5.3《生态系统的物质循环》学案及答案

第三节生态系统的物质循环预习导学案

学习目标：

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。

学习重点：分析生态系统中的物质循环。

学习难点：说明能量流动和物质循环的关系。

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.过程图解

3.特点：具有、循

环性。

4.温室效应

（1）形成原因：化学染料短时

间内大量燃烧使大气中

含量迅速增加，打破了生物圈

的平衡。

（2）危害：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。

（3）防止和减缓温室效应的主要措施

①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）。

②大力推行（增加CO2的去路）

思考讨论：

（1）碳循环在生物群落内以什么形式进行？

（2）与自然界的碳循环关系最密切的两种细胞器是什么？

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）循环流动。（2）具有全球性，因此又叫循环。

思考题：a.“物质循环”中的“物质”指的是元素还是化合物？

b.既然物质是循环的，为什么人们还不断地向农田中施加肥料呢？

小结：

1.碳元素的存在形式：

①在无机环境中以碳酸盐和CO2的形式。②在生物群落中以含碳有机物的形式。

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完成的，主要是绿色植物的光合作用，也有化能合成作用。

3.碳元素返回无机环境的方式

①动植物的呼吸作用。②分解者的分解作用。③化学燃料的使用。

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染料的大量燃烧。

③物质循环的范围是生物圈。

三、能量流动与物质循环的关系

（1）二者＿＿＿＿＿＿的，彼此相互依存，不可分割。

（2）物质作为＿＿＿＿＿＿，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为＿＿＿＿＿，使物质能够不断地在＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿之间循环往返。

（3）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

、物质被反复利用，具有范围生态系统的、

联系

两者同时进行，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，能量的固定、储存、转移和释放，

离不开物质的合成和分解。

②物质是能量的载体，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。

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。

例1、如下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。请

据图回答：

（1）生态系统的碳循环是指碳元素在__________________________之间不断循环的过程。（2）X与甲中图示生物类群的能量来源不同，X代表的生物为_________________；Y的细胞结构与丙中图示生物不同，Y的细胞结构最主要的特点是________________。

（3）大气中的CO2在甲中图示的_________处（在a~d中选择）合成有机物；含碳有机物在甲中图示的____________处（在a~d中选择）可以分解为CO2。

（4）化石燃料除燃烧外，还可以通过 _____________________途径产生CO2。

答案(1)生物群落与无机环境

(2)化能自养细菌(或硝化细菌等)有核膜包围的细胞核

(3)c a和b

(4)微生物的分解

四、探究土壤微生物的分解作用

学习检测：

1、关于碳循环的叙述，错误的是（ ）

A.不依赖于水

B.需要能量驱动

C.产生温室气体

D.具有全球性 2、如图为生态系统中碳循环的模式图。相关叙述正确的是（ ） A.①代表生产者，5可以代表化能合成作用

B.碳元素在①、②、③、④间以含碳有机物的形式传递

C.在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是①

D.①、②、③中含有的有机物可以作为动力来促进碳元素在群落和无机环境之间循环

3．在生态系统碳循环过程中把CO 2释放到大气中有多种形式，其中起主导作用的是（ ）

案例1

案例2

实验假设

实验 设计 实验组 对照组

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

A

A1 A2 B

B1 B2

结论分析