人教课标版高中生物必修3《生态系统的物质循环》导学案.docx
《人教课标版高中生物必修3《生态系统的物质循环》导学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教课标版高中生物必修3《生态系统的物质循环》导学案.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
人教课标版高中生物必修3《生态系统的物质循环》导学案
第3节生态系统的物质循环
【学习目标】
1•通过观察图片、阅读文本，能够理解物质循环的物质概念和碳循环的过程。
2•通过对相关图像、过程的学习，能够掌握生态系统物质流动的过程和特点。
3•通过对比分析、师生交流，能够理解能量流动和物质循环的关系。
【重点】
分析生态系统中的物质循环。
【难点】
能量流动与物质循环的关系。
【导学诱思】
1•生态系统的物质循环概念
（1）物质：
组成生物体的,
（2）循环：
无机环境=o
（3）范围：
...
2•特点
（1）具有全球性，因此又称循环。
（2）物质可以被反复利用。
3.实例：
碳循环
（1）碳在自然界中以和碳酸盐的形式存在，在大气中以形式
存在：
在生物群落与无机环境间以形式进行循环；
在生物群落内主要是沿着进行，传递形式为。
（2）过程
【实验探究探究土壤微生物的分解作用】
【实验原理】
微生物的呼吸作用可以将有机物分解成无机物，使物质能够不断地在和
之间相互转化，从而实现自然界中物质的循环。
因此我们可以通过研究某种有机物质的分解情况来探究;我们可以根据落叶腐烂的情况来检测土壤中
微生物的分解作用；通过鉴定淀粉分解的产物来探究微生物对淀粉的分解作用。
【实施计划】
案例一土壤微生物对落叶的分解作用
（1）提出问题：
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
（2）做出假设：
o
（3）材料用具：
落叶，土壤，恒温箱。
（4）实验步骤：
采用对照实验的方法，设置实验组和对照组。
1对照组的土壤:
2实验组的土壤要进行处理，以尽可能排除，同时要尽可能避免
土壤理化性质的改变（例如，将土壤用塑料袋包好，放入60度恒温箱中灭菌一小时）。
（5）实验现象：
在相同时间内实验组落叶腐烂程度对照组。
（6）结论：
。
案例二探究微生物对淀粉的分解作用。
（1）提出问题：
有机物是否可以被土壤微生物所分解？
（2）做出假设：
有机物可以被土壤微生物所分解。
（3）材料用具：
①材料：
湿润的土壤，淀粉糊。
②试剂：
斐林试剂，碘液，蒸
镭水。
③仪器：
大小烧杯，试管夹，酒精灯等。
（4）实验步骤：
1将取自农田、林地或花盆等处的土壤放入里面垫有厚纱布的烧杯中，加水搅拌,然后将纱布连同土壤一起取出。
将留在烧杯中的土壤浸出液静置一段时间备用。
2另取两只烧杯，编号A、B,放入等量的淀粉糊。
在A烧杯中加入30mL土壤浸出液，在B烧杯中加入30mL蒸憎水。
3在室温（20度左右）下放置7天后，从A烧杯中取出4mL,分别放入两只试管
中，编号AhA2,在从B烧杯中取溶液4mL,分别放入另两只试管中，编号B-
B2q
4在Ai、Bi中加入,充分振荡；在A?
、B?
中加入,均匀加
热。
5观察试管中溶液的颜色变化，记录实验结果。
（5）实验现象：
A1中加碘液,B1中加碘液oA2加斐林试
剂出现,B2加斐林试剂不出现o
（6）结论：
。
【要点探究】
探究点一碳循环
分析完成生态系统的碳循环示意图：
1.大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的或硝化细菌等的
而实现的。
2.碳在生物群落和无机环境之间循环是以的形式进行的。
碳元素在生
物群落中的传播，主要靠,传递形式为-
3.大气中CO?
的来源有三个：
一是;二是:
三是
4.实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是和o
5.碳在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是
的，其他各成分间的传递均是的。
例1：
右图为生态系统中碳循环的模式图。
相关叙述正确的是（）
3
A.1代表生产者，5可以代表化能合成作用
B.碳元素在1、2、3、4间以含碳有机物的形式传递
C.在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是1
D.1、2、3中含有的有机物可以作为动力来促进碳元素在群落和环境之间循环
探究点二物质循环和能量流动的关系
分析物质循环和能量流动的关系图解，完成下列填空：
C02能量散失
C02能量散失
（图中:
——代表物质循环，一代表能耳:
流动）
1.从图中可以看出，无机环境为生物成分提供和O
2.二者均开始于,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.能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的与等过程。
4.物质作为能量的,使能量沿着食物链（网）流动。
5.能量作为,使物质循环不断地在生物与之间循环
往返，能量以物质形式存在和流动，能量促进了物质的循环。
［思维拓展］
1.能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，能在各级生态系统中进行。
物质循环是在生物群落与无机环境之间反复循环，不具递减性，具有全球性。
2.任何一个生态系统中，能量流动和物质循环都保持着相对的平衡，这是决定一个生态系统相对稳定的重要保证。
例2：
下图表示生物圈中碳循环的部分示意图。
A、B、C、D构成生物群落，箭头①〜⑨表示循环过程。
下列有关说法正确的是（）
案例1
案例2
实验假设
微生物能分解落叶使之腐烂
微生物能分解
实验
设计
实验组
对土壤处理
A杯中加入
对照组
对土壤不做任何处理
B杯中加入30mL蒸憾水
自变量
土壤中是否含微生物
土壤中的微生物的有无
实验现象
在相同时间内实验组落叶
腐烂程度
A
Ai
A2
产生
对照组
B
Bi
b2
结论分析
微生物对落叶有分解作用
土壤浸出液中的微生物能分解
淀粉
思维拓展
1.探究活动最好在实验室中进行，以便控制变量，避免环境中不可控制的因素的影响。
2.各地气候与环境等因素不同，微生物分解落叶的能力也不同，需要的时间也有差异，一般需要温暖、湿润的条件。
例3：
同学们在课外活动中发现植物的落叶在土壤里会逐渐腐烂，形成腐殖质。
他们猜测落叶的腐烂是山于土壤微生物的作用，不同生态系统的土壤微生物分解能力不同，并设计了实验进行验证。
未腐烂的落叶量
（g、cm2）
（1）实验设计首先要遵循的是原则和原则。
（2）以带有同种落叶的土壤为实验材料，均分为A和B两组。
实验时A组不做处
理（自然状态）；B组用塑料袋包好，放在60°C的恒温箱中灭菌1小时。
B组处理的目的是
（3）
（2）中实验的自变量是,因变量是，无
关变量是（至少
写出两点）。
（4）如果同学们的猜测是正确的，若干天后
（2）中B组的落叶。
⑸如果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实验材料，分别模拟原生态系统的无机环境条件进行C组和D组的实验，定期抽样检测样品土壤中未腐烂的落叶的含量，请根据预测结果在右图中绘出相应的曲线。
【当堂检测】
1•从生态系统物质循环的角度看，人体内碳元素的根本来源是（）
A.大气中的CO2B.生产者
C.分解者D.消费者
2.图甲、乙分别表示人体体液中物质交换、生态系统碳循环的模型图，以下说法正确的是（）
A.屮图中02浓度最疡的是B
B•乙图中的D是生态系统的主要成分
C.人体发生过敏反应时，甲图中的A增加导致组织水肿
D.因捕食关系而建立的食物链中，能量最少的是乙图中的B所处的营养级
3•下图表示生物圈中碳循环的部分示意图。
A、B、C、D构成生物群落，箭头①〜
⑨表示循环过程。
下列有关说法正确的是（）
大气中的气休X
A.大气中的气体X是指二氧化碳和一氧化碳
B.完成①过程的能量主要是山⑧过程提供的
C.D经⑤、⑥、⑦过程获得的能量占A、B、C总能量10%〜20%
D.C处在第二营养级或第三营养级
4•酸雨有很大的危害，能直接破坏庄稼、森林、草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。
以下关于酸雨的说法不正确的是（）
A.造成酸雨的气体主要是CO2、NO2和SO2
B•对原煤采取脱硫技术是防治酸雨的措施之一
C.用氨水吸收燃煤过程中的废气不仅有利于防治酸雨，而且可制鞍态化肥
D.火山爆发、雳电交加都可能形成酸雨
5•下图为某生态系统能量流动示意图（单位：
kJ）o下列说法正确的是（）
A.图中A所固定的能量是B、C的能量之和
B.若C增加lkJ,则需要消耗A约41.6kJ
C.B营养级的个体数量一定多于C营养级的个体数量
D.B的数量越多，则C获得的能量越少
6•下列有关物质循环的叙述，正确的是（）
A.只有通过植物的光合作用才能进入生物群落
B.只能通过微生物的分解作用才能返回无机环境
C.物质循环与能量流动先后进行
D.无机环境中的物质可以被生物群落反复利用
7.
图1为碳循环示意图，图2为某一食物网示意图，请据图回答问题:
⑴通过过程①，碳由无机环境中的转变成绿色植物（如玉米）中
（2）图1过程②越复杂，则该生态系统的抵抗力稳定性越。
设过程②代表的生物之间有如图2所示的关系，若E种群的能量为5.8x109kJ,B种群的
能量为1.3x10*kJ,D种群的能量为1.5x10*kJ,能量传递效率为10%,则A种
群的能量是kJo
（3）过程④表示作用。
参与过程④的生物与同区域中的动、植
物等其他生物共同构成了O
（4）由图1可见，碳循环的特点是,伴随着物质循环进行
的能量流动具有特点是，
8•下图是生态系统碳循环示意图，图中“t”表示碳的流动方向。
请回答：
（1）写出图中含有四个营养级的食物链：
（用字母和箭头表示）。
⑵分析AtE和DtB过程中碳流动形式的不同点：
。
（3）若生产者有10000kg,按能量最大传递效率计算，位于第四营养级的生物可增
重kg。
（4）据测定，生产者在黑暗中每小时释放出44mg的CO2,而在光照充足的条件下,
每小时释放出64mg的O2，经过10h可积累葡萄糖mgo
（5）人类大量开采并燃烧山古代动植物遗体变成的煤和石油，使地层中经过千白
万年积存的碳元素在短期内释放，对环境产生的影响主要是o
（6）生态系统中碳循环首先依赖于o
9•如图是某人匸鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量（单位为10吨曲2『）。
试回答下列有关问题。
式贮存。
（2）该生态系统的总能量是固定的。
（3）能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级传递的效率约为o
（4）试分析图中植食动物、肉食动物和顶位肉食动物随营养级的升高需要的有机
物输入越来越多的原因是
参考答案
1-6：
ACDABD
7.
（1）CO2有机物
（2）高3.0X107
（3）分解者的分解群落（4）带有全球性的循环单向流动，逐级递减
8.
（1）EtFtDtB
（2）AtE是以CO2形式，D—B是以含碳有机物形式
⑶80（4）600（5）产生温室效应（CO2增多）
（6）绿色植物的光合作用（7）单向流动、逐级递减
9.
（1）呼吸作用（有机物中）稳定的化学能
（2）生产者（3）15.6%
（4）能量流动逐级递减以及维持各营养级较高的能量输出量
升级会员 