5.3 生态系统的物质循环 教学设计
课? 题
第3节 生态系统的物质循环
教? 学
目? 标
1通过碳循环的学习，理解生态系统中的物质循环，并关注碳循环失调与温室效应的关系。
通过对能量流动和物质循环比较表格的补充，说明能量流动和物质循环的关系。
阅读课本，依据案例，尝试探究“土壤微生物的分解作用”。
目标导引教学
讲述与学生练习、讨论相结合
教
材
分
析
重点
分析生态系统中的物质循环
难点
说明能量流动和物质循环的关系。
教具
多媒体、实物投影仪
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教
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学
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过
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程
〖引入〗以“问题探讨”引入，学生思考回答师提示。
〖提示〗循环利用。
〖问题〗以“本节聚焦”再次引起学生的思考。
〖板书〗一、碳循环
1．概念：指组成生物体的C、H、O、N等基本元素在生态系统的生物群落与无机环境之间形成的反复运动。
（1）循环形式：CO2
（2）循环途径：
?
（3）温室效应
〖学生活动〗阅读P100第二段到P101完
〖思考与讨论〗学生阅读思考回答师提示。
〖提示〗
1.单质与化合物；有机物与无机物。
2.略。
〖板书〗生态系统的物质循环：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。（生物地球化学循环）
〖旁栏思考题〗学生阅读思考回答师提示。
〖提示〗大力植树造林后，这些植物能大量吸收已有的二氧化碳，因而能起一定的缓解作用。但更应该控制源头──温室气体的排放。
〖探究〗有条件学生回家探究。
二、能量流动和物质循环的关系
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区
别
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?
能量流动
物质循环
形式
含碳有机物
CO2
范围
生物群落的各营养级之间
生物群落与无机环境之间
特点
单向流动、逐级递减
全球性、循环流动
联
系
物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力。能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者同时进行，相互依存，不可分割，在生物群落中都是以食物链为流动渠道。
〖小结〗略。
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?
典型例题
例1我国北方处于稳定状态的某森林生态系统，其碳循环如右图，箭头和字母分别表示碳元素的传递方向和转移量。下列选项正确的是 A.夏季,a﹥b﹢c﹢e???B.秋季,e﹢f﹤g?
C. 春季,g﹦b﹢e﹢f??D.冬季,d﹥c﹢f 解析：我国北方的夏季昼长夜短，气温较高，生产
者同化作用占优势，生长较快，因此a﹥b﹢c﹢e ；在秋季，植物的遗体、残枝、败叶相对增多，动物粪便增多，而土壤中的微生物数量相对稳定，由于气温变低，土壤中的微生物代谢变缓、繁殖变慢，因而e﹢f﹥g ；在冬季，动物呼吸作用加强以维持体温，即d值增大，而动物可摄入的有机物相对减少，即c值减少，可能的关系是d﹢f≤c。
答案：A
?
例2 右图示生态系统碳循环示意图，图中D为大气，请据图回答问题?
（1）此生态系统的能量流动是从〔?? 〕???????? 固定太阳能开始的。? （2）碳元素在大气中与A、B、C、之间的流动是以?????? 形式进行的，在生态系统的各成分中，A为??????? ，B为????????? 。??? （3）图中D～C过程是通过?????? 作用实现的，C～D过程是通过?????? 作用实现的，B～D过程是通过?????? 作用实现的。
? （4）生物群落中的一部分碳返回大气中，而另一部分则以????? 形式储存在地层中，碳在生物群落与无机环境之间主要以????? 的形式循环。
? （5）碳循环的同时一定伴随着????????? 。
解析：在生态系统中，碳元素主要以二氧化碳的形式在生物群落与无机环境之间循环，始终伴随着能量流动，而生态系统的能量流动是从绿色植物的光合作用开始的，并进入生物群落随食物链而流动。生物群落中的碳是以二氧化碳的形式返回到大气中，但其中一部分碳则以化石燃料的形式储存于地层中。
答案：（1）C 生产者? （2）二氧化碳? 消费者?? 分解者?? （3）光合? 呼吸?? 分解
（4）化石燃料? 二氧化碳?? （5）能量流动
?
目标检测
1生态系统的物质循环，其物质是指.（? ）
A.细胞中的蛋白质和核酸??? B. 组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素??
C.组成生物体的各种元素?? ?D.组成细胞的各种化合物
2.与自然界的碳循环关系最密切的两种细胞器是（? ）
A.内质网和高尔基体? B. 叶绿体和线粒体? C.核糖体和 叶绿体? D .核糖体和高尔基体
3.在自然界的物质循环中，对物质转化必不可少的生物因素是（? ）
A.绿色植物和动物??? B. 绿色植物和微生物???
C.动物和微生物??? ? D. 绿色植物或微生物?
4.生态系统的物质循环发生在（? ）
A.生物群落中??? ??????B.生产者和消费者之间???
C.生产者和分解者之间? D.生物群落与无机环境之间
5.对于一个处于相对稳定状态的生态系统，下列叙述不正确的是 （? ）
A.物质不断循环??? ????B.组成成分相对稳定???
C.能量不断流动? ?????D.生物个体数量不变
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?? ??????????????????
C. 大量生物遭灭绝? ???????????????D.自然因素破坏了生态稳定
7.细菌、真菌对每个生物群落来说都是非常重要的，这是因为它们（? ）
A.可以固定大气中的二氧化碳??? B.是消费者的食物来源??
C.促进水分和无机盐的循环?? ???D.能将动、植物的残骸分解为无机物?
8生态系统的碳循环与生物群落的哪些活动有关（? ）.
①光合作用 ② 呼吸作用? ③蒸腾作用? ④微生物的分解作用
A. ① ②?? B. ① ② ④? C. ① ② ?③? D.①? ④
9.下图是生态系统中碳循环图解，图中甲、乙、丙各是（? ）
A.甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者
B.乙是生产者，甲是消费者，丙是分解者
B.丙是生产者，乙是消费者，甲是分解者
D.甲是生产者，丙是消费者，乙是分解者?
10.在水藻→小鱼→大鱼组成的食物链中，小鱼不会吃大鱼，但大鱼可以吃小鱼，该食物链不可逆性，说明在一个生态系统中（? ）
A.物质循环是单向的??? B.能量流动是单向的?? C.碳循环是单向的?? D.水循环是单向的
11．据图判断，下列叙述不符合生态学原理的是
A.物质经过多级利用，实现了良性循环
B.每一级生产环节都获得产品，提高了经济效益
C.由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降低
D.由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染
答案：B B B D D B D B B B C
?
12．下图是生态系统种碳元素循环模式图。图中的箭头表示这种元素的循环利用，但图中缺少了一个重要生理过程，据图回答下列问题：
（1）A、B、C、D各是什么生物？
?A ??????????B ??????????C? ?????????????D ????????
（2）写出①～⑤所示过程的名称
?①???????? ?②???????? ?③????? ??④???????? ?⑤??????????
（3）图中缺少的生理过程是???????? 。用箭头在图上表示。
（4）参与过程④的生物种类有??????????? 。这些生物的新陈代谢类型：同化作用方式属于?????????? ，异化作用方式属于???????? 。
（5）由此可见，生态系统物质循环具有以下特点:
①??????????? ? 。
? ②??????????????????????????????????????????? 。
答案：（1）绿色植物? 植食性动物?? 肉食性动物?? 腐生细菌、真菌等
（2）①光合作用? ②呼吸作用? ③呼吸作用?? ④分解者的呼吸作用⑤燃烧
（3）绿色植物的呼吸作用（从A指向CO2的箭头）
（4）腐生细菌、真菌等?? 异养型????? 需养性、厌氧性、兼性厌氧型
（6）①带有全球性? ②组成生物体的一些基本化学元素在生物群落和无机环境之间反复循环运动。
作
业
?
教学
后记
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课内检测
例1、下图为生态系统中碳循环的简明示意图，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。
(2)图中缺少的一个重要箭头是
________________________________________________________________________。
(3)与A过程本质相同的有__________过程(用图中字母代号表示)。
(4)碳在无机环境中以__________形式存在，而在无机环境与生物群落之间以__________ 形式进行循环。碳循环始终与__________结合在一起进行。
(5)生态系统的四种成分是通过__________和__________紧密联系在一起而形成一个统一整体的。
学习检测：
1．下列关于碳循环的叙述中，正确的是( )
①全过程在生物群落中进行 ②碳元素只能通过光合作用进入生物群落
③生物群落的碳元素通过分解者回归无机环境 ④其循环过程中伴随着能量的转换
A③② B．③④ C．①③ D②④
2．生态系统的物质循环中，物质是指( )
A．组成生物体的各种元素 B．组成自然界的元素
C．组成生物体的一些基本元素 D．组成生物体的蛋白质和核酸
3．如图是生态系统中碳循环的图解，其中甲、乙、丙各是( )
A．甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者
B．乙是生产者，甲是消费者，丙是分解者
C．丙是生产者，乙是消费者，甲是分解者 D．甲是生产者，丙是消费者，乙是分解者
4．生态系统的物质循环的特点不包括( )
A．带有全球性 B．物质是指组成生物体的基本元素
C．在群落与无机环境之间循环往复 D．在群落的各营养级之间循环往复
5．下列关于生态系统中的能量流动和物质循环的叙述，不正确的是( )
A．能量流动和物质循环是独立进行的两个过程
B．能量流动和物质循环是相互依存的两个过程
C．物质循环的进行需要能量的推动
D．能量流动的载体是各种有机物
6．下面是某生态系统的碳循环示意图，分析回答：
(1)碳在无机环境中以__________________的形式存在，在生物群落与无机环境之间的循环是以__________________的形式进行的。
(2)A、B、D分别代表的生理过程是：
A．_______________________________________________________________________；
B．_______________________________________________________________________；
D．_______________________________________________________________________。
(3)该生态系统中碳循环首先依赖于________________过程。
(4)图中A通过________和________两种方式将生物组织内的碳返回大气中。
(5)碳循环始终与能量流动结合在一起进行，生态系统中能量的最终来源是________。能量流动的渠道是__________________________。
课件21张PPT。生态系统的物质循环5.3学习目标：
通过碳循环的学习，理解生态系统中的物质循环，并关注碳循环失调与温室效应的关系。
通过对能量流动和物质循环比较表格的补充，说明能量流动和物质循环的关系。
阅读课本，依据案例，尝试探究“土壤微生物的分解作用”。为什么维持生态系统所需大量物质，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消耗完？问题探讨：你自己所呼出的二氧化碳都去了哪里？ 思考与讨论：
1、碳在自然界以什么形式存在？
2、碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节（以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等）？一、碳循环：
碳元素约占生物体干重的49％，碳是有机化合物的“骨架”，没有碳就没有生命。大气中的CO2库光合作用呼吸作用植物呼吸作用动物残落物
尸体粪便煤石油等化石燃料微生物分解燃烧碳循环动物摄食小结：（1）碳循环的形式：
（2）碳在无机环境中的存在主要形式：
（3）碳在生物体内的存在主要形式：
（4）碳进入生物体的主要途径：
（5）碳在生物体之间传递途径：
（6）碳进入大气的途径：CO2CO2和碳酸盐绿色植物的光合作用食物链①生物的呼吸作用含碳有机物②微生物的分解作用③化石燃料的燃烧生产者消费者分解者大气中的CO2库化石燃料(1)碳从无机环境进入生物群落的途径有：_____作用和____________作用。(4)在生物群落内部，碳通过______________，以含____有机物的形式传递。(3)在无机环境与生物群落之间, 碳以_____的形式循环.(2)碳进入大气的途径有：______________________光合呼吸作用、分解作用、燃烧CO2碳练习：食物链和食物网化能合成(变式)下图是自然界碳循环的简图。图中的甲、乙、丙各代表什么 甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者二.生态系统的物质循环组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。这就是生态系统物质循环。生物地球化学循环这里的物质是指什么？这里的生态系统是指什么？在哪两者之间循环？生物圈抓住要点:施用农药DDT 的地区，虽然只占陆地面积的一小部分，可是在远离施药地区的南极动物企鹅体内也发现了DDT，南极动物体内为何会出现DDT？此现象说明了什么？全球性思考题：
大量砍伐森林，大量燃烧化石燃料会对C循环造成什么影响？冰川融化，海平面上升，
沿海城市被淹，气候变化频繁等温室效应的影响有哪些？如何缓解温室效应？减少CO2排放量：减少化石燃料燃烧，选用替代能源等
增加CO2吸收量：保护森林、草原生态系统等例、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
C. 大量生物遭灭绝
D.自然因素破坏了生态稳定B能量流动与物质循环的关系以有机物形式流动以无机物形式循环单向流动、逐级递减往复循环、全球性生物群落各营养级之间生物圈（1）同时进行、相互依存
（2）物质是能量流动的载体
（3）能量是物质反复循环的动力巩固练习1.在自然界的物质循环中，对物质的转化起重要作用的是
A.化能自养生物生物
B.动物和微生物
C.微生物和绿色植物
D.绿色植物和动物
( C )2.连接生命世界和无机自然界的两个重要环节是：
A.生产者和非生物成分
B.消费者和非生物成分
C.生产者和消费者
D.生产者和分解者
( D )3.与自然界的碳循环关系最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
( B )物质循环的概念：组成生物体的化学元素，……特点：具有全球性，往复循环。实例：碳循环与能量流动的关系：物质是能量流动的载体 能量是物质循环的动力小结本节内容主要包括三部分内容：生态系统的物质循环的概念、碳循环及能量流动和物质循环的关系。 本节内容主要包括三部分内容：生态系统的物质循环的概念、碳循环及能量流动和物质循环的关系。第一部分内容包括物质循环的“物质”“范围”“循环”“特点”；第二部分内容包括碳循环的过程、特点及温室效应。第三部分内容包括能量流动和物质循环的区别于联系。本节内容上承“生态系统的结构”“生态系统的能量流动”，下接生态系统的稳定，还以第三章中新陈代谢特别是绿色植物“光合作用”和“细胞呼吸”等为基础，对生态系统的内容具有承上启下的作用。因此，本节内容是本章的基础。 通过本节课创新教学的尝试，我体会到这节课的成功之处在于： 1、以学生为主体，先学后教。它不仅重视知识的获取，而且更加重视学生获取知识的过程及方法，更加突出地培养学生的学习能力。在问题的推动下、在教师的引导下，学生学得主动，学得积极，真正体现了“教为主导，学为主体”的思想。 2、合理重组教材内容。符合学生的认识规律，使学生学得轻松。 3、组织学生讨论、交流与评价 。培养了学生动脑思考的习惯，处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。
