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第3课时生态系统的物质循环1.以碳循环为例,分析生态系统中的物质循环。2.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。3.举例说出生态系统物质循环的全球性,说明物质循环与能量流动的关系。1.概念:组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从①_________到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程。这里的生态系统是指②________。2.特点:生物圈中的物质循环具有③________;无机环境中的物质可以被生物群落④_________。一、生态系统物质循环的概念和特点生物圈无机环境全球性反复利用1.循环形式:无机环境与生物群落之间主要以⑤______形式进行循环,在生物群落内部以⑥___________形式进行传递;联系生物群落和无机环境的两个重要的生理过程是⑦__________________。2.碳循环失衡:人类大量燃烧⑧_________等,导致碳在短时间内大量释放,产生温室效应,而温室效应将会加快极地和高山冰川的融化,导致⑨___________。二、碳循环CO2含碳有机物煤、石油光合作用和呼吸作用海平面上升三、能量流动和物质循环的关系1.二者是___________同时进行的,彼此相互依存,不可分割。2.物质作为能量的______,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为______,使物质不断地在生物群落和无机环境之间循环往复。10煤、石油1112载体动力1.实验原理:(1)土壤中存在的细菌、真菌等微生物,它们在生态系统中的成分为________。(2)分解者将环境中的________分解为无机物,其分解速度与环境中的温度、水分等生态因子相关。2.提出假说:根据案例1可以提出_________________________的假说;根据案例2可以提出“微生物能分解淀粉”的假说。3.实验设计:对照组的土壤不做处理,实验组的土壤要进行__________,以排除土壤微生物的作用。四、实验:探究土壤微生物的分解作用分解者“微生物能分解落叶使之腐烂”有机物131415灭菌处理161.碳在无机环境中的存在形式主要是什么?在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是什么?与碳循环密切相关的生理过程是什么?碳酸盐,二氧化碳等;二氧化碳;光合作用、化能合成作用及呼吸作用。答案：2.能量流动和物质循环有何关系?答案：二者是同时进行,彼此相互依存,不可分割的;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,使物质得以循环。3.CO2的排放与全球气候变化有什么关联?如何降低温室效应?答案：大气中CO2浓度的增加会引起全球气候变暖,导致极地的冰雪和高山冰川的融化、海平面上升等。降低煤炭、石油等化石燃料的燃烧,以减少CO2的排放;大力植树造林,绿化环境,通过光合作用以减少大气中的CO2。1.碳在生物群落内部的流动形式是什么?知识点一：生态系统的物质循环答案：有机物的形式。2.请尝试完成下面碳循环过程图解。大气中的CO2化石燃料动物植物动植物残骸微生物中的分解作用呼吸光合呼吸知识总结(1)生态系统物质循环的物质是指组成生物体的化学元素,而非其组成的化合物;在循环过程中伴随着复杂的物质和能量的转化。(2)碳元素在无机环境中主要以碳酸盐的形式存在,但循环速度较慢;碳元素在生物圈与生物群落之间的循环形式为二氧化碳,在生物群落内部以含碳的有机物的形式传递,循环速度较快。(3)大气中CO2的主要来源包括:动植物的细胞呼吸、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧等。碳元素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是双向的,其他成分之间都是单向的。(4)温室效应成因:①化石燃料的大量使用,使得若干年沉积在地层中的碳在短时期内大量释放超过植物的吸收能力;②森林、草原等植被大面积被破坏,大大降低了对大气中CO2的调节能力。危害:加快极地冰川融化,导致海平面上升,对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。应对措施:①植树造林,增加绿地面积;②减少化石燃料燃烧,开发清洁能源,如利用太阳能、利用核能、利用水能等。知识点二：能量流动与物质循环的关系根据能量流动与物质循环的相关知识完成下表:项目能量流动物质循环内容能量组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素形式以①为载体以②形式循环特点③传递、逐级递减反复利用、循环流动,具④_______性范围生态系统的⑤___________⑥_________联系同时进行,相互依存、不可分割:(1)物质循环过程中伴随着能量流动(2)在生物群落中流动渠道都是⑦___________(3)物质是能量的⑧,能量是物质循环的⑨__________有机物无机物单向全球各营养级生物圈食物链载体动力知识总结(1)生态系统的主要功能是进行能量流动和物质循环,但生态系统的功能包括三个方面,除能量流动和物质循环外,还有信息传递。(2)生态系统中的各种组成成分,正是通过能量流动和物质循环,才能够紧密地联系在一起,形成一个统一的整体。知识点三:探究土壤微生物的分解作用如何设计实验探究土壤微生物的分解作用?(请完成下表)对土壤高温处理实验内容案例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照组自变量实验现象AA1A2BB1B2结论分析对土壤不做任何处理A烧杯中加入30mL土壤浸出液土壤中是否含微生物B烧杯中加入30mL蒸馏水土壤中是否含有分解淀粉的微生物不变蓝产生砖红色沉淀变蓝不产生砖红色沉淀在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组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例1下图为生态系统碳循环模式图,下列分析错误的是()。A.f表示大气中的二氧化碳库B.该图中有三条食物链C.图中的a一定是自养生物,b、c、d、e一定是异养生物D.碳以有机物的形式由a传到bB【解析】f表示大气中的二氧化碳库,a是生产者,b是分解者,c、d、e都是消费者。该图中只有1条食物链。消费者和分解者都是异养型生物。碳以有机物的形式从生产者传给分解者和消费者。技巧归纳有关碳循环示意图(如下图)中生态系统成分的判断(1)首先判断双箭头的两端是生产者和大气中的CO2库,除双箭头外生产者(A)只有出发箭头,大气(B)只有接受箭头。(2)消费者(C)接受一个箭头而出发两个,分解者(D)则接受两个出发一个,两者之间物质流动方向是从消费者(C)到分解者(D)。例2有关生态系统能量流动和物质循环的叙述不正确的是()。A.能量流动和物质循环是生态系统的两个主要功能B.能量流动和物质循环是沿食物链进行的C.正常的生态系统中的能量和生物数量金字塔均可倒置D.能量流动是伴随着物质循环进行,但是为单向流动【解析】物质是循环的而能量是单向流动的。正常的生态系统中的生物数量金字塔在个别营养级之间可能出现倒置,而能量金字塔不会倒置。C例3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“敌草隆”(一种除草剂)进行实验:取等量砂土分装于相同的两个容器中,a组高压灭菌,b组不灭菌。下列有关事项的叙述中正确的是()。A.向a、b中喷入等量的“敌草隆”,再置于同一恒温箱中培养相同时间B.检测“敌草隆”的消失情况,预计a的“敌草隆”全部消失,b的基本不变C.只用砂土实验效果比用几种典型土壤混合后的好D.再增加c组作为对照,不喷入“敌草隆”,其他处理与a、b组相同【解析】本题考查实验基本原理和设计思路。实验组为a组,对照组为b组,控制单一变量,故A正确。B项中的a应该是不变,b可能会部分减少。C不正确,因为典型土壤中含微生物多,所以用几种典型土壤混合后的效果最好。D项没有必要再加一个对照组,和本实验无关。A1.生态系统的物质循环发生在()。A.生物群落各个成分之间B.生物群落与无机环境之间C.生产者与消费者之间D.生产者与分解者之间B生态系统的物质循环发生在生物群落与无机环境之间。解析2.从物质循环的角度看,人体内的碳元素究其根源来自()。A.生物群落中的碳B.大气中的二氧化碳C.消费者中的碳D.生产者中的碳B解析大气中的二氧化碳主要通过光合作用进入生物群落。人体内的碳元素究其根源来自大气中的二氧化碳。3.营腐生生活的细菌和真菌等在生态系统中占有重要地位,这是因为它们()。A.能释放出氧气,吸收代谢废物B.能净化空气C.能为其他生物提供生物来源D.能腐败、分解有机物使之变成无机物,归还到无机环境中D解析生态系统的能量流动和物质循环都是通过食物链和食物网的渠道实现的,营腐生生活的细菌和真菌把复杂的动植物尸体、排泄物和残落物分解成简单的化合物再归还到无机环境中去,被生产者再利用,是物质循环中的重要环节。