資源簡介

人教版（2019）選擇性必修2 生物與環境 第3章 生態系統及其穩定性
第3節 生態系統的物質循環 教學設計
一、教學目標的確定
1.概述生態系統的物質循環過程。
2.通過分析生物富集的過程，說明生物富集的危害，認同應采取措施減少危害，
3.說明能量流動和物質循環的關系。
4.嘗試探究土壤微生物的分解作用。
二、教學重難點
1、教學重點
（1）分析碳循環的特點。
（2）概述生態系統的物質循環過程。
2、教學難點
（1）說明能量流動和物質循環的關系。
（2）嘗試探究土壤微生物的分解作用。
三、教材分析
本節課是人民教育出版社出版的選擇性必修2《種群與環境》中第3章第3節的內容，需2課時完成。在學習本節內容之前，學生已經學習了光合作用、呼吸作用以及生態系統的結構，為本節課的學習奠定了基礎。生態系統內各要素之間的作用通過營養結構食物鏈和食物網實現。能量也是生態系統內部物質循環的動力，能量流動效率還能直接反映生態系統的穩定性，本節內容也為以后要學習的物質循環、生態系統穩定性等內容作鋪墊，因此起著承上啟下的作用，并且對人們在實際生活中的行為有著非常重要的指導意義。從應試的角度來看，本節內容常作為考試熱點，往往把分析和計算結合在一起，也是生態學中為數不多的可以定量研究的知識模塊。
四、教學步驟
1、新課導入
教師：你在操場上運動時，呼出了根多二氧化碳分子，思象一下這些二氧化碳分子離開你后，會開始怎樣的旅行。
提問：請以小組為單位繪制一幅“碳先生的旅行”的圖片。
學生作圖。
課件展示碳的循環。
提問：請同學概述一下“碳先生的旅行”。
學生1：動物的呼吸作用消耗有機物和氧氣、產生二氧化碳和水，產生的二氧化碳和水，可以提供給綠色植物，植物進行光合作用產生有機物和氧氣，而有機物和氧氣又可以提供給動物。
學生2：有機物通過微生物分解成為無機物，又可以重新提供給生產者來制造有機物。
學生3：垃圾中有可以回收利用的，說明物質可以循環。
教師：利用光合作用和呼吸作用的知識，對碳的轉移過程進行了思考，部分呈現了碳在生物體和非生物環境之間的循環。但是動物的資便直接供給植物，忽略了分解者的參與。只考慮植物的光合作用而忽略植物的呼吸作用；沒有考慮化石燃料的燃燒，等等。
2.新課講授
（一）碳循環的過程
提問：碳元素在生物體內、大氣、水圈中，分別主要以什么形式存在？
學生：碳元素在生物體內主要以有機物的形式存在，但在非生物環境中，主要以二氧化碳的形式存在于大氣中和溶解于水中。
提問：碳元素是如何進出生產者、消費者和分解者的（以什么形式、通過哪種生命活動、形成哪些產物等）？
學生：非生物環境中的碳元素以二氧化碳的形式，通過光合作用形成有機物進入生產者；消費者以生產者為食，使生產者體內的有機物進入消費者：生產者、消費者的遺體和排出物中的有機物可以被分解者利用。生產者、消費者和分解者都通過呼吸作用，將有機物分解為二氧化碳，使碳元素返回非生物環境。
（二）生態系統物質循環的概念和特點
資料展示：展示碳循環、硫循環、水循環等的示意圖。
提問：這些元素的循環有什么共同特點？
學生：這些元素不斷從非生物環境進入生物群落中，又從生物群落回到非生物環境中。
提問：請概括生態系統物質循環的概念。
學生：生態系統的物質循環是指組成生物體的碳、氫、、氮、磷、硫等元素都在不斷進行著從非生物環境到生物群落，又從生物群落到非生物環境的循環過程。
提問：有人說這些元素的循環具有全球性，你贊同嗎？說說你的理由。
學生：贊同，生態系統的物質循環具有全球性，在生物圈中循環往復，例如二氧化碳能夠隨著大氣環流在全球流動。
（三）能量流動和物質循環的關系
提問：物質循環具有全球性和循環往復的特點，那么能量流動呢？能量流動和物質循環有什么區別和聯系？
小組活動二：建構模型——在碳循環的模型中繪制能量流動的過程。
課件展示碳循環與能量流動的關系。
總結：非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者是生態系統的基本組成成分，各組分通過食物鏈和食物網等聯系在一起，完成生態系統的能量流動和物質循環等功能，使生態系統成為一個具有一定結構和功能的統一的整體。
（四）溫室效應
提問：工業革命以來，大氣中二氧化碳的含量持續升高，這與全球氣溫升高有一定程度的正相關，人類的哪些行為加快了大氣中二氧化碳含量升高的速度？
學生：大量使用化石燃料，增加了二氧化碳的排放：大量砍伐森林，減少了二氧化碳的周定和吸收，這些行為都會促使大氣中二氧化碳含量升高。
提問：為緩解溫室效應，我國采取了哪些積極措施？這些措施為什么有效？
學生：采取了節能減排，植樹種草，枯稈還田等措施，這些措施降低了大氣中二氧化碳的含量，是科學有效的。
（五）生物富集
過渡：人類活動向環境中排放了很多有害物質，它們進入環境后也會進行物質循環，那么它們的循環過程和碳循環、氮循環的過程相同嗎？
學生自主閱讀教材P63有關“鉛”的資料。
提問：還有哪些有害物質存在與鉛類似的現象？
學生：鎘、汞、DDT、六六六等。
提問：這種現象被稱作生物富集，請概述什么是生物富集？
學生：生物體從周圍環境吸收，積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內濃度超過環境濃度的現象，稱作生物富集。
提問：結合教材P64圖3-11分析生物富集有什么危害？
學生：對生物體有害，而且富集的物質會沿著食物鏈積累，最終威脅食物鏈頂端的生物，包括人類。
提問：生物富集現象也有全球性嗎？說說你的理由。
學生：有，它們可通過大氣、水和生物遷移等途徑擴散、因此具有全球性。
提問：如何有效地減少生物富集現象？
學生：合理利用資源，減少排放，實施垃圾分類，種植能富集有害重金屬元素的植物。
（六）土壤微生物的分解作用
實驗一：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？
實驗二：探究土壤微生物對淀粉的分解作用。
五、板書設計
第3章 第3節 生態系統的物質循環
1、碳循環的過程
2、生態系統物質循環的概念和特點
3、能量流動和物質循環的關系
4、溫室效應
5、生物富集
6、探究土壤微生物的分解作用
7、
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