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人教版必修三·稳态与环境学案131第5章生态系统及其稳定性第3节生态系统的物质循环【教学目标】1．以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环，关注碳循环失调与温室效应的关系。2．尝试探究“土壤微生物的分解作用”。3．说明能量流动和物质循环的关系。4．关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。【教学重点】分析生态系统中的物质循环。【教学难点】说明能量流动和物质循环的关系。【学习过程】一、碳循环1．循环形式：在生物群落与无机环境之间主要以的形式进行。2．过程:思考讨论下列问题：Q1：碳在无机环境以什么形式存在？其中能够被生物利用的主要是什么物质是？Q2：无机环境中CO2的通过什么生理过程进入生物群落？物质发生了什么转变？Q3：在生物群落之间碳以什么物质形式在进行传递？即生物群落的碳的主要存在形式是。Q4：生物群落有哪些方式可以将碳返还到大气环境中？生产者能够再次利用？Q5：碳以什么形式在生物群落和无机环境之间进行循环？Q6：有部分碳暂时脱离了生物群落，深埋在地壳之中，逐渐形成石油、煤等化学燃料，这部分碳通过什么方式返还到环境中？总结：（1）①碳元素的存在形式：在无机环境中主要以碳酸盐和的形式。在生物群落中以含碳的形式。②碳元素进入生物群落的方式：CO2进入生物群落是通过自养型生物即完成的，主要是绿色植物的作用，也有作用。③碳元素返回无机环境的方式：动植物的作用；分解者的作用；化学燃料的作用。④碳元素的循环形式是。⑤与自然界的碳循环关系最密切的两种细胞器是和。（2）用简图表示碳循环的过程：人教版必修三·稳态与环境学案132（3）碳循环的特点：具有、循环性。（4）温室效应：①形成原因：a．化学燃料短时间内大量燃烧使大气中含量迅速增加；b．森林、草原等植被大面积的破坏，如对森林的不合理砍伐、毁林开荒，对草原的而过度放牧、过度开垦等，大大降低了植被对大气中的调节能力。②危害：a．加快极地和高山冰川的融化，导致海平面，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。b．气候变化也改变了降雨和蒸发机制，影响农业和粮食的产量。降雨量的变化使部分地区更加干旱或更加雨涝，并使病虫害增加。③防止和减缓温室效应的主要措施a．改善能源结构，开发新能源（核能、水能等），尽量减少煤炭的燃烧量（减少CO2的来源）。b．大力推行（增加CO2的去路）。二、生态系统的物质循环1．含义（1）物质：组成生物体的等元素。（2）循环途径：无机环境。（3）范围：。2.特点（1）循环性（2）全球性，因此又叫循环。特别提醒：①碳在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递时相互的，其他各成分之间的传递都是单向的。②造成温室效应的主要原因是化学燃料的大量燃烧。③物质循环的范围是生物圈。练习1：如右图为生态系统中碳循环的模式图，（1）分析图中的1、2、3、4分别代表生态系统的什么成分？（2）图中的5、6、7分别表示什么生理作用？练习2：下图是生态系统中碳循环示意图，图中箭头表示碳的流动方向，请写出图中含有四个营养级的食物链（用字母和箭头表示）。人教版必修三·稳态与环境学案133三、能量流动与物质循环的关系能量流动与物质循环的关系的比较表：项目能量流动物质循环形式以形式流动因不同元素而异，如碳以形式循环特点、、范围生态系统的（）联系两者进行，相互依存，不可分割。如图：①能量流动不能离开物质循环而单独进行，能量的、、和，离不开物质的合成和分解。②物质是能量的，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为动力，使物质能不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。③生态系统中的各种组成成分——非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，正是通过能量流动和物质循环才紧密联系在一起的，形成一个统一的整体。和是生态系统的主要功能。特别提醒：任何一个生态系统的能量流动和物质循环都保持着相对的平衡，这是一个生态系统相对稳定的重要保证。人教版必修三·稳态与环境学案134四、探究土壤微生物的分解作用1．实验背景：土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，这些生物的数量是极其繁多的。例如，一茶匙表层土壤中就含有亿万个细菌。这些微生物属于分解者，可以将其他生物的遗体或粪便分解掉。2．参照课本中两个案例进行如下实验：案例1案例2实验假设微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解淀粉实验设计实验组对土壤高温处理A烧杯中加入30ML土壤浸出液对照组对土壤不做任何处理B烧杯中加入30ML蒸馏水自变量土壤中是否含微生物土壤中是否含有分解淀粉的微生物实验现象在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组AA1不变蓝A2产生砖红色沉淀BB1变蓝B2不变色结论分析微生物对落叶有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉练习4：为了了解土壤微生物能否分解农药，并尽快得出实验结论，有人用