高中生物 人教版 選修二《生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性》 第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)（第2課時）

第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)（第二課時）教學(xué)設(shè)計黃山市屯溪一中張婷教學(xué)目標(biāo)：1.嘗試探究土壤微生物的分解作用，在探究過程中，逐步增強對自然現(xiàn)象的好奇心和求知欲，同時，掌握科學(xué)探究的基本思路和方法，提高理論結(jié)合實踐的能力。2.結(jié)合物質(zhì)循環(huán)的原理，探究土壤微生物分解作用的生態(tài)學(xué)意義并解決實際問題。教學(xué)重點：1.探究土壤微生物的分解作用。2.探究土壤微生物分解作用的生態(tài)學(xué)意義。教學(xué)難點：1.學(xué)會針對某一個自然現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)探究的基本思路和方法，并且探究過程中能靈活運用所學(xué)理論知識，具體問題具體分析，靈活設(shè)計實驗方案，提高理論結(jié)合實踐的能力。2.結(jié)合物質(zhì)循環(huán)和能量流動規(guī)律，歸納土壤微生物分解作用的生態(tài)學(xué)意義，解決實際問題。教學(xué)過程：學(xué)習(xí)任務(wù)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖導(dǎo)入：回顧能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系，引出分解者的分解作用在物質(zhì)循環(huán)中的作用。教師：回顧能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系，引出分解者的分解作用在物質(zhì)循環(huán)中的作用。引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)分解者的分解作用是物質(zhì)從生物群落回歸非生物群落的重要途徑，是物質(zhì)循環(huán)中重要的一環(huán)。引入對以土壤微生物的分解作用為例，探究分解者的分解作用。繪圖、展示、交流能量流動：單向流動，逐級遞減物質(zhì)循環(huán)：非生物環(huán)境生物群落此部分設(shè)計的導(dǎo)入無縫對接上節(jié)課內(nèi)容，重溫物質(zhì)循環(huán)的同時，開始新課的探究。學(xué)習(xí)任務(wù)一探究土壤微生物的分解作用學(xué)習(xí)任務(wù)一探究土壤微生物的分解作用提問：地球上微生物無處不在，為什么要選擇土壤微生物為材料進(jìn)行探究呢？背景知識介紹：這是因為土壤具有重要的生態(tài)學(xué)功能。土壤為生物群落中的植物提供了扎根立足的條件，為動物和微生物的生存提供了場所和營養(yǎng)來源。土壤是一個開放的系統(tǒng)，與其所在的環(huán)境之間有著活躍的物質(zhì)和能量交換，是聯(lián)系有機(jī)生物界和無機(jī)生物界的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，那么土壤中的微生物又應(yīng)該如何采集呢？展示土壤的垂直結(jié)構(gòu)，介紹采樣時需采集土壤表面，即枯枝落葉層和有機(jī)碎屑層。【布置任務(wù)】針對土壤微生物的分解作用，大家可以提出哪些問題呢？【提出問題】1.如何證明土壤微生物具有分解作用呢？2.微生物分解過程中，物質(zhì)發(fā)生著怎樣的變化？3.實驗進(jìn)行時，有哪些因素會影響土壤中微生物的分解作用？......共同討論解決所提出的問題師生對話1：共同討論解決所提出的問題，研究自然現(xiàn)象的研究思路往往是從現(xiàn)象到本質(zhì)。1.如何證明土壤微生物具有分解作用？引導(dǎo)學(xué)生選擇一些指標(biāo)作為衡量的標(biāo)準(zhǔn)，聯(lián)系學(xué)過的己亥雜詩：“落紅不是無情物，化作春泥更護(hù)花”，可以選用落葉，菜葉等生物的遺體殘骸腐爛的程度來作為衡量指標(biāo)。2.物質(zhì)在分解的過程中，發(fā)生了什么變化？有了上個問題的思考，同樣的思路解決該問題，可以選用某種有機(jī)物的分解情況，比如光合作用的產(chǎn)物淀粉的分解情況，來衡量分解過程的物質(zhì)變化。3.有沒有什么因素會影響該探究實驗的結(jié)果呢？引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系自然環(huán)境中的理化性質(zhì)，可以得出探究影響土壤微生物分解作用強弱的因素有不同的溫度和濕度，不同地區(qū)的土壤，不同的氧氣濃度，不同的PH，以及環(huán)境污染物的有無等，可以在實驗中選取一些容易達(dá)到的目標(biāo)進(jìn)行探究。啟發(fā)學(xué)生提出有關(guān)土壤微生物的分解作用的問題，再以問題來驅(qū)動學(xué)生聯(lián)系實際和已有知識明確探究的方向。探究問題一落葉（菜葉）是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？引導(dǎo)學(xué)生從初中學(xué)過的對照實驗的三大原則進(jìn)行思考和設(shè)計實驗方案，設(shè)計表格進(jìn)行實驗結(jié)果記錄，并分析可能的實驗結(jié)果和得出對應(yīng)的結(jié)論。另外，教師展示圖片資料，增加學(xué)生對落葉腐爛的形象認(rèn)識，說明選擇生菜葉為實驗材料的優(yōu)點。最后，還需提醒學(xué)生，要增加實驗重復(fù)的次數(shù)，來增加結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性（如每組材料等量若干，組內(nèi)設(shè)置多組等）。根據(jù)對照實驗的三大原則設(shè)計實驗方案，完成學(xué)習(xí)任務(wù)單的相關(guān)內(nèi)容，由興趣小組來展示一套實驗的設(shè)計方案并給出方案表格。展示圖片資料，增長學(xué)生對可能實驗結(jié)果的形象認(rèn)識。讓學(xué)生回憶已有的知識基礎(chǔ)，熟悉使用三大原則對實驗方案進(jìn)行設(shè)計。學(xué)習(xí)任務(wù)一探究土壤微生物的分解作用探究問題二土壤微生物能分解淀粉嗎？有了第一個實驗的研究思路，我們同樣可以設(shè)計第二個問題的探究方案，但各位同學(xué)需注意的是，土壤微生物能進(jìn)行淀粉的分解，是因為它能產(chǎn)生淀粉酶，而淀粉酶是大量存在于微生物體內(nèi)，還是存在于土壤環(huán)境中呢？根據(jù)實驗的要求以及老師剛才的提示，可以設(shè)計出一套較為合理的實驗方案。另外，由各小組利用準(zhǔn)備好的實驗材料，現(xiàn)場進(jìn)行土壤浸出液的制備，以及對是否能分解淀粉的實驗結(jié)果進(jìn)行檢測并完成學(xué)習(xí)任務(wù)單的相關(guān)內(nèi)容。引導(dǎo)學(xué)生在實際生活中，要具體問題具體分析，借助查閱的資料，聯(lián)系理論和實踐。學(xué)習(xí)任務(wù)二探究土壤微生物分解作用的生態(tài)學(xué)意義引導(dǎo)學(xué)生分析土壤微生物分解作用的生態(tài)學(xué)意義，對荒漠胡楊死亡后，遺體不腐爛的原因進(jìn)行探討。引導(dǎo)學(xué)生思考長有胡楊的荒漠土壤一般比草原的貧瘠的原因?！静贾萌蝿?wù)】完成本節(jié)問題探討分析荒漠生態(tài)系統(tǒng)的特點，從物質(zhì)循環(huán)的角度思考回答胡楊死后遺體不腐爛的原因，是因為生態(tài)系統(tǒng)的生物種類和數(shù)量都很少，物質(zhì)循環(huán)慢，形成了一個惡性循環(huán)。通過實例和圖片，形象地感知分解者分解作用的生態(tài)學(xué)意義。課堂小結(jié)非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費者、分解者是生態(tài)系統(tǒng)的基本組分，各組分通過食物鏈和食物網(wǎng)等聯(lián)系在一起形成緊密結(jié)構(gòu)，完成生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)等功能，使生態(tài)系統(tǒng)成為一個具有一定結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一整體。課后作業(yè)【布置任務(wù)】根據(jù)第三章前三節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容，將生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能繪制成一張概念圖。本節(jié)課的板書設(shè)計如下：生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)(二）分解者的分解作用土壤探究1.探究微生物的分解作用探究2.土壤微生物分解作用的意義《學(xué)習(xí)任務(wù)單》第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)第二課時學(xué)習(xí)目標(biāo)1.實驗探究土壤微生物的分解作用。2.探究土壤微生物分解作用的生態(tài)學(xué)意義。課前學(xué)習(xí)任務(wù)1.復(fù)習(xí)能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。2.預(yù)習(xí)探究實驗部分內(nèi)容。3.由于實驗周期較長，由興趣小組在課前分組進(jìn)行采集不同地點的土壤樣品并處理，完成第一個實驗并獲得結(jié)果。課上學(xué)習(xí)任務(wù)回顧舊知：能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系，了解分解者分解作用的重要性。實驗原理(1)土壤中生活著肉眼看不見的細(xì)菌和呈放射狀的絲狀真菌、放線菌等微生物，它們在生態(tài)系統(tǒng)中主要充當(dāng)。在不同的氣候與環(huán)境條件下，落葉（菜葉）在土壤中也不同。(2)淀粉eq\o(→,\s\up7(微生物酶))還原糖eq\o(→,\s\up14(斐林試劑),\s\do5(加熱))磚紅色沉淀。【學(xué)習(xí)任務(wù)一】探究土壤微生物的分解作用思考：1.為何選擇土壤微生物進(jìn)行探究呢？2.如何采集土壤微生物？案例設(shè)計提出問題：土壤微生物具有分解作用嗎？分解過程中物質(zhì)會發(fā)生怎樣的變化？有沒有什么因素會影響該探究實驗的結(jié)果呢？案例一落葉（菜葉）實在土壤微生物的作用下分解的嗎？注意：需增加實驗重復(fù)次數(shù)，增加結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。案例二土壤微生物能分解淀粉嗎？注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林試劑并加熱。注：腐爛程度用阿拉伯?dāng)?shù)字1~6表示，數(shù)字越大，腐爛程度越大。【學(xué)習(xí)任務(wù)二】利用土壤微生物分解作用的生態(tài)學(xué)意義解決問題注：腐爛程度用阿拉伯?dāng)?shù)字1~6表示，數(shù)字越大，腐爛程度越大。問題探討：1.胡楊死亡后，為什么很長時間都沒有腐爛？2.為什么長有胡楊的荒漠土壤一般比草原的貧瘠？課后作業(yè)：根據(jù)第三章前三節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容，將生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能繪制出一張概念圖。推薦的學(xué)習(xí)資源土壤微生物的分解作用土壤含有松散的顆粒、各種有機(jī)物、水以及溶于水的多種無機(jī)物和空氣，有利于微生物的生存，因此是微生物適應(yīng)生長和繁殖的基地。土壤微生物主要聚集在表土層中，它們多以微菌落的形式分布在土壤顆粒、有機(jī)物表面和植物根際。土壤中存在許多具有不同功能的微生物類群。例如，好氧微生物多生活于土壤表層，并能適應(yīng)較高濃度的有機(jī)養(yǎng)料；在土壤下層則有較多的好氧、厭氧和兼性厭氧微生物。土壤細(xì)菌以異養(yǎng)型為主，是土壤微生物中數(shù)量最大、功能最多樣的類群，它們在1g土壤中的數(shù)目一般為106-109個。真菌主要分布在土壤表面的枯枝落葉層和表土層中，在土壤形成和肥力提高過程中起重要作用。微生物通過分泌胞