資源簡介

3.3 生態系統的物質循環學案
班級： 姓名：
學習目標：
概述生態系統的物質循環過程。
通過分析生物富集的過程，說明生物富集的危害，認同應采取措施減少危害。
說明能量流動和物質循環的關系。
嘗試探究土壤微生物的分解作用。
基礎學習
一、碳循環
討論： 1. 碳在非生物環境和生物體內分別以什么形式存在？
碳在非生物環境中主要以 的形式存在，少量以 的形式存在；
碳在生物體內主要以含 的形式存在。
討論： 2. 碳是如何分別進出生產者、消費者、分解者各個環節(以什么形式、通過哪些生命活動、形成哪些產物等)？
碳進入生物群落的途徑：光合作用（主要）和化能合成作用
碳返回非生物環境的途徑：①生產者和消費者的呼吸作用；
②分解者的分解作用；③化石燃料的燃燒。
溫室效應
原因：化石燃料的大量燃燒（主要原因）;森林、草原等植被的破壞。
危害：氣溫升高；極地和高山冰川加速融化；海平面上升；
對人類和其他生物的生存構成威脅。
緩解措施:
①減少二氧化碳排放：開發新能源，減少化石燃料燃燒；
②增加CO2的吸收和固定量：大力植樹種草，提高森林覆蓋率；
③提高秸稈還田率，提高土壤儲碳量。
1.碳的存在形式：
非生物環境中：主要以 的形式存在，還有 。
在生物體內：主要以 的形式存在。
2.碳的循環形式
①在生物群落和非生物環境之間：碳主要以 形式循環。
②在生物群落內部：碳以 形式沿 、 傳遞。
與自然界碳循環關系最為密切的兩種細胞器： 和 。
3.生態系統的物質循環：
組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等 ，都在不斷進行著從 到 ，又從生物群落到非生物環境的循環過程，又叫 。
(1)范圍：
(2)特點:
① : 物質循環的范圍為生物圈；
② : 物質可被生物群落反復利用，對改進農業生產方式有多方面的啟示，例如可以采用種養結合的模式。
碳在生態系統各成分之間傳遞并不都是雙向的，只有生產者和無機環境之間的傳遞是 的，在生物群落內部，沿食物鏈傳遞時，只能由 營養級向 營養級 傳遞。
(3)“生態系統的物質循環”中生態系統指 ，物質指 ，循環發生在非生物環境與生物群落之間。
生產者完成了物質和能量的 ；分解者實現了物質和能量的 ；
消費者 了物質循環。
二、生物富集
1.概念: 生物體從周圍環境吸收、積蓄某種 或難以降解的 ，使其在機體內濃度超過環境濃度的現象。
2.物質：重金屬: 如鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)等。
人工合成的有機物: 如DDT、六六六等。
3.發生生物富集的物質的特點
①在環境和生物體中存在形式是比較 ；②必須是生物體能夠吸收的且 ；
③在生物代謝過程中是 。
4.生物富集的主要途徑—食物鏈、食物網。
5.實例—鉛的富集：
6.生物富集現象的特點:
①具有 。 ②有害物質在生物體內的濃度會沿食物鏈不斷 。
三、能量流動和物質循環的關系
能量流動 物質循環
范圍 生物群落（生態系統各營養級之間） 生物圈
形式 主要以有機物中的化學能的形式 碳在生物群落和非生物環境間主要以二氧化碳的形式
特點 單向流動、逐級遞減 全球性、循環往復運動
過程 沿食物鏈、食物網單向流動 在生物群落和非生物環境之間循環往返
聯系 二者是生態系統的主要功能，它們同時進行，相互依存，不可分割： ①能量的固定、儲存、轉移和釋放，都離不開物質的合成和分解等過程。 ②物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈（網）流動。 ③能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落和非生物環境之間循環往返。
探究土壤微生物的分解作用
設計實驗方案：參考案例1
提出問題 落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？
實驗假設 落葉在土壤微生物的作用下可以腐爛
實驗 設計 自變量 土壤中是否含微生物
實驗組 對土壤滅菌處理
對照組 對土壤不做任何處理
實驗現象 相同時間內對照組落葉腐爛，實驗組不腐爛
結論分析 土壤微生物對落葉有分解作用
注意：實驗組的土壤要進行處理，以盡可能排除土壤微生物的作用，同時要盡可能避免土壤理化性質的改變（例如，將土壤用塑料袋包好，放在60℃恒溫箱中處理一小時。
設計實驗方案：參考案例2
提出問題 土壤微生物能分解淀粉嗎？
實驗假設 土壤微生物能分解淀粉
實驗 設計 自變量 土壤中是否含有分解淀粉的微生物
實驗組 A杯中加入適量淀粉糊+30mL土壤浸出液
對照組 B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸餾水
實驗 現象 加入 碘液 A1
B1
加入斐林試劑 A2
B2
結論分析 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉

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