1、8.3.4 生态系统的物质循环一、知识结构二、教材分析本小节内容包括三部分:一是物质循环的概念；二是碳循环；三是能量流动与物质循环的关系。关于“物质循环的概念”，教材首先通过两个富有启发性的问题： 地球为什么能源源不断地为生物提供各种物质呢? 为什么我们并没有感觉到大气中的氧气减少呢?把主题带人课堂，接着利用前面学过的生物学知识，概括性地讲述了物质循环的概念。特别强调性地指出：物质循环带有全球性，所以，物质循环又叫做生物地球化学循环。关于“碳循环”，这是本小节的重点内容。教材首先用一串彩色图片，展示了生物圈中碳循环的全过程，直观形象地把我们带人了茂密的森林、辽阔的草原、蓝色的天空、沸腾的工厂，
2、以感受碳循环过程的丰富性与复杂性，紧接着详细而精辟地讲述了碳循环的形式、过程和范围。在过程中，教材紧紧围绕刚学过的生态系统的成分与营养结构，一环扣一环地说明生产者（绿色植物）把大气中的二氧化碳和水合成糖类等有机物被消 费者利用，生产者和消费者又通过呼吸作用把二氧化碳释放到大气中，生产者和消费者的遗体又被分解者所分解利用，所产生的二氧化碳也返回到大气中。然后，教材紧锣密鼓地把生物群落中的碳和无机环境中的碳形成了循环回路。同时，教材采用事物是普遍联系的哲学观点，讲述了古代的动植物遗体变成煤和石油，被人们开采后燃烧产生的二氧化碳也放回到大气中。自然而然地推导出了生态系统中碳循环的主要形式是二氧化碳气
3、体，同时也阐明了碳循环具有全球性的原因和物质循环又叫“生物地化循环”的理由。最后，教材以较长的篇幅，用“温室效应”的形成与危害调指出了人类活动对碳循环的影响；以“物质循环”与“能量流动”相比较的形式总结性地说明了无机环境中的物质可以被生物群落反复循环利用。关于“能量流动与物质循环的关系和作用”，教材先站在生态系统的角度概括地指出：二者是生态系统的主要功能。接着辩证地分析了二煮的关系。即：二者是同时进行，相互依存，不可分隔的统一整体。本小节是以“生态系统的结构”“生态系统的能量流动”以及第三章中物质代谢和能量代谢的知识，特别是绿色植物的“光合作用”和“生物的呼吸作用”等为基础。同时，本小节也是第
4、九章生态环境的保护的基础。所以，学好本小节内容，对学习生态系统具有承上启下的作用。三、教学目标1知识目标（1）生态系统物质循环的概念（D：应用）。（2）碳循环的过程（D：应用）。（3）能量流动和物质循环的关系（D：应用）。2能力目标（1）学会分析生态系统中碳循环的方法。（2）通过学习“温室效应”的形成及对人类的危害，发展学生推理、联想和思维迁移能力。（3）利用“能量流动”与“物质循环”等教学过程，培养学生的比较，归纳能力以及对自己所持有观点的总结表达能力。四、重点实施方案1重点 碳循环的过程。2落实方案（1）复习巩固生态系统的成分和营养结构，明确碳循环过程中碳的不同载体及碳的转化者和传递者等在
5、循环过程中的重要环节。（2）利用投影片具体说明碳在各环节的具体变化过程及其传递过程。（3）利用题例，分析巩固碳循环过程的知识结构。五、难点突破策略1难点 能量流动和物质循环的关系。2突破策略（1）复习绿色植物的“光合作用”和“生物的呼吸作用”，使学生理解能量的固定和释放的具体过程。（2）复习“物质代谢和能量代谢的关系?，进一步说明物质循环和能量流动的关系。（3）通过对生态系统的概念、成分、结构的综合性分析，总结性强调物质循环和能量流动是同时进行、相互依存的统一整体。六、教具准备投影片： 光合作用示意图 呼吸作用示意图 文字图解碳循环示意图 物质循环与能量流动关系示意图 表格、题例等七、学法指导
6、（1）指导学生理解概念。对生态系统的物质循环概念，从“物质”“循环过程”和“循环范围”诸环节逐节分析，综合理解。（2）指导学生使用图解方法。对碳循环过程的学习，可以利用条款、图解的方法进行归纳。（3）指导学生填表比较。关于物质循环与能量流动的关系可以列表比较，从二者的“形式”“特点”“范围”和“联系”诸方面简要说明。八、课时安排1课时-一教学过程导课 复习提问：上节课我们学习了生态系统的能量流动，请大家回忆如下问题：1地球最大的生态系统是什么?2生态系统的能量源头是什么?3输人生态系统的总能量指的是什么? 4能量流动的主渠道是什么?5能量流动有什么特点?学生回答：（略）。教师评价：大家对能量流
7、动的内容掌握的很好!那么，同学们在学习能量流动的过程中是否发现，能量的流动是需要以物质为载体的?生态系统中的物质变化又是怎样的?物质变化与能量流动又有什么关系呢?展示主题 生态系统的物质循环二教学目标达成（一）生态系统物质循环的概念学生阅读：P91第二、第二自然段。学生讨论：1什么叫“物质循环”?2这里的物质指什么?3循环过程是怎样的?4循环的范围有多大?师生归纳：1概念：P91（略）。2物质：组成生物体的基本元素。3过程：4范围：全球性。 教师强调：这里的物质不是指由这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物体内所特有的物质，而是组成生物体的基本元素。循环指的是这些物质（元素）的往返运动。这里的
8、生态系统指的是地球上最大的生态系统-生物圈，所以叫“生物地球化学循环”。生态系统的物质循环可以概括地理解为组成生物体的基本元素在生物群落和无机环境之间的往返运动，其中伴随着复杂的物质变化和能量变化，不是单纯的物质移动，生态系统的物质循环离不开能量的驱动。（二）碳循环 学生阅读：P92第一自然段。教师演示：出示“光合作用”投影片，并请同学们说出光合作用过程中的碳是如何传递的?学生归纳：教师演示：出示“呼吸作用”投影片。并请大家说出呼吸作用过程中的碳是如何传递的?学生归纳：教师设疑：请大家分析教材P92碳循环示意图，思考如下问题：1无机环境中的碳以什么形式存在?2生物群落内部的碳以什么形式存在?3
9、碳在无机环境和生物群落之间以什么形式循环?学生回答：1无机环境中的碳：CO2、碳酸盐等。2生物群落中的碳：主要以有机物形式存在。3碳循环形式是：CO2师生归纳：教师演示：出示“碳循环文字示意图”，学生阅读：P92“碳循环”部分。教师设疑：能量流动的特点是单向流动和逐级递减。那么，物质循环有什么特点呢?师生归纳：全球性往复循环。教师强调：正因为在生态系统中，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。在生物圈内，无论是无机环境还是生物群落，也无论是物质循环还是能量流动，都是以物质为第一性的，因此，大家要以辩证唯物主义观点来分析事物、认识自然、改造世界。
10、教师设疑1：如果人们按生态规律办事，乱砍滥伐森林，对生态系统的碳循环有何影响?师生分析：森林生态系统的森林有维持大气中氧气与二氧化碳相对稳定的作用，若大量砍伐森林，光合作用减弱，不能吸收大气中的二氧化碳，更不能增加大气中的氧气，不仅破坏了大气中氧气与二氧化碳的相对稳定，而且阻碍了碳的正常循环途径，使大气中二氧化碳含量明显增加。教师设疑2：化石燃料的大量燃烧，对生态系统的碳循环有何影响?师生分析：化石燃料如：煤、石油、泥碳等是地层中千百万年积存的碳元素，是一笔宝贵而丰富的能源物质，若在短时间内释放出来，使二氧化碳来不及转化，也同样打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化碳的含量明显增加。师生归
11、纳：通过以上两例的分析，显而易见地说明：人类活动若违背了生态规律，对碳循环的影响是导致大气中二氧化碳的明显增加，这样将形成危及整个生物圈的“温室效应”。教师强调：大气中二氧化碳越多，对地球上散逸到外层空间的热量的阻碍作用就越大，即大气中的二氧化碳层就相当于保温层。从而使地球上的温度升高的越快，这种现象就叫做“温室效应”。那么温室效应将对生物圈和人类造。成什么危害呢?学生讨论：阅读P92第二段寻找答案。（三）能量流动与物质循环的关系学生阅读：P93第二自然段全部内容。教师演示：出示“物质循环与能量流动的关系”投影片的底层（空表格）。项目能量流动物质循环编号形式以有机物形式流动以无机物形式流动1过
12、程沿食物链（网）单向流动在无机环境和生物群落间往复循环2范围生态系统各营养级全球性3特点单向流动，逐级递减反复出现，循环流动4联系能量的固定、转移、释放离不开物质的合成和分解。物质足能量沿食物链（网）流动的载体。能量是物质在生态统中往复循环的动力。5学生归纳：学生可分别作答，也可集体讨论，此时教师应启发诱导，并帮助学生归纳要点，组织语言。教师评价：教师依上层投影片（正确答案）末端的序号逐一叠显，以示准确，并以“真棒”“漂亮”等激励赞美性语言给予评价，从上而下，依次进行。三教学目标巩固例1 右图为生态系统各组成成分的关系图解示意图，请分别回答如下问题：（1） 图中A、B、C、D各指什么?（2）
13、图中又分别指什么?分析：此题旨在考查学生的识图能力。根据生态系统的组成成分和营养结构以及物质循环和能量流动的相关知识进行综合性分析可知：关系特殊（突破点或切人点），而且，C指向A、B、D，而D回收A、B、C，不难判断：C是绿色植物（生产者），再根据能量流动和物质循环形式与特点确定相应的成分：A是消费者，B为分解者，D为无机环境。关于图中的箭头所示，则表现了生物群落中的不同生物与无机环境的相互作用。、是捕食关系建立起来的物质循环和能量流动过程，即：捕食关系。、为生物群落中的各种生物将有机碳通过呼吸作用分解为无机的C02返回无机环境的过程，即：呼吸作用。、则表示分解者对各营养级的分解作用。教师强调
14、： 识记生态系统的组成成分是非生物的物质和能量（无机环境）、生产者、消费者和分解者是分析物质循环和能量流动的基础。 掌握物质循环和能量流动的主渠道食物链（网）是分析生态系统功能的关键。 物质循环和能量流动的生物学机理是：植物的光合作用，生物的呼吸作用，动物的同化作用和微生物的分解作用等。 物质循环与能量流动是相互依存、同时进行的，二者共同构成了生态系统的“功能”。 物质循环的特点是全球性、往复循环，能量流动的特点是单向流动、逐级递减，例2 在生态系统的碳循环中，把C02释放到大气中有多种形式，其中起主导作用的是（ ）A植物和动物的呼吸作用 B化石燃料的燃烧作用C分解者对有机物的分解作用 D化工
15、厂对碳酸盐的分解作用分析：本题是较深层次的理解性问题。碳酸盐属于岩石圈的碳源，而岩石圈的碳源和千万年沉积的化石燃料的碳源，活动缓慢、循环周期长，基本上届贮存碳库。分解者分解作用又是相对微弱的，所以对释放在大气中的C02起主导作用的应是动植物的呼吸作用。答案：A例3 生物地化循环是指：组成生物的基本元素（ ）A在陆地生态系统中的物质循环和能量流动的复杂过程B在能量流经生态系统各营养级时逐级递减的全过程C在组成生态系统的生物群落生物体内的反复循环运动D在生物圈的生物群落与无机环境之间的反复循环运动分析：生物地化循环是生物地球化学循环的简称。指的是最大的生态系统（生物圈）中的物质循环，是组成生物体的
16、基本元素在生物圈的生物群落与无机环境之间的反复循环运动。这种运动带有全球性，它不局限于陆地生态系统，更不局限于生物群落体内，也不同于能量在流经各营养级时逐级递减的过程。答案：D四布置作业1P93复习题一、二、三题。2在生态系统碳循环中，既能使CO2进入生物群落，又能将其释放到大气中的生物是（ ）A分解者 B植食动物 C肉食动物 D绿色植物答案：D3与自然界的碳循环关系最为密切的两种细胞器是（ ）A内质网和高尔基体 B叶绿体和线粒体 C核糖体和叶绿体 D核糖体和高尔基体答案：B4生物的下列过程中，与碳循环无直接关系的是（ ）A光合作用 B呼吸作用 C蒸腾作用 D微生物的分解作用答案：C5若用甲代
17、表C02，乙代表生产者，丙代表消费者，丁代表分解者，则甲乙丙丁在碳循环过程中的关系是（ ）答案：D五总结本节课，咱们讨论了生态系统物质循环的概念、碳循环的形式和过程、物质循环的特点以及物质循环与能量流动的相互关系。第一，大家要明确物质循环是指组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境之间的反复循环流动。第二，关于碳循环要掌握以下三点：碳循环的形式是CO2；循环的过程是在无机环境与生物群落之间通过光合作用、呼吸作用、微生物的分解作用，营养级间的同化作用以及特殊的化能合成作用等对碳进行传递的；物质循环的特点是全球性往复循环。第三，物质循环和能量流动的关系要注意其区别与联系，进而逐渐学会用辩证统一的观点去分析事物。六板书设计