《生态系统中的物质能被循环利用》示范公开课教学设计【高中生物浙科版（新课标）】.docx

第四节　生态系统中的物质能被循环利用u 教学目标1．以碳循环、水循环和氮循环为例，分析生态系统中物质循环的过程和特点，并尝试用构建模型的方式进行说明2．归纳物质在生物群落与无机环境之间循环的规律，比较分析生态系统中物质循环与能量流动的关系3．举例说明物质循环原理在农业生产中的应用及其意义u 教学重难点【教学重点】1．分析生态系统中碳循环、水循环和氮循环等物质循环的过程和特点2．归纳物质在生物群落与无机环境之间循环的规律3．物质循环原理在农业生产中的应用及其意义教学难点】1．分析生态系统中碳循环、水循环和氮循环等物质循环的过程和特点，并构建模型2．物质循环原理在农业生产中的应用及其意义u 教学过程【新课引入】探讨问题：地球上的物质师生共同探讨：地球上的物质已经被使用了亿万年，为何还未用尽？理解物质的循环性新知讲解】一、生态系统中的物质循环教师讲解物质循环的概念，引发学生思考物质循环的方式和特征，并举例说明1．生态系统中的物质循环生态系统中的无机物，在光合作用中被合成为可被生物利用的有机物这些有机物的一部分通过生物的呼吸作用又被分解为无机物，而大部分是在生物死亡后才被分解者分解为无机物的这些无机物可以重新回到生态系统中被生产者吸收利用，从而完成生态系统中的物质循环。

问题探讨】物质循环主要有水循环、碳循环和氮循环等，它们各自具有哪些特征？二、生物在水循环中起的作用很小1．水循环教师讲解水循环的含义和途径，引导学生阅读教材图3-14，分析并尝试构建水循环的模型1）水循环的含义：地球上的水通过蒸发、冷凝等过程进行不断的循环2）水循环的途径：降水和蒸发是水循环的两种方式水循环是由太阳能推动的模型构建】分析水循环示意图，尝试构建概念模型，说明水循环的过程3）水循环的概念模型：2．水循环的特点师生根据模型构建的内容，结合实例，分析归纳水循环的特点：（1）地球表面的蒸发量和降水量基本持平，陆地降水量大于蒸发量，海洋的降水量小于蒸发量2）生物在全球水循环中所起的作用很小3．水循环的作用教师举例说明冲积平原的形成和水土流失的原理，师生共同总结说明水循环的作用：各种营养物质会随水的流动而从一个生态系统到另一个新的生态系统，这对补充某些生态系统的营养物质非常有利三、二氧化碳是碳循环的主要形式1．碳循环教师引导学生举例说明地球上的碳元素的存在形式，并引导学生根据碳循环示意图，说明碳循环的过程，并探讨如何构建碳循环的模型，说明碳循环的过程1）碳的存在形式：地球上的碳绝大部分是以碳酸盐的形式存在于岩石圈中，其次是储存在化石燃料中。

生物可直接利用的碳是水圈和大气圈中以二氧化碳形式存在的碳在生物群落中主要以含碳有机物的形式存在模型构建】分析碳循环示意图，尝试构建概念模型，说明碳循环的过程2）碳循环的概念模型：（3）碳循环的过程：①大气圈中的碳进入生物群落的途径是生产者的光合作用和化能合成作用，形式是二氧化碳②生物群落中的碳回到非生物环境中的途径有分解者的分解作用、动物和植物的呼吸作用等，形式是二氧化碳③碳在生物群落与非生物环境间循环的形式是二氧化碳，在生物群落内部传递的形式是含碳有机物，途径是食物链（网）2．碳循环的调节师生根据碳循环的过程尝试分析海洋和植被在碳循环中的作用，说明碳循环的调节方式及其自我调节形成的稳态特点：（1）海洋对于调节大气圈中的碳含量起着非常重要的作用2）碳在生态系统中的含量，能通过碳循环的自我调节机制得到调整，并恢复到原来的平衡状态四、固氮菌等细菌在氮循环中发挥重要作用教师引导学生阅读教材P77-78，并根据教材内容说明氮循环的过程、固氮途径、氨化、硝化和反硝化的概念和过程由于大气成分的78%是氮气，所以氮最重要的储存库就是大气圈但是，大多数生物不能直接利用氮气大气中的氮只有被固定为无机氮化合物（主要是硝酸盐和氨）以后，才能被生物所利用。

1．氮循环包括固氮、氨化、硝化和反硝化等过程2．固氮途径3．氨化作用尿素和尿酸等通过异养细菌、放线菌和真菌的代谢活动，转变为无机化合物（氨），并把它释放出来4．硝化作用氨和铵盐被硝化细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程5．反硝化作用硝酸盐等含氮化合物在反硝化细菌的作用下转化为N2、NO和N2O的过程学生活动】教师引导学生分析氮循环示意图，尝试举例说明氮循环的过程，说明各种微生物在氮循环中的作用及氮循环原理在生产生活中的应用五、生态系统的物质循环规律的运用教师引导学生通过分析 “蔬菜-鸡、猪-沼气”系统说明农业生态工程是如何将物质循环规律运用于农业生产的并归纳总结其应用意义1．物质循环利用的农业生态工程“蔬菜-鸡、猪-沼气”系统以及“桑基鱼塘”生态工程都属于物质循环利用的农业生态工程2．人类运用生态系统的物质循环规律，在生产实践中实现资源多层次利用（1）运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的物质循环和能量流动，使物质中的能量更多地流向对人类有益的方向2）进而实现资源的多层次利用或循环利用，使人和自然环境共同受益六、物质循环与能量流动的比较【核心归纳】教师引导学生分组讨论，并归纳总结物质循环与能量流动的区别与联系。

课堂小结】教师带领学生回顾本节课的重要知识点，指导学生总结本节课的重点和难点课堂检测】1．下列关于生态系统中水循环的说法，错误的是（　B　）A．主要循环路线是从地球表面进入大气圈，从大气圈回到地球表面B．生物在水循环中起着重要作用C．水循环带动了大量的物质在地球上运动D．全球的蒸发量和降水量基本持平2．下图为生态系统碳循环示意图，甲~丙表示生态系统的组成成分，①~⑤表示碳传递途径，下列叙述错误的是（　A　）A．丙中包含多个营养级的多种生物B．与细胞呼吸有关的过程是①②③C．中耕松土可以加强①和②过程D．碳主要以有机物的形式在⑤⑥⑦过程中传递3．氮是构成生命有机体的重要元素之一，下列叙述错误的是（　C　）A．植物缺氮会影响叶绿体中叶绿素的合成B．氮元素可以在生物群落和非生物环境之间循环往返C．根瘤菌可以通过固氮作用为植物提供含氮有机物D．核酸分子均含有氮元素【课外拓展】课外读：碳平衡法及其利用教师引导学生阅读教材中的“课外读”小资料，并探讨碳平衡法的作用及其应用的重要性碳平衡也称碳中和，是人们通过计算二氧化碳的排放总量，然后通过植树等方式把这些排放量吸收掉，以达到环保的目的碳平衡是指碳排放者对一定阶段内无法消减或消除的自己产生的碳排放，可以通过产生或购买碳抵消额的形式，完全消除碳排放的一种环保行为。

教师引导学生查阅资料，说明取得“碳达峰”和“碳中和”都有哪些途径？ 12 / 12。