2022年生态系统的物质循环导学案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载生态系统的物质循环1如图是某湖泊生态系统能量流淌的定量分析图解；图中A 、B、C 代表三个养分级,数字均为实际测得的能量值,单位为百万千焦 106kJ；已知该生态系统受到的太阳辐射为 118 872 10 6 kJ,但其中 118 761 10 6 kJ 的能量未被利用；请回答：1请将流经该生态系统的总能量填写在图中的括号内,这部分能量是生产者所固定的太阳能；2能量流淌的渠道是食物链和食物网；3能量流淌的特点是单向流淌和逐级递减；4能量从第一养分级到其次养分级的传递效率约为 的传递效率为 20%；13.5%,从其次养分级到第三

2、养分级5次级消费者呼吸消耗的能量占其同化作用所得到能量的百分比是 60%；6由图可知,下一个养分级不能得到上一个养分级的全部能量,缘由有：各养分级生物体内的大量能量被细胞呼吸消耗；其次是上一个养分级的部分能量未被下一个养分级利用；仍有少数能量被分解者利用；2由上面能量流淌图解看出：A 为生产者, A 通过光合作用固定太阳能,同时发生的物质变化是把大气中的 CO 2 合成了有机物, B、C 为消费者, A、B、C 及分解者通过呼吸作用释放能量,同时发生的物质变化是把有机物分解,释放 课堂导入CO2 返回到大气中；名师归纳总结 下图为美国耗资2 亿美元建立的地球生物圈2 号；它是透亮的,为什么呢？

3、第 1 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载生：需要输入光能；师：同时, 它又是封闭的, 莫非它不需要外界供应所需要的各种物质吗？学完这节“ 生态系统的物质循环” 后,我信任同学们就能说明这个问题了；探究点一 碳循环碳是构成生命有机体的重要元素之一；请阅读教材P100101,结合 P101 图 511 和温室效应示意图,完善下面的碳循环模式图,并摸索回答下面的问题；1碳在自然界中以CO 2和碳酸盐的形式存在,在大气中以CO 2的形式存在；2自然界中的碳元素以 CO2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

4、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含碳有机物的形式,沿着食物链和食物网往下传递,最终流向分 解者；4动植物的呼吸作用和分解者的分解作用,以及化学燃料的燃烧都可以把有机物分解成无 机物,以 CO 2 的形式归仍大气；5由此看出,碳循环其实就是碳元素在生物群落和无机环境间的循环过程；所以,物质循环就是指组成生物体的C、H、O、N、P、S 等元素,不断在无机环境和生物群落中循环的过程,物质循环的范畴是整个生物圈；6使用农药DDT 难降解 的只有一小部分地区,可是远在南极的动物体内也发觉了DDT ,这一现象说明物质循环具有全球性,因此物质循环又叫生物地球化学循环；7假如人们不

5、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？答案打破碳循环平稳,使大气CO 2 进入生物群落过程受阻,大气中CO2 的含量就会明显增多；8化学燃料的大量燃烧,对生态系统的碳循环有何影响？又有什么危害？答案 CO 2 在很短时间内释放出来,打破碳循环平稳,使大气中 CO 2 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解,导致海平面上升,进而对人类和其他很多生物的生存构成威逼；归纳提炼名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备碳进入生物群落欢迎下载光合作用化能合成作用1. 碳出入生物

6、,群落的途径碳放诞生物群落动植物的呼吸作用微生物的分解作用化学燃料的燃烧2物质循环的 “ 物质 ” 和 “ 范畴 ”1参加物质循环的“ 物质 ”是指组成生物体的化学元素；2循环的范畴是生物圈,而不是详细的某一生态系统；3碳循环及存在形式 1在生物群落和无机环境间：以 CO 2 形式循环；2在生物群落内部：以含碳有机物形式传递；3在无机环境中：主要以 CO2 和碳酸盐形式存在；4碳循环中各成分的确定方法图中 与之间为双箭头,故一个为生产者,另一个为大气中的 CO 2 库；又由于其他 各个成分都有箭头指向 ,所以 为大气中的 CO 2 库, 为生产者；其他生物部分的 箭头都指向 ,所以 是分解者,

7、剩余的 为消费者；活学活用 1如图为生态系统中碳循环过程,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；请判定以下说法的正误：1图中过程可以表示绿色植物的光合作用 名师归纳总结 2缺少类群甲就生态系统的物质循环不能正常进行 第 3 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载 3碳在乙、丙中以有机物的形式存在4参加物质循环的对象是含碳的糖类、脂肪、蛋白质等有机物 5碳循环是在组成生态系统的生物群落的生物体内的循环过程 6碳循环是生物群落与无机环境之间的循环过程 7图中的生态系统可以是果园生态系统 问题导析 1据

8、图,气体 X 为 CO 2,与其具有双向箭头的乙为生产者,乙、丙、丁都指向甲,甲为分解者,丙为初级消费者,丁为次级消费者；2 碳在生物群落内的存在形式是含碳有机物；3碳循环是组成生物体的元素的循环,而不是化合物的循环；答案 1234567解析 由图可知,气体 X 为二氧化碳,类群乙为生产者,类群丙为消费者；联系生物群落与无机环境的两种成分是生产者和分解者,图中甲为分解者, 假如甲缺少, 生态系统的物质循环将不能正常进行；参加循环的物质对象是组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等元素；生物地球化学循环指的是地球上最大的生态系统 生物圈的生物群落与无机环境之间的循环过程；探究点二 土壤微生物的分

9、解作用生物圈 中的物质循环,在土壤中的微生物能把有机物分解为无机物归仍无机环境,是生态系统中的“ 清道夫” ；为探究其分解作用,请阅读教材 1试验原理P102103,完成下面的试验原理和案例设计；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为分 解者；2分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物,其分解速度与环境中的温度、水 分等生态因子相关；2案例设计名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载案例 2案例 1 试验假设土壤微生物能分解落叶土壤微生物能分解淀粉后者检使之腐烂实试验组

10、对土壤高温处理A 烧杯中加入 30 mL 土壤浸出液对比组对土壤不做任何处理淀粉糊验B 烧杯中加入30_mL 蒸馏水设与 A 等量的淀粉糊计自变量土壤中是否含有微生物是否加土壤浸出液试验现象在相同时间内试验组落AA 1不变蓝A 2产生砖红色沉淀叶腐烂程度小于对比组B B 1变蓝B 2不产生砖红色沉淀结论分析微生物对落叶有分解作土壤浸出液中的微生物能分解用淀粉注：在 A 1、B 1中加入碘液,在A 2、B2 中加入斐林试剂并加热； 小贴士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完全完成,测淀粉的分解是否发生；归纳提炼 试验组、对比组的确定 1验证明验中二者如何确定：依据题意第一弄清试

11、验讨论的自变量是什么,然后找到进行自变量处理的试验即为试验组,没进行自变量处理,仅为排除无关变量干扰而设置的试验为对比组；2探究试验中二者如何确定：接受自变量处理的试验结果是未知的为试验组；未接受自变量处理的试验结果是已知的为对比组；活学活用 2同学们在课外活动中发觉植物的落叶在土壤里会逐步腐烂,形成腐殖质；他们推测落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用,不同生态系统的土壤微生物分解才能不同,并设计了试验进行验证；1试验设计第一要遵循的是_原就和 _原就；名师归纳总结 2以带有同种落叶的土壤为试验材料,均分为A 和 B 两组；试验时A 组不做处理 自第 5 页,共 11 页然状态 ；B 组用塑料袋包

12、好,放在60 的恒温箱中灭菌1 小时； B 组处理的目的是- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载_ _ ；32 中试验的自变量是_ ,因变量是 _,无关变量是 _ _ 至 少写出两点 ；4假如同学们的推测是正确的,如干天后2 中 B 组的落叶 _ _ ；5假如同学们用带有相同量同种植物落叶的冻土苔原和热带雨林的等量土壤为试验材料,分别模拟原生态系统的无机环境条件进行C 组和 D 组的试验,定期抽样检测样品土壤中未腐烂的落叶的含量,请依据推测结果在右图中绘出相应的曲线；问题导析 1该试验的目的是验证落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用,试验的自

13、变量是土壤中微生物的有无,因变量是落叶的腐烂程度；2为遵循试验设计的对比原就和单一变量原就,所以应尽量削减无关变量对试验的影响,如土壤温度、湿度、pH 、落叶的种类和大小等；3由于 2中 B 组已灭菌, 就依据同学们的推测可知如干天后 小于对比组；2中 B 组的落叶腐烂程度4在绘制曲线时,应留意以下几点：明确横坐标和纵坐标的意义,其中纵坐标为未腐烂的落叶量；两曲线的起点相同,留意纵坐标初始值不为0；由于微生物的分解作用,两曲线呈下降趋势,且D 组下降速度较C 组_快；随时间延长,微生物的数量增多,故两曲线的下降趋势是由慢到快；答案1单一变量对比2杀死土壤微生物,同时防止土壤理化性质的转变3土名

14、师归纳总结 壤微生物 作用 的有无落叶的腐烂程度土壤温度、含水量、pH、落叶的种类和大小第 6 页,共 11 页等合理即可 4 腐烂程度小于对比组5如右图解析由题意可知该试验的目的是验证落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用,试验的自变量是土壤中微生物的有无,因变量是落叶的腐烂程度；为遵循生物试验设计的对比原就和单一变量原就,所以应尽量削减无关变量对试验的影响,如土壤温度、 湿度、 pH、- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载落叶的种类和大小等； 在绘制曲线时, 应留意以下几点： 明确横坐标和纵坐标的意义,其中纵坐标为未腐烂的落叶量；两曲线的起

15、点相同,留意纵坐标初始值不为 0； 由于微生物的分解作用,两曲线呈下降趋势,且 D 组下降速度较 C 组快；随时间延长,微生物的数量增多,故两曲线的下降趋势是由慢到快；探究点三能量流淌与物质循环的关系却是紧密联系在一起的；阅读教材 P103 内容, 分析下物质循环和能量流淌的特点虽不相同,图,回答疑题,明确它们之间的关系；1从图中可以看出,无机环境为生物成分供应物质和能量；2生态系统的主要功能是能量流淌和物质循环；二者均开头于生产者通过光合作用合成有机物、固定太阳能,然后沿共同的渠道 食物链 网一起进行；3能量流淌的特点是单向流淌、逐级递减,物质循环的特点是全球性、循环性；4能量流淌和物质循环

16、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淌；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来回；能量以物 质形式存在和流淌,能量促进了物质的循环；归纳提炼 绘制物质循环和能量流淌图解时应留意的问题1绘制物质循环图解时,留意物质是可以循环的,即物质循环的箭头可以是双向的；2能量流淌是单向的,生产者的能量可流向消费者和分解者,但消费者与分解者中的能量不能流向生产者；3绘制能量流淌图解时,只要存在有机物传递即相伴着能量的传递 如动植物遗体、残枝败叶 沼气池；沼渣 食用菌等,均既有物质传递,又有能量流淌 ；活

17、学活用名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载j 是3如图是某森林生态系统物质和能量流向示意图,h、i、j、k 表示不同用途的有机物未利用部分 ,方框大小表示使用量,以下表达正确选项 A进入该生态系统的CO 2量与各 h 产生的 CO2总量相等B生产者 i 的量大于被初级消费者同化有机物的量 C流向分解者的 k 可被生产者直接吸取利用 D流经该生态系统的物质和能量可循环利用 问题导析 1图中 h、i、k 分别指代用于细胞呼吸、流入下一养分级、流向分解者的有 机物量；2进入该生态系统的CO 2量应当包括各h

18、 产生的 CO 2总量和未利用部分的总和；3由于能量流淌是逐级递减的,所以生产者 4能量流淌是单向的,所以流向分解者的 答案 B i 的量大于被初级消费者同化有机物的量；k 不能被生产者直接吸取利用；解析进入该生态系统的CO 2 量应当包括各h 产生的 CO 2 总量和未利用部分的总和,A项错误；能量流淌是逐级递减的,所以生产者 i 的量大于被初级消费者同化有机物的量,B 项正确；能量流淌是单向的,所以流向分解者的k 不能被生产者直接吸取利用,C、D 项错误；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载1如

19、甲代表生产者,乙代表消费者,丙代表分解者,丁代表大气中的 CO 2库,就图中能正确表示甲、乙、丙、丁在碳循环中的关系的是 答案B 解析 生产者从大气中吸取 CO 2 进行光合作用或化能合成作用,合成的有机物一部分被消费者利用, 一部分被分解者利用,一部分未被利用,仍有一部分用于呼吸作用产生CO2 释放到大气中；消费者只能从生产者获得有机物,一部分用于呼吸作用产生 CO2释放到大气中, 一部分传递给分解者,一部分未被利用,仍有一部分传递给下一级消费者最高养分级除外 ；分解者可以从生产者、消费者中获得有机物,最终通过呼吸作用产生 CO 2 释放到大气中；2某同学完成了土壤微生物的分解作用的对比试验

20、,对比组要求 A土壤不做处理,自然状态B土壤做高温灭菌处理C排除土壤微生物的作用D尽可能防止土壤理化性质的转变名师归纳总结 答案A 第 9 页,共 11 页解析探究土壤微生物的分解作用的试验中,对比组的土壤不做处理,保持自然状态；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载试验组的土壤要进行高温灭菌处理,以排除土壤微生物的分解作用,同时要尽可能防止土壤理化性质的转变；3如图表示a、 b、c 三地区森林土壤有机物分解状况,就分解者的作用强弱是 Aabc Bcba Ccba Dacb 答案 A 解析 由题图可知,a 地区落叶量大,但土壤中有机物的含

21、量最少,说明 a 地区的有机物分解速度快,依次类推 b 地区有机物的分解速度小于 a 大于 c；由此可推知,分解落叶的才能 abc；4如图为生态系统中碳循环的部分示意图,以下说法不正确选项 A物质循环相伴着能量的流淌B能完成该循环的生物肯定含有叶绿体和线粒体Ca、b 所示的物质循环具有全球性D进行 a 过程的生物是自养型生物答案 B 解析 物质循环和能量流淌是同时进行的,能量是物质循环的动力,物质是能量的载体；能完成 b 过程的生物能进行呼吸作用,但不肯定具有线粒体；能进行 a 过程将 CO 2 转化成有机物的生物是自养型生物,但不肯定有叶绿体；物质循环具有全球性；5下面是生态系统的碳循环示意

22、图,请据图回答以下问题：名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载1生态系统中碳循环第一依靠于绿色植物的_；2图中分解者通过 _或_方式将生物组织内的碳释放到大气中；3图示 A 中的碳,除碳酸盐外,通过_ 作用回到大气中；4在无机环境与生物群落之间,碳元素主要以 _的形式进行循环,循环始终与_结合在一起进行；碳元素在生物群落中以_的形式存在；答案1光合作用2有氧呼吸无氧呼吸3燃烧4CO 2能量流淌有机物解析1无机环境中的碳一般通过绿色植物的光合作用进入生物群落；2分解者能够通过有氧呼吸或无氧呼吸将生物组织内的碳释放到大气中；盐外,一般通过化学燃料燃烧的形式返回到大气中；3图示 A 中的碳,除碳酸 4 碳在无机环境与生物群落之间主要以 CO2 的形式进行循环；物质循环往往相伴着能量流淌；在生物群落中,碳主要以有机物的形式存在；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 11 页