(完整版)生态系统的物质循环导学案

生态系统的物质循环

1．如图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。图中A、B、C代表三个营养级，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118 872×106 kJ，但其中118 761×106 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)能量流动的渠道是食物链和食物网。

(3)能量流动的特点是单向流动和逐级递减。

(4)能量从第一营养级到第二营养级的传递效率约为13.5%，从第二营养级到第三营养级

的传递效率为20%。

(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，下一个营养级不能得到上一个营养级的全部能量，原因有：

①各营养级生物体内的大量能量被细胞呼吸消耗。

②其次是上一个营养级的部分能量未被下一个营养级利用。

③还有少数能量被分解者利用。

2．由上面能量流动图解看出：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CO2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CO2返回到大气中。

课堂导入

下图为美国耗资2亿美元建立的地球生物圈2号。它是透明的，为什么呢？

生：需要输入光能。

师：同时，它又是封闭的，难道它不需要外界提供所需要的各种物质吗？学完这节“生态系统的物质循环”后，我相信同学们就能解释这个问题了。

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P100～101，结合P101图5－11和温室效应示意图，完善下面的碳循环模式图，并思考回答下面的问题。

1．碳在自然界中以CO2和碳酸盐的形式存在，在大气中以CO2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CO2的形式归还大气。

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，物质循环的范围是整个生物圈。

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现了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．如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林，对生态系统的碳循环有何影响？

答案打破碳循环平衡，使大气CO2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CO2在很短时间内释放出来，打破碳循环平衡，使大气中CO2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。

归纳提炼

1. 碳出入生物,群落的途径⎩⎪⎨⎪

⎧ 碳进入生物群落⎩⎪⎨⎪⎧ 光合作用化能合成作用碳放出生物群落⎩⎪⎨⎪⎧ 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“范围”

(1)参与物质循环的“物质”是指组成生物体的化学元素。

(2)循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统。

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CO 2和碳酸盐形式存在。

4．碳循环中各成分的确定方法

图中①与④之间为双箭头，故一个为生产者，另一个为大气中的CO 2库；又因为其他各个成分都有箭头指向④，所以④为大气中的CO 2库，①为生产者。其他生物部分的箭头都指向③，所以③是分解者，剩余的②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。请判断下列说法的正误：

(1)图中①过程可以表示绿色植物的光合作用

( ) (2)缺少类群甲则生态系统的物质循环不能正常进行

( ) (3)碳在乙、丙中以有机物的形式存在

( )

(4)参与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)据图，气体X为CO2，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(1)√(2)√(3)√(4)×(5)×(6)√(7)×

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，如果甲缺少，生态系统的物质循环将不能正常进行。参与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)中的物质循环，在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解作用

土壤中的微生物能把有机物分解为无机物归还无机环境，是生态系统中的“清道夫”。为探究其分解作用，请阅读教材P102～103，完成下面的实验原理和案例设计。

1．实验原理

(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