高中生物生态系统的物质循环名师精选教案4新课标人教版必修3

1、名校名 推荐生态系统的物质循环【学习目标】1理解生态系统物质循环的概念。2理解碳循环的过程。3理解和应用能量流动和物质循环的关系。【基础知识精讲】课文全解：本小节内容包括三部分：物质循环的概念；碳循环；能量流动与物质循环的关系。关于物质循环的概念，教材首先通过两个富有启发性的问题：地球为什么能源源不断地为生物提供各种物质呢 ?为什么我们并没有感觉到大气中的氧气减少呢 ?把我们引入学习的主题，接着利用前面学过的生物学知识，概括性地讲述了物质循环的概念。特别强调性地指出：物质循环带有全球性，所以，物质循环又叫做生物地球化学循环。关于碳循环，是本小节的重点内容。教材先用一串彩色图片，展示了生物圈中碳

2、循环的全过程，直观形象地把我们带入了茂密的森林、辽阔的草原、蓝色的天空、沸腾的工厂，以感受碳循环过程的丰富性与复杂性，紧接着详细而精辟地讲述了碳循环的形式、过程和范围。在过程中，教材紧紧围绕刚学过的生态系统的成分与营养结构，说明生产者 ( 绿色植物 ) ，把大气中的二氧化碳和水合成糖类等有机物被消费者利用，生产者和消费者又通过细胞呼吸把二氧化碳释放到大气中，生产者和消费者的遗体又被分解者所分解利用，所产生的二氧化碳也返回到大气中。然后，教材直接指出生物群落中的碳和无机环境中的碳形成了循环回路。同时，教材还采用事物是普遍联系的哲学观点，讲述了古代的动植物遗体变成煤和石油，被人们开采后燃烧产生的二

3、氧化碳也放回到大气中。自然而然地推导出了生态系统中碳循环的主要形式是二氧化碳气体，同时也阐明了碳循环具有全球性的原因和物质循环又叫“生物地化循环”的理由。最后，教材以较长的篇幅，用“温室效应”的形成与危害强调指出了人类活动对碳循环的影响；以“物质循环”与“能量流动”相比较的形式总结性地说明了无机环境中的物质可以被生物群落反复循环利用。关于能量流动与物质循环的关系和作用，教材先站在生态系统的角度概括地指出：二者是生态系统的主要功能。接着分析了二者的关系。即：二者是同时进行，相互依存，不可分割的统一整体。综上所述，本节知识结构如下：问题全解：113怎样理解生态系统物质循环的概念及范围？（见课文全解

4、第二段）114碳循环的形式和过程如何？（见课文全解第三段）115“温室效应”是如何形成的？又有哪些危害？在生态系统中，组成生物体的 c、h、o、n、p、s 等化学元素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落回到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。因此，物质循环具有往复性和全球性的特点。以碳循环为例，物质之所以循环运动，取决于生产者的1名校名 推荐光合作用 ( 碳元素的输入 ) 和各营养级生物及分解者的细胞呼吸 ( 碳元素的输出 ) 等生理过程的平衡 ( 图 862) 。但由于现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤和石油等化石燃料，使地层中经过千百万年积存的碳元素在很短时间内释放出来

5、。再加上人类乱砍滥伐，使森林等植被面积大幅度萎缩，打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化碳的含量迅速增加。这样，太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而引起大气变暖的效应，即“温室效应” 。大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。见图 863。图 863图 864温室效应对生物圈和人类社会都有着不可忽视的影响。荒漠将扩大，土地侵蚀加重，森林退向极地，早涝灾害严重，雨量将增加7%11%，由于气温升高，会加快极地冰川的融化，导致海平面上升，进而对陆地生态系统和人类的生存，尤其对沿海发达城市构成威胁。116生态系统的能

6、量流动和物质循环有怎样的区别与联系？能量流动和物质循环是生态系统的主要功能， 二者具有不同的特点。 在物质循环过程中，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，即具有循环性，因此生物圈是一个在物质上自给自足的系统；能量流动则不同，能量在流经生态系统各个营养级的时候，是逐级递减的，而且运动是单向的，不是循环的。尽管能量流动和物质循环具有不同的特点，但是二者又有着密切的联系：能量流动和物质循环是同时进行的，二者均始于生产者通过光合作用合成有机物固定太阳能，然后沿着共同的渠道食物链( 网) 一起运行；彼此相互依存，不可分割。因为能量的固定、储存，转移和释放，离不开物质的合成和分解等过程，物质作为能量的

7、载体，使能量以含碳有机物中化学能的形式沿着食物链( 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，生态系统的各组成成分：非生物的物质和能量，生产者、消费者、分解者，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，从而相互作用、相互影响，形成一个四位一体的统一整体生态系统。（如图 8 6 5）2名校名 推荐图 8 6 5【学习方法指导】本小节的学习可采用“图解分析、归纳法”来对本节的重点“碳循环”的过程进行学习，对物质循环与能量流动的关系可采用“列表比较法” ，从二者的“形式、特点、范围、联系”等诸多方面进行比较学习并掌握之。【知识拓展】生态系统物质循环的3

8、 种主要类型(1) 水循环在生态系统中，水是以液态、固态、气态这 3 种形式存在的。海洋、湖泊表面的水不断蒸发，变成水蒸气。水蒸气在空气中遇冷凝结又成为降雨。这些降雨一部分直接又落回江河湖海，而另一部分则落到陆地。落到陆地的这部分降雨，一些被植物吸收，另一些则渗入地下，成为地下水，地下水最终又缓慢流入海洋。而植物吸收土壤中的水分后，又通过蒸腾作用，将水分子送回大气中。动物则直接饮用河流、湖泊中的水，并从食物 ( 植物或动物 ) 中取得一部分水，最后通过分泌、排泄等活动把水分还回给环境。这就是生态系统中水循环的大致过程。(2) 气体型循环气体型循环主要有碳元素的循环、氮元素的循环和氧元素的循环。

9、这里，我们主要介绍一下碳元素的循环。呼吸的重点是吸入氧气而呼出二氧化碳气体，而植物除了呼吸以外，还可以进行光合作用，“吸入”二氧化碳气体，而“呼出”氧气。空气中的二氧化碳被植物“吸入”后变为糖类，大部分用于植物生长，而少部分通过细胞呼吸被送还给大气。动物们则是通过食物链摄食碳元素，其中也有一小部分用于呼吸，大部分用于自身的生长。最后那些没有被捕食的动植物死掉后，尸体被分解者 ( 如真菌 ) 分解，将当初用于自身生长的碳元素也全部以二氧化碳的形式放还给大气。以上就是碳循环的主要途径。(3) 沉积型循环磷循环、硫循环，及钙、钾、钠、镁的循环都为沉积型循环。下面以磷循环为例，介绍一下沉积型循环。沉积岩中的磷酸盐因风化、侵蚀等作用而溶于水中，进入土壤或海洋。植物可以从土壤中直接吸收磷酸根离子，用于合成自身的一些物质，然后再通过食物链将磷传递给植食动物、肉食动物，最后这些动物的尸体被分解者分解， 磷又重新回到环境中，“等待”再次被植物吸收。以上是磷在陆地生态系统中的情况。以上我们提到，岩石风化后，一部分磷酸盐进入土壤，3名校名 推荐而另一部分磷酸盐则进入海洋。进入海洋生态系统的