内容发布更新时间 : 2024/5/11 16:25:37星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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？为什么？

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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）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 形式 范围 物质循环 能量流动 2

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 ①概念

②范围：生物圈 ③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 ④特点：全球性，反复循环 ⑤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 形式 过程 范围 特点 联系 能量流动 有机物 沿食物链（网）单向流动 生态系统各营养级 单向流动，逐级递减 1. 2. 3. 4. 5. 物质循环 组成生物体的各种基本元素 在无机环境和生物群落间反复循环 生物圈 反复出现，循环流动，全球性 二者同时进行，彼此相互依存，不可分割。 能量的固定、转移、储存、释放离不开物质的合成和分解。 物质是能量沿食物链（网）流动的载体。 能量是物质在生态系统中反复循环的动力。 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 （ ）

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