第八章生物与环境

第八章生物与环境

第三节生态系统

五生态系统的物质循环

讲授人：于景春

一、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。

3.情感价值目标：

（1）通过学习人类对碳循环的影响，培养学生环境保护意识。

（2）通过物质循环和能量流动相互关系的学习，培养学生用事物是普遍联系的、辩证统一的观点来分析事物的习惯。

（3）积累生态学知识，逐渐形成科学的世界观。

二、重点

碳循环的过程。

三、难点

能量流动和物质循环的关系。

四、教学方法讲述、讨论与启发、提问相结合。

五、教具使用多媒体课件

六、课时安排1课时

七、教学过程

课前提问：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.生态系统的定义？

2.地球上最大的生态系统是什么？

3.生态系统的结构是什么？

4.生态系统的能量源头指的是什么？

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?这节课我就来学习生态系统的另一个功能——生态系统的物质循环。

展示主题 生态系统的物质循环 讲述新课

(一)生态系统物质循环的概念

学生阅读：P 91第二、第三自然段。 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：在生态系统中，组成生物体的C 、H 、O 、N 、P 、S 等化学元素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落回到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。

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”，简称“生物地化循环”。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：P 92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：有机物无机物光合作用

)O CH ()(CO 22??

?→? 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：

)(CO )(O H C 26126无机物有机物呼吸作用

???→? 教师设疑：请大家分析教材P 92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．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。

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?怎样治理？

学生讨论：阅读P92第二段寻找答案。（过程略）

归纳要点：关于碳循环大家要掌握以下几个要点：

（1）碳循环的形式：CO2

（2）碳在自然界中的存在形式：CO2和碳酸盐

（3）碳在生物体内的存在形式：含碳有机物

（4）碳进入生物体的途径：绿色植物的光合作用

（5）碳在生物体之间传递途径：食物链

（6）碳进入大气的途径：

①生物的呼吸作用

②分解者有分解作用

③化石燃料的燃烧

(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)。

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。

八、小结

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：①碳循环的形式是CO2；②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；③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。

九、课堂练习

1.在生态系统碳循环中，既能使二氧化碳进入生物群落，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

2.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

3.生物的下列过程中，与碳循环无直接关系的是[ ]

A.光和作用

B.呼吸作用

C.蒸腾作用

D.微生物的分解作用

4.生态系统的物质循环中，大气中的碳是通过什么作用进入生物群落的[ ]

A．扩散作用

B．呼吸作用

C．光合作用

D．蒸腾作用

识图作答：

（1）写出①②③④的生理过程及⑤产生CO2的方式。

①____ ②____ ③____

④____ ⑤____

（2）碳在无机环境与生物群落之间以_形式进行循环。

十、板书设计

8.3.5生态系统的物质循环

一、生态系统的物质循环概念

二、碳循环

三、物质循环和能量流动的关系

十二、作业训练指导

十三、后记

本小节内容不多，但与生态系统成分、结构、能量流动及其他章节的内容联系很紧。为此，教学时对以下几点应该引起足够的重视：①物质循环概念的理解，给学生以足够的时间联系“物质——组成生物体的基本元素”，“生物群落——无机环境”，“能量流动——食物链（网）”等相关知识。②碳循环形式、过程、特点的归纳，关键是直观的理解各个环节的生理变化，另一方面能够强化知识点在习题中的应用。③物质循环和能量流动的关系，运用表格的形式既可以节省时间，也相当于自学提纲，有利于学生有序的进行思维活动，真正起到教师为主导，学生为主体的互动作用。

最后，教师必须以小结的形式概括本小结的内容，使学生通过各种形式的学习活动之后，对生态系统的物质循环形成一个完整的知识体系，进而培养学生学会学习的兴趣和方法。