第三章生態系統及其穩定性第2節

生態系統的物質循環及與能量流動的關系討論1.胡楊死亡后，為什么很長時間都沒有腐爛？2.有研究表明，長有胡楊的荒漠土壤一般比草原的貧瘠，這是為什么？荒漠中生產者的種類和數量很少，制造的有機物總量少；消費者與分解者也少，物質循環緩慢，土壤中可供分解者分解的動植物遺體等很少，且分解速度較慢；而且，胡楊還會從土壤中吸收營養物質。胡楊能抗干旱、御風沙、耐鹽堿，可頑強地在荒漠中生存繁衍。然而，受水資源短缺的影響，一些遠離水源的胡楊也難逃死亡的厄運。這些死亡的胡楊雖歷經烈日和荒漠的摧殘，卻依然傲立于大漠，其枝干往往呈現出千百態的奇特造型。荒漠中缺水，分解者的數量很少SZ-LWH一、生態系統的物質循環任務一：分析碳循環的過程資料1：二氧化碳能溶于水，因此可在大氣和海洋、河流之間進行交換。此外，碳還可以長期固定或保存在非生命系統中，如固定于煤、石油或木材中。人類對煤和石油等能源的利用，向大氣中排放了大量的二氧化碳。討論：1.碳在非生物環境和生物體內分別以什么形式存在?2.碳是如何進出生產者、消費者、分解者的?3.嘗試構建碳循環的模型。煤、石油碳的存在形式：生物群落中的有機物煤、石油②在生物群落中主要是有機物的形式①在非生物環境中主要是CO2的形式大氣中的二氧化碳庫1.碳在非生物環境和生物體內分別以什么形式存在？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)？光合作用呼吸作用溶解光合作用生產者將有機物分解為二氧化碳將二氧化碳轉化為有機物大氣中的二氧化碳庫①光合作用等②呼吸作用將有機物分解為二氧化碳。將前一營養級的有機物轉化為自身的有機物。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)？大氣中的二氧化碳庫呼吸作用攝食消費者生產者①光合作用等②呼吸作用①攝食等②呼吸作用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)？大氣中的二氧化碳庫分解者將有機物分解為二氧化碳。將現成有機物轉化為自身有機物分解者微生物的分解作用消費者生產者①光合作用等②呼吸作用①攝食等②呼吸作用①食腐、腐生等②微生物的分解作用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)？煤、石油水體中的HCO3-等巖石中的CaCO3等①煤、石油等化石燃料的利用，將有機物分解為二氧化碳等；其他途徑大氣中的二氧化碳庫分解者消費者生產者①光合作用等②呼吸作用①攝食等②呼吸作用①食腐、腐生等②微生物的分解作用②CO2、HCO3-與CaCO3的相互轉化。3.結合教材圖3－10，用關鍵詞、線段、箭頭等完善碳循環的過程。遺體和排出物生產者消費者分解者化石燃料大氣中的CO2庫非生物環境生物群落3.結合教材圖3－10，用關鍵詞、線段、箭頭等完善碳循環的過程。遺體和排出物攝食燃燒生產者消費者分解者化石燃料呼吸作用呼吸作用光合作用大氣中的CO2庫分解作用非生物環境生物群落水圈中的CO2庫非生物環境（CO2）生物群落（有機物）光合作用、化能合成作用呼吸作用、分解作用歸納總結：(2)進入生物群落的途徑：(3)碳在生物群落內傳遞的途徑：食物鏈（網）生產者的光合作用、化能合成作用(1)流動形式①生物群落與非生物環境之間：CO2②生物群落內部：含碳有機物(4)碳返回非生物環境的途徑：②分解者的分解作用①生產者、消費者的呼吸作用③化石燃料的燃燒

組成生物體的

等基本元素，在不斷進行著從

到

，又從

的循環過程。非生物環境C、H、O、N、P、S范圍：物質：

循環過程：特點：

生物圈，又叫生物地球化學循環C、H、O、N、P、S等非生物環境

生物群落全球性，循環往復運動生物群落生物群落到非生物環境2.3.應用實例：種養結合，如稻田中養魚養鴨1.概念：任務二：理解物質循環的概念和特點

與社會的聯系增加了二氧化碳的排放，引起溫室效應。化石燃料的過量使用對環境有什么影響？怎么緩解這種影響？減少煤、石油等化石燃料的燃燒開發新的潔凈能源，如核能、太陽能、風能、水能等植樹造林(森林碳匯)直接從空氣中捕集并封存增加碳匯減少碳排放碳匯一般是指從空氣中清除二氧化碳的過程、活動、機制。物質循環能量流動太陽能生產者初級消費者次級和三級消費者腐殖質分解者SZ-LWH二、能量流動和物質循環的關系任務一：請在碳循環過程模型上繪制能量流動過程項目能量流動物質循環范圍生態系統________________特點_________________________________________聯系同時進行、相互依存、不可分割：(1)能量的

、

、轉移和釋放，都離不開物質的合成和分解等過程；(2)物質是能量沿食物鏈(網)流動的

；(3)能量是物質在生物群落和非生物環境之間循環往返的______各營養級全球性單向流動，逐級遞減全球性、循環往復反復運動固定儲存載體動力任務二：列表對比歸納能量流動和物質循環的關系生物富集實例——鉛的富集鉛在生物體內的濃度沿食物鏈不斷升高煤燃燒、有色金屬冶煉鉛被排放進入大氣沉降在土壤和植被表面進入土壤進入水體植物根吸收葉片攝入鉛水生植物、浮游動物直接吸收鉛，動物飲用含鉛的水，直接攝入鉛鉛進入體內形成多種比較穩定的鉛的化合物，分布于生物體的多種組織細胞中，導致鉛不易被排出，積蓄在體內含鉛生物被更高營養級動物食用，沿食物鏈聚集最終積累在食物鏈的頂端（包括人類）1.概念：

生物體從周圍環境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內濃度超過環境濃度的現象。2.常見的生物富集物質：如DDT、六六六等重金屬：人工合成的有機化合物：如鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)等3.發生生物富集的物質的特點：在環境和生物體中存在形式是比較穩定的；富集物質必須是生物體能夠吸收的且不易排出的；富集物質在生物代謝過程中是不易被分解的；4.生物富集的主要途徑：食物鏈、食物網任務二：理解生物富集的概念、特點及途徑1.概念：2.常見的生物富集物質：3.發生生物富集的物質的特點：4.生物富集的主要途徑：任務二：理解生物富集的概念、特點及途徑①具有全球性：②有害物質在生物體內的濃度會沿食物鏈不斷升高5.生物富集現象的特點魚鷹（2.5×10-5）大魚（2×10-6）小魚（5×10-7）植物（4×10-8）水（3×10-12）有害物質在生物體內的濃度可通過大氣、水和生物遷移等途徑擴散拓展：如何有效地減少生物富集現象？合理利用資源，減少污染物排放，實施垃圾分類，種植能吸收有害重金屬元素的植物等

土壤中生活著肉眼看不見的細菌、絲狀真菌和呈放射狀的放線菌，這些生物的數量是極其繁多的，例如一茶匙表層土就可能含有億萬個細菌。

由于各地氣候與環境等因素不同，落葉在土壤中被分解的時間也是不同的，一般在溫暖、濕潤的環境中需要一至數月時間。背景資料提出問題做出假設設計實驗方案進行實驗分析結果、得出結論表達交流SZ-LWH四、探究土壤微生物的分解作用背景資料提出問題做出假設設計實驗方案進行實驗分析結果得出結論表達交流提出問題實驗假設實驗設計自變量實驗組對照組實驗現象結論分析落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？落葉在土壤微生物的作用下可以腐爛土壤中是否含微生物對土壤高溫處理（滅菌）對土壤不做任何處理（自然狀態）相同時間內實驗組落葉腐爛程度

對照組土壤微生物對落葉有分解作用土壤進行處理，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。不能加熱烘干，可將土壤用塑料袋包好，放在60℃恒溫箱中1小時滅菌案例1：小于SZ-LWH四、探究土壤微生物的分解作用+洗凈干燥的落葉+洗凈干燥的等量落葉背景資料提出問題做出假設設計實驗方案進行實驗分析結果得出結論表達交流土壤進行高溫處理，排除土壤微生物的作用土壤不進行處理，自然狀態實驗結果：落葉未腐爛或腐爛程度小落葉明顯腐爛SZ-LWH四、探究土壤微生物的分解作用背景資料提出問題做出假設設計實驗方案進行實驗分析結果得出結論表達交流提出問題實驗假設實驗設計自變量實驗組對照組實驗現象加入碘液A1B1加入斐林試劑，水浴加熱A2B2結論分析土壤微生物能分解淀粉嗎？土壤微生物能分解淀粉土壤中是否含有分解淀粉的微生物B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸餾水不變藍變藍產生磚紅色沉淀不產生磚紅色沉淀土壤浸出液中的微生物能分解淀粉案例2：淀粉被水解A杯中加入等量淀粉糊+30mL土壤浸出液參考案例2探究土壤微生物對淀粉的分解作用1.制備土壤浸出液實驗組土壤浸出液對照組等量蒸餾水2.制備淀粉糊質量分數4%的淀粉糊（需滅菌）將土壤浸出液與淀粉糊混合，室溫培養7d取樣，分別滴加碘液和斐林試劑檢測，觀察記錄3.混合、培養4.顯色反應靜置生態系統結構功能能量流動物質循環信息傳遞動力載體決定過程特點生物富集組成成分營養結構渠道參與1.能量流動和物質循環是生態系統的主要功能。判斷下列相關表述是否正確。(1)物質循環發生在生物群落與非生物環境之間。（）(2)能量流動和物質循環是兩個相對獨立的過程。（）×一、概念檢測√2.竹子中纖維素含量很高。大熊貓每天要吃大量竹子，但一般只能利用其中一小部分纖維素。研究表明，大熊貓的基因組缺少編碼纖維素酶的基因，但是腸道中有多種纖維素分解菌。(1)大熊貓與它腸道內某種纖維素分解菌的種間關系為（

）A.捕食B.寄生C.互利共生D.原始合作(2)下列敘述不合理的是（

）A.大熊貓是初級消費者，屬于第二營養級B.大熊貓未消化的纖維素會被分解者利用循環C.纖維素分解菌促進了生態系統中的物質D.能量流動方向是竹子→大熊貓一纖維素分解菌DC2.同碳元素一樣，氮在生物群落和非生物環境之間也是不斷循環的。為什么還要往農田中不斷地施加氮肥呢?農田是人工生態系統，是以提高農作物的產量，使能量更多地流向人類，滿足人類需要為目的的。農田土壤中氮的含量往往不足以使作物高產，加之農產品源源不斷地自農田生態系統輸出，其中的氮元素并不能都歸還土壤，所以需要施加氮肥。這與物質循環并不矛盾。1.生物圈是不是一個在物質上自給自足的系統?為什么?是。生物圈是指地球上所有生物與其非生物環境的總和，它們通過物質循環構成一個物質上自給自足的系統。二、拓展應用3.在生態系統中，使二氧化碳進入生物群落的生物主要是（

）A.細菌B.真菌C.動物D.綠色植物D魚的種類ABCDEHg17.861.970.4117.0112.0Pb27.334.952.584.375.8Cd8.814.110.321.941.6D和EAB和C這三種重金屬(Hg、Pb、Cd)會富集在魚體內，并沿食物鏈逐漸在魚體內聚集，