（精品教育）科学·技术·社会　恢复生态学及其应用

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1、本节目录本节目录 生态系统 的物质循环 学习导航 自我检测 学习探究 知识储备 第19课时 生态系统的物质循环 探究点一 碳循环 探究点二 土壤微生物 的分解作用 探究点三 能量流动与 物质循环的关系 1碳在自然界中以 和碳酸盐的形式存在，在大气中以 的 形式存在。 2自然界中的碳元素以 的形式被生产者利用，通过 作用 或 作用合成 储存在生产者体内，进入生物群 落。 3碳元素在生物群落中以 的形式，沿着 和 往下传递，最终流向分解者。 CO2 光合 化能合成含碳有机物 CO2 CO2 含碳有机物 食物链 食物网 探究点一 4动植物的 和分解者_的，以及化学燃料的 _都可以把有机物分解成无机物

2、，以_的形式归还大气。 5由此看出，碳循环其实就是_ 在生物群落和无机环境间的 循环过程。所以，物质循环就是指组成生物体的_ 等 元素，不断在 _ 和 _ 中循环的过程，物质循环的范 围是整个_ 。 呼吸作用分解作用 燃烧CO2 碳元素 C、H、O、N、P、S 无机环境生物群落 生物圈 探究点一 6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，这一现象说明物质循环具有 ，因此物 质循环又叫 循环。 7如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林，对生态系统的碳 循环有何影响？ 打破碳循环平衡，使大气CO2进入生物群落过程受阻，大气中CO2的 含量就会明显增多。

3、8化学燃料的大量燃烧，对生态系统的碳循环有何影响？又有什 么危害？ 影响：CO2在很短时间内释放出来，打破碳循环平衡，使大气中CO2 的含量增高，进而导致温室效应。 全球性 生物地球化学 探究点一 探究点一 温室效应的危害：加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升， 进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。 探究点一 探究点一 1. 碳出入生物,群落的途径： 探究点一 2物质循环的“物质”和“范围” (1)参与物质循环的“物质”是指组成生物体的化学元素。 (2)循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统。 3碳循环及存在形式 (1)在生物群落和无机环境间：以CO2形式循环。 (2)在生物群落

4、内部：以含碳有机物形式传递。 (3)在无机环境中：主要以CO2和碳酸盐形式存在。 探究点一 4碳循环中各成分的确定方法 图中与之间为双箭头，故一个 为生产者，另一个为大气中的CO2库 ；又因为其他各个成分都有箭头指 向，所以为大气中的CO2库， 为生产者。其他生物部分的箭头都 指向，所以是分解者，剩余的 为消费者。 1如图为生态系统中碳循环过程，其中 甲、乙、丙、丁构成生态系统的生物群落 ，箭头表示物质循环方向。请判断下列说 法的正误： (1)图中过程可以表示绿色植物的光合作 用( ) (2)缺少类群甲则生态系统的物质循环不能 正常进行 ( ) (3)碳在乙、丙中以有机物的形式存在( ) (1

5、)据图，气体X为 ， 与其具有双向箭头的乙为 ，乙、丙、丁都指 向甲，甲为 ，丙为 ，丁为 。 (2) 碳在生物群落内的存在形 式是 。 CO2 生产者 分解者 初级消费者 次级消费者 含碳有机物 探究点一 1请判断下列说法的正误： (4)参与物质循环的对象是含碳的糖类、 脂肪、蛋白质等有机物( ) (5)碳循环是在组成生态系统的生物群落 的生物体内的循环过程 ( ) (6)碳循环是生物群落与无机环境之间的 循环过程 ( ) (7)图中的生态系统可以是果园生态系统 ( ) (3)碳循环是的_ _的循环，而不是化合物 的循环。 组成生物体的 元素 探究点一 探究点二 土壤微生物的分解作用 请阅读

6、教材P102103，完成下面的实验原理和案例设计。 1实验原理 (1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生 态系统中的成分为 。 (2)分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物，其分解速度 与环境中的 、 等生态因子相关。 分解者 温度水分 学习探究 2. 案 例 设 计 高温 不做任何 微生物 30mL蒸馏水 不产生砖红色沉淀 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 小于 产生砖红色沉淀 (注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂并加热。) 探究点二 实验组、对照组的确定 (1)验证实验中二者如何确定：根据题意首先弄清实验研究的 自变量是什

7、么，然后找到进行自变量处理的实验即为实验组， 没进行自变量处理，仅为排除无关变量干扰而设置的实验为对 照组。 (2)探究实验中二者如何确定：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。 碘液与斐林试剂的检测程度不同：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。 探究点二 2同学们在课外活动中发现植物的落叶在土 壤里会逐渐腐烂，形成腐殖质。他们猜测落 叶的腐烂是由于土壤微生物的作用，不同生 态系统的土壤微生物分解能力不同，并设计 了实验进行验证。 (1)实验设计首先要遵循的是_原则 和_原则。 (2)以带有同种落叶的土壤为实验材料，

8、均分 为A和B两组。实验时A组不做处理(自然状态) ；B组用塑料袋包好，放在60 的恒温箱中灭 菌1小时。B组处理的目的是_ _ _。 (3)(2)中实验的自变量是_， 因变量是_，无关变量是 _ (至少写出两点) 。 (1)该实验的目的是_ _ ， 实验的自变量是_ _ ，因变量是 _。 (2)为遵循实验设计的 原则 和 原则，所以应尽量 减少 变量对实验的影响， 如 、 、pH、 和大小等。 腐烂是由于土壤微生物的作用 土壤中微 落叶的腐烂程度 验证落叶的 生物的有无 对照 单一变量 无关 土壤温度湿度 落叶的种类 单一变量 对照 生物，同时避免土壤理化性质的改变 杀死土壤微 土壤中微生物

9、的有无 落叶的腐烂程度 土壤温度、湿度、 落叶的种类 探究点二 以带有同种落叶的土壤为实验材料，均分为A和 B两组。实验时A组不做处理(自然状态)；B组用 塑料袋包好，放在60 的恒温箱中灭菌1小时 。 (4)如果同学们的猜测是正确的，若干天后(2) 中B组的落叶_。 (5)如果同学们用带有相同量同种植物落叶的冻 土苔原和热带雨林的等量土壤为实验材料，分 别模拟原生态系统的无机环境条件进行C组和D 组的实验，定期抽样检测样品土壤中未腐烂的 落叶的含量，请根据预测结果在下图中绘出相 应的曲线。 (3)由于(2)中B组已灭菌，则 依据同学们的猜测可知若干 天后(2)中B组的落叶腐烂程 度 对照组。

10、 (4)在绘制曲线时，应注意以 下几点：明确横坐标和纵 坐标的意义，其中纵坐标为 ；两曲线 的起点 ，注意纵坐标 初始值不为 ；由于微 生物的分解作用，两曲线呈 趋势，且D组下降速度 较C组_ ；随时间延长， 微生物的数量增多，故两曲 线的下降趋势是 。 小于 未腐烂的落叶量 相同 0 下降 快 由慢到快 腐烂程度小于对照组 探究点二 探究点三 能量流动与物质循环的关系 物质循环和能量流动的特点虽不相同，却是紧密联系在一起的 。阅读教材P103内容，分析下图，回答问题，明确它们之间的关系 。 光能 生产者 初级次级 分解者 学习探究 1从图中可以看出，无机环境为生物成分提供 和 。 2生态系统

11、的主要功能是 和物质循环。二者均开始于 通过光合作用合成有机物、固定太阳能，然后沿共同的渠 道 一起进行。 3能量流动的特点是 ，物质循环的特点是 。 物质能量 能量流动 食物链(网) 单向流动、逐级递减 生产者 全球性、循环性 探究点三 4能量流动和物质循环的关系 (1)能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的 和 等过程。 (2)物质作为能量的 ，使能量沿着 流动。 (3)能量作为 ，使物质能够不断地在_ 之间循环往返。能量以物质形式存在和流动，能量促进了物质 的循环。 合成 分解 食物链和食物网载体 动力无机环境和生物群落 探究点三 绘制物质循环和能量流动图解时应注意的问题 (1)绘

12、制物质循环图解时，注意物质是可以循环的，即物质 循环的箭头可以是双向的。 (2)能量流动是单向的，生产者的能量可流向消费者和分解 者，但消费者与分解者中的能量不能流向生产者。 (3)绘制能量流动图解时，只要存在有机物传递即伴随着能 量的传递(如动植物遗体、残枝败叶沼气池；沼渣食用 菌等，均既有物质传递，又有能量流动)。 探究点三 3如图是某森林生态系统物质和能量流向示意图 ，h、i、j、k表示不同用途的有机物(j是未利用部 分)，方框大小表示使用量，下列叙述正确的是( ) A进入该生态系统的CO2量与各h产生的CO2总量相等 B生产者i的量大于被初级消费者同化有机物的量 C流向分解者的k可被生

13、产者直接吸收利用 D流经该生态系统的物质和能量可循环利用 (1)图中h、i、k分别指代 用于_ _的有 机物量。 (2)进入该生态系统的CO2 量应该包括各h产生的CO2 总量和 的总和 。 (3)因为能量流动是_ _的，所以生产者i的 量 被初级消费者同 化有机物的量。 (4)能量流动是 的， 所以流向分解者的k_ 被生产者直接吸收利用。 细胞呼吸、流入下一 营养级、流向分解者 未利用部分 递减 大于 不能 逐级 单向 答案 B 探究点三 元素全球范围 全球性 CO2 光合化能合成 呼吸 有机物 自我检测 123 请选择 45 1若甲代表生产者，乙代表消费者，丙代表分解者，丁代表 大气中的C

14、O2库，则图中能正确表示甲、乙、丙、丁在碳循环 中的关系的是 ( ) 答案 B 碳循环中，只有生产者和大气中的CO2库之间是双箭头，其 他单箭头。 自我检测 123 请选择 45 2某同学完成了土壤微生物的分解作用的对照实验，对照组 要求( ) A土壤不做处理，自然状态 B土壤做高温灭菌处理 C排除土壤微生物的作用 D尽可能避免土壤理化性质的改变 答案 A 探究土壤微生物的分解作用的实验中，对照组的土壤不做 处理，保持自然状态。实验组的土壤要进行高温灭菌处理 ，以排除土壤微生物的分解作用，同时要尽可能避免土壤 理化性质的改变。 自我检测 23 请选择 451 3如图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，则分 解者的作用强弱是 ( ) Aabc Bcba Ccba Dacb 答案 A 枯枝落叶量-分解量=土壤中有机物的量。a地区落叶量大 ，但土壤中有机物的含量最少，说明a地区的有机物分解 速度快。由此可推知，分解落叶的能力abc。 自我检测 23 请选择 451 4如图为生态系统中碳循环