[初二理化生]第三节能量流动和物质循环.doc

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1、第六单元 生物与环境第一章 生态系统第三节 能量流动和物质循环潍坊外国语学校 刘学顺教学内容 本节内容在济南版教材八年级下册第49一52页。主要内容是：生态系统中的能量流动和生态系统中的物质循环。教学目标知识与能力 1描述生态系统中的能量流动。 2描述生态系统中的物质循环。 3说出生态系统中能量的最终来源。 4培养学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力和自学能力。过程和方法本节课主要采用探究性学习方式，不教给学生现成的结论，而是让学生通过自主学习、小组合作去归纳、总结、得出结论；教师给予学生适当的引导、指导、补充等。课堂组织面向全体学生，以学生为主体，教师为主导，引导学生采用自主式学

2、习、合作式学习等方式，以提高学生的学习兴趣及学习的主动性、积极性、灵活性、互动性。情感、态度与价值观通过小组学习、讨论，培养学生的参与意识和合作精神。教学重，难点及教学突破 重点 1概述生态系统中的能量流动。 2描述生态系统中的物质循环。 难点 生态系统中的物质循环和能量流动。 教学突破 生态系统中的物质循环和能量流动既是本节的重点，又是难点。在突破生态系统中的能量流动这一重点时，让学生小组合作，讨论分析能量在生态系统中如何固定又是如何流动的；在突破生态系统中的物质循环这一难点时，让学生小组合作，结合课本51页资料内容讨论分析生态系统中的碳循环，然后根据碳循环过程绘出碳循环流程图，以加强学生灵

3、活运用所学知识的能力。教学准备教师准备要求学生课前复习植物的光合作用、呼吸作用；制作多媒体课件。学生准备课前复习植物的光合作用、呼吸作用等有关知识。教学步骤教学流程设计 教师指导 学生活动1用多媒体出示导学提纲，要求学生分组讨论生态系统中的能量流动。2组织学生讨论教材59页观察与思考。3组织学生讨论生态系统中的碳循环。4要求学生绘制碳循环流程图。5提出问题：为什么说绿色植物在碳循环中具有1看书并分组讨论总结问题的答案。2分组讨论后，回答相关问题。3分组讨论后，回答相关问题。4交流碳循环流程图。5积极举手发言。重要的作用?一、生态系统的能量流动知能环节教师活动学生活动反馈点评1复习旧知，导入新课

4、2能量来源太阳3能量流动的过程光生产者初级消费者次级消费者4能量流动的概念5能量流动的特点6研究能量流动的意义1导入新课，用多媒体出示生态系统图，请学生考虑：在这个生态系统中，有哪些组成部分?播放生态系统结构的录像，提问：生态系统的各生物之间最主要的联系是什么？你能写出一条食物链吗？结合录像，设置疑问：鸟为什么要吃鱼？鸟肚子里的小鱼将如何变化？在生态系统的各组成成分之间能量是如何流动的?物质又是怎样循环的呢?这就是今天我们要学习的生态系统中的能量流动和物质循环。首先，我们来学习生态系统的能量流动。板书课题能量流动和物质循环2讲述：我们已经知道，生物的生命活动离不开太阳的供给，而能量又来自太阳。

5、组织学生分小组讨论：在生态系统中，太阳能如何被固定? 3利用多媒体逐级展示课本第49页能量流动示意图，引导小组讨论回答下列问题：（1）阅读课本分析，什么是一个营养级？（2）能量的流动是从谁开始的？（3）植物体内的能量主要进行了哪些生理活动？（4）若动物取食植物，能量将如何变化？（5）动植物遗体中存留的能量最终怎样变化？（6）请在小组内总结能量在不同营养级之间是怎样传递的。4教师引导学生经过分析交流，提出能量流动的概念。教师提出问题：刚才我们分析了能量流动的过程，哪位同学能总结一下能量流动的概念？5多媒体展示生态系统中各营养级能量比较模式图，引导学生讨论分析能量流动的特点。教师展示问题：能量流动

6、的传递效率可以用一种方式形象的表示出来（媒体展示图6.1-15），它是用各个营养级的能量数值绘制成的。提出的问题：为什么肉类食品的价格比小白菜高？俗话说：“一山不容二虎”有没有道理？说明了什么？（启发学生根据生态系统能量递减分析，随着营养级的升高，可利用的能量往往减少到很小的程度，以致不足以维持下一个营养级的存在）6引导学生分析能量流动在实际生产生活中的应用。问题展示：根据我们学习过的能量流动特点，你能举例说明在农业生态系统中如何提高对能量的利用效率？1学生观看多媒体后思考回答问题并相互修正补充：在这个生态系统中有生产者、消费者、分解者，还有非生物成分阳光、空气、水、土壤等。生态系统的各生物之

7、间最主要的联系是食物链和食物网。学生思考回答：鸟捕食小鱼为了充饥；为了获取能量2分组讨论，总结问题的答案。各小组代表回答问题，在全班交流，取长补短。生态系统中，生产者通过光合作用，把太阳能固定在它们所制造的有机物中，能量就流人到植物体内。3结合老师提供的问题，分析能量流动示意图中各个环节的关系，在小组中进行交流合作，得出本小组认为最合理的答案，做为小组问题展示时的答案。（1）食物链上的每一个环节，叫做一个营养级。（2）能量的流动来自太阳。（3）太阳能通过生产者的光合作用流入生产者体内，一部分通过生产者的呼吸作用以热能的形式散失，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖。（4）当动物取食植物时，能量

8、就从植物体内流到动物体内，其中一部分在动物的呼吸作用中以热能的形式失掉，一部分用于动物的生长、发育和繁殖。（5）动、植物的遗体内存留的能量可被分解者利用。（6）生产者通过光合作用把太阳能固定在它们所制造的有机物中，太阳能就转变成化学能，输入了生态系统的第一营养级。随着植食性动物的捕食活动，能量从第一营养级流入了第二营养级。当植食性动物被其他动物捕食后，能量再次被传递。4学生自主思考、总结并回答。简单说，生态系统中能量的输入、传递和散失的过程，称为生态系统的能量流动。5小组内讨论，各抒己见。如，有同学回答：虎是顶级肉食动物，处于生态系统的最高营养级。植物固定的能量传递到虎的过程中大量损耗，所以必

9、须有足够多的植物才能养活一只虎。班内问题展示后总结：由于生物自身的呼吸消耗，以及植物的残枝落叶和动物的骨骼、皮毛等难以被下一个营养级的生物利用，造成了能量在沿着食物链流动的过程中是逐级递减的。在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动中消耗的能量就越多，所以大多数的食物链只有34个营养级。6小组交流分析，探讨最佳方案。可结合课本实例分析：在生态系统中，如果把作物秸秆当燃料烧掉，人类就不能充分利用秸秆中的能量；如果用秸秆做饲料喂牲畜，让牲畜的粪便进入沼气池，再将发酵产生的沼气做燃料，沼气池中的沼渣做肥料，就能实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用效率。温故而知新，并及时反馈学生对知识的掌握情

10、况。结合以前所学习的知识，激情设疑，导入新课。认知光合作用的本质，做到应用知识解决问题的能力。通过多层问题探究，激发学生思考的意识和能力，提高课堂学生思维能力。强调自主思考的意识。设置悬念问题，引起学生的好奇心，活跃课堂气氛及时结合所学知识解决实际问题，提高对知识的理解能力。二、生态系统的物质循环知能环节教师活动学生活动反馈点评1问题导入2碳在自然界中主要存在形式3碳进入生物体的途径4碳进入大气的途径：5碳的主要循环过程6物质循环的概念7能量流动和物质循环的关系1教师采用问题导入式：生态系统中能量的源头是太阳能，而生态系统中的物质却是由地球提供的。地球为什么能为生物源源不断地提供各种物质呢？比

11、如，生物在不停的呼吸过程中，每天都要消耗大量的氧，为什么我们并未感到大气中的氧不断减少呢？原来，在生物群落与无机环境之间，物质是不断地循环的。我们在初一时已经学习了物质循环中的水循环、氧循环，另外，物质循环还包括碳循环及氮、磷、硫等的循环。下面，我们主要学习生态系统中的碳循环。2教师组织学生阅读51页资料1认知相关知识。分析碳在自然界中主要存在形式。3教师组织学生阅读51页资料2，分析碳进入生物体的途径。分析得出光合作用在碳进入生物体过程中的重要作用。4教师组织学生阅读51页资料2、资料3，分析碳进入大气的途径。要求学生通过全面的小组合作进行探究，简明扼要的总结出问题的要点。教师进行总结：生物

12、的呼吸作用分解者的分解作用化石燃料的燃烧5要求学生根据以上分析的过程，尝试绘出碳循环流程图。 学生回答后，教师用多媒体课件展示流程图，并动画显示，让学生进一步明确生态系统中的碳循环。并结合碳循环过程提出，在生态系统中，其它物质，如氮、磷、硫等也和碳循环一样，是反复循环着的。6引导学生经过分析交流，提出物质循环的概念。提出问题：刚才我们分析、总结了碳循环的过程，哪位同学能总结一下物质循环的概念？7引导学生总结本节所学习中心内容，反馈能量流动与物质循环的关系。提出小组需要解决的问题：小组内进行交流总结，能量流动和物质循环之间存在怎样的关系？1针对老师提出的问题进行探究思考。并认知：在生态系统中，能

13、量流动伴随着物质循环。2学生简单讨论后回答：自然界中碳的分布广泛，主要以碳酸盐、煤、石油等形式存在于地球上，其余的以二氧化碳的形式存在于大气中。3组间讨论分析，通过问题展示获得：大气中的二氧化碳是碳循环的主要形式，通过光合作用，植物利用二氧化碳和水，合成含碳的有机物，并释放出氧气。4四人一组，分组看书，讨论生态系统中的碳循环过程(结合以前学过的光合作用、呼吸作用等知识讨论)。对问题进行展示：(1) 光合作用的一部分产物直接为植物的生命活动提供能量，同时也成为动物和人的食物来源。(2) 动植物和人的呼吸作用消耗氧气，产生二氧化碳。(3) 动植物残体被微生物分解后放出二氧化碳，又重新参与碳循环。

14、(4) 动植物的残体被掩埋在地层中可能形成石油或煤炭，燃烧石油或煤炭产生的二氧化碳又回到大气中。5自主动脑思考，尝试绘出碳循环流程图。个别学生展示自己描绘的流程图，其余学生进行补充修改。并结合碳循环过程简要理解氮、磷、硫等循环的存在。6学生自主思考、总结并回答。在生态系统中，组成生物体的化学元素从无机环境开始，经生产者、消费者和分解者，又回到无机环境，就完成了一个循环过程，我们称之为生态系统的物质循环。7组内进行总结讨论，各小组成员对问题进行积极探索，总结出两者之间的关系。项目能量流动物质循环形式以有机物形式流动以无机物形式流动特点单向流动、逐级递减、不循环往复循环范围生态系统的各营养级生物圈

15、联系同时存在、相互依存、不可分割，形成一个统一的整体采用问题式导入，使学生及时进入思考状态，提高课堂效率。让学生带着问题思考，阅读、观看多媒体演示等，可减少学习的盲目性，同时集中学生的注意力把教学目标转化成可探索的问题，可启迪学生的思维，培养学生的问题意识学生能做的要让给学生自己去做，以体现学生的主体地位。本课小结 本节课我们主要学习了生态系统中的能量流动和物质循环。在物质循环中我们重点学习了生态系统中的碳循环。生态系统中的能量流动和物质循环既是本节的重点又是本节的难点。 板书设计第三节 能量流动和物质流动一、生态系统的能量流动 呼吸消耗 呼吸消耗太阳能 生产者 消费者 遗体 分解者光合作用固

16、 定二、生态系统的物质循环 生态系统的碳循环：二氧化碳是碳循环的主要形式 绿色植物在碳的循环中起着重要作用问题探究与拓展活动 水由氢、氧元素组成，化学式为H2O，是生命过程中氢的主要来源，一切生命有机体大部分是以水为组成成分的。地球表面约34被水覆盖，在冰川、海洋、冰山、湖泊、河流、大气和生物体中约含1.41018m3的水。海洋、湖泊、河流和地表水不断蒸发，形成水蒸气进入大气。学习本节课，要收集并整理从书籍、杂志及网上查询到的有关生态系统中的水循环的资料，以加深对物质循环的认识。 水又是生态系统中能量流动与物质循环的介质，对调节气候和净化环境起着重要作用。被植物吸收到体内的大部分水，通过叶表面

17、的蒸腾作用进入大气；大气中的水蒸气遇冷，形成雨、雪、冰雹，重新返回地面。这部分水中的一部分流人湖泊、河流，另一部分则渗入地下，形成地下水，有些再被植物吸收。除此而外，动物也从其生存环境取得一定量的水，其中一部分成为身体的组成成分，大部分通过身体表面蒸发或排泄到体外，再蒸发释放到其生存环境，由此形成水的循环。练习设计 随堂练习设计 1碳循环的主要形式是( )。 A二氧化碳 B有机物 C氧气 D植物 2在生态系统中，能量的最终来源是( )。 A生产者 B太阳能 C消费者 D分解者 3在碳循环中起重要作用的是( )。 A动物 B微生物 C绿色植物 D非生物成分 4中国有句古话“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米

18、”，你能判断在这一生物链中，大鱼、小鱼和虾子的数量关系吗?并尝试说明理由。 5一位科学家对一片自然草原中的鹿群数量的变化跟踪调查了30年，得出如下数据：年份051015202530数量（千只）153065100402510 (1)请你以横坐标为年份，纵坐标为鹿群的数量，绘制一张曲线图。 (2)利用生态系统中能量流动的知识，揭示为什么鹿群在前15年问数量不断增加，而后15年间数量大量减少。个性练习设计 猪笼草是一种植物，但却以昆虫等小型动物为食。 1在这一食物链中哪类生物是生产者?哪类生物是消费者? 2用图示的方法说明维持这一食物关系的食物链。教学探讨与反思 通过本节课的教学，应深深感受到大部分

19、学生已具备了一定的合作探究能力，同时应认识到教师在教学过程中角色的转变，以及创设问题情境的重要性。 在课前准备中，让学生课前复习植物的光合作用、呼吸作用，以利于课堂上在旧知识的基础上引出新知识，学生也容易记住。 教师在创设问题情境时，要抓住学生的心理特点，激发学生的学习热情，学生才会积极动脑、积极发言，课堂气氛活跃。教学过程中，可以充分调动学生的学习积极性，从而在不知不觉中学会知识，教师再适时地引导、评价、补充，有助于学生对知识的理解、掌握和记忆，也有利于激发学生的学习兴趣。在学习生态系统中的能量流动时，让学生在复习光合作用、呼吸作用的基础上讨论生态系统中的能量流动。在旧知识的基础上引出新知识

20、，有利于学生对知识的掌握和理解。教师再结合板书分析讲述，可以帮助学生巩固知识。在讲述生态系统中的物质循环时，让学生结合课本分组讨论生态系统中的碳循环，通过学生激烈的争论，可以互相取长补短，总结出正确答案。然后再让学生填图，进一步了解生态系统中的碳循环和绿色植物在碳循环中所起的重要作用。 在本节课的学习中，除了让学生掌握必要的知识目标外，还要注重学生能力目标和情感目标的培养。课堂中，多次让学生分组讨论，可以培养学生发现问题、提出问题的能力，培养学生的参与意识和合作精神以及实事求是的科学态度，树立正确的世界观。 在课堂评价中，要多表扬、多鼓励，肯定学生的成绩，不要打击学生的情绪，否则学生会失去学习

21、的信心和兴趣。教师对学生回答的问题评价要有针对性，要起到引导作用，并非直接给出答案，也可以让其他同学评价。最后的应用练习，要充分体现新课程理念，重在学生的自我评价和思维拓展上。 补充资料生态系统中氮循环 氮是形成蛋白质的主要元素，所有生物体均含有蛋白质，所以说氮的循环涉及生态系统及生物圈的所有领域。 大气中氮气占78，但由于它是一种化学性质不活泼的气体，不能为大多数生物所利用。大气中的氮进入生物有机体主要有以下几种途径：一是生物固氮，某些特殊的生物，如豆科植物、细菌和藻类，它们能够直接利用大气中的氮。豆科植物根部的根瘤菌，能把空气中的氮转变成硝酸盐。生物固定的氮比其他过程固定的多20倍以上。其

22、次是工业固氮，通过工业手段，将大气中的氮合成氨或铵盐，即合成氮肥，供植物利用。此外，火山喷发时喷出的岩浆，可以固定一部分氮气。雷雨天气时的闪电，可使大气中的氮氧化，生成硝酸，经雨水淋洗带入土壤，成为植物的养料被植物吸收，在植物体内再与复杂的含碳分子结合生成各种氨基酸，最后由氨基酸构成蛋白质。动物直接或间接以植物为食，从植物体中摄取蛋白质，作为自身蛋白质的来源。动植物死后，残体中的蛋白质被微生物分解成氮、二氧化碳和水。土壤中的氮经硝化形成硝酸盐，又被植物吸收。 此外，在环境中还有多种反硝化细菌。在无氧条件下，这些反硝化细菌利用硝酸根离子或亚硝酸根离子来氧化有机物。硝酸盐通过反硝化细菌的作用，使氮返回大气，从而完成氮的循环。 近年来，随着人工固氮(制造化肥)的大量增加，大量化肥施用于土壤中，加速了生产者的活动，从而使氮循环的量加大。