黑龙江省海林市高中生物第五章生态系统及其稳定性第3节生态系统的物质循环导学案新人教版必修3

第3 节 生态系统的物质循环【课标点击】1. 以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。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。学习重点 ：分析生态系统的物质循环。学习难点 ：说明能量流动和物质循环的关系。【导入设计】教师：多媒体展示图片： “落红不是无情物，化作春泥更护花”这是一句著名的古诗，用我们的生物学知识来说，为什么“化作春泥更护花”呢？学生：这些花的枯枝败叶被分解者分解成无机物，又被生产者利用，所以对促进其生长。教师：回答的非常好，看来枯枝败叶中的这些元素又被重新利用了，他们是如何是被利用的呢，我们一起来学习第三节 生态系统的物质循环。【自主探究】知识点观察与思考归纳与结论一. 碳循环1.物质循环的概念2碳循环1.物质循环的范围2.物质循环的“物质”指什么？3.物质循环的特点1.在生态系统中，组成生物体的 等化学元素，不断的进行从无机环境到 ，又从_回到无机环境的循环过程，叫生态系统的物质循环。2. 物质循环的特点是一方面具有 ，另一方面可以被生物群落 利用。4.观察图511思考碳在自然界中的主要存在形式碳是如何分别进出生产者、消费者、消费者各个环节的（以什么形式、通过那种生命活动、形成那些产物等）？3.碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以 的形式循环的。4.碳从无机环境进入生物群落通过 作用或 作用，从生物群落进入无机环境通过 ，在生物群落之间主要以 的形式通过 或 传递。5.温室效应的成因，引导学生发表自己的观点5. 温室效应形成的主要原因是大量化石燃料的燃烧，打破了生物圈中 的平衡，使大气中 含量迅速增加造成的。二. 实验：探究土壤微生物的分解作用仔细阅读思考探究性实验与验证性实验的区别探究性实验的一般步骤（1） （2） （3） （4） （5） 三. 能量流动和物质循环的关系阅读课文找出二者不同点及联系不同点：物质循环的特点是 ， 能量循环的特点是 。联系： 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。【教材精讲】一、对物质循环概念的理解1.概念：指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。2.参与循环的物质：指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，而不是这些元素组成的单质或化合物。3.循环的两个支点：无机环境与生物群落。4.物质循环的范围：生物圈。5.动力：能量流动。物质的循环并非单纯的物质移动，而是伴随着能量的转化。6.特点：（1）反复利用、循环流动：组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境之间往返利用、循环流动。（2）全球性：物质循环的范围是生物圈，所以又称为生物地球化学循环。【提醒】在生态群落中，物质循环的渠道是食物链和食物网，所以是单向流动，不能循环的，只能从低营养级向高营养级流动。二、碳循环1.碳存在形式（1）无机环境：CO2和碳酸盐。（2）生物群落：含碳有机物。2.碳循环过程分析：（1）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。（2）CO2进入生物群落是通过自养型生物的光合作用和化能合成作用完成的。（3）在生物群落内部，以含碳有机物形式通过食物链或食物网进行传递，是单向的。（4）生物群落中的含碳有机物是通过生物的呼吸作用、微生物的分解作用和化石燃料的燃烧被分解成CO2和H2O，以CO2的形式归还到无机环境中。（5）特点：全球性；循环往复、反复利用。3. 碳循环失衡温室效应（1）温室气体：CO2、CH4、氮的氧化物等气体，其中CO2是主要气体。（2）原理：温室气体层可以让阳光、可见光透过，但对地球向宇宙释放的红外线起阻碍作用，并吸收转化为热量，使地球表面温度升高。（3）主要煤、石油、泥炭等化石燃料的燃烧。（4）主要危害：全球变暖、冰川融化，海平面上升，干旱范围扩大。（5）预防措施：大力植树种草，减少化石燃料的燃烧，开发新能源。三、能量流动和物质循环的关系1.能量流动和物质循环的区别项目物质循环能量流动形式因不同元素而异随着有机物流动范围生物圈生态系统各营养级过程在无机环境和生物群落间循环往复沿食物链（网）单向流动特点循环性全球性单向流动逐级递减原因元素不会消失，只是呈现形式不同只有在生物圈中才能完成正常循环营养级关系不能逆转；散失热能无法再利用每个营养级均会散失部分能量；部分能量流向分解者；部分能量未被利用2.能量流动和物质循环的联系如下图（1）两者同时进行，彼此相互依存，不可分割；（2）能量的固定、储存、转移、释放，都离不开物质的合成和分解等过程；（3）物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量是推动物质循环的动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。四、 探究土壤微生物的分解作用【例题精析】例1下列关于生态系统物质循环的叙述，不正确的是（ ）A.所说的物质是指组成生物体的一些基本化学元素B.所说的生态系统是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与无机环境之间的反复出现、循环流动D.物质在循环过程中不断递减【答案】D【解析】生态系统的物质循环是指组成生物体的基本元素在生物群落和无机环境之间的循环，在物质循环过程中无机环境中的物质可以被生物群落利用，同时生物群落中的物质也可以返回到无机环境中，物质在循环的过程中不会减少或消失。例2右图示生态系统碳循环示意图，图中D为大气， C请据图回答问题 （1）此生态系统的能量流动是从 固 D定太阳能开始的。 （2）碳元素在大气中与A、B、C、之间的流动是以 A B 形式进行的，在生态系统的各成分中，A为 ，B为 。 （3）图中DC过程是通过 作用实现的，CD过程是通过 作用实现的，BD过程是通过 作用实现的。 （4）生物群落中的一部分碳返回大气中，而另一部分则以 形式储存在地层中，碳在生物群落与无机环境之间主要以 的形式循环。 （5）碳循环的同时一定伴随着 。解析：在生态系统中，碳元素主要以二氧化碳的形式在生物群落与无机环境之间循环，始终伴随着能量流动，而生态系统的能量流动是从绿色植物的光合作用开始的，并进入生物群落随食物链而流动。生物群落中的碳是以二氧化碳的形式返回到大气中，但其中一部分碳则以化石燃料的形式储存于地层中。【答案】（1）C 生产者 （2）二氧化碳 消费者 分解者 （3）光合 呼吸 分解（4）化石燃料 二氧化碳 （5）能量流动【例3】证明土壤微生物对植物遗体的分解作用，某同学提出了四种实验方案，四种实验方案的共同点是：将同一种树的落叶分成等量的甲、乙两组，实验过程中滴加蒸馏水，使树叶保持湿润，请你判断，哪一方案更能说明问题()A.甲组放在烧烤过的土壤中，乙组放在自然条件下的土壤中B.甲组灭菌后放在烧烤过的土壤中，乙组放在自然条件下的土壤中C.将树叶灭菌后再分组，甲组放在烧烤过的土壤中，乙组放在自然条件下的土壤中D.将树叶灭菌后再分组，甲组放在烧烤过的土壤中，乙组接种上细菌后放在自然条件下的土壤中【答案】C【解析】因为实验目的是研究土壤微生物对植物遗体的分解作用，所以应杀灭落叶原有的杂菌，并且不能接种其他细菌(也就是控制细菌来自土壤)。【达标训练】一、选择题1生态系统中，C元素进入生物群落开始于（ ）A.CO2在生物体内的扩散作用 B.绿色植物固定CO2的光合作用C.各种动物对有机物的同化作用 D.生物分解有机物的呼吸作用2碳在生物群落内部传递的形式是（ ）A.碳酸盐 B.CO2 C.含碳有机物 D.游离碳3在生态系统的碳循环中，既能使碳进入生物群落，又能使碳释放到大气中的生物是（ ）A.绿色植物 B.植食性动物 C.肉食性动物 D.营腐生生活的真菌4生态系统的物质循环的特点不包括下列的（ ）A.具有全球性 B.物质是指组成生物体的基本元素C.在群落与无机环境之间循环往复 D.在群落的各营养级之间循环往复5在自然生态系统中，物质是能量的载体。下列叙述正确的是（ ）A.能量随物质循环而流动 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6使用农药DDT的地区，虽然只占陆地面积的一小部分，可在远离施药地区的南极的动物体内发现了DDT，这一现象说明（ ）A.DDT已加入全球化的生物地球化学循环 B.DDT是挥发性物质，能沿大气到达南极C.这种含DDT的动物曾经在施药的农田里活过 D.上述说法都不对7与自然界的碳循环关系最为密切的两种细胞器是（ ）A.高尔基体和叶绿体 B.叶绿体和线粒体 C.线粒体和高尔基体 D.核糖体和高尔基体8下列叙述正确的是（ ）A.当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量B.当狼把兔子肉同化为自身有机物时，能量便从第一营养级流向第二营养级C.当生产者通过光合作用制造了有机物时，能量就从无机环境流入了生物群落D.当物质循环进行时，能量流动早已开始了9“气候变暖将是一场灾难”，关于这种说法的不正确叙述是（ ）A.气候变暖导致海平面上升，将给人类带来无法估计的灾难B.为防止气候变暖，人类要尽量减少CO2的排放量C.为防止气候变暖，人类要尽可能植树造林，保护植被D.海水温度升高时，海水向大气释放的CO2二非选择题10下列是生态系统的碳循环示意图，分析回答：（1）碳在无机环境中以 的形式存在，在生物群落与无机环境之间的循环以 的形式进行。（2）A、B、D分别代表各种生理过程：A. ，B. ，D. 。（3）生态