生态系统的物质循环教案.pdf

生态系统的物质循环教案生态系统的物质循环教案生态系统的物质循环教案生态系统的物质循环教案 1 1一、教学目标：一、教学目标：（一）知识目标1、使学生初步学会运用生态学的基本观点来认识生态系统中的能量流动、物质循环对生物界的重要性。2、使学生了解生态系统的主要功能和名词概念以及能量流动与物质循环的特点。3、使学生理解掌握能量流动和物质循环过程，以及它们在生态系统中的重要意义。4、通过设计“草场放牧方案”，为学生的后续学习打下基础。（二）能力目标1通过电脑课件和课本的图（图解）的观察，培养提高学生的识图能力、观察和分析能力。2通过师生讨论交流、学生小组讨论与教师引导启发相结合，将知识化难为易，培养学生口头表达能力、相互合作能力以及培养学生发散思维和求异思维。3通过实例和结合课本上例子的分析总结，培养学生运用科学知识解决和分析实际问题等思维能力，从而培养理论联系实际的能力。（三）情感目标通过生态系统功能的学习，使学生热爱大自然、保护生态环境，热爱祖国的美好山河，培养高尚的爱国主义情操。二、教材重点、难点分析：二、教材重点、难点分析：1、重点：生态系统的能量流动过程及特点2、难点：生态系统的能量流动具有单向性和逐级递减的原因三、教学过程：三、教学过程：1、“能量流动的过程”：问题情景：生态系统能量的源头是什么？怎样输入生态系统的？能量流动的渠道是什么？能量流动的过程是怎样的？学生探索：阅读教材“能量流动的过程”部分，并思考讨论问题。播放课件：生态系统中能量流动的图解讨论回答：生态系统中能量的源头是太阳能。引导启发：不是所有的太阳能都参与生态系统中的能量流动，必须是输入到生态系统的第一营养级的能量才能开始在生态系统中流动。师生谈话：怎样输入？依赖于生产者的光合作用把太阳能转变成化学能。生产者固定的太阳能总量就是流经这个生态系统的总能量。能量流动的主渠道是：食物链和食物网。分组讨论：输入生态系统的能量是怎样流动的？或者说生产者固定的太阳能流向什么方向？播放课件：生产者固定的太阳能、初级消费者同化的能量的能量流向示意图（推荐一个同学归纳其中心内容，其他同学补充，老师点拨指导。）引导启发：能量流动的过程：生产者固定的太阳能有三个去处：一部分被自身的生命活动消耗了，即通过细胞呼吸释放和生命活动利用了；储存在体内的能量一部分被初级消费者摄食同化流入下一营养级，没被初级消费者利用的枯枝落叶和初级消费者摄食未消化而排出的粪便中的这一部分被分解者释放出来。对于初级消费者所同化的能量，也是这三个去处。并且可以认为，一个营养级所同化的能量呼吸散失的能量十分解者释放的能量十被下一营养级同化的能量。但对于最高营养级的情况有所不同。2、“能量流动的特点”：问题引入：?为什么肉类食品的价格总比蔬菜价格高？?俗话说，“一山不能容二虎”，有没有道理？为什么？引导探索：生态系统中能量流动有什么特点？形成这些特点的原因是什么？相邻两个营养级之间的能量传递效率是多少？播放课件：美国生态学家林德曼“赛达伯格湖的能量流动图解”学生分析：阅读教材，根据课本中提出的问题进行思考。分组计算：?流入每个营养级的能量占上一个营养级所同化的能量的百分率是多少？?一个营养级所同化的能量，是怎样分配的？（每组推荐一个同学回答，其他同学补充，老师点拨指导。）引导分析：对能量流动过程的定量分析，是研究能量流动规律的关键。在赛达伯格湖，第二营养级只获得第一营养级同化能量的 135，第三营养级只获得第二营养级同化能量的 20。引导探索：能量在相邻两个营养级间的传递效率只有1020，那么，其余 8090能量哪里去了？共同分析：一个营养级同化的能量，不能百分之百流向下一个营养级。这是因为自身要呼吸消耗、生物遗体等被分解者利用释放等，这就决定了能量越流越少，即传递率为 1020。一条食物链的营养级一般不会超过五个营养级，因营养级上升一级，可利用的能量相应要减少 8090，能量到了第五个营养级时，可利用的能量往往少到不能维持其生存的程度了。师生谈话：学生思考、回答前面引入的问题。引导探索：生态系统的能量流动特点除了逐级递减还有什么特点？引导启发：对于单向流动来讲，是指能量只能从前一营养级流向后一营养级，而不能反向流动，即从生产者初级消费者次级消费者三级消费者。食物链各个营养级的顺序是不可逆的，而各个营养级的能量总是以呼吸散失热能，即能量必须源源不断地输入，又不断地散失。课堂延伸：“设计草场放牧方案”，怎样判断一个草场上是不是过度放牧？（课后质疑讨论、学生相互启迪、探究学习）3、碳的循环过程：概念突破：生态系统物质循环概念中的物质是指什么、循环是指什么？概念中所说的生态系统指的是什么？引导启发：概念中的物质不是指由 C、H、O、N 元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物体内所特有的物质。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，正因为物质可以重复利用，所以物质是永恒的（物质不灭定律）。播放课件：碳的循环图解知识迁移：学生回答有关生理过程引导探索：1、碳在无机环境中的存在形式是什么？碳在无机环境与生物群落之间以什么形式循环？碳进入生物群落的主要方式是什么？2、碳在生物群落的存在形式、传递形式是什么？碳进入无机环境的方式是什么？3、碳循环的范围怎样？播放课件：光合作用和呼吸作用的反应式学生讨论：光合作用过程和呼吸作用过程中碳的传递过程（每组推荐一个同学回答，其他同学补充，老师点拨指导。）师生归纳：大气中的 CO2 进入生物群落，主要依赖于绿色植物的光合作用，使无机“C”变为有机“C”，再通过食物链进入动物和其他生物体中，因此从“C”的循环可见绿色植物是生态系统的基石；除此之外，还有化能合成作用的微生物也能把CO2 合成为有机物。另外，生物群落中的有机“C”，通过呼吸作用和分解作用变成无机“C”回到大气中；还有一部分生物遗体没有被分解者分解，转变成为地下的石油和煤，暂时脱离循环，但一经开采燃烧，便可产生 CO2 返回碳循环。引导探索：在碳循环中，森林生态系统是碳的主要吸收者。但近年来由于人类大量地采伐森林，再加上燃烧化石燃料以及环境污染，因而使大气中 CO2 的浓度明显增加，这种趋势如果继续发展下去世界的气候就可能发生剧烈变化，后果令人担忧。课堂延伸：“温室效应”是怎样引起的？有什么危害？怎样解决？（小组讨论，推荐同学回答）4、生态系统的能量流动和物质循环的关系：师生谈话：完成缺项的内容交流总结：能量流动和物质循环的因果关系（推荐一个同学回答，其他同学补充，老师点拨指导。）引导启发：生态系统的能量流动和物质循环都是通过食物链和食物网的渠道实现的，物质是能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动，而能量又作为动力，使物质能够不断地在生态系统和无机环境之间循环往复，两者密不可分。但是，能量流动和物质循环又有本质上的区别：能量流经生态系统各个营养级时是逐级递减，而且流动是单向的、不是循环的，最终在环境中消失。物质循环是带有全球性的，在生物群落与无机环境间物质可以反复出现，反复利用，循环运动，不会消失。总之，能量流动与物质循环既有联系，又有区别，是相辅相承、密不可分的统一整体。课堂延伸：写小论文浅谈能量流动和物质循环与生物生存发展的关系。（学生探究性学习，课外完成）四、总结及反思生态系统的物质循环教案生态系统的物质循环教案 2 2引入新课题展示一个小实验：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。这就构成了一个小小的生态系统。提问：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？观看道具，体会，思考，回答。1.用道具的形式创设问题情景引起学生兴趣。2.引入主题的过程1.过渡语：正因为在生态系统中，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。事实上，物质循环时时刻刻发生在我们身边。2.给出幻灯片图片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，问：1）你认为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？3.给出幻灯片图片：1）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。2）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。提问：提问：检测结果是什么呢？这个结果是经过什么生理过程完成的？4.过渡语：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，如枯枝落叶等提问：提问：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？（探究实验：土壤微生物对淀粉的分解作用）你能结合以前学过的实验知识，及前几节学过的知识，设计一个实验来证明你的结论吗？提问：提问：生物遗体中的 C14 只有这一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。提问：提问：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）碳返回大气的途径？积极参与讨论，思考问题，回答问题分组讨论、发扬合作精神，进行自主探究。通过形象的图片和动画使学生充分思考，培养学生观察和实验总结的能力生态系统的物质循环概念以及特点提问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？思考总结思考总结培养学生的总结能力与社会的联系设疑：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？生态系统的物质循环教案生态系统的物质循环教案 3 3一、教学目标一、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。4、关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。二、教学重点和难点二、教学重点和难点1 1、教学重点、教学重点分析生态系统中的物质循环。2 2、教学难点、教学难点说明能量流动和物质循环的关系。三、教学方法三、教学方法探究法、讲述法四、课时安排四、课时安排1五、教学过程五、教学过程引入以“问题探讨”引入，学生思考回答师提示。提示循环利用。问题以“本节聚焦”再次引起学生的思考。板书一、碳循环板书一、碳循环学生活动阅读 p100 第二段到 p101 完思考与讨论学生阅读思考回答师提示。提示1、单质与化合物；有机物与无机物。2、略。板书生态系统的物质循环：组成生物体的 c、h、o、n、p、s 等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。（生物地球化学循环）旁栏思考题学生阅读思考回答师提示。提示大力植树造林后，这些植物能大量吸收已有的二氧化碳，因而能起一定的缓解作用。但更应该控制源头温室气体的排放。探究有条件学生回家探究。二、能连流动和物质循环的关系二、能连流动和物质循环的关系能量流动物质循环形式主要以有机物形式流动组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境间反复循环特点单向流动，逐级递减反复循环维持生态平衡，据全球性生物圈范围生态系统的各营养级联系能量流动和物质循环二者相互伴随，相辅相成，是不可分割的统一整体小结略。作业练习一二。提示基础题1、（1）；（2）。2、a、3、b。4、是。因为生物圈是指地球上所有生物与其无机环境的总和，通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。拓展题农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量和效益，使能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。