生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)教學(xué)設(shè)計(jì)

　　2、使學(xué)生了解生態(tài)系統(tǒng)的主要功能和名詞概念以及能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)。

　　3、使學(xué)生理解掌握能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)過(guò)程，以及它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中的重要意義。

　　4、通過(guò)設(shè)計(jì)“草場(chǎng)放牧方案”，為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

　　(二)能力目標(biāo)

　　1.通過(guò)電腦課件和課本的圖(圖解)的觀察，培養(yǎng)提高學(xué)生的識(shí)圖能力、觀察和分析能力。

　　2.通過(guò)師生討論交流、學(xué)生小組討論與教師引導(dǎo)啟發(fā)相結(jié)合，將知識(shí)化難為易，培養(yǎng)學(xué)生口頭表達(dá)能力、相互合作能力以及培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維和求異思維。

　　3.通過(guò)實(shí)例和結(jié)合課本上例子的分析總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解決和分析實(shí)際問(wèn)題等思維能力，從而培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

　　(三)情感目標(biāo)

　　通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)功能的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熱愛(ài)大自然、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，熱愛(ài)祖國(guó)的美好山河，培養(yǎng)高尚的愛(ài)國(guó)主義情操。

　　二、教材重點(diǎn)、難點(diǎn)分析：

　　1、重點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過(guò)程及特點(diǎn)

　　2、難點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)具有單向性和逐級(jí)遞減的原因

　　三、教學(xué)過(guò)程：

　　1、“能量流動(dòng)的過(guò)程”：

　　問(wèn)題情景：生態(tài)系統(tǒng)能量的源頭是什么?怎樣輸入生態(tài)系統(tǒng)的?能量流動(dòng)的渠道是什么?能量流動(dòng)的過(guò)程是怎樣的?

　　學(xué)生探索：閱讀教材“能量流動(dòng)的過(guò)程”部分，并思考討論問(wèn)題。

　　播放課件：生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的圖解

　　討論回答：生態(tài)系統(tǒng)中能量的源頭是太陽(yáng)能。

　　引導(dǎo)啟發(fā)：不是所有的太陽(yáng)能都參與生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)，必須是輸入到生態(tài)系統(tǒng)的第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量才能開(kāi)始在生態(tài) 系統(tǒng)中流動(dòng)。

　　師生談話：怎樣輸入?依賴于生產(chǎn)者的光合作用把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量就是流經(jīng)這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。

　　能量流動(dòng)的主渠道是：食物鏈和食物網(wǎng)。

　　分組討論：輸入生態(tài)系統(tǒng)的能量是怎樣流動(dòng)的?或者說(shuō)生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能流向什么方向?

　　播放課件：生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能、初級(jí)消費(fèi)者同化的能量的能量流向示意圖

　　(推薦一個(gè)同學(xué)歸納其中心內(nèi)容，其他同學(xué)補(bǔ)充，老師點(diǎn)撥指導(dǎo)。)

　　引導(dǎo)啟發(fā)：能量流動(dòng)的過(guò)程：生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能有三個(gè)去處：一部分被自身的生命活動(dòng)消耗了，即通過(guò)細(xì)胞呼吸釋放和生命活動(dòng)利用了;儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量一部分被初級(jí)消費(fèi)者攝食同化流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，沒(méi)被初級(jí)消費(fèi)者利用的枯枝落葉和初級(jí)消費(fèi)者攝食未消化而排出的糞便中的這一部分被分解者釋放出來(lái)。對(duì)于初級(jí)消費(fèi)者所同化的能量，也是這三個(gè)去處。并且可以認(rèn)為，一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的能量=呼吸散失的能量十分解者釋放的能量十被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量。但對(duì)于最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的情況有所不同。

　　2、“能量流動(dòng)的特點(diǎn)”：

　　問(wèn)題引入：為什么肉類食品的價(jià)格總比蔬菜價(jià)格高?

　　‚俗話說(shuō)，“一山不能容二虎”，有沒(méi)有道理?為什么?

　　引導(dǎo)探索：生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)有什么特點(diǎn)?形成這些特點(diǎn)的原因是什么?相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率是多少?

　　播放課件：美國(guó)生態(tài)學(xué)家林德曼“賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解”

　　學(xué)生分析：閱讀教材，根據(jù)課本中提出的問(wèn)題進(jìn)行思考。

　　分組計(jì)算：流入每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量占上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的能量的百分率是多少?

　　‚一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的能量，是怎樣分配的?

　　(每組推薦一個(gè)同學(xué)回答，其他同學(xué)補(bǔ)充，老師點(diǎn)撥指導(dǎo)。)

　　引導(dǎo)分析：對(duì)能量流動(dòng)過(guò)程的定量分析，是研究能量流動(dòng)規(guī)律的關(guān)鍵。在賽達(dá)伯格湖，第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)只獲得第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化能量的13.5%，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)只獲得 第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化能量的20%。

　　引導(dǎo)探索：能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率只有10%～20%，那么，其余80%～90%能量哪里去了?

　　共同分析：一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量，不能百分之百流向下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。這是因?yàn)?自身要呼吸消耗、生物遺體等被分解者利用釋放等，這就決定了能量越流越少，即傳遞率為10%～20%。一條食物鏈的 營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般不會(huì)超過(guò)五個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，因營(yíng)養(yǎng)級(jí)上升一級(jí)，可利用的能量相應(yīng)要減少80%～90%，能量到了第五個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí)，可利用的能量往往少到不能維持其生存的程度了。

　　師生談話：學(xué)生思考、回答前面引入的問(wèn)題。

　　引導(dǎo)探索：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)特點(diǎn)除了逐級(jí)遞減還有什么特點(diǎn)?

　　引導(dǎo)啟發(fā)：對(duì)于單向流動(dòng)來(lái)講，是指能量只能從前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，而不能反向流動(dòng)，即從生產(chǎn)者→初級(jí)消費(fèi)者→次級(jí)消費(fèi)者→三級(jí)消費(fèi)者→……。食物鏈各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的順序是不可逆的，而各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量總是以呼吸散失熱能，即能量必須源源不斷地輸入，又不斷地散失。

　　課堂延伸：“設(shè)計(jì)草場(chǎng)放牧方案”，怎樣判斷一個(gè)草場(chǎng)上是不是過(guò)度放牧?

　　(課后質(zhì)疑討論、學(xué)生相互啟迪、探究學(xué)習(xí))

　　3、碳的循環(huán)過(guò)程：

　　概念突破：生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)概念中的物質(zhì)是指什么、循環(huán)是指什 么?概念中所說(shuō)的生態(tài)系統(tǒng)指的是什么?

　　引導(dǎo)啟發(fā)：概念中的物質(zhì)不是指由C、H、O、N元素組成的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等生物體內(nèi)所特有的物質(zhì)。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是指組成生物體的基本元素在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的往返運(yùn)動(dòng)，正因?yàn)槲镔|(zhì)可以重復(fù)利用，所以物質(zhì)是永恒的(物質(zhì)不 滅定律)。

　　播放課件：碳的循環(huán)圖解

　　知識(shí)遷移：學(xué)生回答有關(guān)生理過(guò)程

　　引導(dǎo)探索：1、碳在無(wú)機(jī)環(huán)境中的存在形式是什么?碳在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物 群落之間以什么形式循環(huán)?碳進(jìn)入生物群落的主要方式是什么?

　　2、碳在生物群落的存在形式、傳遞形式是什么?碳進(jìn)入無(wú)機(jī)環(huán)境的方式是什么?

　　3、碳循環(huán)的范圍怎樣?

　　播放課件：光合作用和呼吸作用的反應(yīng)式

　　學(xué)生討論：光合作用過(guò)程和呼吸作用過(guò)程中碳的傳遞過(guò)程

　　(每組推薦一個(gè)同學(xué)回答，其他同學(xué)補(bǔ)充，老師點(diǎn)撥指導(dǎo)。)

　　師生歸納： 大氣中的CO2進(jìn)入生物群落，主要依賴于綠色植物的光合作用，使無(wú)機(jī)“C”變?yōu)橛袡C(jī)“C”，再通過(guò)食物鏈進(jìn)入動(dòng)物和其他生物體中，因此 從“C”的循環(huán)可見(jiàn)綠色植物是生態(tài)系統(tǒng)的基石;除此之外，還有化能合成作用的微生物也能把CO2合成為有機(jī)物。另外，生物群落中的有機(jī)“C”，通過(guò)呼吸作用和分解作用變成無(wú)機(jī)“C”回到大氣中;還有一部分生物遺體沒(méi)有被分解者分解，轉(zhuǎn)變成為地下的石油和煤，暫時(shí)脫離循環(huán)，但一經(jīng)開(kāi)采燃 燒，便可產(chǎn)生CO2返回碳循環(huán)。

　　引導(dǎo)探索：在 碳循環(huán)中，森林生態(tài)系統(tǒng)是碳的主要吸收者。 但近年來(lái)由于人類大量地采伐森林，再加上燃燒化石燃料以及環(huán)境污染，因而使大氣中CO2的濃度明顯增加，這種趨勢(shì)如果繼續(xù)發(fā)展下去世界的氣候就可能發(fā)生劇烈變化，后果令人擔(dān)憂。

　　課堂延伸：“溫室效應(yīng)”是怎樣引起的?有什么危害?怎樣解決?

　　(小組討論，推薦同學(xué)回答)

　　4、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系：

　　師生談話：完成缺項(xiàng)的內(nèi)容

　　交流總結(jié)：能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的因果關(guān)系

　　(推薦一個(gè)同學(xué)回答，其他同學(xué)補(bǔ)充，老師點(diǎn)撥指導(dǎo)。)

　　引導(dǎo)啟發(fā)：生態(tài)系統(tǒng)的能量 流動(dòng)和 物質(zhì)循環(huán)都是通過(guò)食物鏈和食物網(wǎng)的渠道實(shí)現(xiàn)的，物質(zhì)是能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng)，而能量又作為動(dòng)力，使物質(zhì)能夠不斷地在生態(tài)系統(tǒng)和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往復(fù)，兩者密不可分。

　　但是，能量流動(dòng)和物質(zhì) 循環(huán)又有本質(zhì)上的區(qū)別：能量流經(jīng)生 態(tài)系統(tǒng)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí)是逐級(jí)遞減，而且流動(dòng)是單向的、不是循環(huán)的，最終在環(huán)境中消失。物質(zhì)循環(huán)是帶有全球性的，在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境間物質(zhì)可以反復(fù)出現(xiàn)，反復(fù)利用，循環(huán)運(yùn)動(dòng)，不會(huì)消失?？傊?，能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)既有聯(lián)系，又有區(qū)別，是相輔相承、密不可分的統(tǒng)一整體。

　　生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)知識(shí)點(diǎn)歸納

　　名詞：

　　1、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)：在生態(tài)系統(tǒng)中，組成生物體的C、H、O、N、P、S等化學(xué)元素，不斷進(jìn)行著從無(wú)機(jī)環(huán)境到生物群落，又從生物群落回到無(wú)機(jī)環(huán)境的循環(huán)過(guò)程。這里說(shuō)的生態(tài)系統(tǒng)是指地球上最大的生態(tài)下系統(tǒng)——生物圈，其中的物質(zhì)循環(huán)帶有全球性，所以又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。

　　2、溫室效應(yīng)：大氣中CO2越多，對(duì)地球上逸散到外層空間的熱量的阻礙作用就越大，從而使地球溫度升高得越快，這種現(xiàn)象就叫溫室效應(yīng)。

　　語(yǔ)句：

　　1、碳循環(huán)：①碳在無(wú)機(jī)環(huán)境中是以二氧化碳或碳酸鹽的形式存在的。②碳在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間是以二氧化碳的形式進(jìn)行循環(huán)的。③綠色植物通過(guò)光合作用，把大氣中的二氧化碳和水合成為糖類等有機(jī)物。生產(chǎn)者合成的含碳有機(jī)物被各級(jí)消費(fèi)者所利用。生產(chǎn)者和消費(fèi)者在生命活動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)呼吸作用，又把二氧化碳放回到大氣中。生產(chǎn)者和消費(fèi)者死后的尸體又被分解者所利用，分解后產(chǎn)生的二氧化碳也返回到大氣中。特點(diǎn)：隨大氣環(huán)流在全球范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，所以碳循環(huán)帶有全球性。

　　2、能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系：生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是進(jìn)行能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)，能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí)，流動(dòng)是單向，不循環(huán)的，是逐級(jí)遞減的。物質(zhì)循環(huán)具有全球性，物質(zhì)在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境間可以反復(fù)出現(xiàn)，循環(huán)運(yùn)動(dòng)。能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)既有聯(lián)系，又有區(qū)別，是相輔相承，密不可分的統(tǒng)一整體。

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