必修三5.3生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

1、1教學目標教學目標第第3節(jié)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)第五章第五章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。說明能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。說明能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。教學重點教學重點教學難點教學難點教學課時教學課時2 2課時課時 1.以碳循環(huán)為例，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。以碳循環(huán)為例，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。2.嘗試探究土壤微生物的分解作用。嘗試探究土壤微生物的分解作用。3.說明能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。說明能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。4.關(guān)注碳循環(huán)平衡失調(diào)與溫室效應(yīng)的關(guān)系。關(guān)注碳循環(huán)平衡失調(diào)與溫室效應(yīng)的關(guān)系。2問題探討：問題探討：

2、 生態(tài)系統(tǒng)依靠太陽不斷提供能量，而生態(tài)系統(tǒng)依靠太陽不斷提供能量，而生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)都是由地球提供的。生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)都是由地球提供的。 為什么維持生態(tài)系統(tǒng)所需的大量物質(zhì)，為什么維持生態(tài)系統(tǒng)所需的大量物質(zhì)，例如氧、水、氮、碳和許多其他物質(zhì)，億例如氧、水、氮、碳和許多其他物質(zhì)，億萬年來沒有被生命活動所耗盡？萬年來沒有被生命活動所耗盡？地球上的物質(zhì)是循環(huán)利用的。地球上的物質(zhì)是循環(huán)利用的。請同學們請同學們以碳為例以碳為例，結(jié)合，結(jié)合P100P100第一第一段完成段完成思考與討論思考與討論。思考與討論：思考與討論：1.1.碳在自然界以什么形式存在？碳在自然界以什么形式存在？主要以二氧化碳、碳酸鹽的形式存

3、在主要以二氧化碳、碳酸鹽的形式存在（碳是地（碳是地球上儲量最豐富的元素之一，是構(gòu)成生物體的基本球上儲量最豐富的元素之一，是構(gòu)成生物體的基本元素，約占生物體干重的元素，約占生物體干重的49%49%，碳鏈是有機物的骨，碳鏈是有機物的骨架，沒有碳就沒有生命）架，沒有碳就沒有生命）思考與討論：思考與討論：2.2.碳是如何分別進入生產(chǎn)者、消費者、分解者碳是如何分別進入生產(chǎn)者、消費者、分解者各個環(huán)節(jié)的？各個環(huán)節(jié)的？ 請用關(guān)鍵詞、線段、箭頭、方框表示討論的請用關(guān)鍵詞、線段、箭頭、方框表示討論的結(jié)果（結(jié)果（學生思考后師生共同總結(jié)學生思考后師生共同總結(jié)）見書見書P100P100。注意：注意：A.A.碳在生物群落

4、與無機環(huán)境之間循環(huán)的碳在生物群落與無機環(huán)境之間循環(huán)的主要形式是二氧化碳；主要形式是二氧化碳；大氣中的二氧化碳能夠大氣中的二氧化碳能夠隨著大氣環(huán)流在全球范圍內(nèi)流動，因此碳循環(huán)隨著大氣環(huán)流在全球范圍內(nèi)流動，因此碳循環(huán)具有具有全球性全球性B.B.除了碳循環(huán)，還有水循環(huán)、沉積型循環(huán)等。除了碳循環(huán)，還有水循環(huán)、沉積型循環(huán)等。5事實上，組成生物體的C C、H H、O O、N N、P P、S S等元素元素都不斷進行著從無機環(huán)境無機環(huán)境 到生物生物群落群落，又從生物群落生物群落 到無機環(huán)境無機環(huán)境 的循環(huán)過程，就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)生物地球化學循環(huán)生物地

5、球化學循環(huán)特點：全球性、反復循環(huán)性特點：全球性、反復循環(huán)性？【第第1 1課時課時】？6碳的循環(huán)過程圖解碳的循環(huán)過程圖解 你能把該圖換你能把該圖換成規(guī)范的文字成規(guī)范的文字模型嗎？模型嗎？ 特別提示特別提示1 1：（識圖切入點）：（識圖切入點）1.1.只有生產(chǎn)者和大氣二氧化碳庫是只有生產(chǎn)者和大氣二氧化碳庫是雙向箭頭雙向箭頭2.2.除雙向箭頭，生產(chǎn)者只出不進，二氧化碳庫只進不出。除雙向箭頭，生產(chǎn)者只出不進，二氧化碳庫只進不出。3.3.生產(chǎn)者、消費者都要指向分解者。生產(chǎn)者、消費者都要指向分解者。8（1 1）碳循環(huán)的形式：）碳循環(huán)的形式：（2 2）碳在無機環(huán)境中的主要存在形式：）碳在無機環(huán)境中的主要存在

6、形式：（3 3）碳在生物體內(nèi)的存在形式：）碳在生物體內(nèi)的存在形式：（4 4）碳進入生物群落的途徑：）碳進入生物群落的途徑：（5 5）碳在生物群落之間的傳遞形式：）碳在生物群落之間的傳遞形式：（5 5）碳在生物體之間傳遞途徑：）碳在生物體之間傳遞途徑：（6 6）碳返回大氣的途徑：）碳返回大氣的途徑：CO2CO2和碳酸鹽和碳酸鹽（含碳）有機物（含碳）有機物光合作用（和化能合成作用）光合作用（和化能合成作用）食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者消費者的呼吸作用生產(chǎn)者消費者的呼吸作用分解者的分解作用分解者的分解作用化石燃料的燃燒化石燃料的燃燒特別提示特別提示2 2：（?？紗栴}）：（?？紗栴}）有機物有機物

7、9（7 7）與碳循環(huán)密切相關(guān)的兩種細胞器：）與碳循環(huán)密切相關(guān)的兩種細胞器：線粒體和葉綠體線粒體和葉綠體10特別補充：碳循環(huán)過程中物質(zhì)和能量變化對比特別補充：碳循環(huán)過程中物質(zhì)和能量變化對比熱能熱能物質(zhì)形式物質(zhì)形式（單向流動、（單向流動、逐級遞減）逐級遞減）（全球性、（全球性、反復循環(huán)反復循環(huán)性）性）太陽能太陽能化學能化學能化學能化學能化學能化學能能量形式能量形式無機環(huán)境無機環(huán)境生產(chǎn)者生產(chǎn)者消費者消費者分解者分解者無機環(huán)境無機環(huán)境CO2CO2有機物有機物有機物有機物有機物有機物CO2CO2生物群落生物群落生態(tài)系統(tǒng)（生物圈）生態(tài)系統(tǒng)（生物圈）物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系：物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系：1.1

8、.同時進行，相互依存，不可分割；同時進行，相互依存，不可分割；（是一個過程的兩個方面）（是一個過程的兩個方面）2.2.物質(zhì)循環(huán)是能量流動的載體；物質(zhì)循環(huán)是能量流動的載體；3.3.能量流動是物質(zhì)循環(huán)的動力。能量流動是物質(zhì)循環(huán)的動力。11 地球上的碳素存量約為地球上的碳素存量約為2.632.63* *10101919kgkg，其中其中的的99.9%99.9%存在于石油、天然氣、煤炭等里面，存在于石油、天然氣、煤炭等里面，由遠古生物殘體衍變而來，這部分由遠古生物殘體衍變而來，這部分C C素儲存量素儲存量大，而且活動慢，剩下大，而且活動慢，剩下0.01%C0.01%C素，在生物體素，在生物體和圈層進行

9、交換。和圈層進行交換。 如果濫伐森林、大量化石燃料燃燒，對如果濫伐森林、大量化石燃料燃燒，對生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)及生態(tài)環(huán)境有何影響？生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)及生態(tài)環(huán)境有何影響？破壞碳循環(huán)破壞碳循環(huán)的平衡的平衡大氣中大氣中CO2含量增加含量增加溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)與社會的聯(lián)系與社會的聯(lián)系【第第2 2課時課時】科學預(yù)測：如果地球表面溫度升高，按現(xiàn)在科學預(yù)測：如果地球表面溫度升高，按現(xiàn)在的速度繼續(xù)發(fā)展，到的速度繼續(xù)發(fā)展，到20502050年，全球溫度上升年，全球溫度上升2-42-4度，南北極冰川將大幅度融化，導致海度，南北極冰川將大幅度融化，導致海平面大大上升，一些島嶼國家與沿海城市將平面大大上升，一些島嶼國家與沿

10、海城市將淹沒于水中，其中包括紐約、上海、東京、淹沒于水中，其中包括紐約、上海、東京、悉尼幾個國際大城市悉尼幾個國際大城市13溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)1、溫室效應(yīng)、溫室效應(yīng)?2、CO2增多的原因增多的原因化石燃料的大量燃燒（主要）化石燃料的大量燃燒（主要）森林、草原等植被的破壞（旁欄）森林、草原等植被的破壞（旁欄）3、溫室效應(yīng)的危害、溫室效應(yīng)的危害4.緩解溫室效應(yīng)的措施緩解溫室效應(yīng)的措施開發(fā)新能源開發(fā)新能源增大綠化面積增大綠化面積極地冰川加速融化極地冰川加速融化沿海城市被淹沒沿海城市被淹沒農(nóng)田減少，糧食減產(chǎn)農(nóng)田減少，糧食減產(chǎn)溫室氣體：溫室氣體：COCO2 2過多過多氮循環(huán)：氮循環(huán)：氮是組成蛋白質(zhì)和核酸的

11、主要成分。氮占大氣成分的氮是組成蛋白質(zhì)和核酸的主要成分。氮占大氣成分的7979，必須經(jīng)過，必須經(jīng)過生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用等才能等才能在生物群落與無機環(huán)境間反復循環(huán)。在生物群落與無機環(huán)境間反復循環(huán)。物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系：物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系：P P10310316（3 3）圖中）圖中D CD C過程是通過過程是通過 作用實現(xiàn)的，作用實現(xiàn)的，C DC D過程是通過過程是通過 作用實現(xiàn)的，作用實現(xiàn)的，B DB D過程是通過過程是通過_ 作用實現(xiàn)的。碳循環(huán)始終與作用實現(xiàn)的。碳循環(huán)始終與 結(jié)合在一起。結(jié)合在一起。 （4 4）生物群落中有一部分碳以）生

12、物群落中有一部分碳以_形式儲藏在形式儲藏在地層中。碳在無機環(huán)境中以地層中。碳在無機環(huán)境中以 形式存在。形式存在。CDBA（1 1）此生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是從）此生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是從 _ _ 固定太陽能開始的。固定太陽能開始的。 （2 2）碳元素在大氣中與）碳元素在大氣中與A A、B B、C C之間的傳之間的傳遞是以遞是以 _形式進行的，在生態(tài)系統(tǒng)形式進行的，在生態(tài)系統(tǒng)各各成分成分中中A A為為 ，B B為為 。例、右圖示生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，例、右圖示生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，A A、B B、C C、D D是生態(tài)是生態(tài)系統(tǒng)的成分，系統(tǒng)的成分，D D為大氣，請據(jù)圖回答：為大氣，請據(jù)圖回答：C生產(chǎn)者生

13、產(chǎn)者消費者消費者分解者分解者光合光合呼吸呼吸分解分解能量流動能量流動石油、煤炭等石油、煤炭等CO2CO217下圖是生態(tài)系統(tǒng)種碳元素循環(huán)模式圖。圖中的箭頭表示這種下圖是生態(tài)系統(tǒng)種碳元素循環(huán)模式圖。圖中的箭頭表示這種元素的循環(huán)利用，但圖中缺少了一個重要生理過程，據(jù)圖回元素的循環(huán)利用，但圖中缺少了一個重要生理過程，據(jù)圖回答下列問題：答下列問題：（3 3）圖中缺少的生理過程是）圖中缺少的生理過程是 。用箭頭在圖上表示。用箭頭在圖上表示。（4 4）可見，生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)具有以下特點）可見，生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)具有以下特點: : 、 。 （1）A、B、C、D各是什么各是什么生物生物？ A B C D （2）寫

14、出所示過程的名稱寫出所示過程的名稱: 綠色植物綠色植物 植食性動物植食性動物 肉食性動物肉食性動物 腐生細菌、真菌等腐生細菌、真菌等 光合作用光合作用 呼吸作用呼吸作用 呼吸作用呼吸作用 微生物的分解作用微生物的分解作用 燃燒燃燒 綠色植物的呼吸作用（從綠色植物的呼吸作用（從A指向指向CO2的箭頭）的箭頭） 18探究“土壤微生物的分解作用” 1.提出問題提出問題 落葉在土壤中能被分解掉，這究竟主要是土壤的物理化學落葉在土壤中能被分解掉，這究竟主要是土壤的物理化學因素的作用，還是土壤中微生物的作用呢？因素的作用，還是土壤中微生物的作用呢？2.作出假設(shè)作出假設(shè) 3.制訂計劃制訂計劃首先，要確定實驗

15、變量是什么？需要控制的變量有哪些？首先，要確定實驗變量是什么？需要控制的變量有哪些？如何控制這些變量？等等。其次，要確定探究的地點或場如何控制這些變量？等等。其次，要確定探究的地點或場所：在野外？還是在實驗室中？第三，設(shè)計實驗方案。所：在野外？還是在實驗室中？第三，設(shè)計實驗方案。 4.實施計劃實施計劃5.結(jié)果分析結(jié)果分析可以將實驗過程和現(xiàn)象列表整理，進行對比分可以將實驗過程和現(xiàn)象列表整理，進行對比分析，得出實驗結(jié)論。析，得出實驗結(jié)論。19探究活動探究活動案例案例1 1 落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？準備土壤準備土壤實驗組：土壤滅菌實驗組：土壤滅菌對照組

16、：不做處理對照組：不做處理準備落葉準備落葉實驗組與對照組葉片實驗組與對照組葉片數(shù)量與大小基本一致數(shù)量與大小基本一致20分別埋入落葉分別埋入落葉一段時間后一段時間后, ,檢測樹葉分解情況檢測樹葉分解情況21案例案例2 探究土壤微生物對淀粉的分解作用探究土壤微生物對淀粉的分解作用制備土壤浸出液制備土壤浸出液浸出液靜置一天浸出液靜置一天一段時間后一段時間后, ,檢測淀粉的分解情況檢測淀粉的分解情況AB加加碘碘酒酒加加斐斐林林試試劑劑22案例案例2的思考：的思考： 1.本實驗的變量是？本實驗的變量是？2.A、B兩組哪個為對照組？兩組哪個為對照組？ 3.B燒杯中可以不加蒸餾水嗎？燒杯中可以不加蒸餾水嗎？

17、1.變量為變量為 “土壤浸出液中的微生物土壤浸出液中的微生物” 2.B為對照組為對照組3.不能，不加蒸餾水兩只燒杯的水量和微生物量都不一樣，不能，不加蒸餾水兩只燒杯的水量和微生物量都不一樣，不能保證單一變量原則。不能保證單一變量原則。23 補充：補充：“實驗步驟實驗步驟”設(shè)計設(shè)計 實驗方法步驟的策劃是整個實驗設(shè)計的精髓，是實驗方法步驟的策劃是整個實驗設(shè)計的精髓，是一個好的實驗設(shè)計最富有創(chuàng)意的閃光之處，也是搞一個好的實驗設(shè)計最富有創(chuàng)意的閃光之處，也是搞好實驗設(shè)計的關(guān)鍵所在，設(shè)計中應(yīng)注意遵循設(shè)計的好實驗設(shè)計的關(guān)鍵所在，設(shè)計中應(yīng)注意遵循設(shè)計的原則。實驗步驟一般為三步：原則。實驗步驟一般為三步： 第一步，制取材料，分組編號；第一步，制取材料，分組編號；（有時需要先對部分材料進行加工）（有時需要先對部分材料進行加工）第二步，控制變量，設(shè)置對照；第二步，控制變量，設(shè)置對照；（有時此步也可以分為幾個步驟）（有時此步也可以分為幾個步驟）第三步，觀察記錄，不得忘掉。第三步，觀察記錄，不得忘掉。24練習練習 P1