必修三5.3生态系统的物质循环教案

生态系统的物质循环教案【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。【教学重点】分析生态系统中的物质循环。【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。【课时安排】1课时【教学方法】探究法、讲解法【教学过程】【新课导入】上一节中我们学习了生态系统的能量流动，那么大家回忆一下，它有什么特点？这些能量的最终来源是什么？

【讲述】生态系统的能量是单向不循环的，在流动过程中逐级递减。那大家是否发现，能量流动的同时也伴随有物质的变化，比如呼吸作用，在呼吸过程中，能量大部分以热能的形式散失，同时，在物质方面，有机物被氧化分解，形成CO2和水。可见，生态系统中能量的流动与物质的变化是相伴随的。

【提问】物质的变化是否也像能量一样，是不可逆转，逐级递减的？【学生回答】能量在流动过程不断散失，却有太阳能不断补充进来，相当于有了一张永久饭票，不愁饿死。【讲述】物质只能来源于地球本身，如果像能量那样，那总有一天会消失殆尽的，这就使得物质具有循环利用的特点。这就是我们本节课所要学习的“生态系统的物质循环”。

（直接讲述物质循环的概念。）引出“物质循环”【提问】什么是生态系统的物质循环？【提出问题】1.概念中的物质是指什么？是组成生物体的基本化学元素，不是指由这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物体内所特有的物质。2.概念中所指的循环是什么？是物质往返运动。3.概念中所指的生态系统指的是什么？地球上最大的生态系统——生物圈。【学生讨论后回答】【教师小结】生态系统的物质循环是指组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境之间的往返运动，其中伴随着复杂的物质变化和能量变化，不是物质的单纯移动，生态系统的物质循环离不开能量的驱动。【教师课件展示】碳循环示意图：【学生讨论】光合作用、呼吸作用及分解作用等有关知识，回顾学过的光合作用和呼吸作用过程。【学生展示答案】光合作用固定CO２，生产有机物；呼吸作用分解有机物，释放CO２。微生物（分解者）的分解作用实质也是微生物的呼吸作用（包括无氧呼吸和有氧呼吸两种形式）。【提问】1.碳在无机环境中的存在形式怎样？2.碳在生物群落的存在形式怎样？3.碳在无机环境与生物群落之间以什么形式循环？4.碳在生物群落内部以什么形式循环？【学生回答】1.碳酸盐和CO２形式；2．主要是构成生物体的有机物形式；3.CO２；4.主要是通过食物链以有机物转移。【讲述】因为在生态系统中，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。在生物圈内，无论是无机环境还是生物群落，也无论是物质循环还是能量流动，都是以物质为第一性的，因此，大家要以辩证唯物主义观点来分析事物、认识自然、改造世界。【提问】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?【学生回答】森林生态系统有维持大气中氧气与二氧化碳相对稳定的作用，若大量砍伐森林，光合作用减弱，不能吸收大气中的二氧化碳，更不能增加大气中的氧气，不仅破坏了大气中氧气与二氧化碳的相对稳定，而且阻碍了碳的正常循环途径，使大气中二氧化碳含量明显增加。【提问】化石燃料的大量燃烧，对生态系统的碳循环有何影响?【学生回答】化石燃料如：煤、石油、泥碳等是地层中千百万年积存的碳元素，是一笔宝贵而丰富的能源物质，若在短时间内释放出来，使二氧化碳来不及转化，也同样打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化碳的含量明显增加。【教师总结】通过以上两例的分析，显而易见地说明：人类活动若违背了生态规律，对碳循环的影响是导致大气中二氧化碳的明显增加，这样将形成危及整个生物圈的“温室效应”。【教师提问】既然温室效应有这么多危害，我们应该怎么做？

【学生回答】减少化石燃料的燃烧，大量植树造林。【讲述】碳循环的正常运行是生态系统稳定的保证，若是循环过程出了什么问题，就会影响到整个生态系统的运转。事实上，每一种元素的循环都是生态系统正常的保证，一旦失调就会导致各种环境问题，比如：和S有关的酸雨，及和P有关的水体富营养化等等。【提问】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？【课件展示】项目能量流动物质循环形式特点范围联系：【学生归纳】学生可分别作答，也可集体讨论，此时教师应启发诱导，并帮助学生归纳要点，组织语言。【学生展示答案】【教师评价】教师将正确答案以动画形式填入空表中，以示准确，并以“真棒”“漂亮”等激励赞美性语言给予评价，从上而下，依次进行。【讲述】探究内容“土壤微生物的分解作用”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……【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？【讲述】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。【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【教师总结】本节课，咱们讨论了生态系统物质循环的概念、碳循环的形式和过程、物质循环的特点以及物质循环与能量流动的相互关系。第一，大家要明确物质循环是指组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境之间的反复循环流动。第二，关于碳循环要掌握以下三点：①碳循环的形式是C