2019-2020年高中生物 第3節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) 第2課時(shí)示范教案 新人教版.doc

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2019-2020年高中生物 第3節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) 第2課時(shí)示范教案 新人教版 導(dǎo)入新課 師 上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了物質(zhì)循環(huán)，現(xiàn)在先復(fù)習(xí)一下。請(qǐng)看下面幾個(gè)問(wèn)題。 課件展示： 1.物質(zhì)循環(huán)的物質(zhì)是指什么？ 2.物質(zhì)循環(huán)的循環(huán)是指在什么范圍內(nèi)循環(huán)？ 3.化學(xué)元素可以在什么和什么之間往返循環(huán)？ 4.碳元素在無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落之間循環(huán)的方式主要是什么？ 5.碳元素在生物群落內(nèi)部的傳遞方式是什么？ 6.能量的載體是什么？ 7.物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系。 8.什么是生物富集？ 生 回答（略）。 師 很好，大家掌握得不錯(cuò)。關(guān)于生物富集我們?cè)诘谝还?jié)就已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)了。下面我們一起來(lái)看看在物質(zhì)循環(huán)中起著非常重要作用的分解者。請(qǐng)問(wèn)：分解者的作用是什么? 生 分解動(dòng)植物的遺體、殘落物、糞便等，使其成為無(wú)機(jī)物，重新被生產(chǎn)者利用，保證了物質(zhì)可以在無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落之間循環(huán)。 師 很好?？墒谴蠹宜f(shuō)的只是書(shū)上的理論知識(shí)，在我們的大腦中也只是一個(gè)概念。不知道自然界中的實(shí)際情況是不是這樣，沒(méi)有形象的認(rèn)識(shí)。我們可以通過(guò)生活中細(xì)心的觀察以及實(shí)驗(yàn)探究來(lái)形成一個(gè)形象的認(rèn)識(shí)，使我們對(duì)所學(xué)知識(shí)有更加深刻的認(rèn)識(shí)和理解?？梢?jiàn)，觀察和實(shí)驗(yàn)是非常重要的，希望大家能夠重視。下面我們來(lái)做兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備： （1）準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)材料：自然狀態(tài)的土壤和嚴(yán)格滅菌的土壤、落葉、淀粉糊等。 （2）準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)試劑：碘液、斐林試劑甲和乙。 （3）準(zhǔn)備好各種實(shí)驗(yàn)器材。 推進(jìn)新課 板 書(shū)： 三、對(duì)土壤微生物分解作用的實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛嗎 探究實(shí)驗(yàn)的一般過(guò)程： 板 書(shū)： 1.確定題目 落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？ 師 土壤中最小的有機(jī)體可能也是最重要的有機(jī)體，是那些肉眼看不見(jiàn)的細(xì)菌和絲狀真菌。它們有著龐大的天文學(xué)似的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，一茶匙的表層土可以含有億萬(wàn)個(gè)細(xì)菌?？v然這些細(xì)菌形體細(xì)微，但在一英畝肥沃土壤的一英尺厚的表土中，其細(xì)菌總重量可以達(dá)到一千磅之多。長(zhǎng)得像長(zhǎng)線似的放線菌數(shù)目比細(xì)菌稍微少一些，然而因?yàn)樗鼈冃误w較大，所以它們?cè)谝欢〝?shù)量土壤中的總重量仍和細(xì)菌差不多。被稱之為藻類的微小綠色細(xì)胞體組成了土壤內(nèi)極微小的植物生命。 細(xì)菌、真菌和藻類是使動(dòng)、植物腐爛的主要原因，它們將動(dòng)植物的殘?bào)w還原為組成它們的無(wú)機(jī)物。假若沒(méi)有這些微小的生物，像碳、氮這些化學(xué)元素通過(guò)土壤、空氣以及生物組織的循環(huán)運(yùn)動(dòng)是無(wú)法進(jìn)行的。例如，若沒(méi)有固氮細(xì)菌，雖然植物被含氮的空氣“海洋”所包圍，但它們?nèi)詫㈦y以得到氮素。其他有機(jī)體產(chǎn)生了二氧化碳，并形成碳酸而促進(jìn)了巖石的分解。土壤中還有其他的微生物在促成著多種多樣的氧化和還原反應(yīng)，通過(guò)這些反應(yīng)使鐵、錳和硫這樣一些礦物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，并變成植物可吸收的狀態(tài)。 另外，以驚人數(shù)量存在的還有微小的螨類和被稱為躍尾蟲(chóng)的沒(méi)有翅膀的原始昆蟲(chóng)…… 板 書(shū)： 2.提出問(wèn)題 讓學(xué)生結(jié)合自己的生活經(jīng)歷，列舉土壤微生物分解作用的實(shí)例，提出想探究的問(wèn)題。教師予以啟發(fā)、指導(dǎo)。例如，落葉在土壤中能被分解掉，這究竟主要是土壤的物理化學(xué)因素的作用，還是土壤中微生物的作用呢？ 板 書(shū)： 3.作出假設(shè) 假設(shè)既可以是基于已有的知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)作出的解釋，也可以是想象或猜測(cè)。要鼓勵(lì)學(xué)生大膽提出假設(shè)，通過(guò)討論修正自己的假設(shè)。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的假設(shè)是否成立。如：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛并最終分解掉的。 板 書(shū)： 4.制訂計(jì)劃 首先，要確定實(shí)驗(yàn)變量是什么，需要控制的變量有哪些，如何控制這些變量，等等。其次，要確定探究的地點(diǎn)或場(chǎng)所：在野外？還是在實(shí)驗(yàn)室中？第三，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。教材中提供了兩則案例供學(xué)生參考。如：本實(shí)驗(yàn)的變量是自然土壤和滅菌土壤，也就是微生物；需要控制的變量包括所有的理化因素、落葉的數(shù)量等；要很好地控制這些變量最好在實(shí)驗(yàn)室中，可以人為地控制；實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)一下具體的操作步驟，見(jiàn)下。 板 書(shū)： 5.實(shí)施計(jì)劃 建議探究一在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，因?yàn)樵谑彝獾脑?，很難控制變量。教師可以巡視，并作必要的指導(dǎo)。 （1）把自然土壤和滅菌土壤分別放到兩個(gè)無(wú)菌操作室中。取相同重量的自然土壤和滅菌土壤于兩個(gè)無(wú)菌容器中。 （2）加入相同數(shù)量的落葉和土壤混勻，并加入等量的無(wú)菌水，使土壤濕潤(rùn)即可。 （3）保證無(wú)外界微生物的干擾，并保持相同的理化因素。通入等量的無(wú)菌空氣。 （4）每五天觀察記錄一次，并控制變量和調(diào)整變量到適宜。連續(xù)觀察記錄1個(gè)月左右。 板 書(shū)： 6.結(jié)果分析 可以將實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象列表整理，進(jìn)行對(duì)比分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 注：在考試中可能要你預(yù)測(cè)可能結(jié)果和作相應(yīng)的分析。 板 書(shū)： 7.表達(dá)交流 以小組形式進(jìn)行交流，提出問(wèn)題，進(jìn)行修改。 板 書(shū)： 實(shí)驗(yàn)二：探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用 1.確定題目：探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用 2.提出問(wèn)題 土壤微生物對(duì)淀粉分解嗎？如分解，那分解成什么？ 3.作出假設(shè) 土壤微生物能將淀粉分解成可溶性的還原糖。 4.制訂計(jì)劃 （1）變量是微生物?？梢杂米匀煌寥澜鲆汉驼麴s水作對(duì)照。 （2）其他的變量有溫度、濕度、溶液的量等，要保持相同。 （3）在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。 （4）實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)。 5.實(shí)施計(jì)劃 具體步驟見(jiàn)書(shū)本。教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，作必要的提示和指導(dǎo)。（注：1.實(shí)驗(yàn)中的斐林試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，用2 mL的0.1 g/mL的NaOH和3~4滴0.05 g/mL的CuSO4混合，加入斐林試劑后要加熱沸騰。2.實(shí)驗(yàn)時(shí)間是幾天到幾周，所以開(kāi)始時(shí)，A、B燒杯中的溶液量可以多些，以后每周觀察記錄一次） 6.結(jié)果分析 可以列表表示，如： 試劑 現(xiàn)象 燒杯（試管） 碘液 斐林試劑 分析結(jié)果 A A1 橙黃色 A2 磚紅色 B B1 藍(lán)色 B2 藍(lán)色 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：土壤微生物能將淀粉分解成可溶性的還原糖。 7.表達(dá)交流 同學(xué)之間對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題進(jìn)行質(zhì)疑，并進(jìn)行必要的修改。教師可以指導(dǎo)。 課堂小結(jié) 師 這節(jié)是實(shí)驗(yàn)課，希望大家能從實(shí)驗(yàn)中得到樂(lè)趣，提高自己的動(dòng)手、思維、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。從實(shí)驗(yàn)中更加清楚地理解分解者對(duì)物質(zhì)循環(huán)的作用。當(dāng)然，大家可以嘗試對(duì)其他的一些生物現(xiàn)象進(jìn)行探究，我會(huì)給大家必要的幫助。 板書(shū)設(shè)計(jì) 第3節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)(第1課時(shí)) 一、物質(zhì)循環(huán) 1.概念：組成生物體的C、H、O、N、S、P等化學(xué)元素，在無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落之間不斷地往返循環(huán)。 2.范圍：生物圈 3.生物地化循環(huán) 4.特點(diǎn)：具有全球性，反復(fù)循環(huán) 5. 6.物質(zhì)循環(huán)與環(huán)境問(wèn)題 溫室效應(yīng)、酸雨等 二、物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的區(qū)別和聯(lián)系 項(xiàng)目 能量流動(dòng) 物質(zhì)循環(huán) 編號(hào) 形式 以有機(jī)物形式流動(dòng) 以無(wú)機(jī)物形式在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境間流動(dòng) 1 過(guò)程 沿食物鏈（網(wǎng)）單向流動(dòng) 在無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落間往復(fù)循環(huán) 2 范圍 生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí) 全球性 3 特點(diǎn) 單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減 反復(fù)出現(xiàn)，循環(huán)流動(dòng) 4 聯(lián)系 （1）二者同時(shí)進(jìn)行，彼此相互依存，不可分割 （2）能量的固定、轉(zhuǎn)移、儲(chǔ)存、釋放離不開(kāi)物質(zhì)的合成和分解 （3）物質(zhì)是能量沿食物鏈（網(wǎng)）流動(dòng)的載體 （4）能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的動(dòng)力 （5）生態(tài)系統(tǒng)中的各種成分，正是由于物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，才能緊密地聯(lián)系在一起，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體 5 三、對(duì)土壤微生物分解作用的探究實(shí)驗(yàn)（第2課時(shí)） 實(shí)驗(yàn)一：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛嗎？ 1.確定題目 2.提出問(wèn)題 3.作出假設(shè) 4.制訂計(jì)劃 5.實(shí)施計(jì)劃 6.結(jié)果分析 7.表達(dá)交流 實(shí)驗(yàn)二：探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用 活動(dòng)與探究 1.對(duì)土壤微生物的分解作用進(jìn)行探究。 按照書(shū)本的內(nèi)容進(jìn)行操作，教師指導(dǎo)。本探究實(shí)驗(yàn)可以以小組形式進(jìn)行，地點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)室中。 2.探究在物質(zhì)循環(huán)中生產(chǎn)者和分解者是否重要。 要求：參照書(shū)本探究實(shí)驗(yàn)的一般步驟進(jìn)行，利用課外時(shí)間完成，教師進(jìn)行必要的幫助和指導(dǎo)。 習(xí)題詳解 一、基礎(chǔ)題(課本P104) 1.判斷 （1）解析：物質(zhì)的往返循環(huán)是在無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落之間進(jìn)行的。 答案：正確 （2）解析：能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是緊密聯(lián)系，不可分割的。物質(zhì)是能量的載體，能量的儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移、固定和釋放離不開(kāi)物質(zhì)的合成和分解。 答案：錯(cuò)誤 2.解析：無(wú)機(jī)環(huán)境中的碳元素以二氧化碳的形式被綠色植物固定成含碳有機(jī)物，進(jìn)入生物群落。含碳有機(jī)物又經(jīng)過(guò)動(dòng)植物的呼吸作用和微生物的分解作用以二氧化碳的形式釋放到無(wú)機(jī)環(huán)境中。 答案：A 3.解析：呼吸作用可以將含碳有機(jī)物分解成二氧化碳和水，釋放到無(wú)機(jī)環(huán)境。 4.答案：是。因?yàn)樯锶κ侵傅厍蛏纤猩锱c其無(wú)機(jī)環(huán)境的總和，通過(guò)物質(zhì)循環(huán)構(gòu)成一個(gè)物質(zhì)上自給自足的系統(tǒng)。 二、拓展題（課本P104） 答案： 農(nóng)田是人工生態(tài)系統(tǒng)，是以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和效益，使能量更多地流向人類，滿足人類的需要為目的的。農(nóng)田土壤中氮的含量往往不足以使作物高產(chǎn)，加之農(nóng)產(chǎn)品源源不斷地自農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)輸出，其中的氮元素并不能都?xì)w還土壤，所以需要施加氮肥。這與物質(zhì)循環(huán)并不矛盾。