資源簡介

生態系統中的能量流動和物質循環
【教學目標】
1．知識目標：
（1）理解生態系統物質循環的概念；
（2）識記、應用碳循環的過程；
（3）比較得出能量流動與物質循環的關系。
2．能力目標：
（1）學會分析生態系統中碳循環的方法；
（2）通過分析“溫室效應”的形成與危害，培養學生的推理，聯想，思維遷移的能力；
（3）利用“能量流動和物質循環的關系”教學過程，培養學生比較，歸納以及對自己所持觀點的總結表達能力。
3．情感目標：
（1）通過學習人類對碳循環的影響，培養學生環境保護意識
（2）積累生態學知識，形成科學的世界觀
【教學重難點】
重點：碳循環的過程
難點：能量流動和物質循環的關系
【教學方法】
教法：課前導學、啟發式講解、分析與歸納
學法：課前預習、質疑討論、反饋矯正、遷移創新
【課時安排】
1課時
【教學過程】
1．復習提問
（1）地球上最大的生態系統是什么？
（2）生態系統的組成成分？
（3）輸入生態系統的總能量是什么？
（4）能量流動的特點？
2．引入新課
生態系統依靠太陽不斷提供能量，而生態系統中的物質卻都是由地球提供的。討論：生物為維持生命每天都要消耗大量的物質，如氧、水、氮、碳和許多其他物質，為什么這些物質億萬年來沒有被生命活動所耗盡？（因為這些物質可以被循環利用）
碳是構成生命有機體的重要元素之一，沒有碳就沒有生命。——碳循環
3．碳循環
出示“碳循環模式圖”。
（1）知識背景：光合作用
呼吸作用
（2）分析碳循環模式圖，思考如下問題：
①碳在無機環境中的存在形式？ CO2和碳酸鹽
②碳由無機環境進入生物群落的途徑？ 綠色植物的光合作用（主要），化能合成作用
③碳由無機環境進入生物群落的形式？ CO2
④碳在生物群落內部的傳遞形式？ 含碳有機物； 傳遞渠道？ 食物鏈（網）
⑤碳返回無機環境的途徑：A．生產者、消費者的呼吸作用
B．微生物的分解作用
C．化石燃料的燃燒
⑥碳由生物群落回到無機環境的形式？ CO2
⑦碳在無機環境和生物群落間循環的主要形式？ CO2
[師生歸納]
4．物質循環
（1）提問：①我們所講的碳循環是指在什么之間進行循環？（生物群落與無機環境之間） ②除了碳以外，還有沒有其他物質能在生物群落與無機環境之間循環？（了解氮循環和水循環，理解物質循環發生在生物群落和無機環境之間）
（2）歸納生態系統的物質循環的概念
生態系統：生物圈
物質：化學元素
循環發生在：生物群落和無機環境之間
生態系統的物質循環具有全球性，因此又叫生物地球化學循環(生物地化循環)。
（3）物質循環的特點
思考：在農田中大量使用DDT殺蟲劑為什么會殃及南極的企鵝？
特點：全球性，循環往復
5．溫室效應
提問：
（1）如果濫伐森林、大量化石燃料燃燒，對生態系統的碳循環及生態環境有何影響？（化石燃料燃燒使碳在短時間內大量地釋放出來，森林砍伐又使綠色植物吸收的CO2減少，打破了生物圈中碳循環的平衡使大氣中CO2含量增加，導致溫室效應。）
（2）溫室效應將帶來哪些危害呢？（加快極地和高山冰川的融化，導致海平面上升，進而對人類和其他許多生物的生存構成威脅。）
（3）我們應該如何緩解溫室效應？（植樹造林；減少化石燃料的燃燒，開發新能源。）
6．能量流動和物質循環的關系
(投影能量流動和物質循環同時進行的圖，分析比較兩者之間的區別與聯系)
項目 能量流動 物質循環
形式 以有機物形式 以無機物形式
范圍 生態系統的各營養級 生物圈
特點 單向流動、逐級遞減 全球性，循環往復
聯系 同時進行、相互依存、不可分割能量的固定、儲存、轉移、釋放離不開物質的合成與分解②物質是能量沿食物鏈（網）流動的載體③能量是物質在生態系統中循環往復的動力
7．聯系生活(將所學知識用于生活實踐中)
某農戶有如下經營模式：
肥料（買） 水稻 豬
肥料（買） 桑 蠶
飼料（買） 魚
請你根據所學的能量流動和物質循環的知識，建立新的經營模式，使農戶減少投入，從而增加收入 。 (畫出該生態系統的結構模型）
8．小結
（1）物質循環的概念
（2）特點： 全球性，循環往復
（3）實例：碳循環
（4）與能量流動的關系
9．練習
10．探討、分析溫室效應形成的原因，對人類的危害以及解決的辦法
教師提問：（1）物質可以被循環利用，那么地球上的資源是不是用之不竭的呢？請大家思考問題：人們亂砍濫伐森林，對生態系統的碳循環有何影響？化石燃料的大量燃燒，對生態系統的碳循環有何影響？（化石燃料燃燒使碳在短時間內大量地釋放出來，森林砍伐又使綠色植物吸收的CO2減少，打破了生物圈中碳循環的平衡使大氣中CO2含量增加，導致溫室效應。）（2）溫室效應將 帶來哪些危害呢？（加快極地和高山冰川的融化，導致海平面上升，進而對人類和其他許多生物的生存構成威脅。）（3）我們應該如何盡量避免溫室效應的發生呢？（植樹造林；減少化石燃料的燃燒，開發新能源。）
11．分析比較能量流動和物質循環
能量流動 物質循環
形式 以有機物形式 以無機物形式
過程 沿食物鏈（網）單向流動 在無機環境和生物群落間往復循環
范圍 生態系統各營養級 全球性
特點 單向流動、逐級遞減 全球性循環往復
聯系 1．能量的固定、轉移、釋放離不開物質的合成與分解2．物質是能量沿食物鏈（網）流動的載體3．能量是物質在生態系統中循環往復的動力
動物、植物、微生物呼吸作用
光合作用、化能合成作用
無機環境（CO2）
生物群落（有機物）
組成生物體的C、H、O、
N、P、S等元素
生物群落
無機環境
反復循環
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