2018版高中生物(人教版)必修3同步教师用书:第5章 第3节 生态系统的物质循环
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第3节生态系统的物质循环一、学习目标1.通过观察图片、阅读文本,能够理解物质循环的物质概念和碳循环的过程。
2.通过对相关图像、过程的学习,能够掌握生态系统物质流动的过程和特点。
3.通过对比分析、师生交流,能够理解能量流动和物质循环的关系。
二、教学策略不少学生会认为与消耗能量一样,生物也在不断地消耗着物质,本节的“问题探讨”便是针对学生这一认识提出来的。
在学习了能量流动之后,学生可以很自然地讨论“问题探讨”所提出的问题,由此开始本节的教学。
在讨论中,学生可能会提出诸如“煤炭、石油等资源难道不能被耗尽吗?”等问题。
教师可引导学生解决这一认知冲突:(1)煤炭、石油等是人类从事现代工业活动的物质资源,而非生态系统中生命活动所需的物质资源;(2)煤炭、石油等资源是有限的,这些资源的形成需要相当长的时间,而消耗它们所需的时间却要短得多。
事实上,物质循环时时刻刻发生在我们身边。
因此,可以让学生联系自身感受物质循环的存在。
基于已学的知识,学生并不难理解“碳循环”的内容,但教师应把握:(1)生产者合成的含碳有机物被各级消费者所利用;(2)碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的;(3)碳循环具有全球性;(4)通过碳循环的实例,提示学生注意,“生态系统的物质循环”中的“生态系统”是指生物圈,其中的物质循环带有全球性,所以又叫生物地球化学循环。
“温室效应”是近年来在日常生活中频繁出现的词汇,学生并不陌生,而且切身感受到了温室效应的存在。
对温室效应形成原因的讨论,是学生感兴趣的话题。
在讨论中,教师应引导学生充分发表自己的观点。
可以通过讨论、列表比较来学习能量流动和物质循环的关系。
教师应把握:(1)能量流动和物质循环是生态系统动态变化过程中的两个方面(即一个过程的两个方面,而不是两个过程),两者是同时进行的,彼此相互依存,不可分割;(2)能量流动和物质循环的性质不同:能量流动是单方向的,物质是循环的;(3)能量流动和物质循环都借助于食物链和食物网进行;(4)生态系统中的各种组成成分,正是通过能量流动和物质循环,才能够紧密地联系在一起,形成一个统一的整体。
第3节生态系统的物质循环1.以碳循环为例分析生态系统的物质循环。
(重点)2.说明能量流动和物质循环的关系。
(难点)3.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。
1.循环形式(1)在生物群落与无机环境间:主要以CO2的形式进行。
(2)在生物群落内:以含碳有机物的形式进行。
2.过程图解填写图中各序号表示的生物或生理过程:①光合作用,②呼吸作用,③分解者的分解作用,④植物,⑤动物。
3.特点:具有全球性、循环性。
4.温室效应(1)形成原因:化石燃料短时间内大量燃烧使大气中CO2含量迅速增加,打破了生物圈中碳循环的平衡。
(2)危害:气温升高,加快极地和高山冰川的融化,导致海平面上升,进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
[合作探讨]探讨1:使用农药DDT(难降解)的只有一小部分地区,可是远在南极的动物体内也发现了DDT,这说明物质循环具有什么特点?提示:全球性。
探讨2:下图是自然界碳循环的简图,据图分析下列有关问题:(1)图中的甲、乙、丙分别是什么?①、②、③分别表示什么过程?提示:分解者、消费者、生产者。
通过分解者、生产者、消费者的呼吸作用将生物群落内的有机物分解为CO2,返回大气中。
(2)大气中CO2进入生物群落的主要途径是什么?(用图中代号表示)提示:④探讨3:碳循环都是双向的吗?提示:不都是。
(1)CO2在生物群落和无机环境之间是双向循环的。
(2)在生物群落内部,沿食物链(网)传递时,碳循环不是双向的,只能由低营养级向高营养级单向传递。
[技法提炼]碳循环模式图中生态系统成分的判断(1)首先双向箭头的两端分别是生产者和大气中的CO2,因为只有生产者既能通过光合作用或化能合成作用从大气中吸收CO2,又能通过呼吸作用向大气中释放CO2,因此只有生产者与大气中的CO2之间具有双向箭头(如图1中的A与B、图2中的A与C、图3中的A与E、图4中的A与B)。
(2)在此基础上,其他成分都有箭头指向的为大气中的CO2,因为生产者、消费者、分解者都可通过呼吸作用向大气中释放CO2(如图1中的B、图2中的C、图3中的A、图4中A),双向箭头的另一端则为生产者(如图1中的A、图2中的A、图3中的E、图4中的B)。
第3节生态系统的物质循环一、教材分析本课的内容来自人教版《生物》第3册第5章“生态系统及其稳定性”第3节“生态系统的物质循环”教材第5章是以生态系统为框架,主要讲述了生态系统的结构,生态系统的能量流动物质循环、信息传递及稳定性等知识,主要体现宏观的生态学的内容。
本节课内容是第五章的一个重点是衔接生态系统稳定性与能量流动的重要环节并未生态系统的稳定性实现提供了一个平台埋下了一个伏笔。
该节内容与必修一细胞的物质,输入和输出细胞的能量,利用和供应有联系。
二、学情分析学生已学习了,生态系统结构和能量流动的知识,对这部分的内容有了初步的了解学生对于生态系统功能的认识容易停留在简单记识水平难以建立起结构功能间的联系,通过本节学习可以深入理解生态系统结构和功能的关系形成结构和功能相适应观点。
三、教学目标1. 知识目标(1)理解生态系统中物质循环的概念;(2)分析、应用碳循环过程;(3)说明能量流动和物质循环的关系;2、能力目标(1)以碳循环为例,分析生态系统中的物质循环,培养学生迁移和分析的能力;(2)通过分析“温室效应”的形成与危害,培养学生的推理,联想,思维迁移的能力;(3)利用“能量流动和物质循环的关系”教学过程,培养学生比较,归纳以及对自己所持观点的总结表达能力3、情感、态度、价值观(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)积累生态学知识,形成科学的世界观四、教学重难点教学重点:分析生态系统中的碳循环;教学难点:说明能量流动和物质循环的关系;五、教学过程1、复习提问老师:上节课,我们学习了生态系统的能量流动,请大家回忆生态系统能量流动,最终来源是什么?学生:太阳能2、引入新课:问题探讨生态系统依靠太阳不断地提供能量而生态系统中的物质却都是有地球提供的。
请学生讨论:为什么维持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?(因为这些物质可以被循环利用)教师评价:回答的很好,接下来我们首先来讨论碳循环的过程。
生态系统的结构一、教学目标1.知识与技能(1)了解生态系统的概念。
(2)熟悉生态系统的分类及范围。
(3)说明生态系统组成成分以及各成分在生态系统中的重要作用。
(4)解释营养级的概念以及营养级与食物链的关系。
2.过程与方法(1)通过分析生态系统的组成成分及其营养结构,学会分析、综合和推理的思维能力。
(2)能够说明生态系统的开放性和整体性原理,学会分析并解决生态学上的实际问题。
3.情感、态度与价值观(1)认同生物与环境是一个统一的整体,从而树立“人与自然”和谐统一的观点;落实到现实生活中就是要学会如何去保护一个生态系统。
(2)通过学习生态系统各组分的相互关系及食物网,理解普遍联系的辩证观点。
二、教学重点难点重点:讨论生态系统的结构。
难点:说明生态系统是一个整体。
三、课时安排1课时四、教学过程导入新课师:请大家想象这样一幅图片:在湖边草地上,牛、羊步态悠闲,碧水如镜、蓝天倒映、草地青葱,生物与环境融为一体。
思考:这场景中哪些是生物,哪些是非生物?生:生物有牛、羊、草……非生物有阳光、空气、土壤、水……师:很好,请问它们之间有什么联系呢?生1:牛羊吃草;草吸收光能。
生2:草通过光合作用吸收二氧化碳,释放氧气;牛羊通过呼吸作用吸收氧气,释放二氧化碳。
生3:牛、羊和草都需要水;草可以涵养水源、保持水土。
生4:牛、羊的粪便可以肥沃土壤师:非常好,这就是我们要学习的由这些互相联系的生物和非生物所组成的生态系统以及它的稳定性。
板书:生态系统的结构推进新课师:我们一起来看本节的问题探讨,看看土壤与生物的关系。
然后,总结一下生物群落与无机环境的联系。
(学生阅读相关内容,思考问题)师:看来土壤与生物的关系非常密切。
有没有哪个同学来总结一下生物群落与无机环境的联系?生:一定区域内无机环境的状况,选择了那些可以在这一区域定居和繁衍生物;而这生物群落又改变着无机环境。
在环境大体相同的地方,群落的外貌和结构往往也相近或相似。
师:不错,生物群落与无机环境确实有着密不可分的联系。
第2节 生态系统的能量流动1.理解能量在生态系统中的流动过程。
(重难点)2.掌握能量流动的特点及意义。
(重点)3.尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。
能 量 流 动 的 过 程1.概念:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2.过程(1)输入⎩⎨⎧ 能量来源:太阳光能输入生物:生产者主要方式:光合作用能量转化:光能→化学能(2)第一营养级的能量分析(3)能量流经第二营养级的过程:(4)过程图解①补充图中标号代表的内容:甲:生产者乙:初级消费者丙:次级消费者丁:呼吸作用戊:分解者②据图总结流入每一营养级的能量最终去向:a.通过自身呼吸作用以热能形式散失。
b.被下一营养级同化。
c.被分解者分解利用。
[合作探讨]探讨1:输入第二营养级的能量是初级消费者摄入的还是其同化的?提示:是同化的能量。
探讨2:判断“一只老虎捕食了一只野兔,则野兔的全部能量都流向了老虎”的对错,并思考消费者摄入的能量、同化的能量与粪便中的能量有什么关系?提示:错,还有一部分未被老虎消化吸收的残渣、粪便中的能量存在;同化的能量=消费者摄入的能量-粪便中的能量。
探讨3:在一定时间内,某自然生态系统中全部生产者固定的能量值为a,全部消费者所获得的能量值为b,全部分解者所获得的能量值为c,试分析a、b、c三者之间的关系。
提示:生产者固定的能量传递给了消费者和分解者的同时,还有一部分能量以热能的形式散失了,所以a>b+c。
[思维升华]生态系统能量流动过程分析(1)能量的来源:太阳能。
(2)能量流动的起点:从生产者固定太阳能开始。
(3)流经生态系统的总能量:生产者通过光合作用所固定的太阳能的总量。
(4)能量流动的渠道:食物链和食物网。
(5)能量的转化:太阳能→生物体内有机物中的化学能→热能。
(6)能量的散失:通过呼吸作用以热能的形式散失。
1.关于草原生态系统能量流动的叙述,错误..的是()【导学号:67330032】A.能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程B.分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量C.生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量D.生产者固定的能量除用于自身呼吸外,其余均流入下一营养级【解析】能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程,A正确;分解者的作用就是将有机物分解成无机物,并从中获取生命活动所需的能量,B正确;生态系统维持正常功能需要不断地输入光能,C正确;生产者固定的能量除用于自身呼吸外,部分流向分解者,部分流向下一营养级,D错误。
第5节 生态系统的稳定性阐明生态系统的自我调节能力。
(重点)一、生态系统的稳定性及自我调节能力(阅读教材P 109~P 110) 1.生态系统稳定性的概念:生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
2.生态系统稳定性的原因:生态系统具有自我调节能力。
3.自我调节能力(1)基础:负反馈调节,在生态系统中普遍存在。
(2)局限性:生态系统的自我调节能力是有限的,当外界干扰因素的强度超过一定限度时,生态系统的自我调节能力会迅速丧失,生态系统难以恢复。
点拨:生态系统的自我调节能力一般与生态系统中生物的种类呈正相关。
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性(阅读教材P 110~P 111)2.关系:生态系统中的组分越多→食物网越复杂→自我调节能力越强→抵抗力稳定性越高。
三、提高生态系统的稳定性(阅读教材P 111)1.控制对生态系统干扰的程度,对生态系统的利用应该适度,不应超过生态系统的自我调节能力。
2.对人类利用强度较大的生态系统,应实施相应的物质、能量投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。
连一连判一判 (1)(2017·河南信阳高二检测)增加该生态系统内各营养级生物的种类可提高区域生态系统自我调节能力。
(√)分析:生态系统中生物的种类和数量越多,营养结构越复杂,自我调节能力就越大,反之越小。
(2)负反馈调节机制使生态系统向崩溃的边缘发展,对生态系统的稳定性起负作用。
(×)分析:负反馈调节在生态系统中普遍存在,在生物体间起到了相互限制的作用,有利于维持生态系统的平衡。
(3)抵抗力稳定性越低的生态系统,其恢复力稳定性就越高。
(×)分析:某些环境恶劣的生态系统如北极苔原生态系统,抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。
(4)生态系统的稳定是系统内部自我调节的结果,这种自我调节主要是依靠群落内部种间关系及种内斗争来实现的。
(√)生态系统的稳定性探究1生态系统稳定性的概念材料1:亚马孙森林已经存在至少上千万年了,中间尽管经常遭受洪涝、火烧、虫害,也遭受人类的砍伐与放牧等活动的干扰,但现在依然保持着森林景观。
第5章生态系统及其稳定性5.1 生态系统的结构一、教材分析本节是高中生物必修三第5章《生态系统及其稳定性》第一节。
在教材中具有承上启下的作用。
一方面,加深对种群、群落内容的理解,另一方面是生态系统的能量流动、物质循环、信息传递、生态系统的稳定性内容的基础。
而通过本节的学习对培养学生系统分析的方法,建构模型的学习方法有积极意义,是高中生物教学的重要内容之一。
二、教学目标1、举例说明什么是生态系统。
2、讨论某一生态系统的结构。
3、尝试建构生态系统的结构模型。
三、教学重点、难点及解决方法1、教学重点及解决方法[教学重点] 讨论某一生态系统的结构。
[解决方法]⑴结合教材中池塘生态系统的图解,引导学生观察分析该生态系统中的各种无机环境要素和生物组成,列举出这些成分,再引导学生从各成分在生态系统中的功能的角度对这些成分进行分类,给出生产者、消费者及分解者的名称。
⑵群落中生物之间的“营养联系”就是生态系统的“生命线”。
其主要形式就是“食物联系”。
以教材中的图示为例,分析生物之间的食物关系,从而建立食物链、营养级和食物网的概念。
[解决方法]在各种类型的生态系统中,都包括有非生物的物质和能量,植物、动物和微生物等组成成分。
这些组成成分之间并不是毫无联系的,而是通过物质和能量的联系形成一定的结构。
四、课时安排1课时。
五、教学方法启发式、讲解法。
教具准备:相关图片、资料。
六、学生活动1、问题探讨、思考与讨论。
2、阅读教材。
七、教学程序(一)明确目标(二)重点、难点的学习与目标完成过程导入:从群落的演替可以看出,一定区域内无机环境的状况,决定了哪些生物能够在这一区域定居和繁衍;生物群落的存在又改变着无机环境。
在环境条件大体相同的地方,群落的外貌和结构往往也相近或相似。
这些都说明生物群落与无机环境有着密不可分的联系。
生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体,叫做生态系统。
生态系统就是在一定的时间和空间内,在各种生物之间以及生物与无机环境之间,通过能量流动和物质循环而相互作用的一个自然系统。
优质资料---欢迎下载《必修三第五章第三节生态系统的物质循环》教学设计一、设计思路生态系统的物质循环是生态系统的功能之一,课标要求学生能分析生态系统的物质循环的基本规律及其应用。
本节课内容可分为三部分,一是碳循环,二是生态系统的物质循环的概念,三是能量流动与物质循环的关系。
以学生了解又熟悉的温室效应引出碳循环,先让学生带着问题自己阅读课本,构建碳循环简图,检验学生的掌握情况,然后教师利用多媒体讲解碳循环的图解,并及时巩固,做到一点一练。
之后以碳循环为例,引导学生归纳总结出生态系统的物质循环的概念,根据以往的教学经验,学生易对物质循环的概念产生误解,故把知识问题化,以帮助学生理解。
物质循环与能量流动的关系,比较难以理解,用多媒体直观演示,用表格的形式比较两者的区别与联系。
最后,针对本节课内容设计跟踪练习。
二、教材分析本节课是2003人教版《生物》必修三第五章“生态系统及其稳定性”的第三节“生态系统的物质循环”。
本章是以生态系统为框架,主要讲述了生态系统的结构、功能,及其它的稳定性等知识。
本节课内容是第五章的一个重点,是衔接能量流动和信息传递的重要环节,也为生态系统的稳定性实现提供了一个平台,埋下了一个伏笔。
教材以学生身边的例子,呼出CO2是如何在生态系统中运行的把主题带入本节内容,接着通过碳循环过程总结出物质循环的概念和特点,并且注重与社会的联系,介绍了人类的活动打破了正常的碳循环引发的温室效应,引导学生关注环境问题。
之后阐述了生态系统的两大功能,能量流动与物质循环的关系。
三、学情分析学生已经有了“生态系统的结构”、“生态系统的能量流动”以及必修一第五章的“光合作用”和“细胞呼吸”等基础知识做铺垫,但是对生态系统功能的认识只停留在简单识记水平,难以建立起结构功能间的联系,通过本节学习,可以深入理解生态系统结构和功能的关系,形成结构和功能相适应观点。
四、教学目标、教学重难点及其突破(一)教学目标(1)知识目标:1.理解生态系统物质循环的概念;2.识记、应用碳循环的过程;3.比较得出能量流动与物质循环的关系。
第4节生态系统的信息传递1.举例说出生态系统中的信息传递。
2.说出信息传递在生态系统中的作用。
(重点)3.描述信息传递在农业生产中的应用。
生态系统中的信息传递生态系统中信息的种类种类项目物理信息化学信息行为信息概念通过物理过程传递的信息生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的化学物质动物的特殊行为在同种或异种生物之间传递信息举例光、声、温度、湿度、磁力等植物的生物碱、有机酸等代谢产物,动物的性外激素等蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”来源无机环境、生物生物在生命活动过程中产生生物的行为特征[合作探讨]探讨1:结合生态系统中各种信息的概念,将下列信息进行归类。
A.昆虫的性外激素B.有机酸C.孔雀开屏D.温度E.太阳光F.声波G.空气的湿度H.鲜艳的花朵I.淡淡的花香提示:化学信息:A、B、I;物理信息:D、E、F、G、H;行为信息:C。
探讨2:请用箭头表示图中生态系统各组成成分之间信息传递的方向。
提示:[思维升华]信息传递的范围、来源、特点及功能(1)范围(2)信息来源:可来自于环境,也可来自于生物。
(3)信息传递的特点:双向性即信息有从输出者向输入者的传递,也有从输入者向输出者的反馈。
(4)信息传递的功能:信息传递存在于生态系统的各种成分之间,把生态系统的各种成分联系成一个整体,决定能量流动和物质循环的方向和状态。
1.下列不属于生态系统的行为信息的是()A.雄孔雀在雌孔雀面前的频频开屏B.工蜂中侦察蜂所跳的“圆圈舞”C.某些鸟类的求偶炫耀D.看家狗在外出时的频频撒尿【解析】许多动物有着高度特化的尿标志的信息,由此传达时间信息,以及用来标记领域等,属于化学信息。
前三项皆为行为信息。
【答案】 D2.生态捕虫板(又称黄板或粘虫板)是一种正反面均涂上不含任何有毒物质的粘合剂(机油加入少量黄油)的黄色硬塑板。
根据同翅目和双翅目昆虫成虫的趋黄特性来诱杀害虫的成虫。
此过程的信息传递方式是()A.化学信息B.物理信息C.行为信息D.其他信息【解析】本题考查生态系统的信息传递的有关知识。
第一章第一节细胞生活的环境(一)问题探讨1.图1中是人体血液中的血细胞,包括红细胞、白细胞等;图2中是单细胞动物草履虫。
2.血细胞生活在血浆中。
草履虫直接生活在外界水环境中。
两者生活环境的相似之处是:都是液体环境;不同之处是:血细胞生活在体内的血浆中,并不直接与外界环境进行物质交换,而草履虫直接生活在外界环境中;与外界环境相比,血浆的理化性质更为稳定,如温度基本恒定等。
(二)思考与讨论11.细胞外液是指存在于细胞外的体液,包括血浆、组织液和淋巴等。
血细胞直接生活在血浆中,体内绝大多数细胞直接生活在组织液中,大量淋巴细胞直接生活在淋巴液中。
由此可见,细胞外液是体内细胞直接生活的环境。
2.相同点:它们都属于细胞外液,共同构成人体内环境,基本化学组成相同。
不同点:(1)在人体内存在的部位不同:血浆位于血管内,组织液分布于组织细胞之间,淋巴分布于淋巴管中;(2)生活于其中的细胞种类不同:存在于组织液中的是体内各组织细胞,存在于血浆中的是各种血细胞,存在于淋巴中的是淋巴细胞等;(3)所含的化学成分有差异,如血浆中含有较多的蛋白质,而组织液和淋巴中蛋白质很少。
3.提示:当血浆流经毛细血管时,水和一切能够透过毛细血管壁的物质可以在毛细血管动脉端渗出,进入组织细胞间隙而成为组织液,绝大多数的组织液在毛细血管静脉端又可以重新渗入血浆中。
少量的组织液还可以渗入毛细淋巴管,形成淋巴,淋巴经淋巴循环由左右锁骨下静脉汇入血浆中。
它们之间的关系如图所示。
由此可见,全身的细胞外液是一个有机的整体。
(三)资料分析1.提示:表中的化学物质可分为无机物和有机物。
无机物包括水和无机盐离子(如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl-、HPO42-、SO42-、HCO3-)等,有机物包括糖类(如葡萄糖)、蛋白质(如血清白蛋白、血清球蛋白、纤维蛋白原等)、脂质(如各种脂肪酸、脂肪、卵磷脂、胆固醇)、氨基酸氮、尿素氮、其他非蛋白氮和乳酸等。
第1节生态系统的结构1.说明生态系统的成分及相应作用。
(重难点)2.举例说明食物链和食物网。
生态系统及其组成成分1.生态系统的概念与范围(1)概念:由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。
(2)范围生态系统的范围有大有小。
生物圈是地球上最大的生态系统,它包括地球上的全部生物及其无机环境。
2.生态系统的类型将序号所示生态系统的类型进行归类:①海洋生态系统②草原生态系统③森林生态系统④农田生态系统⑤果园生态系统⑥冻原生态系统⑦淡水生态系统⑧人工林生态系统⑨荒漠生态系统⑩城市生态系统自然生态系统人工生态系统3.生态系统的组成成分[对点连线]组成成分实例①非生物的物a.绿色植物质和能量②生产者b.腐生细菌、真菌③消费者c.阳光、水、氧气、无机盐④分解者d.动物(大多数)【提示】①—c②—a③—d④—b[合作探讨]探讨1:某小组拟调查一个池塘生态系统(如图)的组成成分。
请根据图示及提供的实验器材,回答下列问题。
(1)该池塘生态系统的非生物因素有哪些?提示:水温、水中含氧量、水面光照强度、pH。
(2)该池塘生态系统的生物按作用分为几类?提示:生产者:水草、浮萍、栅藻、团藻;消费者:虾、草鱼、黑鱼;分解者:细菌、真菌。
探讨2:生态系统的结构只是指其组成成分吗?说明理由。
提示:生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。
[归纳提炼]1.生态系统四种成分组成内容、作用、地位的比较比较项目组成内容作用地位非生物的物质和能量阳光、热能、空气、水、无机盐等为生物提供物质和能量,是生物群落赖以生存和发必备成分展的基础生产者主要是绿色植物,也包括化能自养型微生物(如硝化细菌)无机物→有机物;光能、无机化学能→有机化学能;为消费者提供食物和栖息场所主要成分(基石)消费者包括营捕食生活的生物和营寄生生活的生物(如菟丝子)加快生态系统的物质循环,有利于植物的传粉和种子的传播最活跃的成分分解者营腐生生活的微生物及腐食性的动物(如蚯蚓、蜣螂)通过分解作用将生物遗体、排遗物分解为无机物,供生产者重新利用物质循环中的关键成分2.1.下列关于生态系统组成成分的叙述,正确的是()【导学号:67330030】①凡是细菌、真菌都是分解者②凡是自养型生物都是生产者③植物都是生产者④动物都是消费者⑤异养型生物都是消费者A.②B.②③C.③④D.①⑤【解析】营自养生活的微生物是生产者,而营寄生生活的微生物则是消费者,绝大多数植物是生产者,但极少数植物属于消费者,如菟丝子;大多数动物是消费者,少数腐生动物是分解者,如蚯蚓、蜣螂等;异养型生物是消费者或分解者。
教学设计1课前部分:教师:进行充分的备课(先个人再集体),编制学案,制作课件。
做好学生模拟活动的准备。
批阅学案,做好反馈。
学生:利用教材,自主学习,搜集温室效应资料,做好碳循环的模型构建,课堂展示。
2课堂部分:(导入)联系日常生活,激发学生兴趣自主展示(学生个人)合作展示(学生组内互动)学生展示并点评(学生组间互动)教师精讲点拨(师生互动)课堂检测(学生)课堂小结(学生)具体教学设计(1)导入课程,以温室效应的宣传片导入课程,引发学生思考,要更好的缓解温室效应,深入了解碳循环,进而展示学习目标,同时指出本节课的重难点,充分调动学生的积极性,激发学生学习兴趣。
做到有的放矢。
(2)学生展示,结合预习案中的问题,解读生态系统的物质循环的基本概念。
把握基本概念的要点,理解实质。
(3)合作展示,结合自主学习过程屮对碳循环的理解,构建碳循环的模型,首先以角色扮演的方式阐明各成分及其作用,然后以概念图的形式展示,并穿插问题串,深入理解碳循坏的过程,然后以例题和变式的形式训练,并通过学生的展示和学生点评,自我总结解题方法,学以致用。
对于温室效应的危害以图片的形式呈现,引发学生思考,并引起学生讨论如何缓解,学生根据预习中提出的方案,减少排放,开发新能源,植树造林增加二氧化碳的固定,学生根据搜集的资料提出在具体的生活中的做法,发出倡议,并以一段视频的形式呈现,引导学生从身边做起,从小事做起,做坏保的践行者。
(4)自主总结,学生通过与能量流动的过程相比较自主总结生态系统的物质循环,然后完成检查评估,最后市学生代表总结本节课的收获。
附【检测评估】1、 下列说法不正确的是()A. 碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以C02的形式进行的B. 生态系统的物质循环是物质在整个生物圈的循环C. 组成生物体的C 、H 、0、N 、P 、S 等元素都能在生态系统中循环D. 物质循环和能量流动没有任何联系2、 在碳循环过程中,使无机环境和生物群落相联系的生理作用是()①光合作用 ②蒸腾作用 ③呼吸作用 ④化能合成作用A.①②③B.①③④C.①②④D.①②③④3、 在生态系统的碳循环中,既能使碳进入生物群落,又能使碳释放到大气中的生物是( )A.绿色植物B.植食动物C.肉食动物D.营腐生生活的真菌 4、 与自然界的碳循坏关系密切的两种细胞器是:( )A.线粒体和染色体B.叶绿体和线粒体C.叶绿体和核糖体D.线粒体和内质网5、 细菌和真菌在生态系统中物质循环不可缺少是因为() A.食物链中重要一环 B.能把有机物分解为无机物,归还到无机环境中 C.与人类关系非常密切D.与生产者、消费者都有关系6、 目前地球大气的二氧化碳浓度增高,导致温室效应,主要原因是 ( )A.人口剧增,呼出的二氧化碳增多B.化石燃料的燃烧和自然资源的不合理利用意图,请据图回答下列问题:(1) _______________ A 过程是 的________ 作用,呼吸类型具体包括 ________ 和 两种类型。
《生态系统的物质循环》教课方案一、课标标准和解读:1、课程标准要求剖析生态系统中物质循环的基本规律及其应用(应用)2、课程标准解读《生态系统的物质循环》对应的课程标准要求是“剖析生态系统中物质循环的基本规律及其应用”,知识性目标行为动词“剖析”为应用水平,即“在新的情境中使用抽象的观点、原则;进行总结、推行;成立不一样情形下的合理联系等”。
生态系统的物质循环是生态系统功能的重要表现,碳循环是生态系统物质循环的代表性循环,将生态系统各个组成成分联系起来。
以碳循环为例,总结得出生态系统物质循环的定义及其特色。
经过理解生态系统物质循环的基本特色,能够为剖析能量流动和物质循环的差别和联系确立基础,而且将生态系统的稳固性和能量流动有效地连接起来。
二、教材剖析1、内容剖析《生态系统的物质循环》是人教版《生物.必修3》第5章《生态系统及其稳固性》的第3节,教材第5章是以生态系统为框架,主要讲述了生态系统的构造、能量流动、物质循环、信息传达及稳固性等知识,主要表现宏观的生态学的内容。
物质循环是生态学的要点,连接生态系统稳固性与能量流动的重要环节,并为生态系统的稳固性确立了基础。
本节课的知识包含三部分:碳循环、物质循环的观点及其特色、能量流第1页动和物质循环的关系。
教材由碳循环过程让学生商讨生态系统物质循环的特色形式等内容,而且与能量流动作比较研究二者的差别和联系,并且加入了温室效应的知识,让学生知道温室效应的产生、危害,让学生重视保护环境。
2、重难点剖析教课要点:剖析生态系统中的物质循环教课难点:说明能量流动和物质循环的关系三、学情剖析学生已经掌握了必修一光合作用和细胞呼吸的知识,而生态系统的构造和能量流动是刚才学过的知识,因此从知识上看,学生对本节课所波及的内容有必定的贮备,经过问题指引、小组合作研究等活动,能够顺利达成本节课的教课目的。
从学生能力上看,高中学生已具备必定的阅读能力、察看力、思想能力和剖析问题的能力,因此教材中有些内容能够采纳自学和小组议论的方式来达到教课目的。
第3节生态系统的物质循环以碳循环为例,分析生态系统的物质循环过程。
(重点)一、物质循环(阅读教材P100~P101)1.物质循环的概念(1)物质:组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素。
(2)过程:无机环境元素生物群落。
元素(3)范围:生物圈。
(4)特点:具有全球性、循环性。
又称为生物地球化学循环。
2.碳循环(1)主要形式:CO2。
(2)过程图解3.温室效应(1)形成原因:化石燃料短时间内大量燃烧使大气中CO2含量迅速增加,打破了生物圈碳循环的平衡。
(2)危害:加快极地和高山冰川的融化,导致海平面上升,进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
点拨生态系统物质循环的物质是指生物体的基本元素,而非其组成的化合物;在循环过程中伴随着复杂的物质和能量的转化。
二、能量流动和物质循环的关系(阅读教材P103)1.二者是同时进行的,彼此相互依存,不可分割。
2.物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。
连一连判一判(1)生物地球化学循环是指组成生物体的基本元素在生物群落内各生物体之间反复循环利用。
(×)分析:生物地球化学循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素在生物圈的生物群落和无机环境之间的循环。
(2)在碳循环中,无机环境和生物群落相联系的生理过程主要是光合作用和呼吸作用。
(√) 分析:碳从无机环境进入生物群落的途径是光合作用和化能合成作用,从生物群落归还到无机环境的途径是呼吸作用。
(3)(2017·黄冈中学高二检测)碳循环中由于生物的呼吸作用和微生物的分解作用,导致了温室效应现象的出现。
(×)分析:正常情况下光合作用固定的CO2与生物呼吸作用及分解者分解作用产生的CO2维持平衡,而化石燃料的大量燃烧打破了该平衡,使大气中CO2浓度上升,形成温室效应。
(4)在碳循环中生产者只起固定CO2的作用。
(×)分析:绿色植物既能固定CO2又能通过细胞呼吸分解有机物释放CO2。
第3节生态系统的物质循环1.以碳循环为例分析生态系统的物质循环。
(重点)2.说明能量流动和物质循环的关系。
(难点)3.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。
碳循环1.循环形式(1)在生物群落与无机环境间:主要以CO2的形式进行。
(2)在生物群落内:以含碳有机物的形式进行。
2.过程图解填写图中各序号表示的生物或生理过程:①光合作用,②呼吸作用,③分解者的分解作用,④植物,⑤动物。
3.特点:具有全球性、循环性。
4.温室效应(1)形成原因:化石燃料短时间内大量燃烧使大气中CO2含量迅速增加,打破了生物圈中碳循环的平衡。
(2)危害:气温升高,加快极地和高山冰川的融化,导致海平面上升,进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
[合作探讨]探讨1:使用农药DDT(难降解)的只有一小部分地区,可是远在南极的动物体内也发现了DDT,这说明物质循环具有什么特点?提示:全球性。
探讨2:下图是自然界碳循环的简图,据图分析下列有关问题:(1)图中的甲、乙、丙分别是什么?①、②、③分别表示什么过程?提示:分解者、消费者、生产者。
通过分解者、生产者、消费者的呼吸作用将生物群落内的有机物分解为CO2,返回大气中。
(2)大气中CO2进入生物群落的主要途径是什么?(用图中代号表示)提示:④探讨3:碳循环都是双向的吗?提示:不都是。
(1)CO2在生物群落和无机环境之间是双向循环的。
(2)在生物群落内部,沿食物链(网)传递时,碳循环不是双向的,只能由低营养级向高营养级单向传递。
[技法提炼]碳循环模式图中生态系统成分的判断(1)首先双向箭头的两端分别是生产者和大气中的CO2,因为只有生产者既能通过光合作用或化能合成作用从大气中吸收CO2,又能通过呼吸作用向大气中释放CO2,因此只有生产者与大气中的CO2之间具有双向箭头(如图1中的A与B、图2中的A与C、图3中的A与E、图4中的A与B)。
(2)在此基础上,其他成分都有箭头指向的为大气中的CO2,因为生产者、消费者、分解者都可通过呼吸作用向大气中释放CO2(如图1中的B、图2中的C、图3中的A、图4中A),双向箭头的另一端则为生产者(如图1中的A、图2中的A、图3中的E、图4中的B)。
(3)除大气中的CO2外其他生物成分都有箭头指向的为分解者,因为动植物的遗体遗物都要被分解者分解(如图1中的D、图2中的E、图3中的C、图4中D),剩下的成分为消费者(如图1中的C、图2中的B、D,图3中的B、D、F,图4中的C)。
1.关于物质循环的叙述正确的是()【导学号:67330034】A.生产者与无机环境之间可以直接进行碳循环B.消费者与无机环境之间可以直接进行碳循环C.物质循环沿着食物链进行D.不同的生态系统的物质循环在生态系统范围内独立地进行【解析】消费者体内的碳能通过呼吸作用进入无机环境,但无机环境中的碳不能直接进入消费者体内。
【答案】 A2.生态系统中C、N等元素流动的特点是()①单向的②循环的③逐级递减④反复出现,由一种形式转化成另一种形式A.①④B.②③C.①③D.②④【解析】生态系统中物质循环是指元素的循环,在生态系统中物质循环的特点是循环的,反复出现的,由一种形式转化成另一种形式。
【答案】 D3.下图表示某生态系统中4种成分之间的关系。
以下相关叙述中,正确的是()A.1和2包含着所有种群构成的群落B.3代表的生物一定是原核生物C.①代表光合作用,②代表呼吸作用D.4可以表示大气中的CO2【解析】从题图中可解读出如下信息:在该生态系统中,4代表非生物的物质和能量,1代表生产者,2代表消费者,3代表分解者。
1、2、3包含的所有种群才构成群落。
分解者可以是原核生物,如细菌,也可以是真核生物的真菌或小型的动物(蚯蚓)。
①代表摄食活动,②可以代表呼吸作用。
【答案】 D物质循环和能量流动的关系1.物质循环(1)概念①物质:组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素。
②循环途径:无机环境生物群落。
③范围:生物圈。
(2)特点①具有循环性,物质可以被生物群落反复利用。
②具有全球性,因此又叫生物地球化学循环。
2.能量流动和物质循环的关系(1)区别①物质循环具有全球性和循环性的特点。
②能量流动是逐级递减的,是单方向的。
(2)联系①二者同时进行,相互依存,不可分割。
②物质是能量流动的载体,能量是物质循环的动力。
[合作探讨]探讨1:既然氮元素在生物群落和无机环境之间也是不断循环的,为什么还要往农田中不断地施加氮肥?提示:物质循环是指在生物圈范围内物质是循环的。
农田中不断有粮食产出,基本元素不断地被输出,所以要不断地施加氮肥。
探讨2:下图是某生态系统的结构模式图,该图中只表示物质流向的箭头是哪些?可表示能量流动的箭头有哪些?(用图中的数字标号表示)提示:②和⑤;①、③和④。
[归纳提炼]能量流动和物质循环的关系项目能量流动物质循环形式光能→化学能→热能化学元素(无机物→有机物→无机物) 特点单向流动、逐级递减往复循环范围生态系统各营养级生物圈(全球性)联系同时进行,相互依存,不可分割。
①能量的固定、储存、转移和释放,离不开物质的合成和分解;②物质是能量沿食物链(网)流动的载体;③能量是物质在生态系统中往复循环的动力图示4.下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述中,不正确的是()【导学号:67330035】A.生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程称为生态系统的能量流动B.生产者通过光合作用合成有机物,能量就从无机环境流入生物群落C.物质是能量的载体,生态系统的能量是伴随物质而循环利用的D.物质是能量的载体,能量是物质循环的动力,两者同时存在,不可分割【解析】物质是能量的载体,能量流动则伴随着物质循环,能量流动又是物质循环的动力,但能量流动是单向的,不能循环利用。
【答案】 C5.下面为某生态系统的部分物质循环简图,其中M表示非生物的物质和能量。
相关叙述正确的是()A.若M表示大气中的CO2,则碳元素在图中④过程中是以有机物形式传递的B.从图中我们可以看出能量伴随着物质循环而循环C.若M表示大气中的CO2,则碳元素可在生物群落中反复循环利用D.若M表示无机环境中的能量,则①的能量值为②与③对应的能量值之和【解析】碳元素在生物群落中是以含碳有机物的形式传递的,A项正确;能量在生态系统中沿食物链单向流动,而不能循环利用,B项错误;碳循环是在无机环境和生物群落之间反复循环利用,而不是在生物群落的内部,C项错误;①代表的是生态系统中固定的总能量,它不仅包括②③,还包括消费者通过呼吸作用散失到无机环境中的能量,D项错误。
【答案】 A探究土壤生物的分解作用1.原理(1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物,它们在生态系统中的成分为分解者。
(2)分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物,其分解速度与环境中的温度、水分等生态因子相关。
2.过程案例1 案例2实验假设微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解淀粉实验设计实验组对土壤高温处理A杯中加入30 mL土壤浸出液对照组对土壤不做任何处理B杯中加入30_mL蒸馏水自变量土壤中是否含有微生物是否含有微生物实验现象在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组AA1不变蓝A2产生砖红色沉淀BB1变蓝B2无砖红色沉淀结论分析微生物对落叶有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉[合作探讨]探讨1:案例1中实验组应当如何处理?提示:实验组的土壤要进行处理,以尽可能排除土壤微生物的作用,同时要尽可能避免土壤理化性质的改变,例如,将土壤用塑料袋包好,放在60 ℃恒温箱中1 h灭菌。
探讨2:案例2中鉴定不同糖类用到的试剂分别是什么?使用时有什么注意事项?提示:鉴定淀粉需用碘液,碘液不可滴加过多,通常滴加1~2滴即可。
鉴定淀粉分解产生的还原糖可用斐林试剂,通常需要50~65 ℃水浴加热2 min。
探讨3:实验中应注意控制哪些无关变量?提示:如温度、湿度、pH、处理时间、埋藏深度等都属于无关变量,实验组与对照组的无关变量都应该是相同的。
[拓展归纳]实验组、对照组的确定(1)验证实验中二者的确定:根据题意首先弄清实验研究的自变量是什么,然后找到进行自变量处理的组即为实验组,没进行自变量处理,仅为排除无关变量干扰而设置的组为对照组。
(2)探究实验中二者的确定:接受自变量处理的结果是未知的组为实验组;未接受自变量处理的结果是已知的为对照组。
6.某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5 cm左右)为实验材料,研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用,对土壤处理情况见下表。
下列有关叙述不.正确的是()1组2组3组4组灭菌不灭菌灭菌不灭菌土壤处理湿润湿润较干燥较干燥B.为了控制实验中的无关变量,作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理C.该实验的自变量为土壤是否灭菌的处理,实验中的对照组是1和3组D.预期结论是1、3组的落叶不被分解,2、4组中的落叶被不同程度地分解【解析】该实验中1、2组是湿润土壤,3、4组是较干燥土壤,1、2组与3、4组对照,可以探究不同土壤湿度条件下,土壤微生物对落叶的分解作用;该实验中对土壤采取了灭菌和不灭菌的处理,这是对自变量的处理,落叶上存在的微生物属于无关变量,为了避免无关变量对实验的干扰,应将各组的落叶进行灭菌处理;该实验的自变量为土壤是否灭菌处理及土壤的湿度,实验中的对照组是1和2组。
【答案】 C1.生态系统中的物质循环中的物质,一般指的是组成生物体的( )A .各种化合物B .各种有机物C .各种无机物D .各种化学元素【解析】 本题考查对物质循环概念的理解。
生态系统内的物质循环是以组成生物体的各种化学元素的形式进行的。
各种化学元素在无机环境与生物群落内的具体存在形式在不断变化,如无机物与有机物的转化、不同有机物间的转化,因此物质循环不是以某种具体化合物的形式进行的,而是以元素的形式进行的。
【答案】 D2.在生态系统物质循环和能量流动过程中,连接生物群落与无机环境的重要的生理作用和重要环节分别是( )①蒸腾作用 ②光合作用 ③呼吸作用 ④生产者 ⑤消费者 ⑥分解者A .①、②和④、⑥B .②、③和④、⑥C .②、③和④、⑤D .①、③和④、⑥【解析】 连接生物群落与无机环境的重要生理作用是光合作用和呼吸作用,两个重要环节是生产者和分解者。
【答案】 B3.“哥本哈根气候变化大会”引起了人们对温室气体排放的关注,大会所倡导的低碳生活获得普遍认同。
根据下图所示碳循环的部分过程进行的有关分析,正确的是 ( ) 化石燃料――→①大气中的CO 2②③生物群落A .生物群落内部进行碳循环的物质形式是CO 2B .参与过程②的生物只有消费者和分解者C.不能通过增强过程③减少大气中CO2的含量D.开发太阳能、水能、核能等新能源,可减少人类对过程①的依赖【解析】生物群落内部碳元素以有机物的形式循环;过程②指的是生物群落内部生产者、消费者、分解者通过细胞呼吸作用释放CO2;可以通过增强过程③减少空气中CO2的含量;开发新能源能减少人类对化石燃料的使用。