人教版必修三5.3《生态系统的物质循环》学案

第3节生态系统的物质循环

［学习目标］1.分析生态系统物质循环的特点，并说明碳循环失调与温室效应的关系。

设计实验探究“土壤微生物的分解作用”。 3.尝试建立概念图，说明物质循环与能量流动的

关系。

■基础知识导学 ------------------- 一、物质循环

1. 碳循环

(1) 碳元素在自然界和大气中分别以什么形式存在？

答案碳元素在自然界中以CQ和碳酸盐的形式存在，在大气中以CQ的形式存在。

(2) 自然界中的碳元素通过什么生理过程进入生物群落？

答案自然界中的碳元素以CQ的形式被生产者利用，通过光合作用或化能合成作用合成含碳有机物储存在生产者体内，进入生物群落。

(3) 碳元素在生物群落中以什么形式存在？沿着什么渠道进行传递？

答案在生物群落以含碳有机物的形式存在。碳元素在生物群落中沿着食物链和食物网往下传递，最终流向分解者。

(4) 生物群落中的碳元素是如何回归无机环境的？以什么形式回归无机环境？

答案动植物的呼吸作用和分解者的分解作用，以及化石燃料的燃烧都可以把有机物分解成无机物。以CQ的形式回归大气。

2 •物质循环的概念

(1) 物质循环就是指组成生物体的C、H Q N、P、S等元素，不断在无机环境和生物群落之

间循环的过程。物质循环又叫生物地球化学循环。

(2) 物质循环的范围是什么？

答案物质循环的范围是整个生物圈。

二、土壤微生物的分解作用

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主要为分角「者。

(2) 分解者的分解速度与环境中的温度、水分等生态因子相关。

2.

无机

环哦

〃呼吸 \ 作用 \

生产打-消谧咅

分解打

(3) 土壤微生物能分泌淀粉酶将淀粉分解成还原糖(麦芽糖)，淀粉遇碘变蓝。还原糖遇斐林试剂，在加热条件下，产生砖红色沉淀。

2 •取材是在落叶多的地方取泥土还是在落叶少的地方取泥土？并说明理由。

答案落叶多的地方。因为这个地方微生物密集。

3. 取表面上层土还是深入地下土？

答案表层上层土，大部分微生物需要进行呼吸作用。

4. 课本案例1中，对实验中对照组和实验组的实验材料的改变，要有衡量标准，本实验的衡

量标准是什么？

答案落叶的“腐烂程度”。

5•课本案例2中，用碘液和用斐林试剂检测的效果一样吗？

答案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。

三、能量流动与物质循环的关系

1 •能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程。

2 •物质作为能量的载体，使能量沿着食物链和食物网流动。

3 .能量作为动力，使物质能够不断地在无机环境和生物群落之间循环往返。

■重点难点探究 ------------------- 分析碳循环的过程图解

如图为生态系统中碳循环过程示意图，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，请分析：

1 •图中的X是什么物质？甲、乙、丙、丁分别又是什么生物类群？

答案X是二氧化碳；甲、乙、丙、丁分别是分解者、生产者、初级消费者、次级消费者。

2 •过程①②主要是指什么生理过程？

答案①是光合作用，②是细胞呼吸。

3 •过程③④指的是什么过程？碳元素在此过程中的形主要以什么形式？

答案③④指的是捕食过程。碳元素在此过程中以含碳有机物的形式传递。

4 •图中的过程⑤是指微生物的分解作用，具体指哪两种主要形式？

答案微生物的分解作用包括有氧呼吸和无氧呼吸两种形式。

5. ⑥过程的加剧对生态系统的碳循环有何影响？又有什么危害？

答案CQ在短时间内大量释放出来，打破碳循环平衡，使大气中CQ的含量增高，进而导致

温室效应。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。

6 .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？

答案打破碳循环平衡，使大气中CQ进入生物群落过程受阻，大气中CQ的含量明显增多。

7 .根据以上分析，你认为如何才能有效的减缓温室效应？

答案一方面减少CQ的排放：⑴减少化石燃料的使用；（2）开发太阳能等新型能源；（3）控制汽车等交通工具的数量，倡导绿色出行等。

另一方面，大力进行植树造林，增加CQ的吸收。

【方法指导】碳循环中各成分的判断方法

先据双向箭头“”确定“大气中的CQ库”和“生产者”，再判断两者中指出箭头多的

②一③

①为“生产者”，指入箭头多的④为“大气中的CQ库”，最后根据'，确定②为

消费者、③为分解者。

■随堂达标检测

1 .碳循环是生态系统中重要的物质循环类型。下列过程与碳循环无直接关系的是（）

A. 生物的细胞呼吸

B.植物的光合作用

C.化石燃料的燃烧

D.植物的蒸腾作用

答案D

解析生物的细胞呼吸是碳从生物群落进入无机环境的途径之一，A正确；植物的光合作用

是碳从无机环境中进入生物群落的途径之一，B正确；化石燃料的燃烧是碳从生物群落进入

无机环境的途径之一，C正确；植物的蒸腾作用与碳循环没有直接关系，D错误。

2 .如图是生态系统中碳循环示意图，“T”表示碳的流动方向，下列说法正确的是（）

D ' --------------------- E