資源簡介

生態系統的物質循環
一、教學目標
1.以碳循環為例，分析生態系統中的物質循環;
2.關注碳循環平衡失調與溫室效應的關系。
3.通過小組討論的形式掌握本節的重點知識，提高總結概括和語言表達的能力。
4.認同生物與環境是一個統一的整體，理解物質循環的全球性，加強熱愛環境和保護環境的意識。
二、教學重難點
【重點】分析生態系統的物質循環。
【難點】正確認識物質循環的概念。
三、教學過程
(一)設置疑問，激趣導入
【教師提問】地球在形成的幾十億年當中，除了偶然墜落到地球上的隕石外，地球得不到更多的物質輸入。然而億萬年來生態系統內的物質沒有被生命活動耗盡，這是為什么呢 (物質能夠被循環使用，不會無緣無故的消失，更不會被消耗殆盡。)
【教師追問】物質在生態系統內是如何進行循環的呢 引出新課。
(二)新課講授
1.碳循環的模型構建
教師給學生分發禮包，各組小組長上臺領小禮包：
禮包一：梧桐樹，羚羊，啄木鳥，靈芝，螞蟻，老虎；
禮包二：水稻，七星瓢蟲，青蛙，蚯蚓，蛇，蘑菇；
禮包三：綠藻，細菌，磷蝦，企鵝，海帶，紅酵母；
禮包四：仙人掌，蜥蜴，白蟻，梭梭樹，甲蟲，蜣螂。
【教師提問】請同學們觀察同組同學代表的生物，說出自己所在的生態系統。學生查看小禮包并嘗試作答。
【學生作答】
禮包一：森林生態系統；
禮包二：農田生態系統；
禮包三：海洋生態系統；
禮包四：荒漠生態系統。
【創設情景】老師呼出一口氣，許多CO2分子就離開身體，進入大氣中。
【教師提問】你能想象這些CO2的去向嗎？能直接利用的生物請舉手？（生產者）
【追問生產者】
1、CO2是通過什么途徑進入你機體的？（光合作用或化能合成作用）
2、進入你體內之后又以什么形式存在？（含碳有機物）
3、你體內的碳又是怎樣離開你機體的，又到哪里去了？（呼吸作用；返回大氣CO2庫）
【教師提問】其它生物體內的碳元素是從哪來的？
提問：蟲子、羚羊等消費者和蘑菇、蚯蚓等分解者。
【追問分解者】你體內的碳又是怎樣離開你機體的，又到哪里去了？（分解作用；返回大氣CO2庫）
【教師提問】任務一：請將你所在生態系統中各成分之間碳的傳遞途徑用箭頭表示出來。 （箭頭上面標明以什么形式或通過哪些生命活動傳遞等）
學生小組討論并畫出碳循環示意圖。
師生共同總結得出答案：無機環境中的碳元素以CO2的形式通過綠色植物、光合細菌、藍藻等的光合作用及硝化細菌等的化能合成作用形成可供動物取食的物質，一部分通過自身呼吸作用和微生物的分解作用回到無機環境，另一部分被動物食用后通過呼吸作用和微生物的分解作用以CO2的形式回到無機環境。
部分遺體以煤、石油等化石燃料的形式保存，經過人類的燃燒利用回歸無機環境。
進一步簡化模型：
【教師對碳循環過程進行提問】
①生產者合成含碳有機物的去向有哪些 (被各級消費者所利用;被分解者分解;自身的呼吸作用)
②碳在生物群落與無機環境之間主要的循環形式是什么 (主要是以無機化合物二氧化碳的形式進行循環)
③大氣中二氧化碳流動的特點 (能夠隨著大氣環流在全球范圍內流動，因此，碳循環具有全球性)
2.生態系統的物質循環的概念及特點
學生根據碳循環的過程，觀察N、S在自然界循環的示意圖，思考除C元素外，自然界H、O、N、P、S等元素是否也存在循環現象 閱讀教材說出生態系統的物質循環的概念。(組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，都不斷進行著從無機環境到生物群落，又從生物群落到無機環境的循環過程，這就是生態系統的物質循環。)
【教師追問】這里的生態系統指的是哪個生態系統 其特點有哪些 (地球上最大的生態系統是生物圈，其中的物質循環具有全球性，因此又叫生物地球化學循環。)
觀察圖片：在農田中大量使用DDT殺蟲劑竟然出現在了企鵝體內。
歸納物質循環特點：1.全球性 2.循環性 3.反復利用
3.物質循環和能量流動的不同點
教師引導學生回顧能量流動的特點，比較能量流動與物質循環的不同點。(在物質循環過程中，無機環境中的物質，可以被生物群落反復利用，而能量流動則是在各營養級之間單方向流動，逐級遞減。)
(三)鞏固提升
教師指導學生閱讀“溫室效應”的相關資料，并引導學生回答溫室效應的成因及危害。
(四)小結作業
1.由學生分享本節課的收獲。
2.作業：查閱資料，了解如何緩解溫室效應。
四、板書設計
生態系統的物質循環
碳循環模型構建
二、生態系統的物質循環的概念及特點
1.全球性 2.循環性 3.反復利用
三、物質循環和能量流動的不同點
練習：
1.下圖為某生態系統的能量流動簡圖，下列敘述錯誤的是(　　)
　　
　A．甲是生產者，乙是消費者
　B．該生態系統是一個開放的系統
　C．能量通過光合作用固定并進入系統，可以熱能形式輸出
　D．甲、乙和分解者所儲存的能量之和是輸入該生態系統的總能量
【答案】D
【解析】根據題中簡圖可知，甲能夠固定太陽能，為生產者，乙從甲獲取能量，為消費者，A正確；該生態系統需要從外界獲得能量，同時能量也可以擴散到外界，是一個開放的生態系統，B正確；能量通過光合作用固定并進入生態系統，經過生產者、消費者和分解者的呼吸作用后有一部分以熱能的形式散失，C正確；輸入該生態系統的總能量是生產者甲固定的太陽能總量，D不正確。
2.如圖為生態系統碳循環模式圖，下列分析錯誤的是(　　)
　　
　A．f表示大氣中的二氧化碳庫
　B．該圖中有3條食物鏈
　C．圖中的a一定是自養型生物，b、c、d、e一定是異養型生物
　D．碳以有機物的形式由a傳到b
【答案】B
【解析】圖示中a是生產者，b是分解者，c、d、e是消費者，f是大氣中的二氧化碳庫；圖示中只有一條食物鏈；生產者是自養型生物，消費者和分解者是異養型生物；碳在生物群落中以有機物的形式傳遞。
3.物質循環屬于生態系統的功能之一，下列與物質循環相關的敘述，不正確的是(　　)
　A．綠色植物同化無機碳轉變成有機碳
　B．在生物群落內，碳以有機物的形式存在
　C．乳酸菌可將有機碳分解為無機碳
　D．化學燃料的燃燒打破了碳循環的平衡
【答案】C
【解析】綠色植物可通過光合作用把自然界中的無機碳轉變成生物體內的有機碳，A正確；在生物群落內，碳以有機物的形式存在，B正確；乳酸菌是厭氧型細菌，進行無氧呼吸的產物是乳酸，故不能將有機碳分解為無機碳，C錯誤；化學燃料的燃燒會導致空氣中的二氧化碳增多，引起溫室效應，打破了碳循環的平衡，D正確
4.如圖為碳元素在生態系統中循環的模式圖，圖中甲、乙、丙表示生態系統的生物成分，箭頭表示生理過程。下列相關敘述中，不正確的是(　　)
　　
　A．d過程代表光合作用，b過程代表呼吸作用
　B．甲所示的營養級在食物鏈中占有的碳元素最多
　C．碳元素在甲、乙、丙之間以有機物的形式傳遞
　D．碳元素可在無機環境和生物群落之間反復利用
【答案】A
【解析】丁為無機環境，甲為生產者，乙為消費者，丙為分解者。d過程代表呼吸作用，b過程代表光合作用；甲為生產者，生產者在食物鏈中所含有機物中的能量最多，在食物鏈中占有的碳元素最多；碳元素在生物群落內部主要以有機物的形式進行傳遞，在無機環境與生物群落間主要以二氧化碳的形式進行傳遞；碳元素可以在生態系統中反復利用。
禮包一：梧桐樹，羚羊，啄木鳥，靈芝，螞蟻，老虎；
禮包二：水稻，七星瓢蟲，青蛙，蚯蚓，蛇，蘑菇；
禮包三：綠藻，細菌，磷蝦，鯨魚，海帶，紅酵母；
禮包四：仙人掌，蜥蜴，白蟻，梭梭樹，甲蟲，蜣螂。

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