高中生物必修3 稳态与环境5 30页

教学目标 第3节生态系统的物质循环 第五章 生态系统及其稳定性 分析生态系统中的物质循环。 说明能量流动和物质循环的关系。 教学重点 教学难点 教学课时 2课时 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。 是指组成生物体的 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，就是生态系统的物质循环。 生态系统的物质循环 生物圈 生物地球化学循环 特点：具有全球性 物质 生物体 【第1课时】 生物 群落 组成生物体的C、H、O、N等元素 无机 环境 反复循环 生态系统的物质循环的 概念 这里的物质是指？ 这里的生态系统是指？ 在哪两者之间循环？ 特点：具有全球性 碳的循环过程 碳元素约占生物体干重的49％，碳是有机化合物的 “ 骨架 ” ，没有碳就没有生命。碳在无机环境与生物群落之间是以CO 2 的形式进行循环的。 碳的循环过程图解 C循环的图解 化石燃料 大气环境 生产者 分解者 消费者 思考？ 光合作用 呼吸作用 分解作用 呼吸作用 分解作用 摄食作用 形成石油、 天然气等 形成石油、 天然气等 呼吸作用 燃烧作用 （1）碳循环的形式： （2）碳在自然界中的主要存在形式： （3）碳在生物体内的存在形式： （4）碳进入生物体的途径： （5）碳在生物体之间传递途径： （6）碳进入大气的活动： CO 2 CO 2 有机物 光合作用和化能合成作用 食物链和食物网 ①生物的呼吸作用 ②分解者有分解作用 ③化石燃料的燃烧 思考？ 如图是生态系统中碳循环示意图，“→”表示碳的流动方向，其中代表分解者的是 ，代表生产者的是 。 （3）图中D C过程是通过 作用实现的，C D过程是通过 作用实现的，B D过程是通过______ 作用实现的。碳循环始终与 结合在一起。 （4）生物群落中有一部分碳以_______________形式储藏在地层中。碳在无机环境中以 形式存在。 C D B A （1）此生态系统的能量流动是从[ ]_____ 固定太阳能开始的。 （2）碳元素在大气中与A、B、C之间的传递是以 ________形式进行的，在生态系统各成分中A为 ，B为 。 例、右图示生态系统碳循环示意图，A、B、C、D是生态系统的成分，D为大气，请据图回答： 练习 C 生产者 消费者 分解者 光合 呼吸 分解 能量 石油、煤炭等 CO 2 CO 2 （1）写出①②③④的生理过程及⑤产生 CO 2 的方式。 ①__________ ②_________ ③_______________ ④__________⑤_______ （2）碳在无机环境与生物群落之间以________形式进行循环。 （3）碳循环中最简单的循环途径是在___________和大气之间的循环。 光合作用 呼吸作用 微生物分解作用 呼吸作用 燃烧 CO 2 绿色植物 练习 下图是生态系统种碳元素循环模式图。图中的箭头表示这种元素的循环利用，但图中缺少了一个重要生理过程，据图回答下列问题： （3）图中缺少的生理过程是         。用箭头在图上表示。 （4）参与过程④的生物种类有             。这些生物的新陈代谢类型：同化作用方式属于        ，异化作用方式属于          。 （5）可见，生态系统物质循环具有以下特点:①             　 、 ②                       。 （1）A、B、C、D各是什么生物？ A              B           C                  D            （2） 写出①～⑤所示过程的名称:  ①          ②         ③      ④         ⑤         绿色植物 植食性动物 肉食性动物 腐生细菌、真菌等 光合作用 呼吸作用 呼吸作用 分解者的呼吸作用 燃烧 绿色植物的呼吸作用（从A指向CO 2 的箭头） 腐生细菌、真菌等 异养型 需氧型、厌氧型、兼性厌氧型 带有全球性 组成生物体的一些基本化学元素在生物群落和无机环境之间 反复循环运动 水循环： 水是组成生物体的重要成分，约占体重的60％～95％，体内进行一切生化反应都离不开水。地球上水通过蒸发、降雨、植物的蒸腾、吸收等过程反复循环。 氮循环： 氮是组成蛋白质和核酸的主要成分。氮占大气成分的79％，必须经过生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用等才能在生物群落与无机环境间反复循环。 氮循环示意图 能量流动与物质循环的关系 联系 范围 特点 物质形式 物质循环 能量流动 项目 以有机物形式流动 以无机物形式循环 单向传递、逐级递减 往复循环、全球性 生物群落各营养级之间 生物圈 （1）同时进行、相互依存 ，不可分割，能量的固定、储存、转移离不开物质的合成和分解 （2）物质是能量 沿食物链（网） 流动的载体 （3）能量是物质 在生态系统中 反复循环的动力 联系生活 某农户有如下经营模式： 肥料 （买） 水稻 猪 肥料 （买） 桑 蚕 饲料 （买） 鱼 请你根据所学的能量流动和物质循环的知识，建立新的经营模式，使农户减少投入，从而增加收入 。 (画出该生态系的结构模型） 用箭头表示它们之间的物质和能量关系： 粪 叶 粪尿 茎叶加工物 粪 塘泥 粪尿 粪尿 鱼粉 蚕 水稻 猪 鱼 桑 提示：将废料变原料，能量多级利用，物质循环利用。 如果滥伐森林、大量化石燃料燃烧，对生态系统的碳循环及生态环境有何影响？ 破坏碳循环的平衡 大气中CO 2 含量增加 温室效应 关注社会 温室效应 1、温室效应? 2、CO 2 增多的原因 化石燃料的大量燃烧 森林、草原等植被的破坏 3、温室效应的危害 4.缓解温室效应的措施 开发新能源 增大绿化面积 极地冰川加速融化 沿海城市被淹没 农田减少，粮食减产 温室气体： CO 2 过多 小结 练习 P104基础题 1.（1）√；（2）╳。 2.A。3.B。 4. 提示： 是。因为生物圈是指地球上所有生物与其无机环境的总和，通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。 拓展题 提示： 农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量和效益，使能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。 P101旁栏思考题 大力植树造林后，这些植物能大量吸收已有的二氧化碳，因而能起一定的缓解作用。但更应该控制源头──温室气体的排放。 探究“土壤微生物的分解作用” 卡逊（R. Carson）《寂静的春天》中如下一段话： 土壤中最小的有机体可能也是最重要的有机体，是那些肉眼看不见的细菌和丝状真菌。它们有着庞大的天文学似的统计数字，一茶匙的表层土可以含有亿万个细菌。纵然这些细菌形体细微，但在一英亩肥沃土壤的一英尺厚的表土中，其细菌总重量可以达到一千磅之多。长得像长线似的放线菌数目比细菌稍微少一些，然而因为它们形体较大，所以它们在一定数量土壤中的总重量仍和细菌差不多。被称之为藻类的微小绿色细胞体组成了土壤内极微小的植物生命。 细菌、真菌和藻类是使动、植物腐烂的主要原因，它们将动植物的残体还原为组成它们的无机物。假若没有这些微小的生物，像碳、氮这些化学元素通过土壤、空气以及生物组织的循环运动是无法进行的。例如，若没有固氮细菌，虽然植物被含氮的空气“海洋”所包围，但它们仍将难以得到氮素。其他有机体产生了二氧化碳，并形成碳酸而促进了岩石的分解。土壤中还有其他的微生物在促成着多种多样的氧化和还原反应，通过这些反应使铁、锰和硫这样一些矿物质发生转移，并变成植物可吸收的状态。 另外，以惊人数量存在的还有微小的螨类和被称为跃尾虫的没有翅膀的原始昆虫… 【第2课时】 探究“土壤微生物的分解作用” 1.提出问题 落叶在土壤中能被分解掉，这究竟主要是土壤的物理化学因素的作用，还是土壤中微生物的作用呢？ 2.作出假设 3.制订计划 首先，要确定实验变量是什么？需要控制的变量有哪些？如何控制这些变量？等等。其次，要确定探究的地点或场所：在野外？还是在实验室中？第三，设计实验方案。 4.实施计划 5.结果分析 可以将实验过程和现象列表整理，进行对比分析，得出实验结果。 探究活动 案例1 探究土壤微生物对落叶的作用 准备土壤 实验组：土壤灭菌 对照组：不做处理 准备落叶 实验组与对照组叶片数量与大小基本一致 分别埋入落叶 一段时间后,检测树叶分解情况 案例 2 探究土壤微生物对淀粉的分解作用 制备土壤浸出液 浸出液静置一天 一段时间后,检测淀粉的分解情况 A B 加碘酒 加斐林试剂