《生态系统的物质循环》教案

第3节生态系统的物质循环教学目标1 .以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。2 .关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。3 .从温室效应的后果，引发学生的深层思考，并提出一系列的健康生活理念。教学重点和难点：分析生态系统中的物质循环教学方法：演示法、归纳法、讲授法教学过程：（一）引入师：这节课的一开始，让我们一起来关注一个社会热点问题：温室效应。同学们应该知道，近年来温室效应不断增强，导致全球气候变暖，带来了一系列的问题，它严重地威胁着全球环境和人类健康。关于温室效应的后果，同学们听说过哪些呢？生：略师：没错。正如同学们所说，温室效应导致全球升温，环境恶化，使得南极可爱的帝企鹅为了延续生命，不辞辛苦的进行着大迁徙。而在北极，冰面不断融化，北极熊正在海浪中挨饿挣扎。随着冰川的大量融化，海平面在这19年期间上升了9.15cm使得像图瓦卢这样的岛国面临着被淹没而灭亡的危险。另外，热带风暴等等的极端自然现象更加不可预测，洪灾、旱灾等自然灾害也在频频的发生。而这样的干旱、温度升高又引起了蝗灾的泛滥。其实温度上升也已经使得原来五彩缤纷的珊瑚正在白化，让众多赖以生存的海洋生物失去了庇护所。（语气需要缓和）师：也就是说温室效应的危害就在我们身边，已然成为了全球高度重视的问题。那么温室效应是什么原因引起的？我们能做些什么来缓解温室效应呢？希望同学们可以通过这节课的学习找到答案。首先，我们需要想一想，温室效应的形成和什么有关？生：二氧化碳。师：对。关于二氧化碳，我们并不陌生，因为我们每天都在吸进氧气，呼出二氧化碳，那么二氧化碳可能到哪里去了呢？生：被绿色植物利用。师：没错。绿色植物可以通过光合作用，将CO和水，合成含碳有机物，并释放出氧气。这样二氧化碳就消失了，但是GH。元素还在含碳有机物中。那么人体又怎么会产生二氧化碳的呢？生：通过呼吸作用产生的。师：没错。人通过呼吸作用可以将含碳有机物分解成CO和水，这样二氧化碳就出现了。可见，二氧化碳可能会消失，可能会出现，但是组成它的元素却一直在被循环利用。我们先一起探究一下，C元素的是怎样在生态系统中被循环利用的。也就是所谓的碳循环的过程。（二）碳循环的过程师：首先想一想，C元素在无机环境中是以什么形式存在的？生：CO师：还有吗？生：碳酸盐师：对。那么C元素在生物群落中，又以什么形式存在呢？（比方说，在同学们的身体内的碳是以什么形式存在的？）生：含碳有机物。师：没错。这些含碳有机物存在于生物群落的各种组成成分中。活动一：构建模型11、C元素究竟是如何进出生物群落中的生产者、消费者、分解者各个环节的呢？（以什么形式，通过哪种生命活动、形成哪些产物、这些产物的去向怎样等）请同学们分组完成。第一、二组同学们请站在生产者（比如绿色植物）的角度来考虑想一想，C是以什么物质形式，通过什么样的生命活动进入生产者体内的，形成了什么样的产物，这些产物在生成以后又到哪里去了。第三组同学们请站在消费者（比如牛）的角度来考虑第四组同学们请站在分解者（比如蚯蚓或者腐生性的细菌和真菌）的角度来考虑（学生活动）（学生汇报）师：由此可见，这些生态系统的各个组成成分间是相互联系的。过渡：我们能不能以此为基础来构建碳元素进出无机环境、生产者、消费者、分解者各个环节的关系图。活动一：构建模型22、构建碳元素进出无机环境、生产者、消费者、分解者各个环节的关系图。（用方框和箭头表示结果，并标明箭头的含义）师：我建议同学们用方框表示出各种成分，并用箭头表示出C是如何从无机环境进入生物群落，又是如何从生物群落回归无机环境，并且是如何在生物群落的各种生物成分之间传递的。当然要标明各个箭头的含义。（学生活动）（学生汇报）（请两位同学上黑板来画出代表生态系统的四种成分之间的箭头，并且标明这些箭头的含义）（用实物投影仪来展示其余的结果）（学生相互评价）师：其实，大气中的CO还可能来自于哪里？（同学们想想看，马路上奔驰的汽车，它们也在不断的释放出CO,这些CO是从哪里来的？）生：化石燃料的燃烧。师：对。这些化石燃料又是从哪里来的呢。其实古代的生物由于受到了地震等自然灾害的影响，遗体被一下子埋入地下，而分解者又一时没有将其分解掉，再经过漫长的地质年代就会演变而成煤、石油等化石燃料了。归纳总结师：这幅关系图在我们的共同努力下建构完成了。我们对于碳循环的过程也有了充分的了解。下面我们来将图中的一些相关知识进行一下梳理。(学生依次回答)(1)碳在无机环境中的存在形式：(2)碳在生物群落中的存在形式：(3)碳进入生物群落的主要途径：(4)碳在生物群落中传递形式及途径：(5)碳回归无机环境的途径：(6)碳循环的(物质)形式：师：同学们看看，碳是以什么样的物质形式从无机环境进入生物群落的？又是以什么样的物质形式从生物群落回到无机环境的？生：CO师：没错。因此，我们说，碳循环是以CO的形式在无机环境和生物群落间循环往复的。(三)物质循环师：其实，不单单是C元素会这样被反复循环利用，其他很多元素都是如此，比如H、QN、P、S元素等等，我们把这些统称为物质循环。师：那么什么是物质循环呢？生：组成生物体的C、H、ON、P、S等基本元素，在生态系统的生物群落与无机环境之间反复循环的过程，就是生态系统的物质循环。师：那请同学们根据概念和我们刚才所学的碳循环过程，来思考几个问题：探究活动二：物质循环1 .这里的物质指什么？2 .循环过程是在哪两者之间进行的？3 .这里的生态系统是指什么样的生态系统，是所有的吗？4、物质循环具有什么特点？师：那么同学们能不能以此类推，说说什么是氮循环呢？那现在有没有同学能回答课前布置的学案中的第一个思考题呢？(思考1:为什么生态系统所需的大量物质，例如氧、水、氮、碳和许多其他物质，亿万年来却没有被生命活动所耗尽)生：因为物质在被反复循环利用。(四)缓解温室效应的措施师：也就是说物质在无机环境和生物群落之间反复循环利用，使得生物界和非生物界的物质含量得以平衡，那么地球上的CO含量也是可以维持平衡的。其实，CO2通过光合作用进入生物群落的速度和CO通过生物的呼吸作用回归无机环境的速率几乎是相等的。那么同学们看看这个关系图，有没有发现是什么原因破坏了这样的平衡，导致了温室效应的不断增强呢？生：主要是化石燃料的大量燃烧，使大气中CO含量增加。师：那该怎样来使CO的含量不再增加，甚至降低，来减缓温室效应呢？生：减少CO的来源，增加CO的去路。师：对。那么有哪些具体的措施呢？探究活动三：缓解温室效应的措施生：1、保护植被2、减少化石燃料的燃烧3、开发新能源师：那我们能为此做点什么呢？希望同学们从身边的能做到小事出发，献计献策生：1、植树造林；节约纸张；不践踏草坪；不使用一次性筷子；2、节约用电(及时关灯，少用空调)、提倡公交出行(无车日)3、开发新能源，如太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能等师：很好。最后希望同学们真的可以从身边做起，从小事做起，根据碳循环的原理，减缓温室效应。实现低碳健康生活。(五)当堂反馈师：那接下来，让我们通过几道题目来加深对物质循环的理解。1、下图示生态系统碳循环示意图，图中D为大气，请据图回答：(1)碳元素在大气中与A、B、C之间的流动是以形式进行的，在生态系统各成分中A为,B为,C为。(2)图中D-C过程是通过作用实现的，C-D过程是通过作用实现的，B-D过程是通过作用实现的。(I石扬毒烧第2题图方法归纳：2、请结合生态系统碳循环示意图(图中“一”表示碳的流动方向)回答相关问题：(1)写出图中包含的一条食物链：(用字母和箭头表示)。(2)分析A-B和BfC过程中碳流动形式的不同点。(3)在自然生态系统的碳循环过程中，植物通过从大气中摄取碳的速率，与生物通过把碳释放到大气中的速率大致相同；随着现代工业的发展，大量化石燃料的燃烧，打破生物圈中的平衡，形成温室效应。课外知识：中国于2005年通过了第一部可再生能源利用法。在这个积极政策的引导下，截至2008年底，我国风电发电量128亿度，比上年增加126.79%o风力发电已经成为这场能源革命中的主要力量。我国也已成为全球最大的光伏产业基地。此外，中国还提出了到2010年实现单位国内生产总值能源消耗比2005年降低20%左右、至12010年努力实现森林覆盖率达到20%、2020年可再生能源在能源结构中的比例争取达到16%等一系列目标。中国希望能够全球建立一个应对气候变化的资金机制，在公约的框架下，接受公约的指导。发达国家出的资金应该给发展中国家，特别是要优先给非洲国家、小岛屿国家和最不发达国家，以及受气候变化影响最大的国家使用。中国现在正在，以后也愿意继续通过南南合作、双边合作的形式，给这些最不发达国家、非洲国家、小岛屿国家资金上的支持。4