn)有機物；呼吸作用分解有機物，釋放CO２。微生物（分解者）的分解作用實質(zhì)也是微生物的呼吸作用（包括無氧呼吸和有氧呼吸兩種形式）?！咎釂枴?.碳在無機環(huán)境中的存在形式怎樣？2.碳在生物群落的存在形式怎樣？3.碳在無機環(huán)境與生物群落之間以什么形式循環(huán)？4.碳在生物群落內(nèi)部以什么形式循環(huán)？【學生回答】1.碳酸鹽和CO２形式；2．主要是構成生物體的有機物形式；3.CO２；4.主要是通過食物鏈以有機物轉移?！局v述】因為在生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)可以被生物群落往復循環(huán)利用，所以，物質(zhì)是永恒的，世界是物質(zhì)的，是符合物質(zhì)不滅定律的。在生物圈內(nèi)，無論是無機環(huán)境還是生物群落，也無論是物質(zhì)循環(huán)還是能量流動，都是以物質(zhì)為第一性的，因此，大家要以辯證唯物主義觀點來分析事物、認識自然、改造世界。【提問】如果人們不按生態(tài)規(guī)律辦事，亂砍濫伐森林，對生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)有何影響?【學生回答】森林生態(tài)系統(tǒng)有維持大氣中氧氣與二氧化碳相對穩(wěn)定的作用，若大量砍伐森林，光合作用減弱，不能吸收大氣中的二氧化碳，更不能增加大氣中的氧氣，不僅破壞了大氣中氧氣與二氧化碳的相對穩(wěn)定，而且阻礙了碳的正常循環(huán)途徑，使大氣中二氧化碳含量明顯增加。【提問】化石燃料的大量燃燒，對生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)有何影響?【學生回答】化石燃料如：煤、石油、泥碳等是地層中千百萬年積存的碳元素，是一筆寶貴而豐富的能源物質(zhì)，若在短時間內(nèi)釋放出來，使二氧化碳來不及轉化，也同樣打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡，使大氣中二氧化碳的含量明顯增加。【教師總結】通過以上兩例的分析，顯而易見地說明：人類活動若違背了生態(tài)規(guī)律，對碳循環(huán)的影響是導致大氣中二氧化碳的明顯增加，這樣將形成危及整個生物圈的“溫室效應”?！窘處熖釂枴考热粶厥倚羞@么多危害，我們應該怎么做？

【學生回答】減少化石燃料的燃燒，大量植樹造林。【講述】碳循環(huán)的正常運行是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的保證，若是循環(huán)過程出了什么問題，就會影響到整個生態(tài)系統(tǒng)的運轉。事實上，每一種元素的循環(huán)都是生態(tài)系統(tǒng)正常的保證，一旦失調(diào)就會導致各種環(huán)境問題，比如：和S有關的酸雨，及和P有關的水體富營養(yǎng)化等等。【提問】能量流動和物質(zhì)物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的兩大功能，二者有何關系呢？【課件展示】項目能量流動物質(zhì)循環(huán)形式特點范圍聯(lián)系：【學生歸納】學生可分別作答，也可集體討論，此時教師應啟發(fā)誘導，并幫助學生歸納要點，組織語言?！緦W生展示答案】【教師評價】教師將正確答案以動畫形式填入空表中，以示準確，并以“真棒”“漂亮”等激勵贊美性語言給予評價，從上而下，依次進行。【講述】探究內(nèi)容“土壤微生物的分解作用”細菌、真菌和藻類是使動、植物腐爛的主要原因，它們將動植物的殘體還原為組成它們的無機物。假若沒有這些微小的生物，像碳、氮這些化學元素通過土壤、空氣以及生物組織的循環(huán)運動是無法進行的。例如，若沒有固氮細菌，雖然植物被含氮的空氣“海洋”所包圍，但它們?nèi)詫㈦y以得到氮素。其他有機體產(chǎn)生了二氧化碳，并形成碳酸從而促進了巖石的分解。土壤中還有其他的微生物在促成著多種多樣的氧化和還原反應，通過這些反應使鐵、錳和硫這樣一些礦物質(zhì)發(fā)生轉移，并變成植物可吸收的狀態(tài)。另外，以驚人數(shù)量存在的還有微小的螨類和被稱為躍尾蟲的沒有翅膀的原始昆蟲……【提出問題】讓學生結合自己的生活經(jīng)歷，列舉土壤微生物分解作用的實例，提出想探究的問題。教師予以啟發(fā)、指導。例如，落葉在土壤中能被分解掉，這究竟主要是土壤的物理化學因素的作用，還是土壤中微生物的作用呢？【講述】首先，要確定實驗變量是什么？需要控制的變量有哪些？如何控制這些變量？等等。其次，要確定探究的地點或場所：在野外？還是在實驗室中？第三，設計實驗方案。教材中提供了兩則案例，供學生參考?！窘Y果分析】可以將實驗過程和現(xiàn)象列表整理，進行對比分析，得出實驗結果。補充講解生物富集相關知識【教師總結】本節(jié)課，咱們討論了生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的概念、碳循環(huán)的形式和過程、物質(zhì)循環(huán)的特點以及物質(zhì)循環(huán)與能量流動的相互關系。第一，大家要明確物質(zhì)循環(huán)是指組成生物體的基本元素在生物群落與無機環(huán)境之間的反復循環(huán)流動。第二，關于碳循環(huán)要掌握以下三點：①碳循環(huán)的形式是C