生态系统的物质循环

生态系统的物质循环能量是单向递减流动的，物质变化也是吗？为什么维持生态系统所需的大量物质、例如氧、水、氮、碳和许多其他物质，亿万年来却没有被生命活动所耗尽？阅读课本相关内容,思考回答下列问题：1、这里的物质是指什么？2、这里的生态系统是指什么？3、在哪两者之间循环？一、物质循环的概念物质循环的概念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是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素在生态系统的生物群落与无机环境之间反复循环运动叫生态系统的物质循环。生物圈是地球上最大的生态系统，其中的物质循环带有全球性，这种物质循环又叫生物地球化学循环。生态系统的物质循环反复出现，循环流动，不会消失，生物可反复利用。生物圈是地球上的最大的生态系统,生态系统中的物质循环带有全球性。讨论：在农田中大量使用DDT有机农药为什么会殃及南极的企鹅二、物质循环的特点1、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。2、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。碳是地球上储量最丰富的元素之一。它广泛地分布于大气、海洋、地壳沉积岩和生物体中，并随地球的运动循环不止。同时碳又是有机化合物的基本成分，是构成生命体的基本元素。碳循环还与生命活动紧密相联。亿万年来，在地球的生物圈和大气圈中，碳通过生命的新陈代谢，往复循环、生生不息。3、碳循环：（1）碳元素在无机环境中主要以什么形式存在？碳元素在生物体内主要以什么形式存在？（2）碳元素主要以什么途径从无机环境进入生物群落的？（3）碳元素在生物体之间以什么渠道传递？（4）碳元素以什么途径从生物群落进入大气？（5）碳元素又以什么形式在无机环境与生物群落中循环的？问题讨论：（参照图5-11思考讨论）绿色植物通过光合作用把大气中的二氧化碳和水合成为糖类等有机化合物，生产者合成的糖类有机物被动物等各级消费者所利用，生产者和消费者通过呼吸作用就把二氧化碳释放到大气中，动植物的遗体经过微生物的分解作用释放出来二氧化碳，碳又返回到大气中，由古代动物的遗体变成的煤炭和石油天然气等通过燃烧，又把大量的二氧化碳排放到大气中。（1）碳元素在无机环境中主要以什么形式存在？碳元素在生物体内主要以什么形式存在？（2）碳元素主要以什么途径从无机环境进入生物群落的？（3）碳元素在生物体之间以什么渠道传递？（4）碳元素以什么途径从生物群落进入大气？（5）碳元素又以什么形式在无机环境与生物群落中循环的？问题讨论：（参照图5-11思考讨论）（1）碳元素在无机环境中主要以什么形式存在？碳元素在生物体内主要以什么形式存在？

（2）碳元素主要以什么途径从无机环境进入生物群落的？（3）碳元素在生物体之间以什么渠道传递？CO2、碳酸盐；绿色植物的光合作用食物链和食物网含碳有机物（4）碳元素以什么途径从生物群落进入大气？（5）碳元素又以什么形式在无机环境与生物群落中循环的？CO2生物的呼吸作用；分解者的分解作用思考？C循环的图解化石燃料大气环境分解者生产者消费者①②③④光合作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解作用分解作用形成石油、天然气等形成石油、天然气等燃烧作用摄食作用碳出入生物群落的途径碳进入生物群落碳出生物群落动植物的呼吸作用微生物的分解作用燃烧绿色植物的光合作用把CO2合成有机物

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CO2含量增加温室效应关注社会温室效应1、温室效应概念2、CO2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减少化石燃料的使用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气候异常《京都议定书》为了人类免受气候变暖的威胁，１９９７年１２月，在日本京都召开的《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次会议通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。

三、能量流动和物质循环的关系生态系统的存在是靠物质循环和能量流动来维持的。生态系统的能量流动和物质循环都是通过食物链和食物网的渠道实现的。能量流动和物质循环二者相互伴随进行，又相辅相承，密不可分的统一整体。能量流经生态系统各个营养级时是逐级递减，而且运动是单向的、不是循环的，最终在环境中消失。物质循环是带有全球性的，在生物群落与无机环境间物质可以反复出现，反复利用，循环运动，不会消失。能量流动和物质循环又有本质上的区别：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（2）物质是能量流动的载体（3）能量是物质反复循环的动力探究：土壤微生物的分解作用1、提出问题：2、作出假设：3、制定、实施计划：4、实验结果的分析：5、实验结论：探究活动的一般步骤：微生物能分泌多种水解酶将大分子有机物分解成小分子有机物，如纤维素酶、淀粉酶可将纤维素、淀粉水解成葡萄糖。然后被分解者吸收到细胞中进行氧化分解，最终形成CO2、水和各种无机盐，同时释放能量。一、实验目的1设计和进行对照实验，尝试探究土壤微生物的分解作用，进一步培养探究和创造能力。2分析土壤微生物分解淀粉的情况。3学会检测淀粉和还原糖的方法，并根据现象作出合理判断和解释。二、实验原理树林中常有落叶，没人打扫，为什么不会越积越多难道是被分解者分解了假设：问题1:树林中的落叶是被土壤中的微生物分解了设计实验方案：①在农田或林地肥沃的土壤中取土壤若干，平均分成两组，想一想这两组土壤应作何处理呢是否需设对照是随便取，还是需取微生物多的土壤三、探究过程A组不做处理，B组灭菌用塑料袋包好，放在60℃恒温箱1h灭菌。②取同种树叶若干，平均分成两份，如图处理，并编号A份和B份。③A份埋入A组土壤，B份埋入B组土壤，如图。④在相同且适宜的环境中培养。⑤过若干时间将网袋取出，观察并记录指标：以什么指标判断因变量呢落叶的分解量预期结果并得出结论：结果①：A组叶片比B组叶片分解的多；结论①：土壤中的微生物能分解叶片。结果②：A组和B组叶片分解的一样多；结论②：土壤中的微生物不能分解叶片。进行实验验证结果分析、得出结论问题2：叶片光合作用能产生淀粉，土壤中微生物分解叶片时是否能分解叶片中的淀粉呢假设：土壤中的微生物能分解叶片中的淀粉。设计实验方案：①土壤浸出液的制备取自农田或林地等处的土壤，放入装有厚沙布的烧怀中。加水搅拌。将沙布连同土壤一起取出。留在烧怀中的土壤浸出液静置一段时间备用。②是否需要设计对照如何控制自变量实验组加土壤浸出液，对照组加蒸馏水各30ml。分别加入20ml淀粉溶液，混匀。③在室温（200C左右）放置7天，取出。以什么指标判断因变量呢④从实验组中取2ml从对照组中取2ml结果不变蓝变蓝或有砖红色沉淀无砖红色沉淀从实验组中取2ml从对照组中取2ml结论:土壤中的微生物对淀粉有分解作用。滴1滴碘液摇匀该实验应用了什么原理？土壤微生物分解淀粉的原理：土壤微生物能分泌淀粉酶将淀粉分解，淀粉遇碘变蓝，可用碘液检测淀粉是否被分解。土壤微生物能分泌淀粉酶将淀粉分解成还原糖麦芽糖，还原糖遇斐林试剂，在加热条件下，产生砖红色沉淀。或案例1案例2实验假设实验设计实验组对照组自变量实验现象加入碘液A1B1加入斐林试剂A2B2结论分析土壤微生物分解作用的探究过程小结在相同时间内实验组落叶的腐烂程度小于对照组微生物对落叶有分解作用不变蓝变蓝砖红色沉淀不变色土壤浸出液中的微生物能分解淀粉微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解淀粉土壤高温处理土壤不做处理A杯中加入30mL土壤浸出液B杯中加入30mL蒸馏水土壤中是否含有分解淀粉的微生物土壤中是否含微生物问题3：假设：夏初落入土壤中的叶片比秋末落入土壤中的叶片分解的快，是夏天的温度高，还是由于土壤湿度大或是综合因素引起土壤微生物对落叶分解的速度快。温度高比温度低时潮湿土壤比干燥高温潮湿土壤比低温干燥设计实验：自变量是记录结果：得出结论：高温、潮湿高温、干燥低温、潮湿低温、干燥落叶分解量影响土壤微生物分解的因素还可能有哪些呢土壤的透气性、PH、微生物的数量等。如