云南省德宏州梁河县第一中学高中生物 53 生态系统的物质循环教学设计 新人教版必修3

1、 云南省德宏州梁河县第一中学高中生物 5.3 生态系统的物质循环教学设计 新人教版必修3一、内容及其解析1内容：本节包括碳循环和能量流动与物质循环的特点两部分。2解析：本节以碳循环为例来说明生态系统的物质循环的过程和特点。虽说 “生态系统的能量循环”为这一节的学习建立了一定基础，但也容易把两者混淆起来所以教学中注意强调两者的关系。本节教学重点：分析生态系统中的物质循环。难点：说明能量流动和物质循环的关系。二、目标及其解析1目标：以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。尝试探究土壤微生物的分解作用。说明能量流动和物质循环的关系。关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。2解析：物质循环时时刻刻发生在我

2、们身边，同时基于已学的知识，学生并不难理解“碳循环”的内容。说明能量流动和物质循环的关系是本节难点，可以通过讨论、列表比较来学习能量流动和物质循环的关系。三、教学问题诊断分析可能不少学生会认为与消耗能量一样，生物也在不断地消耗着物质，对此，通过丰富的设疑，联系之前讲过的知识，引导启发学生突破难点。四、教学支持条件分析利用多媒体辅助教学。五、教学过程设计（一）教学基本流程情景导入 碳循环 能量流动与物质循环的特点 小结 （二）教学情景1导入：展示一个小实验：用一个玻璃瓶，底下铺些细沙，里面有肉眼直接看不见的微生物，然后注满清水，再放些水藻和活的小鱼虾，最后将瓶子密封起来，放在有阳光照射的地方。这

3、就构成了一个小小的生态系统。问题1：这个密封的小世界如果我们不向其内投放食物和更换空气，里面的动、植物可以维持生命吗？能一直维持下去吗？在生态系统中，物质可以被生物群落往复循环利用，所以，物质是永恒的，世界是物质的，是符合物质不灭定律的。事实上，物质循环时时刻刻发生在我们身边。设计意图：用道具的形式创设问题情景，引起学生兴趣，引入主题。2碳循环：假设我将开始时的实验进行改进，将密闭的玻璃瓶中只装有标记C14的CO2，过了一段时间后，思考问题2：1）水藻中哪种物质一定能检测到C14的存在？2）C元素是如何由无机环境到生物体中的呢？这是一个什么生理过程？3）玻璃瓶中的小鱼虾体内是否也存在C14呢？

4、为什么？将上述实验中的金鱼取出，放置在充满O2而没有CO2的密闭鱼缸中，过一段时间用仪器检测鱼缸中的空气。同时将将上述实验中的水藻放置在一个密闭的不含标记 C的容器内，光照，过一段时间，用仪器检测容器内的空气。问题3：检测结果是什么呢？这个结果是经过什么生理过程完成的？结论：从上述实验中我们知道了，无机环境中的C通过光合作用被生物群落所利用，生物群落又通过呼吸作用将一部分C还给了无机环境。可是有些植物并没有全部被动物所摄食，如枯枝落叶等设计意图：培养学生观察和实验总结的能力问题4：1）枯萎的水藻中存留下来的C14 最终如何回到无机环境中的呢？这个生理过程是什么呢？2）生物遗体中的C14只有这一

5、条路径回到无机环境吗？讲述：植物的枝叶和根茎，没有被分解的经过千百万年在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质，由于地壳的变动不断地埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可燃化石，这就是煤炭。煤炭又经过人的开采、制成能源，经过燃烧重新将C元素还回无机环境。出示碳循环模式图和动画幻灯片，请学生根据下面的问题总结实验，归纳碳循环过程。问题5：1）碳在自然界以什么形式存在？2）碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节的（以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物）？从三个方面总结碳循环的特点：1）碳循环的主要形式？2）碳进入生物群落的途径？3）

6、碳返回大气的途径？问题6：1）根据碳循环你能给生态系统的物质循环下个定义吗？2）根据碳循环的特点试着总结一下物质循环的特点？设计意图：培养学生的总结能力问题7：1）如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林，对生态系统的碳循环有何影响?2）随着现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤、石油等化学燃料，对生态系统的物质循环有什么影响吗？3）你还能举出生活中人类活动干扰生态系统物质循环所带来的生态问题吗？对此我们又能做些什么？设计意图：培养学生应用学过的知识解释生活中常见的现象，学会理论联系实际3能量流动与物质循环的特点：问题8：生态系统的主要功能就是进行能量流动和物质循环，这两大功能之间既有明显的差别，又

7、有必然的联系。那么它们之间的关系究竟是怎么样的呢？出示“物质循环和能量流动的关系”空表格，让同学根据表格回答问题项目物质循环能量流动形式范围过程特点联系设计意图：使学生结合以前的所学总结知识，比较记忆。4小结：1）物质循环概念 范围：生物圈生物地球化学循环 组成生物体C、H、O、N等基本元素生物群落无机环境反复循环特点：全球性，反复循环碳的循环碳循环的形式：CO2光合作用、化能合成作用无机环境生物群落CO2呼吸作用，微生物分解作用（有机物）（有机物）温室效应2）物质循环与能量流动的区别和联系项目能量流动物质循环形式有机物组成生物体的各种基本元素过程沿食物链（网）单向流动在无机环境和生物群落间反

8、复循环范围生态系统各营养级生物圈特点单向流动，逐级递减反复出现，循环流动，全球性联系1. 二者同时进行，彼此相互依存，不可分割。2. 能量的固定、转移、储存、释放离不开物质的合成和分解。3. 物质是能量沿食物链（网）流动的载体。4. 能量是物质在生态系统中反复循环的动力。5. 生态系统中各种成分，正是由于物质循环和能量流动，才能紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。六、目标检测：1.生态系统中的物质循环所指的物质是 （ ） A.组成生物体的各种有机物 B.组成生物体的各种化合物C.组成生物体的各种大分子 D.组成生物体的一些基本元素2.火灾常给森林带来较大危害，但是在某些国家有时对寒带地区森林

9、的残枝落叶等进行有限的人工火烧，以对森林进行资源管理，这种人工火烧的主要目的是 （ ） A.消灭森林病虫害 B.刺激树木种子萌发C.加速生态系统的分解过程 D.提高森林的蓄水能力3.若用甲代表大气中的CO2库，乙代表生产者，丙代表消费者，丁代表分解者，能正确表示甲、乙、丙、丁在碳循环中的关系的是 （ ） 4.右图是自然界中碳循环的示意图。图中甲、乙、丙各代表生态系统的什么组成成分? （ ） A.甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者 B.乙为生产者，甲为消费者，丙为分解者C.丙为生产者，乙为消费者，甲为分解者 D.甲为生产者，丙为消费者，乙为分解者配餐作业一、 基础题（A组题）1、连接生物群落和无

10、机自然界的两个重要环节是 ( )A生产者和非生物的能量 B消费者和非生物的能量C生产者和分解者D消费者和分解者2、生态系统中，碳元素参与物质循环的主要形式是 ( )A二氧化碳 B碳酸盐 c碳酸 D碳水化合物 3、在生态系统的碳循环过程中，使生物群落的碳进入大气中的生理过程是 ( )A同化作用 B呼吸作用 C化能合成作用 D光合作用 4、随着环境污染的不断加剧，可能引起海洋表层的浮游植物大量死亡，从而进一步加剧温室效应。这是因为浮游植物死亡会 ( )A使大气中二氧化碳增加 B使大气中臭氧增加C使海洋表层无机物增加 D使海洋表层含氧量减少5、在生态系统的碳循环中，把二氧化碳释放到大气有多种途径，其

11、中主要的是（ ）A分解者对残余物的分解作用 B化石燃料的燃烧使用C植物和动物的细胞呼吸 D化工厂对碳酸盐的分解6、分解者在生态系统中占有重要地位是因为 （ ）A营腐生生活的微生物不会与别的生物争夺食物和空间 B它们生活需要的能量少 C它们分布广、数量多D能使有机物分解成无机物，归还到无机环境中，促使自然界物质循环7、关于碳循环的说法错误的是 ( )A生物群落中的碳元素主要是依靠光合作用固定的 B温室效应主要是由于化石燃料的大量燃烧造成的 C、光合作用固定的CO2与呼吸作用释放的CO2相等时，大气中的CO2即可维持稳定D碳循环过程中伴随着能量流动8、生态系统的物质循环中的“物质”是指（ ）A组成

12、生物体的重要元素 B组成生物体的大量元素C组成生物体的所有元素 D组成生物体的微量元素9碳元素和硫元素在生物群落中的传递形式分别是 （ ）ACO2和SO2 BCO2和有机物 C有机物和SO2 D有机物和有机物10、在生态系统的碳循环中，能使CO2进入群落，又能将其释放到大气中的生物是（ ）A、分解者B、植食动物C、肉食动物D、绿色植物11、在生物圈中，物质和能量流动的区别是（ ）A物质流动和能量流动都是循环的B物质的流动是不循环的，能量的流动也是不循环的C物质的流动是循环的，能量的流动是单向的不循环的D物质的流动是单向的不循环的，能量的流动是循环的设计意图：让学生巩固应用所学基础知识。 二、

13、巩固题（B组题）12、下图表示生态系统循环过程中四种成分之间的关系， 以下相关叙述中，正确的是 ( ) A甲和乙所包含的所有种群构成群落 B乙的同化量越大，流向乙的能量就越小C丙不一定是原核生物D丁的含量增加将导致臭氧层被破坏 13、火灾会给森林带来较大危害，但是某些国家对寒带地区森林中的残枝落叶等进行有限度的人工火烧，以对森林资源进行管理。这种措施的主要目的是 ( )A消灭森林病虫害 B促进种子萌发 C、加速生态系统的分解过程D、提高土壤的蓄水能力14、20世纪60年代，美国农庄主为了提高农业作物产量，曾用飞机反复大面积地喷洒有机磷杀虫剂，几年后显而易见的是 （ ）彻底消灭了该地区的害虫；害

14、虫的抗药性愈来愈疽；消灭了该地区杂草；这个地区鸟类数量减少；未喷洒农药的邻近地区一些生物体内也含有农药的成分。A B CD15、到南极进行考察的科学工作者，为了保护环境，除了必须把塑料以及金属类废弃物带离南极外，还必须把人体尿液、粪便等废物带离南极，这是因为南极 ( )A缺乏必要的生活设施 B缺少生产者C没有消费者 D分解者很少16、下列关于农业生态系统的叙述中，不正确的是（ ）A生物的种类少，营养结构简单 B人的作用突出，朝着对人类有利的方向发展C有机物基本保持在系统内部，可以实现物质循环的自给自足D容易受旱、涝等自然灾害的影响设计意图：帮助学生深刻的理解重点知识和难点知识，培养学生分析问题

15、和解决问题的能力。 三、提高题（C组题）17、右图是碳元素在生态系统循环中的模式图，图中圆圈表示生态系统的生物成分，箭头表示过程： 请回答：(1)图中是，4是。(2)4表示，4“表示。(3)碳元素在生物群落内传递是沿着进行的。(4)陆地生态系统的食物链中占有碳元素最多的营养级是。18、右图是生态系统中碳循环示意图，图中“”表示碳的流动方向： 请回答：(1)写出图中含有四个营养级的食物链(用字母和箭头表示)。(2)在物质循环的过程中，同时伴随着。若生产者有10000kg，按能量最大传递效率计算，位于第四营养级的生物可增重kg。(3)分析AD和EB过程中碳流动形式的不同点：19、下图是生态系统中某

16、元素循环模式图，这种元素是按箭头方向循环。根据此图，回答下列问题： (1)这是的循环。 (2)上图中缺少了一个非常重要的箭头，它是。 (3)A、C、D各是什么生物?A、C、D。 (4)由此可见，生态系统的物质循环具有如下特点：(5)参与过程的生物种类有，这些生物的新陈代谢类型，从同化作用方式看，应属于，从异化方式看，应属于。 A寄生细菌 B腐生细菌 C真菌 D腐生动物E自养型 F异养型 G需氧型 H厌氧型(6)写出所示过程的名称：、。设计意图：根据本节课所学知识作提高水平的变式，让学生能灵活深刻地理解本节知识。学案 年级 班级 姓名 学号 高中课程标准生物必修3第五章 第3节 生态系统的物质循

17、环一、学习目标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。4.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。二、问题活动问题1：这个密封的小世界如果我们不向其内投放食物和更换空气，里面的动、植物可以维持生命吗？能一直维持下去吗？问题2：1）水藻中哪种物质一定能检测到C14的存在？2）C元素是如何由无机环境到生物体中的呢？这是一个什么生理过程？3）玻璃瓶中的小鱼虾体内是否也存在C14呢？为什么？问题3：检测结果是什么呢？这个结果是经过什么生理过程完成的？问题4：1）枯萎的水藻中存留下来的C14 最终如何回到无机环境中的呢？这个生理过程是什

18、么呢？2）生物遗体中的C14只有这一条路径回到无机环境吗？问题5：1）碳在自然界以什么形式存在？2）碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节的（以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物）？问题6：1）根据碳循环你能给生态系统的物质循环下个定义吗？2）根据碳循环的特点试着总结一下物质循环的特点？问题7：1）如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林，对生态系统的碳循环有何影响?2）随着现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤、石油等化学燃料，对生态系统的物质循环有什么影响吗？3）你还能举出生活中人类活动干扰生态系统物质循环所带来的生态问题吗？对此我们又能做些什么？问题8：生态系统的主要功能就是进行

19、能量流动和物质循环，这两大功能之间既有明显的差别，又有必然的联系。那么它们之间的关系究竟是怎么样的呢？三、目标检测1.生态系统中的物质循环所指的物质是 （ ） A.组成生物体的各种有机物 B.组成生物体的各种化合物C.组成生物体的各种大分子 D.组成生物体的一些基本元素2.火灾常给森林带来较大危害，但是在某些国家有时对寒带地区森林的残枝落叶等进行有限的人工火烧，以对森林进行资源管理，这种人工火烧的主要目的是 （ ） A.消灭森林病虫害 B.刺激树木种子萌发C.加速生态系统的分解过程 D.提高森林的蓄水能力3.若用甲代表大气中的CO2库，乙代表生产者，丙代表消费者，丁代表分解者，能正确表示甲、乙

20、、丙、丁在碳循环中的关系的是 （ ） 4.右图是自然界中碳循环的示意图。图中甲、乙、丙各代表生态系统的什么组成成分? （ ） A.甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者 B.乙为生产者，甲为消费者，丙为分解者C.丙为生产者，乙为消费者，甲为分解者 D.甲为生产者，丙为消费者，乙为分解者配餐作业基础题（A组题）1、连接生物群落和无机自然界的两个重要环节是 ( )A生产者和非生物的能量 B消费者和非生物的能量C生产者和分解者D消费者和分解者2、生态系统中，碳元素参与物质循环的主要形式是 ( )A二氧化碳 B碳酸盐 c碳酸 D碳水化合物 3、在生态系统的碳循环过程中，使生物群落的碳进入大气中的生理过程是

21、 ( )A同化作用 B呼吸作用 C化能合成作用 D光合作用 4、随着环境污染的不断加剧，可能引起海洋表层的浮游植物大量死亡，从而进一步加剧温室效应。这是因为浮游植物死亡会 ( )A使大气中二氧化碳增加 B使大气中臭氧增加C使海洋表层无机物增加 D使海洋表层含氧量减少5、在生态系统的碳循环中，把二氧化碳释放到大气有多种途径，其中主要的是（ ）A分解者对残余物的分解作用 B化石燃料的燃烧使用C植物和动物的细胞呼吸 D化工厂对碳酸盐的分解6、分解者在生态系统中占有重要地位是因为 （ ）A营腐生生活的微生物不会与别的生物争夺食物和空间 B它们生活需要的能量少 C它们分布广、数量多D能使有机物分解成无机

22、物，归还到无机环境中，促使自然界物质循环7、关于碳循环的说法错误的是 ( )A生物群落中的碳元素主要是依靠光合作用固定的 B温室效应主要是由于化石燃料的大量燃烧造成的 C、光合作用固定的CO2与呼吸作用释放的CO2相等时，大气中的CO2即可维持稳定D碳循环过程中伴随着能量流动8、生态系统的物质循环中的“物质”是指（ ）A组成生物体的重要元素 B组成生物体的大量元素C组成生物体的所有元素 D组成生物体的微量元素9碳元素和硫元素在生物群落中的传递形式分别是 （ ）ACO2和SO2 BCO2和有机物 C有机物和SO2 D有机物和有机物10、在生态系统的碳循环中，能使CO2进入群落，又能将其释放到大气

23、中的生物是（ ）A、分解者B、植食动物C、肉食动物D、绿色植物11、在生物圈中，物质和能量流动的区别是（ ）A物质流动和能量流动都是循环的B物质的流动是不循环的，能量的流动也是不循环的C物质的流动是循环的，能量的流动是单向的不循环的D物质的流动是单向的不循环的，能量的流动是循环的巩固题（B组题）12、下图表示生态系统循环过程中四种成分之间的关系， 以下相关叙述中，正确的是 ( ) A甲和乙所包含的所有种群构成群落 B乙的同化量越大，流向乙的能量就越小C丙不一定是原核生物D丁的含量增加将导致臭氧层被破坏 13、火灾会给森林带来较大危害，但是某些国家对寒带地区森林中的残枝落叶等进行有限度的人工火烧，以对森林资源进行管理。这种措施的主要目的是 ( )A消灭森林病虫害 B促进种子萌发 C、加速生态系统的分解过程D、提高土壤的蓄水能力14、20世纪60年代，美国农庄主为了提高农业作物产量，曾用飞机反复大面积地喷洒有机磷杀虫剂，几年后显而易见的是 （ ）彻底消灭了该地区的