3.3生态系统的物质循环(教案)

一、教学目标

1、分析碳循环的过程，概述生态系统的物质循环过程；

2、说明能量流动与物质循环的关系；

3、探究土壤微生物的分解作用；

二、教学重难点

1、重点：说明能量流动和物质循环的作用；

2、难点：探究土壤微生物的分解作用；

三、教学过程

问题探讨：

讨论1、胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？

讨论2、有研究表明，长有胡杨的荒漠土壤一般比草原的贫瘠，这是为什么？

一、碳循环

1、碳是构成生物体的重要元素之一，组成生物体的蛋白质、糖类、脂质和核酸等都是以碳链为基本骨架形成的。大气中的碳主要是二氧化碳。

2、二氧化碳能溶于水，因此可在大气和海洋、河流之间进行交换。此外，碳还可以长期固定或保存在非生命系统中，如固定于煤、石油或木材中。

3、人类对煤和石油等能源的利用，向大气中排放了大量的二氧化碳。

讨论1、碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？

CO₂、碳酸盐、含氮有机物

二、碳循环的过程

1、进入生物群落的途径

① 生产者光合作用

② 化能合成作用

2、碳在生物群落内传递的途径

食物链（网）

3、碳循环的形式

二氧化碳

4、碳返回非生物环境的途径

①生产者、消费者的呼吸作用

②分解者的分解作用

③化石燃料的燃烧

5、实现碳循环的关键因素

生产者和分解者

6、具体示例图如下：

7、碳循环失调的后果：温室效应

（1）形成原因：化石燃料的大量燃烧，导致大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。

（2）造成影响：全球变暖，气温升高，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。

（3）措施：减少化石燃料的使用，开发清洁能源；大力植树种草，提高森林覆盖率；低碳生活

三、物质循环

1、概念：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程（生物地球化学循环)

2、分析讨论

（1）物质循环中的物质指的是什么？元素

（2）这里的生态系统指的是什么生态系统？生物圈

（3）物质循环有什么特点？全球性、循环往复运动

四、生态富集

1、概念：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集。

2、常见的生物富集物质

①重金属：如铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）

②人工合成的有机化合物：如DDT、六六六等有机化合物

③一些放射性物质：如铀

3、发生生物富集的物质特点

①在环境和生物体内存在形式是比较稳定的；

②富集物质必须是生物体能够吸收的、且不易排出的；

③富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的；

4、生物富集的主要途径：食物链、食物网

5、生物富集的特点

①全球性：由于这些有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地，因此，这种现象也是全球性的。

②生物放大性：一旦含有铅的生物被更高营养级的动物食用，铅就会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端。

6、减少生物富集的措施

合理利用资源、减少排放；实施垃圾分类；种植能富集有害重金属元素的植物。

7、生物富集的危害

进入体内的甲基汞在体内代谢缓慢，且不易排出，严重时会引起汞中毒。通过血脑屏障进入大脑的汞会进入脑神经，导致脑萎缩。

五、探究微生物的分解作用

1、实验原理

土壤中存在种类、数目繁多的细菌，丝状真菌和呈放射状的放线菌，他们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主要与环境的温度和湿度有关系。

2、实验过程

①探究落叶是否是在土壤微生物的作用下腐烂的；

②探究土壤微生物对淀粉的分解作用；

（一）探究落叶是否是在土壤微生物的作用下腐烂的

1、实验材料：以带有落叶的土壤

2、实验方法：采用对照实验的办法，设计实验组和对照组。

自变量：土壤中是否含有微生物

因变量：落叶的腐烂程度

（实验前后叶片干重的变化量）

（二）探究土壤微生物对淀粉的分解作用；

1、实验材料：土壤浸出液、淀粉糊、斐林试剂（碘液）

2、实验方法：设计实验组和对照组

实验组：土壤浸出液＋淀粉

对照组：蒸馏水＋淀粉

3、实验结果

自变量：是否含有微生物

因变量：是否产生砖红色沉淀/ 试剂与碘液反应是否呈现蓝色

四、课堂小结

五、课堂检测

1、在生态系统中，使二氧化碳进入生物群落的生物主要是（）

A. 细菌      B. 真菌       C. 动物      D. 绿色植物