新课标人教版示范教案-生物-必修三(第3节 生态系统的物质循环 第2课时) Word版

第2课时
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师上节课我们学习了物质循环，现在先复习一下。

请看下面几个问题。

课件展示：
1.物质循环的物质是指什么？
2.物质循环的循环是指在什么范围内循环？
3.化学元素可以在什么和什么之间往返循环？
4.碳元素在无机环境和生物群落之间循环的方式主要是什么？
5.碳元素在生物群落内部的传递方式是什么？
6.能量的载体是什么？
7.物质循环与能量流动的区别与联系。

8.什么是生物富集？
生回答（略）。

师很好，大家掌握得不错。

关于生物富集我们在第一节就已经学习过了。

下面我们一起来看看在物质循环中起着非常重要作用的分解者。

请问：分解者的作用是什么?
生分解动植物的遗体、残落物、粪便等，使其成为无机物，重新被生产者利用，保证了物质可以在无机环境和生物群落之间循环。

师很好。

可是大家所说的只是书上的理论知识，在我们的大脑中也只是一个概念。

不知道自然界中的实际情况是不是这样，没有形象的认识。

我们可以通过生活中细心的观察以及实验探究来形成一个形象的认识，使我们对所学知识有更加深刻的认识和理解。

可见，观察和实验是非常重要的，希望大家能够重视。

下面我们来做两个探究实验。

实验准备：
（1）准备好实验材料：自然状态的土壤和严格灭菌的土壤、落叶、淀粉糊等。

（2）准备好实验试剂：碘液、斐林试剂甲和乙。

（3）准备好各种实验器材。

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板书：
三、对土壤微生物分解作用的实验
实验一：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂吗
探究实验的一般过程：
板书：
1.确定题目
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
师土壤中最小的有机体可能也是最重要的有机体，是那些肉眼看不见的细菌和丝状真菌。

它们有着庞大的天文学似的统计数字，一茶匙的表层土可以含有亿万个细菌。

纵然这些细菌形体细微，但在一英亩肥沃土壤的一英尺厚的表土中，其细菌总重量可以达到一千磅之多。

长得像长线似的放线菌数目比细菌稍微少一些，然而因为它们形体较大，所以它们在一定数量土壤中的总重量仍和细菌差不多。

被称之为藻类的微小绿色细胞体组成了土壤内极微小的植物生命。

细菌、真菌和藻类是使动、植物腐烂的主要原因，它们将动植物的残体还原为组成它们的无机物。

假若没有这些微小的生物，像碳、氮这些化学元素通过土壤、空气以及生物组织的循环运动是无法进行的。

例如，若没有固氮细菌，虽然植物被含氮的空气“海洋”所包围，但它们仍将难以得到氮素。

其他有机体产生了二氧化碳，并形成碳酸而促进了岩石的分解。

土壤中还有其他的微生物在促成着多种多样的氧化和还原反应，通过这些反应使铁、锰和硫这样一些矿物质发生转移，并变成植物可吸收的状态。

另外，以惊人数量存在的还有微小的螨类和被称为跃尾虫的没有翅膀的原始昆虫……
板书：
2.提出问题
让学生结合自己的生活经历，列举土壤微生物分解作用的实例，提出想探究的问题。

教师予以启发、指导。

例如，落叶在土壤中能被分解掉，这究竟主要是土壤的物理化学因素的作用，还是土壤中微生物的作用呢？
板书：
3.作出假设
假设既可以是基于已有的知识或经验作出的解释，也可以是想象或猜测。

要鼓励学生大胆提出假设，通过讨论修正自己的假设。

最后通过实验验证你的假设是否成立。

如：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂并最终分解掉的。

板书：
4.制订计划
首先，要确定实验变量是什么，需要控制的变量有哪些，如何控制这些变量，等等。

其次，要确定探究的地点或场所：在野外？还是在实验室中？第三，设计实验方案。

教材中提供了两则案例供学生参考。

如：本实验的变量是自然土壤和灭菌土壤，也就是微生物；需要控制的变量包括所有的理化因素、落叶的数量等；要很好地控制这些变量最好在实验室中，可以人为地控制；实验方案设计就是设计一下具体的操作步骤，见下。

板书：
5.实施计划
建议探究一在实验室中进行，因为在室外的话，很难控制变量。

教师可以巡视，并作必要的指导。

（1）把自然土壤和灭菌土壤分别放到两个无菌操作室中。

取相同重量的自然土壤和灭菌土壤于两个无菌容器中。

（2）加入相同数量的落叶和土壤混匀，并加入等量的无菌水，使土壤湿润即可。

（3）保证无外界微生物的干扰，并保持相同的理化因素。

通入等量的无菌空气。

（4）每五天观察记录一次，并控制变量和调整变量到适宜。

连续观察记录1个月左右。

板书：
6.结果分析
可以将实验过程和现象列表整理，进行对比分析，得出实验结果。

注：在考试中可能要你预测可能结果和作相应的分析。

板书：
7.表达交流
以小组形式进行交流，提出问题，进行修改。

板书：
实验二：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
1.确定题目：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
2.提出问题
土壤微生物对淀粉分解吗？如分解，那分解成什么？
3.作出假设
土壤微生物能将淀粉分解成可溶性的还原糖。

4.制订计划
（1）变量是微生物。

可以用自然土壤浸出液和蒸馏水作对照。

（2）其他的变量有温度、湿度、溶液的量等，要保持相同。

（3）在实验室中进行。

（4）实验步骤的设计。

5.实施计划
具体步骤见书本。

教师在实验过程中，作必要的提示和指导。

（注：1.实验中的斐林试剂要现配现用，用2 mL的0.1 g/mL的NaOH和3~4滴0.05 g/mL的CuSO4混合，加入斐林试剂后要加热沸腾。

2.实验时间是几天到几周，所以开始时，A、B 烧杯中的溶液量可以多些，以后每周观察记录一次）
6.结果分析
7.表达交流
同学之间对实验中存在的问题进行质疑，并进行必要的修改。

教师可以指导。

课堂小结
师这节是实验课，希望大家能从实验中得到乐趣，提高自己的动手、思维、提出问题、分析问题、解决问题的能力。

从实验中更加清楚地理解分解者对物质循环的作用。

当然，大家可以尝试对其他的一些生物现象进行探究，我会给大家必要的帮助。

板书设计
第3节生态系统的物质循环(第1课时)
一、物质循环
1.概念：组成生物体的C、H、O、N、S、P等化学元素，在无机环境和生物群落之间不断地往返循环。

2.范围：生物圈
3.生物地化循环
4.特点：具有全球性，反复循环
5.
6.物质循环与环境问题
温室效应、酸雨等
实验一：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂吗？
1.确定题目
2.提出问题
3.作出假设
4.制订计划
5.实施计划
6.结果分析
7.表达交流
实验二：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
活动与探究
1.对土壤微生物的分解作用进行探究。

按照书本的内容进行操作，教师指导。

本探究实验可以以小组形式进行，地点在实验室中。

2.探究在物质循环中生产者和分解者是否重要。

要求：参照书本探究实验的一般步骤进行，利用课外时间完成，教师进行必要的帮助和指导。

习题详解
一、基础题(课本P104)
1.判断
（1）解析：物质的往返循环是在无机环境和生物群落之间进行的。

答案：正确
（2）解析：能量流动和物质循环是紧密联系，不可分割的。

物质是能量的载体，能量的储存、转移、固定和释放离不开物质的合成和分解。

答案：错误
2.解析：无机环境中的碳元素以二氧化碳的形式被绿色植物固定成含碳有机物，进入生物群落。

含碳有机物又经过动植物的呼吸作用和微生物的分解作用以二氧化碳的形式释放到无机环境中。

答案：A
3.解析：呼吸作用可以将含碳有机物分解成二氧化碳和水，释放到无机环境。

4.答案：是。

因为生物圈是指地球上所有生物与其无机环境的总和，通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。

二、拓展题（课本P104）
答案：农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量和效益，使能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的。

农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。

这与物质循环并不矛盾。