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第3节生态系统的物质循环,目标导航1.结合教材碳循环模式图，说出生态系统中物质循环的特点，阐明碳循环失调与温室效应的关系。2.通过具体实践活动，探究“土壤微生物的分解作用”。3.通过实例分析，说明物质循环与能量流动的关系。,预习导学挑战自我，点点落实,1.物质循环的概念(1)物质：组成生物体的，如C、H、O、N、P、S等。,一、碳循环(阅读P100101),(2)过程：。,无机环境,化学元素,生物群落,2.范围：。,生物圈,3.特点(1)具有，因此又叫生物地球化学循环。(2)物质可以被生物群落利用。4.物质循环的实例碳循环(1)循环形式：在与之间的循环主要以的形式进行。,全球性,反复,生物群落,无机环境,CO2,(2)图解,CO2,植物,动物,化石燃料,(3)温室效应形成原因：化石燃料短时间内大量燃烧含量迅速增加打破了的平衡。产生危害：升高；冰川融化，上升等。,CO2,碳循环,气温,海平面,二、能量流动和物质循环的关系(阅读P103)1.区别无机环境中的物质可以被生物群落利用，而能量流动是的，是的。2.联系(1)二者，相互依存，不可分割。(2)物质是能量流动的，能量是物质循环的。,反复,逐级递减,单方向,同时进行,载体,动力,三、土壤微生物的分解作用(阅读P102103)1.案例1中实验的自变量是，对照组不做处理含有微生物，实验组应不含微生物，应进行处理。2.案例2中实验的自变量是的微生物的有无，A组土壤浸出液含有微生物，B组烧杯中加入的液体应不含微生物，因此可加入等量的。,土壤微生物的有无,灭菌,分解淀粉,蒸馏水,预习诊断,判断正误：(1)沼渣、沼液作为肥料还田，使物质能够循环利用。()(2)参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。()(3)碳循环在生物群落内部以CO2形式进行。()(4)化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因。(),(5)物质循环中所说的“生态系统”是指一般的生态系统。()(6)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，其他成分间都是单向的。(),一、生态系统的碳循环过程,课堂讲义重点难点，个个击破,1.碳出入生物群落的途径,碳进入生物群落,绿色植物的光合作用化能合成作用,碳放出生物群落,动植物的呼吸作用微生物的分解作用化石燃料的燃烧,2.碳在生物群落中主要是以含碳有机物的形式存在，在无机自然界中是以CO2、碳酸盐等形式存在。3.碳在生物群落和无机环境之间主要是以CO2的形式进行循环的。碳元素在生物群落中的传递主要靠食物链和食物网，传递形式为有机物。,思维激活,1.与自然界的碳循环关系最密切的两种细胞器是什么？答案叶绿体、线粒体。2.使用农药DDT(难降解)的只有一小部分地区，可是远在南极的动物体内也发现了DDT，这说明物质循环具有什么特点？答案全球性。,3.碳在生态系统各成分之间的传递都是双向的吗？答案不是的，只有生产者和无机环境之间的传递是双向的，而其他成分之间的传递均是单向的。,应用示例,1.下图表示生物圈中碳循环的部分示意图。A、B、C、D构成生物群落，箭头表示循环过程。下列有关说法正确的是()。,A.大气中的气体X是指二氧化碳和一氧化碳B.完成过程的能量主要是由过程提供的C.D经、过程获得的能量占A、B、C总能量的10%20%D.C处于第三营养级,问题导析(1)生物群落与无机环境之间的碳循环是向的、是以的形式进行的。(2)根据双向箭头及D有三个箭头指向来判断，A为，B为，C为。D有多个箭头指向，为。,双,CO2,生产者,初级消费者(第二营养级),次级消费者(第三营养级),分解者,解析生物群落与无机环境之间的碳循环是以CO2的形式进行的，故图中大气中的气体X代表CO2；图中A为生产者，B为初级消费者(第二营养级)，C为次级消费者(第三营养级)；完成过程的能量主要由太阳能转化的活跃的化学能提供；捕食食物链中相邻两营养级之间的能量传递效率约为10%20%。故选D。,答案D,一题多变,(1)上题中的A生物的细胞中一定含有叶绿体吗？答案不一定，A为生产者，可能是绿色植物、蓝藻、光合细菌或硝化细菌等可以进行光合作用或化能合成作用的生物，而只有绿色植物中含有叶绿体。,(2)若适度松土可以促进图中的什么过程？答案适度松土可促进分解者的分解作用即过程。(3)若D中含有细胞核，则D中将含碳有机物转化为CO2的具体场所是什么？答案细胞质基质或线粒体基质。(4)写出图中的捕食链。答案ABC。,(5)图中碳元素以有机物形式进行传递的过程有哪些呢？答案。(6)如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林或将化石燃料进行大量燃烧，对大气中的气体X有何影响？答案二者都会打破碳循环平衡，前者使大气中CO2进入生物群落的过程受阻，大气中CO2的含量就会明显增多。后者使CO2在很短时间内释放出来，使大气中CO2的含量增高，进而导致温室效应,二、能量流动和物质循环的关系,思维激活,4.既然氮元素在生物群落和无机环境之间也是不断循环的，为什么还要往农田中不断地施加氮肥？答案物质循环是指在生物圈范围内物质是循环的。农田中不断有粮食产出，基本元素不断地被输出，所以要不断地施加氮肥。,5.能量在沿食物链流动时逐级递减，环境中的一些有毒物质比如农药或重金属盐是不是浓度也越来越低？答案伴随着物质循环过程，环境中的一些有毒物质会出现生物富集现象，即沿着食物链，营养级越高，富集物浓度越高。,应用示例,2.下图为生态系统中能量流动和碳循环的关系图，据图回答下列问题。,(1)对物质循环起关键作用的生态系统的成分是_和_。(2)图中的表示的生理过程分别是：_，_，_。(3)c生物处于第_营养级，若要使c增加200kg，至少需要消耗a_kg。,问题导析(1)大气中的CO2经a进入生态系统，所以a是，是光合作用，b是；c为。(2)a、b、c的遗体和排出物等由d分解，所以d为，为，为。(3)若要计算使c增加200kg至少需要消耗a的质量，能量传递效率应该按计算。,生,产者,初级消费者,次级消费者,分解者,分解作用,呼吸作用,20%,解析据生态系统的能量流动和物质循环的原理可知，a为生产者，是光合作用；b是初级消费者；c为次级消费者，为呼吸作用；d为分解者，为分解作用。按照能量逐级递减的原则，若使c增加200kg至少需要a的量为200555000(kg)。,答案(1)a生产者d分解者(2)光合作用呼吸作用分解作用(3)三5000,一题多变,分析上题简图，不能得到的结论是()。A.物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动B.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C.能量2、3、4、5的总和便是生产者所固定的太阳能总量D.碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的,C,三、土壤微生物分解作用的探究1.实验假设,2.对照组与实验组设计,3.实验现象与结论分析,6.碘液与斐林试剂的检测作用是不是一样？答案前者检测淀粉的分解是否彻底完成，后者检测淀粉的分解是否发生。7.探究实验中实验组、对照组如何确定？答案根据题意首先弄清实验研究的自变量是什么，然后找到接受自变量处理的实验结果是未知的，为实验组；未接受自变量处理的实验结果是已知的，为对照组。,思维激活,3.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，这些微生物的数量是极其繁多的。某同学要探究土壤微生物对淀粉是否有分解作用，设计了以下实验。请你帮助完成有关问题。作出假设：_。,应用示例,实验用具及药品：烧杯、纱布、玻璃棒、试管、酒精灯、水、蒸馏水、碘液、斐林试剂，淀粉糊等。实验步骤(1)将取自农田、林地或花盆等处的土壤放入里面垫有厚纱布的烧杯中，加水搅拌，然后将纱布连同土壤一起取出。将留在烧杯中的土壤浸出液静置一段时间备用。(2)另取两只烧杯，编号A和B，_。,(3)在室温(20左右)下放置7d，分别取A、B烧杯中的溶液20mL，各放入两支试管中，分别编号为A1、A2、B1、B2。(4)在A1、B1试管中加入_；在A2、B2试管中加入_，并进行水浴加热。,(5)观察试管中溶液的颜色变化，记录实验结果。实验现象如果支持所作的假设，则实验现象是_。如果不支持所作的假设，则实验现象是_。,问题导析(1)探究性实验，要先作出或的假设。(2)据所给药品可知，碘是检验的，斐林试剂是检验的(即淀粉水解产物)。(3)据实验步骤(2)，可知实验分为对照，所以应围绕假设，通过的情况作出结论。,“是”,“否”,淀粉,还原糖,A、B,A、B,显色,解析题目未要求确定某种微生物，而是将土壤微生物作为整体予以研究。总体思路：本题为探究性实验，要先作出“是”或“否”的假设；据所给药品可知，碘是检验淀粉的，斐林试剂是检验还原糖的(即淀粉水解产物)；据实验步骤(2)，可知实验分为A、B对照；所以综合起来讲，围绕假设通过A、B的显色情况作出结论。,答案土壤微生物对淀粉有分解作用(2)放入等量淀粉糊，在A烧杯中加入适量土壤浸出液，B烧杯中加入适量蒸馏水(4)碘液斐林试剂(5)与B1、B2相比，A1无蓝色出现，A2出现砖红色沉淀A1、A2的颜色分别与B1、B2相同，A1出现蓝色，A2无砖红色沉淀,一题多变另一位同学要探究土壤微生物能否分解农药，并尽快得出实验结论，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,答案A,课堂小结,无机环境,生物群落,对点练习,1,2,3,4,1.关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是()。A.所说的物质是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素B.所说的生态系统是指地球上最大的生态系统生物圈C.所说的循环是指物质在生物群落与无机环境之间反复出现、循环流动D.物质在循环过程中不断递减,1,2,3,4,解析物质循环的实质为元素在生物圈这个最大的生态系统中往复出现、循环利用，在这个过程中物质是守恒的。答案D,1,2,3,4,2.某生物兴趣小组的同学为证明某细菌对树叶的分解作用，分别提出三种实验方案。其共同之处是：将同一种树的落叶分成甲、乙两等份，实验过程保持树叶湿润，其他实验条件和步骤如下表所示。哪种实验方案能达到目的()。,1,2,3,4,1,2,3,4,A.方案一B.方案二C.方案三D.三个方案都不能达到,解析欲证明树叶的分解是由“某种细菌”所引起的，应先将树叶灭菌，排除其他微生物对实验结果的干扰，同时应将灭菌后的树叶分成两组，一组接种该细菌，另一组不接种，两组均置于适宜条件下培养，以便对比分析得出结论。答案C,1,2,3,4,3.在自然生态系统中，物质是能量流动的载体。下列叙述正确的是()。A.能量可驱动物质循环B.物质和能量可循环利用C.能量只能在食物链中流动D.能量和生物数量金字塔均可倒置,1,2,3,4,解析生态系统的主要功能是能量流动和物质循环，二者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。物质作为能量流动的载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为物质循环的动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。能量金字塔不可倒置，生物数量金字塔可倒置。答案A,1,2,3,4,4.如图是生态系统的碳循环图解。图中AD代表生态系统的4种成分，代表碳元素在生态系统中循环的途径。请仔细分析图并回答下列问题。,1,2,3,4,(1)图中A代表_，碳在C中以_形式存在。(2)图中代表光合作用的是_，代表分解作用的是_，代表呼吸作用的是_。(3)图中B代表_，它在生态系统中的作用是_。(4)碳元素在和中是以_形式流动，在和中是以_的形式流动。,1,2,3,4,解析图中A和D进行双向的物质传递，而且A指向B、C、D，而A、B、C指向D，可知A是生产者，C是消费者，B为分解者，D为无机环境。图中的箭头表现了生物群落中的不同生物与无机环境的相互作用。是光合作用，将无机环境中的CO2转化为有机物中的碳。动植物的遗体、排出物和残落物等中的复杂的有机物通过B分解者分解为简单的无机物。为生物群落中的各种生物将有机物通过细胞呼吸分解为CO2返回无机环境的过程，即细胞呼吸。,1,2,3,4,答案(1)生产者有机物(2)(3)分解者将动植物的遗体、排出物和残落物等中的复杂的有机物分解为简单的无机物(4)CO2有机物,
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