高中生物人教版 (新课标)必修3《稳态与环境》第3节 生态系统的物质循环教学设计及反思

第5章　生态系统及其稳定性

第3节　生态系统的物质循环　导学案

学习目标：

1．  以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。

2．  尝试探究土壤微生物的分解作用。

3．  说明能量流动和物质循环的关系。

4．  关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。

学习重点：分析生态系统中的物质循环。

学习难点：说明能量流动和物质循环的关系。

自主学习

一、碳循环

1．循环路线

⑴在生物群落与无机环境之间：以        的形式进行。

⑵在生物群落内：以         的形式进行。

2．过程图解

特别提醒：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相互的，其他各成分之间的传递都是单向的。

3．特点：具有        ,循环性。

4．温室效应

⑴形成原因：化学燃料短时间内大量燃烧使大气中CO2         ，打破了        的平衡。

⑵危害：                                  。

⑶防止或减缓温室效应的主要措施：①改善能源结构，开发新能源（核能、水能等），尽量减少化学燃料的燃烧（减少CO2的来路）。②大力推行植树造林活动（增加CO2的去路）。

思考讨论：1．碳在无机环境中的主要存在形式：________

2．碳从无机环境进入生物群落的形式： ___________

3．碳在生物群落中的主要存在形式： ________

4．碳从无机环境进入生物群落的方式： _____________________________

5．碳在生物群落中的传递途径是 ___________________________________        

6．碳从生物群落进入无机环境的主要方式： __________________________

7．碳循环的范围 _______________

二、生态系统的物质循环

指组成生物体的            等元素，都不断的进行着从无机环境到           ，又从 __________ 到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。这里所说的生态系统，指的是           ，其中的物质循环具有        ，因此又叫              。

思考讨论：1．物质循环的范围：

2．物质循环的“物质”指什么？

3．物质循环的特点：

4．生态系统的物质循环和能量流动具有不同的特点，表现在：在物质循环过程中，无机环境中的物质可以被生物群落         ；能量流动则不同，能量在流经生态系统各营养级时，是         ，而且是         的流动，而不是循环流动。

三、物质循环和能量流动的关系

1．__________和 _________是生态系统的主要功能，二者是 _________的，彼此相互依存，不可分割。

2．能量的 ____ 、 ______、 _____ 和 _____ ，离不开物质的 ___   和      等过程。 3．      作为能量的载体，使能量沿着           流动；      作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。                            

4．生态系统中的各种组成成分，通过          和          ，紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。（具体比较见优化方案P98）

巩固提升

１．与自然界的碳循环关系最密切的两种细胞器是(  )

A．内质网和高尔基体  B．叶绿体和线粒体　C．核糖体和叶绿体  D．核糖体和高尔基体

2．大气中的碳进入和输出生物群落的形式和生理过程是（　）

A．碳酸盐    细胞呼吸；含碳有机物  光合作用    

B．CO2  光合作用和化能合成作用；CO2  呼吸作用和分解作用等

C．含碳有机物 光合作用；含碳有机物  蒸腾作用      

D．CO2   分解作用；CO2    呼吸作用

3．某同学完成了土壤微生物的分解作用的对照实验，对照组()

A．土壤不作处理，自然状态    　 　B．土壤进行处理

C．排除土壤微生物的作用   　　　　 D．尽可能避免土壤理化性质

4.下列叙述正确的是（　）

A. 当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量

B. 当狼捕食兔子并经同化作用合成为自身的有机物时，能量就从第一营养级流入了第二营养级

C. 当生产者通过光合作用制造了有机物时，能量就从无机环境流入了生物群落

D.当物质循环进行时，能量流动早已开始了

5.下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分，请据图回答：

（1）生态系统的碳循环是指碳元素在            ______________之间不断循环的过程。

（2）X与甲中图示生物类群的能量来源不同，X代表的生物为______________；Y的细胞结构与丙中图示生物不同，Y的细胞结构最主要的特点是            

（3）大气中的CO2在甲中图示的_________处（在a~d中选择）合成有机物；含碳有机物在甲中图示的____________处（在a~d中选择）可以分解为CO2。

知识总结

1．碳元素的存在形式

①在无机环境中以CO2和碳酸盐的形式。②在生物群落中以含碳有机物的形式。

2．碳元素进入生物群落的方式：CO2进入生物群落是通过自养型生物完成的，主要是绿色植物的光合作用，也有化能合成作用。

3．碳元素返回无机环境的方式：生物群落中的有机碳通过生物的呼吸作用和微生物的分解作用（实际上就是微生物的有氧呼吸和无氧呼吸）被彻底分解成CO2和水，归还到无机环境中。此外古代动植物遗体中的碳可通过化学燃料的燃烧返回无机环境中。

4．大气中CO2的来源和去路：

来源：分解者的分解作用、动植物的呼吸作用、化学燃料的燃烧。

去路：绿色植物的光合作用。

5．生物富集：在生态系统中，由于高营养级生物以低营养级生物为食，某种元素或难分解化合物在生物机体中的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象。