教案

課題生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

本課的內(nèi)容來自人教版《生物》第3冊第5章”生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定

性，，第3節(jié)“生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)”

教材第5章是以生態(tài)系統(tǒng)為框架，主要講述了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，生

態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞及穩(wěn)定性等知識，主要體現(xiàn)

教材

宏觀的生態(tài)學(xué)的內(nèi)容。本節(jié)課內(nèi)容是第5章的一個(gè)重點(diǎn)，是銜接生

分析

態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性及能量流動(dòng)的重要環(huán)節(jié)，并為生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性實(shí)

現(xiàn)提供了一個(gè)平臺(tái)，埋下了一個(gè)伏筆。

該節(jié)內(nèi)容及必修1細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出、細(xì)胞的能量利用和供應(yīng)

有聯(lián)系。

學(xué)生已學(xué)習(xí)了生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和能量流動(dòng)的知識，對這部分的內(nèi)容

有了初步的了解。學(xué)生對于生態(tài)系統(tǒng)功能的認(rèn)識容易停留在簡單識

學(xué)情

記水平，難以建立起結(jié)構(gòu)功能間的聯(lián)系，通過本節(jié)學(xué)習(xí)，可以深

分析

入理解生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系，形成結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)觀點(diǎn)。

1.知識目標(biāo)

(1)理解生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的概念

教學(xué)(2)分析、應(yīng)用碳循環(huán)過程

目標(biāo)(3)說明生物富集作用的形成

(4)說明能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系

2.能力目標(biāo)

（1）以碳循環(huán)為例，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)，培養(yǎng)學(xué)生遷移

和分析的能力

（2）通過分析“溫室效應(yīng)”的形成及危害，培養(yǎng)學(xué)生的推理，聯(lián)

想，思維遷移的能力

（3）利用“能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系”教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生比

較，歸納以及對自己所持觀點(diǎn)的總結(jié)表達(dá)能力

（4）通過探究土壤微生物的分解作用，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、分析實(shí)驗(yàn)

的能力

3.情感、態(tài)度、價(jià)值觀

（1）通過學(xué)習(xí)人類對碳循環(huán)的影響，培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識

（2）積累生態(tài)學(xué)知識，形成科學(xué)的世界觀

（2）積累生態(tài)學(xué)知識，形成科學(xué)的世界觀

教學(xué)

分析生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)

重點(diǎn)

教學(xué)

說明能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系

難點(diǎn)

教學(xué)

圖片

資源

教學(xué)過程

教學(xué)學(xué)生活設(shè)計(jì)時(shí)

教師活動(dòng)

階段動(dòng)意圖間

引入隨著“低碳”話語的出現(xiàn)，現(xiàn)在“低碳社會(huì)”、2

“低碳城市"、"低碳超市”、“低碳校園二“低從時(shí)尚

碳交通”、“低碳環(huán)?！薄暗吞季W(wǎng)絡(luò)”、“低碳社話題入

區(qū)”一一各行各業(yè)蜂擁而上統(tǒng)統(tǒng)冠以“低碳”思考、回手，引

二字，使“低碳”成為一種時(shí)尚。答發(fā)學(xué)生

興趣

問題：你對“低碳”了解多少？

那么我們?yōu)槭裁匆暗吞忌睢蹦兀?/p>

為應(yīng)對生態(tài)環(huán)境危機(jī)，概念和理念層面的東

西如“可持續(xù)發(fā)展”、“綠色經(jīng)濟(jì)”等等層出思考2

生不窮，可為什么最后是低碳叫得最響，超過

態(tài)一度滿天飛的“可持續(xù)發(fā)展”呢？

系因?yàn)樵谶@其中最主要的是碳元素。

統(tǒng)碳碳是地球上儲(chǔ)量最豐富的元素之一，它分布由學(xué)生

的循廣泛；觀察、思已有知2

物環(huán)同時(shí),碳又是構(gòu)成生命體的基本元素；考、回答識引出

質(zhì)碳是有機(jī)化合物的“骨架”，沒有碳就沒有新的知

2

循生命。觀察識

環(huán)

問題：請同學(xué)們回憶之前學(xué)過的知識，然后

說出碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中都參及哪些活動(dòng)？

思回6

圖片：碳循環(huán)培養(yǎng)學(xué)

答

從這幅圖我們可以看出，無機(jī)環(huán)境中的碳元生的分

素，可以通過綠色植物的光合作用進(jìn)入到生析能

物系統(tǒng)中，同時(shí)在生物的呼吸作用、分解者力，加

的分解作用中碳元素又被釋放到了無機(jī)環(huán)境深學(xué)生

中。對碳循

那么，這種碳元素在生物群落和無機(jī)環(huán)境之環(huán)的理

間不斷循環(huán)的過程，我們稱之為碳循環(huán)。解

板書：碳循環(huán)

2

那么，對照這幅圖，我們來思考一下問題：

1、C在無機(jī)環(huán)境中的存在形式？

C02.碳酸鹽

2、碳在生物體內(nèi)的存在形式？思考、回

含碳有機(jī)物答

3.碳在生物體間的傳遞渠道？聯(lián)系實(shí)

食物鏈（網(wǎng)）際，引

4.碳進(jìn)入生物群落的途徑？出物質(zhì)4

①綠色植物的光合作用循環(huán)的

②化能合成作用觀察全球性

5.碳進(jìn)入大氣的途徑？特點(diǎn)

①生物的呼吸作用

②分解者的分解作用

6.碳在無機(jī)環(huán)境和生物群落間的循環(huán)形式？

C02

這一些是，碳循環(huán)的主要特點(diǎn)

板書：循環(huán)流動(dòng)，反復(fù)利用

思考、回

答

我們現(xiàn)在明白為什么要提倡低碳,2019年英利用所

國閏跖以冰H、J丸仕：〃《我曲介111Jf1「MJi臺(tái)肥匕/二木盾士米也A田il；正氐/工詼?淵左火學(xué)知識

濟(jì)》的能源白皮書中首次提出了“低碳”這解決實(shí)

一概念，便迅速得到各國相應(yīng)，今天，“地際問題

球一小時(shí)”等活動(dòng)更是為我們所熟知，那么

為什么低碳能夠這么迅速的成為全球性的共

識呢？

請你從生態(tài)系統(tǒng)的角度來思考

大氣中的C02能夠隨著大氣環(huán)流在全球范圍

內(nèi)流動(dòng)，因此，碳循環(huán)具有全球性

板書：全球性

這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)指的其實(shí)是地球上最大的生態(tài)

系統(tǒng)一一生物圈。

現(xiàn)在讓我們利用“碳循環(huán)”的知識來分析一

下“溫室效應(yīng)”。你對“溫室效應(yīng)”的成因和

危害有什么樣的了解？

在自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物通過光合作用從大

氣中攝取C的速率，及通過生物的呼吸作用

和分解作用而把c釋放到大氣中的速率大致

相同。

但是，現(xiàn)代社會(huì)中并不僅僅是這些，C進(jìn)入

到無機(jī)環(huán)境的途徑除了呼吸作用和分解作

用，還有人類大量燃燒煤、石油等化學(xué)燃料，

導(dǎo)致了碳元素短時(shí)間內(nèi)的釋放，打破了生物

圈中的碳平衡，二氧化碳?xì)怏w具有吸熱和隔

熱的功能。它在大氣中增多的結(jié)果是形成一

種無形的玻璃罩，使太陽輻射到地球上的熱

量無法向外層空間發(fā)散，其結(jié)果是地球表面

變熱起來。從向形成了“溫室效應(yīng)二

問題：大力植樹造林，是否會(huì)對溫室效應(yīng)起

到緩解作用？

大力植樹造林后，這些植物能大量吸收已有

的二氧化碳，因而能起一定的緩解作用。

但更應(yīng)該控制源頭——溫室氣體的排放。

實(shí)際上，組成生物體的、、、、等

物C.H0NPS

質(zhì)元素，都不斷進(jìn)行著從無機(jī)環(huán)境到生物群2

循落，又從生物群落到無機(jī)環(huán)境的循縱過程,

環(huán)這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。

我們剛才講過，碳循環(huán)具有全球性的特點(diǎn)。

那么，物質(zhì)循環(huán)中所說的生態(tài)系統(tǒng)，指的也

是生物圈。他也具有全球性的特點(diǎn)，因此又

叫生物地球化學(xué)循環(huán)。

物質(zhì)循環(huán)和我們之前講過的“生物的能量流

物培養(yǎng)學(xué)

動(dòng)”都是通過食物鏈（網(wǎng)）進(jìn)行的，那么他4

質(zhì)生比較

們有什么關(guān)系呢？

循和歸納

環(huán)的能力

及

能

量?

流

能量流

動(dòng)

動(dòng)和物

的

質(zhì)循環(huán)能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)

比

式同時(shí)

較

進(jìn)行

的，兩

者均始

4

于生產(chǎn)

者通過

光合作

用合成

有機(jī)物

固定太

陽能，

然后沿

著共同

的渠道

——食

物鏈

（網(wǎng)）

一起運(yùn)

行，彼

此相互

依存，

不可分

割。因

為能量

的固

定、儲(chǔ)

存、轉(zhuǎn)

移和釋

放,都

離不開

物質(zhì)的

合成和

分解等

過程。

物質(zhì)作

為能量

的載

體，是

能量以

含碳有

機(jī)物中

化學(xué)能

的形式

沿著食

物鏈

（網(wǎng)）

流動(dòng)；

能量作

為動(dòng)

力，使

物質(zhì)能

夠不斷

地在生

物群落

和無機(jī)

環(huán)境之

間循環(huán)

往返。

生態(tài)系

統(tǒng)的各

組成成

分：非

生物的

物質(zhì)和

能量、

生產(chǎn)

者、消

費(fèi)者、

分解

者，正

是通過

能量流

動(dòng)和物

質(zhì)循

環(huán)，才

能緊密

的聯(lián)系

在一

起，從

而相互

作用、

相互影

響，形

成一個(gè)

思維一

體的統(tǒng)

一整體

——生

態(tài)系

統(tǒng)。

主要以有機(jī)物以無機(jī)物形

形式

形式式循環(huán)

單向流動(dòng)、反復(fù)利用、

特點(diǎn)

逐級遞減循環(huán)流動(dòng)

生態(tài)系統(tǒng)的各

范圍全球生物圈

級營養(yǎng)級

①能量的固定、轉(zhuǎn)移、釋放

離不開物質(zhì)的合成及分解

②物質(zhì)是能量沿食物鏈（網(wǎng)）

流動(dòng)的載體

③能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中

循環(huán)往復(fù)的動(dòng)力

聯(lián)系

能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)之間互

為因果、相輔相承，具有不

可分割的關(guān)系。

能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)之間互

為因果、相輔相承，具有不

可分割的關(guān)系。

來看一個(gè)資料：

分析資培養(yǎng)學(xué)

美國研究人員表示，在全球大部分國家禁用4

料生利用

生殺蟲劑DDT數(shù)十年后，南極阿德利企鵝體內(nèi)

物仍檢測出這種有毒物質(zhì)，且含量多年來始終所學(xué)只

的不降。他們認(rèn)為，這是因?yàn)镈DT被“儲(chǔ)存”是解決

I'I'I在冰川中，持續(xù)影響南極生態(tài)環(huán)境。問題的

思考、回

集在農(nóng)田中大量使用DDT有機(jī)農(nóng)藥為什么會(huì)殃能力,

答

作及南極的企鵝？同時(shí)提

用1.全球性高學(xué)生

2.生物的富集作用的環(huán)保

意識

板書：生物的富集作用培養(yǎng)學(xué)

生利用

指環(huán)境中的一些污染物（如重金屬、化學(xué)農(nóng)所學(xué)只

藥）通過食物鏈在生物體內(nèi)大量聚集的過程。是解決

問題的

事例：在物質(zhì)循環(huán)過程中，有的物質(zhì)

能力，

（如DDT）不易分解，因此通過食物鏈

同時(shí)提

傳遞，在生物體內(nèi)集聚，不易排出。

高學(xué)生

的環(huán)保

由于生物的富集作用是沿著食物鏈進(jìn)行富集

意識

的，同時(shí)，污染物化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定而不宜分

解、在生物體為積累而不宜排出，所以，生

物營養(yǎng)級越高，物質(zhì)富集量越大。

由于生物的富集作用是沿著食物鏈進(jìn)行富集

的，同時(shí)，污染物化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定而不宜分解、

在生物體內(nèi)積累而不宜排出，所以，生物營

養(yǎng)級越高，物質(zhì)富集量越大。

一、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)小結(jié)小結(jié)

一W一一4j

特點(diǎn)：

1.反復(fù)利用、循環(huán)流動(dòng)

2.全球性

二、碳循環(huán)

\'、|、/弘\甚

\用、幺用用、整

\攝食［發(fā)懣穆T

<

小

5

結(jié)M費(fèi)一分解作用“分解者

碳在無機(jī)環(huán)境及生物群落間是以C02的形式

進(jìn)行循環(huán)的。大氣中的C02進(jìn)入生物群落，

主要依賴于綠色植物的光合作用，使C02中

的“C”變成為有機(jī)物中的“C”，再通過食

物鏈進(jìn)入動(dòng)物和其他生物體中，因此從“C”

的循環(huán)可見綠色植物是生態(tài)系統(tǒng)的基石。除

此之外，還有化能合成作用的微生物也能把

C02合成為有機(jī)物。

三、物質(zhì)循環(huán)及能量流動(dòng)的關(guān)系

閱讀教材P102參考案例2思考，培養(yǎng)學(xué)

1.仔細(xì)燒杯A燒杯B完成練生分析

閱讀實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)的

驗(yàn)步能力

驟，同

時(shí)完成

練習(xí)12

探究：題實(shí)驗(yàn)

土壤操作表

微生實(shí)驗(yàn)步

物的驟7

分解—?

作用

2.結(jié)果分析

(1)實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)組和對照組分別是——_、

,單一變量是

(2)A1、Bl兩試管加碘液的目的是

A2、B2加斐林試劑是想驗(yàn)證

_的存在，原理是

_O

3.預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果

板書設(shè)計(jì)

生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

一、碳循環(huán)

L循環(huán)流動(dòng)、反復(fù)利用

2.全球性

二、能量的流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系

三、生物的富集作用

教學(xué)反思

本節(jié)課是第5章《生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性》的第