3.3 生态系统的物质循环（第1课时）教案 2025—2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

3.3生态系统的物质循环 课题 3.3生态系统的物质循环第1课时 学科 生物 学段 高中 年级 高二 教材 人教版2019 教学目标 1.通过分析生态系统生产者、消费者、分解者的生命活动，建立碳循环的基本模型； 2.通过分析大气中碳库的平衡与失衡，认同低碳生活理念，形成环保意识； 3.归纳物质循环过程的概念与特点。 教学重点、难点 建立碳循环的基本模型，概述生态系统的物质循环过程 教学方法和手段 教学方法：讲述法、演示法、讨论法 教学准备：提前准备好课件和练习题 教学过程 教学 环节 主要教学活动 设置意图 创设 问题 情境 引入 新课 教师提问：当我们呼吸时，呼出的二氧化碳分子在离开你身体后，会开始怎样的旅行？在漫长的旅途中，碳元素又会发生哪些变化？学生思考二氧化碳离开人体后发生的化学变化。 我们本节课就来学习在漫长的旅途中，碳元素又会发生哪些变化？引入新课。 从学生日常的事物入手，增加学生的感性认知，激发学生的学习兴趣。 新知学习 知识点一、碳循环的过程 建立碳循环模型 教师活动：带领学生回顾以往所学的知识，结合示意图，分析碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？ ①在非生物环境中：二氧化碳，少许碳酸盐； ②在生物群落中：主要是含碳有机物。 教师提问：碳是如何进出生产者、消费者、分解者的？要求学生分组讨论，回答问题。 1.碳是如何进出生产者？ （1）光合作用等；将二氧化碳转化为有机物； （2）呼吸作用等；将有机物分解为二氧化碳。 2.碳是如何进出消费者？ （1）摄食等；将前一营养级的有机物转化为自身的有机物； （2）呼吸作用等；将有机物分解为二氧化碳。 3.碳是如何进出分解者？ （1）食腐、腐生等；将现成有机物转化为自身有机物； （2）分解作用等；将有机物分解为二氧化碳。 学生活动：学生积极参与小组讨论，踊跃发表自己的看法。每个小组派一个代表展示本组的讨论结果，其他小组作出评价和补充。 教师活动：教师在学生进行讨论时，要不断巡视，注意倾听，适时给予适当指导，学生回答完问题后，教师进行补充和总结。 教师引导学生关注碳元素在非生物环境和生物群落中的存在形式。根据生态系统不同组成成分生命活动的异同，分别从生产者、消费者、分解者入手，逐步绘制出含碳物质的转化途径，最后将不同途径关联到一起，构建出碳循环的基本模型。 对碳循环模型进行拓展 教师活动：引导学生继续思考二氧化碳大气中的CO2还能来自哪些途径？ 【提示】（1）CO2与HCO3-的相互转化； （2）煤、石油等化石燃料的开采与使用。将有机物分解为CO2等。 教师引导学生分析水圈中的二氧化碳以及人类活动所致的煤石油的燃烧也会影响大气中二氧化碳的浓度。并帮助学生完善碳循环的示意图。 知识梳理 教师活动：教师带领学生总结： 1.碳循环的存在形式 ①在生物群落和无机环境质之间主要以CO2形势循环 ②在生物群落内部以含碳有机物形式传递； ③在无机环境中主要以CO2形式存在 2.碳进入生物群落的途径 生产者的光合作用和化能合成作用；消费者的摄食 3.碳返回大气中的CO2库的途径 ①生产者、消费者的呼吸作用 ②分解者的分解作用 ③化石燃料的燃烧 4.特点：全球性，二氧化碳能够随大气环流在全球范围内流动。 知识点二、人类活动对碳平衡的影响 应用碳循环模型 教师活动：基于模型，分析人类活动对碳循环的影响。教师引导学生从社会、国家、个人这三个方面分析大气碳库的平衡与失衡的原因。 1.大气中碳库的失衡 教师提问：如果滥伐森林、大量化石燃料燃烧，对生态系统的碳循环及生态环境有什么影响？ 【提示】滥伐森林将减少植物对大气中二氧化碳的吸收和固定，化石燃料的大量使用将大大增加了大气中二氧化碳的排放，打破碳循环的平衡，加剧了温室效应，引起全球性的气候变化。 教师借助课件给学生讲解温室效应形成的原因、影响以及缓解措施。 2.我国的环保行动：植树种草，提高森林覆盖率；实施秸秆还田；发展清洁能源。 3.个人的低碳行动：不浪费粮食，节约水电气，践行绿色低碳出行，少用一次性消费品…… 知识点三、物质循环的概念与特点 教师活动：教师组织学生阅读课本63页内容，学习 1. 生态系统物质循环的概念 2. 物质循环的特点 学生活动：学生认真阅读课本，回答问题。 1.生态系统的物质循环： 组成生物体的碳、氢、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程，叫做生态系统的物质循环。 物质循环具有全球性,因此又叫生物地球化学循环。 2.物质循环的特点： 具有全球性、循环往复运动的特点。 知识点四、物质循环对农业生产的启示 学生活动：学生思考如何在农业生产过程中，运用物质循环的原理，解决农业问题。 教师活动：教师引导学生利用物质循环规律，分析利用种养结合模式中N、P元素的传递情况，阐明该模式如何减低稻田生态系统对化肥的依赖。 种养结合模式： 从碳的存在形式到碳在生态系统不同营养成分中的进出，从易到难一步步建立碳循环 的模型。 通过小组讨论，探究碳进出生产者、消费者、分解者的方式，培养学生合作学习的能力。 通过构建模型让学生清晰地认识碳循环。 学生进一步拓展对碳循环模型的理解。 学生通过对具体实际的情景，运用碳循环的模型来解决问题，能够让学生对碳循环的知识做到学以致用。 从碳循环到物质循环，迁移总结核心重点 学生尝试利用所学知识解决农业实际问题，提高其理论联系实际 的能力。 课堂 总结 引导学生完成本节课内容的概念图 总结提升，强化运用科学结论解决问题的方法和意识。 课堂练习 1．世界范围内，化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放，加剧了温室效应，引起全球性的气候变化。结合所学知识判断： (1)碳的循环在生物群落内部是以CO2的形式进行的。() (2)植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。() (3)二氧化碳的排放增加加剧温室效应的形成。() 【答案】(1)错误(2)正确(3)正确 【分析】生产者（主要是绿色植物）通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，生产者、消费者和分解者通过呼吸作用产生二氧化碳进入大气，碳在生物群落和无机环境之间主要是以二氧化碳的形式进行循环。 【详解】（1）碳在生物群落和无机环境之间主要是以二氧化碳的形式进行循环的，在生物群落内部是以有机物的形式进行的，故错误。 （2）植物可通过呼吸作用释放二氧化碳进入大气，通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，从而参与了生态系统中的碳循环，故正确。 （3）温室效应是二氧化碳大量增加所致的，故正确。 2.下图为生态系统中碳循环的模式图。相关叙述正确的是(　　) A．1代表生产者，5可以代表化能合成作用 B．碳元素在1、2、3、4间以含碳有机物的形式传递 C．在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是1 D．1、2、3中含有的有机物可以作为动力来促进碳元素在群落和环境之间循环 【答案】C　 【详解】首先需要确定这四种成分，1箭头指向2、3、4可以确定1是生产者，因为生物群落总能量流动的起点是生产者。由于生产者联系了无机环境和生物群落，所以确定4为无机环境。然后根据生产者和消费者都有箭头指向分解者，确定3为分解者。5代表生产者的呼吸作用产生二氧化碳。碳元素在1和4间，是以二氧化碳形式传递的；1、2、3之间是以有机碳的形式传递的。1是生产者，所含有的有机物最多。物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(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。 3.如图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述正确的是(　　) A.④过程代表绿色植物的光合作用，③代表化能合成作用 B.图中A、B、C分别代表消费者、生产者和分解者 C.物质循环是指碳元素在A、B、C间以有机物的形式传递 D.图中A、B、C包含的所有种群共同构成生物群落 【答案】D 【详解】已知图中B是生产者，③过程是生产者到大气中二氧化碳的过程，为生产者的呼吸作用，④是生产者的光合作用或化能合成作用，A错误；根据图中各成分之间的关系判断：B是生产者，A是分解者，C是消费者，B错误；碳元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物网进行，传递形式为有机物，而在生物群落与非生物环境之间循环的主要形式是CO2，C错误；图中A、B、C包含的所有种群共同构成生物群落，D正确。 巩固所学知识，加深理解和练习 板书设计 生态系统的物质循环 知识点一、碳循环的过程 知识点二、人类活动对碳平衡的影响 知识点三、物质循环的概念与特点 知识点四、物质循环对农业生产的启示 教学反思 构建碳循环的基本模型是本节课的难点，所以我讲其拆解非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？碳是如何进出生产者、消费者、分解者的？循环渐进，基本达到教学目标，突破重难点，学生能独立建立碳循环的基本模型，概述生态系统的物质循环过程。同时我对农业生产过程中，运用物质循环的原理，解决农业问题进行了拓展，整体教学效果达到预期。 学科网（北京）股份有限公司 $