生态系统的物质循环教案Word文档格式.docx
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(1)以碳循环为例,分析生态系统中的物质循环,培养学生迁移和分析的能力
(2)通过分析“温室效应”的形成与危害,培养学生的推理,联想,思维迁移的能力
(3)利用“能量流动和物质循环的关系”教学过程,培养学生比较,归纳以及对自己所持观点的总结表达能力
(4)通过探究土壤微生物的分解作用,培养学生设计、分析实验的能力
3.情感、态度、价值观
(1)通过学习人类对碳循环的影响,培养学生环境保护意识
(2)积累生态学知识,形成科学的世界观
教学重点
分析生态系统中的碳循环
教学难点
说明能量流动和物质循环的关系
教学资源
图片
教学过程
教学阶段
教师活动
学生活动
设计意图
时间
引入
随着“低碳”话语的出现,现在“低碳社会”、“低碳城市”、“低碳超市”、“低碳校园”、“低碳交通”、“低碳环保”“低碳网络”、“低碳社区”——各行各业蜂拥而上统统冠以“低碳”二字,使“低碳”成为一种时尚。
问题:
你对“低碳”了解多少?
那么我们为什么要“低碳生活”呢?
思考、回答
从时尚话题入手,引发学生兴趣
2
碳循环
为应对生态环境危机,概念和理念层面的东西如“可持续发展”、“绿色经济”等等层出不穷,可为什么最后是低碳叫得最响,超过一度满天飞的“可持续发展”呢?
因为在这其中最主要的是碳元素。
碳是地球上储量最丰富的元素之一,它分布广泛;
同时,碳又是构成生命体的基本元素;
碳是有机化合物的“骨架”,没有碳就没有生命。
请同学们回忆之前学过的知识,然后说出碳元素在生态系统中都参与哪些活动?
图片:
从这幅图我们可以看出,无机环境中的碳元素,可以通过绿色植物的光合作用进入到生物系统中,同时在生物的呼吸作用、分解者的分解作用中碳元素又被释放到了无机环境中。
那么,这种碳元素在生物群落和无机环境之间不断循环的过程,我们称之为碳循环。
板书:
那么,对照这幅图,我们来思考一下问题:
1、C在无机环境中的存在形式?
CO2、碳酸盐
2、碳在生物体内的存在形式?
含碳有机物
3、碳在生物体间的传递渠道?
食物链(网)
4、碳进入生物群落的途径?
①绿色植物的光合作用
②化能合成作用
5、碳进入大气的途径?
①生物的呼吸作用
②分解者的分解作用
6、碳在无机环境和生物群落间的循环形式?
CO2
这一些是,碳循环的主要特点
循环流动,反复利用
我们现在明白为什么要提倡低碳,2003年英国政府在《我们的能源未来——创造低碳经济》的能源白皮书中首次提出了“低碳”这一概念,便迅速得到各国相应,今天,“地球一小时”等活动更是为我们所熟知,那么为什么低碳能够这么迅速的成为全球性的共识呢?
请你从生态系统的角度来思考
大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动,因此,碳循环具有全球性
全球性
这个生态系统指的其实是地球上最大的生态系统——生物圈。
现在让我们利用“碳循环”的知识来分析一下“温室效应”。
你对“温室效应”的成因和危害有什么样的了解?
在自然生态系统中,植物通过光合作用从大气中摄取C的速率,与通过生物的呼吸作用和分解作用而把C释放到大气中的速率大致相同。
但是,现代社会中并不仅仅是这些,C进入到无机环境的途径除了呼吸作用和分解作用,还有人类大量燃烧煤、石油等化学燃料,导致了碳元素短时间内的释放,打破了生物圈中的碳平衡,二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。
它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩,使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散,其结果是地球表面变热起来。
从而形成了“温室效应”。
大力植树造林,是否会对温室效应起到缓解作用?
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。
思考
观察、思考、回答
观察
由学生已有知识引出新的知识
培养学生的分析能力,加深学生对碳循环的理解
联系实际,引出物质循环的全球性特点
利用所学知识解决实际问题
6
4
物质循环
实际上,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。
我们刚才讲过,碳循环具有全球性的特点。
那么,物质循环中所说的生态系统,指的也是生物圈。
他也具有全球性的特点,因此又叫生物地球化学循环。
物质循环与能量流动的比较
物质循环和我们之前讲过的“生物的能量流动”都是通过食物链(网)进行的,那么他们有什么关系呢?
能量流动和物质循环式同时进行的,两者均始于生产者通过光合作用合成有机物固定太阳能,然后沿着共同的渠道——食物链(网)一起运行,彼此相互依存,不可分割。
因为能量的固定、储存、转移和释放,都离不开物质的合成和分解等过程。
物质作为能量的载体,是能量以含碳有机物中化学能的形式沿着食物链(网)流动;
能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。
生态系统的各组成成分:
非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者,正是通过能量流动和物质循环,才能紧密的联系在一起,从而相互作用、相互影响,形成一个思维一体的统一整体——生态系统。
能量流动
形式
主要以有机物形式
以无机物形式循环
特点
单向流动、
逐级递减
反复利用、
循环流动
范围
生态系统的各级营养级
全球生物圈
联系
①能量的固定、转移、释放离不开物质的合成与分解
②物质是能量沿食物链(网)流动的载体
③能量是物质在生态系统中循环往复的动力
能量流动和物质循环之间互为因果、相辅相承,具有不可分割的关系。
讨论、思考
培养学生比较和归纳的能力
生物的富集作用
来看一个资料:
美国研究人员表示,在全球大部分国家禁用杀虫剂DDT数十年后,南极阿德利企鹅体内仍检测出这种有毒物质,且含量多年来始终不降。
他们认为,这是因为DDT被“储存”在冰川中,持续影响南极生态环境。
在农田中大量使用DDT有机农药为什么会殃及南极的企鹅?
1、全球性
2、生物的富集作用
指环境中的一些污染物(如重金属、化学农药)通过食物链在生物体内大量聚集的过程。
事例:
在物质循环过程中,有的物质
(如DDT)不易分解,因此通过食物链
传递,在生物体内集聚,不易排出。
由于生物的富集作用是沿着食物链进行富集的,同时,污染物化学性质稳定而不宜分解、在生物体内积累而不宜排出,所以,生物营养级越高,物质富集量越大。
分析资料
培养学生利用所学只是解决问题的能力,同时提高学生的环保意识
小结
一、生态系统的物质循环
特点:
1、反复利用、循环流动
2、全球性
二、碳循环
碳在无机环境与生物群落间是以CO2的形式进行循环的。
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CO2中的“C”变成为有机物中的“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。
三、物质循环与能量流动的关系
5
探究:
土壤微生物的分解作用
阅读教材P102参考案例2
1、仔细阅读实验步骤,同时完成练习12题实验操作表
实验步骤
烧杯A
烧杯B
一
二
2、结果分析
(1)实验中实验组和对照组分别是______、_______,单一变量是__________________
(2)A1、B1两试管加碘液的目的是_____________________________________,A2、B2加斐林试剂是想验证_______________的存在,原理是________________________。
3、预测实验结果
思考,完成练习
培养学生分析实验的能力
7
板书设计
一、碳循环
1、循环流动、反复利用
二、能量的流动和物质循环的关系
三、生物的富集作用
教学反思
本节课是第5章《生态系统及其稳定性》的第3节,主要向学生介绍生态系统中物质循环的过程。
在刚开始思考如何上好这节课的时候,我就想到了与时下比较流行的“低碳”联系在一起。
因为“低碳”的出发点就是这一章中的重点“碳循环”,同时“低碳”是这段时间比较流行、时尚的一个概念,学生对这个概念也会很感兴趣,从而便于引发学生的学习兴趣。
所以在我一开始的教学设计中,除了以“低碳”引入“碳循环”的概念外,我还设置了引导学生思考为什么要“低碳”、“碳足迹”的计算等环节,以期增强这节课的趣味性。
但是当我完成了这节课的教学设计后,再回过头来思考这段设计,就觉得有些跑题了。
“低碳”的概念作为一个课堂引入,不应该成为这节课的主要话题,否则就会使这节课真正的重点被淡化。
因此,我修改了这一部分的设计,只使用“低碳”这个概念引入,不做任何展开,迅速过渡到“碳循环”这个重点概念中,使学生的兴奋点落在重点知识的学习上。
而通过课堂的实际检测,这种设计方法是合理的。
在之前的设计中,我受董雪老师的启发,曾经想过应用教材90页“生态系统的结构模式图”来让学生回忆生态系统中的呼吸作用、光合作用、分解作用。
但是我忽略了董老师这么讲的时候是在进行新课的讲授,以这个图引导学生进行分析。
而我所要达到的目的是复习回忆,如果再用这个图,反而会使学生的思路被局限下来,到不如让学生不看图直接思考回忆。
因此,在董老师的建议下,我把这部分也做了修改。
在二班和三班的不同教学过程中,也可以看出董老师的建议是很正确的。
教材中图5-11碳循环模式图中对于“微生物的分解作用”这个概念一直有所争议,早在1996年黄福贞老师就在《山西教育》中提出了自己的看法。
他认为,分解者的分解作用应包括两步:
一步是分解者的胞外分解,第二步是分解者的胞内分解。
然而只有第二步才能产生CO2。
而鉴于作为分解者只是微生物中的营腐生生活的菌类,并不包括自养和寄生的微生物,所以建议将“微生物的分解作用”改为“分解者的呼吸作用”,这样更准确。
在具体的教学过程中,学生也有这方面的困惑,但是不适宜占用过多的时间给学生解释,只需要点出来,使学生知道有这个事情就可以了。
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