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第三章 生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的物质循环
目录 /CONTENTS
01
碳循环
02
物质循环
03
生物富集
04
探究土壤微生物的分解作用
新课导入
胡杨能抗干早、御风沙、耐盐碱，可顽强地在荒漠中生存繁衍。然而，受水资源短缺的影响，一些远离水源的胡杨也难逃死亡的厄运。这些死亡的胡杨虽历经烈日和荒漠的摧残，却依然傲立于大漠，其枝干往往呈现出千姿百态的奇特造型。
讨论
1.胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂
荒漠中缺乏水分，分解者的数量少，因此死亡后的胡杨无法被快速分解。
新课导入
胡杨能抗干早、御风沙、耐盐碱，可顽强地在荒漠中生存繁衍。然而，受水资源短缺的影响，一些远离水源的胡杨也难逃死亡的厄运。这些死亡的胡杨虽历经烈日和荒漠的摧残，却依然傲立于大漠，其枝干往往呈现出千姿百态的奇特造型。
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
荒漠中生产者的种类与数量很少，能制造的有机物总量就少，消费者与分解者也少，物质循环缓慢；
目录
01
一、碳循环
一、碳循环
假如你在操场上运动，呼出一口气，许多CO2分子就离开你的身体。想象一下，这些CO2分子离开你之后，会开始怎样的旅行？
CO2
CO2
CO2
光合作用
食物
元素在生物群落和非生物环境之间不断循环。
这些二氧化碳分子中的碳元素和氧元素又是怎样来到你体内的？进入你体内之前又存在于什么物质中？
一、碳循环
思考·讨论
分析碳循环的过程
讨论1：碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
在非生物环境中主要以CO2的形式存在（还有碳酸盐）；
在生物体内/生物群落内主要以含碳有机物的形式存在；
二氧化碳能溶于水，因此能在大气和海洋、河流之间进行交换。因此，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。人类对煤和石油等能源的利用，向大气排放了大量的二氧化碳。
一、碳循环
思考·讨论
分析碳循环的过程
讨论2：碳元素是如何进出生产者、消费者和分解者的(以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等)
呼吸作用
环境
分解者
环境
CO2
消费者
生产者
呼吸作用
光合作用
化能合成作用
捕食
呼吸作用
遗体残骸
遗体
排遗物
一、碳循环
思考·讨论
分析碳循环的过程
讨论3：碳的进出除生产者、消费者、分解者外，还有没有其他途径？
(1)CO2与HCO3-的相互转化；
(2)CaCO3与HCO3-的相互转化；
(3)煤、石油等化石燃料的开采与使用。将有机物分解为二氧化碳等。
大气中的二氧化碳库
煤、石油
水体中的HCO3-等
岩石中的CaCO3等
一、碳循环
海洋对调节大气中的碳含量起着非常重要的作用
（1）当大气中二氧化碳含量增加，水圈的二氧化碳含量也随之增加。
（2）如果大气中二氧化碳发生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能及时进入大气。
一、碳循环
1. 碳循环示意图
遗体和排遗物
摄食
燃烧
生产者
消费者
分解者
化石燃料
呼吸作用
呼吸作用
光合作用
大气中的CO2库
分解作用
非生物环境
生物
群落
水圈中的CO2库
一、碳循环
3.进入生物群落的途径：
4.碳在生物群落内传递的途径：
食物链（网）
光合作用（主要）和化能合成作用
2.流动形式
①生物群落与非生物环境间：CO2
②生物群落内部：含碳有机物
二氧化碳
6.碳循环的形式：
5.碳返回非生物环境的途径：
②分解者的分解作用（实质是呼吸作用）
①生产者、消费者的呼吸作用
③化石燃料的燃烧
非生物环境 （ CO2 ）
生物群落
（有机物）
光合作用、化能合成作用
呼吸作用、分解作用
一、碳循环
注意: 碳循环中各成分包括:生产者、消费者、分解者和大气中的CO2库。
生产者
大气中的CO2库
消费者
分解者
拓展：碳循环图解中各成分的判定方法
一、碳循环
拓展：碳循环图解中各成分的判定方法
思路：
1. 先看双箭头：双箭头代表生产者、大气中的CO2库；
2. 其他所有成分都指向C，则C为大气中的CO2库；
3. 除了C之外，有最多被指向箭头的为分解者，即B为分解者。
大气中的CO2库
生产者
消费者
分解者
大气中的CO2库
生产者
初消
次消
三消
分解者
一、碳循环
①__________
②__________
③______________________
④______________________
⑤______________________
光合作用
捕食
动植物的呼吸作用
分解者的分解作用
化石燃料的燃烧
一、碳循环
联系社会
大气中的温室气体(CO2、CH4、N2O等)相当于保温层。大气中CO2越多，地球上的温度升高就越快，这种现象就叫做“温室效应”。
①原因
——温室效应
②森林、草原等植被遭到大面积破坏
①化石燃料的开采和使用大大增加了CO2的排放
能量主要以光的形式到达地球，其中大部分最后以红外线的形式从地球再辐射出去。在大气层中， CO2对光辐射没有阻挡，但是能吸收红外线并阻挡红外线通过，就像温室的玻璃顶罩一样，能量进入容易出去难。
一、碳循环
②后果
气温升高
加快极地冰川融化
海平面上升
洪灾、旱灾不断
土地荒漠化加剧
威胁人类和生物的生存。
一、碳循环
③缓解措施
1. 减少二氧化碳排放：开发新能源，减少化石燃料燃烧；
2. 增加CO2的吸收和固定量：大力植树种草，提高森林覆盖率；
3. 提高秸秆还田率，提高土壤储碳量。
增加碳储存
减少碳排放
一、碳循环
A.人类社会需求
粮食
饲料
肉食
木材
薪材
化工产品
能源
……
讨论：你如何看待人类活动对碳循环的影响？
一、碳循环
B.国家环保行动
提高质量标准
垃圾分类回收
号召节约粮食
退耕还林工程
天然林保护工程
沙漠治理行动
城市绿化
注释：国家一方面通过天然林保护工程，退耕还林工程，沙漠治理行动，城市绿化等行动增加植物覆盖率，加大对碳的吸收和固定；另一方面通过倡导垃圾分类回收，号召节约粮食，提高质量标准，发展无废弃物农业，发展清洁能源等方面，减少资源的浪费和利用，从而减少碳的释放。从法律上和行动上助力碳中和。
发展清洁能源
无废弃物农业
一、碳循环
关水电、节约纸
点适量、不浪费
乘公交、少开车
戒奢侈、捐旧衣
重隔热、简装修
低碳
生活
与生活的联系
——个人低碳生活
一、碳循环
小结：
1. 碳的存在形式
非生物环境：
CO2（主要）和碳酸盐
生物群落：
含碳有机物
2. 碳在生物群落和非生物群落之间循环的形式：
CO2
（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）
3. 碳进入生物群落的途径：
光合作用(主要)和化能合成作用
4. 碳在生物群落内的①传递形式：
②传递的主要途径：
含碳有机物
食物链、食物网
5. 碳返回非生物环境的途径：
①生产者和消费者的呼吸作用；
②分解者的分解作用；
③化石燃料的燃烧；
6. 碳循环/物质循环的特点：
全球性；循环往复运动。
二、物质循环
根据氮循环示意图，回答下列问题。
离子
固氮生物的固氮作用
反硝化作用
2. 大气中的氮气通过什么途径进入生物群落？
了解：氮循环过程
1. 植物吸收的氮以什么形式存在？
4.据图可知氮元素是不断循环的，但农田生态系统为什么仍需不断施加氮肥？
3. 生物群落中的氮最终通过什么途径返回大气中？
农田土壤中氮元素的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。
二、物质循环
了解：磷循环过程
目录
02
二、物质循环
二、物质循环
1. 物质循环概念：
组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，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，这就是生态系统的物质循环（matter cycle）。
这里所说的生态系统是指地球上最大的生态系统——生物圈。
生物群落
非生物环境
组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素
反复循环
2.含义
“物质循环的范围”指：___________。
②“物质”:是指组成生物体的___________，而不是单质，也不是由这些元素组成的化合物——蛋白质、糖类、脂肪等。
③“循环”:
生物圈
化学元素
指组成元素在非生物环境和生物群落之间的反复利用，而不是生物群落中。
二、物质循环
特点①：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具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。
资料一：某农田曾大量使用的DDT杀虫剂，最终在南极的企鹅体内检测到。
DDT为有机氯农药，降解比较缓慢，DDT在农田使用后，随着雨水冲刷等，进入河流，最终进入海洋。期间被水中的鱼、虾等取食，并残留在体内，然后通过食物链，最终到达了南极的企鹅体内。
二、物质循环
资料二：水循环示意图
特点②：具有循环性的特点。化学元素在非生物环境和生物群落之间可以循环往复运动。
二、物质循环
鱼稻共生
稻田的水给鱼提供生长环境，鱼可吃害虫，排泄物可为水稻提供有机肥，鱼和水稻形成了一个无公害的生物微循环
鱼菜共生
大棚里，既养鱼又种菜，不影响产量还能节水节肥，实现养鱼不换水，种菜不施肥的神奇效果。鱼帮菜、菜帮鱼，和谐互助
鸭子可吃掉水稻叶片上害虫及虫卵，粪便可作有机肥料，其在水里游动，加快水稻对养分吸收，也改良了土壤通透性，达到了生态高效种植效果
稻田养鸭
种养结合模式
三、生物富集
能量流动 物质循环
范围
形式
特点
过程
联系
生物群落（生态系统各营养级之间）
生物圈
主要以有机物中的化学能的形式
碳在生物群落和非生物环境间主要以二氧化碳的形式
单向流动、逐级递减
全球性、循环往复运动
沿食物链、食物网单向流动
在生物群落和非生物环境之间循环往返
二者是生态系统的主要功能，它们同时进行，相互依存，不可分割：①能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程；②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；③能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。
物质循环和能量流动的关系比较
二、物质循环
项目 能量流动 物质循环(以碳循环为例)
形式
特点
范围
联系
光能→化学能→热能
化学元素(无机物→有机物→无机物)
单向流动、逐级递减
全球性、循环往复运动
生态系统各营养级
生物圈(全球性)
二者同时进行、相互依存、不可分割：
①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；
②物质是能量的载体，使能量沿着食物链/网流动；
③能量是物质循环的动力，使物质能不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。
物质循环和能量流动的关系比较
④生态系统中的各种成分，正是由于物质循环和能量流动，才能紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
⑤能量流动和物质循环的(主要)渠道都是食物链与食物网。
选必二 P65
习题检测
（2020·全国高考真题）生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述，错误的是（ ）
A．消费者没有参与碳循环的过程
B．生产者的光合作用是碳循环的重要环节
C．土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节
D．碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环
A
习题检测
（2021·北京东城区·高三二模）稻鸭共作是我国传统的生态种养模式，在水稻栽种后至抽穗前将鸭子放养在水稻田中。鸭子可为稻田除草、灭虫；稻田可为鸭子的生长提供食物等生活条件。下列对稻鸭共作模式的生态学优点的分析不正确的是（　　）
A．稻鸭共作模式能够减少饲料的投入，降低饲养成本
B．稻鸭共作模式能够减少化学农药的使用，减轻环境污染
C．稻鸭共作模式很好地实现了物质和能量的循环利用
D．稻鸭共作模式的设计兼顾了生态效益和经济效益
C
习题检测
3.下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述，错误的是
A.生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程为生态系统的能量流动
B.当生产者通过光合作用合成有机物时，能量就从非生物环境流入生物群落
C.物质是能量的载体，生态系统中的能量是伴随着物质循环而循环利用的
D.在物质循环过程中，非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用
生态系统能量流动特点：单向流动，逐级递减。物质可以循环，能量不能循环。
C
习题检测
如图为生态系统能量流动和物质循环的关系图，下列相关叙述错误的是
A.图中黑色箭头可表示能量流动过程，白色箭头可表示物质循环过程
B.能量流动和物质循环可借助生物之间的取食过程相依相伴进行
C.②表示热能散失的过程，生态系统需要通过①过程从外界获得能量
D.若图中物质循环表示碳循环，则碳在③④⑤过程的传递形式为CO2
①主要表示生产者通过光合作用固定太阳能，
②表示各种生物的呼吸作用以热能形式散失的能量
③④表示捕食关系，以及能量流动的方向⑤物质循环
③④传递有机物
D
目录
03
三、生物富集
三、生物富集
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。
2.物质
人工合成的有机物: 如DDT、六六六等。
重金属: 如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。
3.发生生物富集的物质的特点
①在环境和生物体中存在形式是比较______的。
②必须是生物体能够______的且_____________的。
③在生物代谢过程中是________________的。
稳定
吸收
不易被分解
不易排出
4.生物富集的主要途径——______________________
食物链、食物网
三、生物富集
5. 生物富集实例——铅的富集
铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
煤燃烧、有色金属冶炼
铅被排放进入大气
沉降在土壤和植被表面
进入土壤
进入水体
植物根吸收叶片摄入铅
水生植物、浮游动物直接吸收铅，动物饮用含铅的水，直接摄入铅
铅进入体内形成多种比较稳定的铅的化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被排出，积蓄在体内
含铅生物被更高营养级动物食用，沿食物链聚集
最终积累在食物链的顶端
三、生物富集
6.生物富集现象的特点
①具有全球性
原因：
导致生物富集的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。
②有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高
鱼鹰（2.5×10-5）
大鱼（2×10-6）
小鱼（5×10-7）
植物（4×10-8）
水（3×10-12）
有害物质在生物体内的浓度
如右图测定结果显示DDT浓度沿食物链放大了一千万倍
生物放大
三、生物富集
资料一：不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内铅浓度，分析雪蛤体内与生活环境中地铅浓度之间的关系？
结果：
中国血蛤
水
水底沉积物
中国血蛤
铅浓度(ppm)
采样点1 采样点2 采样点3 采样点4
富集系数或浓缩系数
铅在中国血蛤体内的浓度超过环境浓度。
三、生物富集
资料二：对比碳循环，分析铅在生物体内富集的原因
结果：
铅在生物体内形成难以降解的化合物，且不易排出
三、生物富集
资料三：如图为水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图。
结果：
铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
生物放大
习题检测
下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，错误的是(　　)
A.使用粪便作为肥料，其能量可以流向植物，实现了对能量的循环利用
B.碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的
C.非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用
D.能量流动和物质循环是同时进行的，彼此相互依存，不可分割
(1)能量流动和物质循环相伴而行，但能量在传递过程中由光能→化学能→热能，而物质在循环中，由无机物(CO2)→有机物→无机物(CO2)。
(2)能量流动的终点是以热能的形式散失到非生物环境中，不能循环利用。而物质循环产生的CO2又被重新利用，所以没有终点。　　　　
A
三、生物富集
1.物质循环和能量流动的起点和终点是否相同？
不同。能量流动的起点是生产者固定的太阳能，终点是以热能的形式散失。物质循环没有起点和终点。
2.同碳元素一样，氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断地施加氮肥？
因为农民要不断地从农田中收获农产品，会带走大量的氮元素，因此要通过往农田中不断地施加氮肥，以维持农田氮循环的稳定。
思考讨论：
习题检测
施用农药DDT的地区，虽然占陆地面积的一小部分，可是在远离施药地区的南极地区，动物体内也发现了明显高于环境含量的DDT，这种现象说明了（ ）
A．DDT是挥发性物质
B．DDT已加入全球性的生物地球化学循环
C．人类活动将DDT带到了南极地区
D．南极地区的动物也偶尔到施用农药的地区寻食
B
习题检测
下列关于生物富集的说法，不正确的是（ ）
A．物质循环具有全球性，而生物富集现象不具有全球性
B．生物富集会使有害物质在生物体内的浓度高于环境中的浓度
C．在生物体内积蓄的有害物质可能是难降解的化合物
D．生物富集可使有害物质浓度沿食物链递增
A
习题检测
【判断正误】
(1)参与物质循环的对象是含有碳的糖类、脂肪、蛋白质等有机物(　　)
(2)物质循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统(　　)
(3)沼渣等作为肥料还田，使物质能够循环利用(　　)
(4)在碳循环中生产者只起固定CO2的作用(　　)
(5)海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用(　　)
(6)物质循环和能量流动是两个独立的过程(　　)
(7)只有在光照的条件下，生态系统的物质循环和能量流动才是同时进行的(　　)
(8)光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环(　　)
×
√
√
×
√
×
×
×
习题检测
（2020·全国高考)假设某种蓝藻(A)是某湖泊中唯一的生产者，其密度极大，使湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。 回答下列问题：
（1）该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是_______________________
__________________________________ （答出2 点即可）。
（2）画出该湖泊生态系统能量流动的示意图_______。
（3）假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物(C)后，C种群能够迅速壮大，则C和B的种间关系是_____________。
水体富营养化、
(种间)竞争
没有其他生产者的竞争
习题检测
（2021·广东高考真题）为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰（CO2排放量达到峰值），力争在2060年前实现碳中和（CO2排放量与减少量相等），这是中国向全世界的郑重承诺，漳显了大国责任。回答下列问题：
（1）在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持________。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是_______________________________________。
（2）生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是生产者通过_______________________，消费者通过食物网（链）取食利用，分解者通过_________，从而将碳元素以___________的形式在生物群落中传递。
（3）全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少________和增加________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。
碳平衡
极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等
碳释放
碳存储
光合作用和化能合成作用
分解作用
含碳有机物
习题检测
（2021·河北高考）为探究全球气候变暖对生态系统的影响，研究者将20个人工淡水池塘均分成两组，对照组保持环境温度，实验组始终比对照组高4℃（利用温控装置），并从附近淡水栖息地搜集水生生物投入池塘。连续多年观测发现，池塘逐渐形成主要由浮游植物和浮游动物组成的群落。第15年时，池塘中浮游植物和浮游动物生物量（单位体积水体中生物体的质量）的检测结果如图。回答下列问题：
（1）池塘生物群落区别于湖泊生物群落的重要特征为________________，池塘生物群落从简单到复杂的过程中发生了________演替。
（2）某种水生生物被投入池塘后，其种群数量将呈_____型增长，若该生物种群密度在较长时期保持相对稳定，表明其种群数量已达到了_________________。
次生
群落的物种组成
“S”
环境容纳量/K值
习题检测
（2021·河北高考）为探究全球气候变暖对生态系统的影响，研究者将20个人工淡水池塘均分成两组，对照组保持环境温度，实验组始终比对照组高4℃（利用温控装置），并从附近淡水栖息地搜集水生生物投入池塘。连续多年观测发现，池塘逐渐形成主要由浮游植物和浮游动物组成的群落。第15年时，池塘中浮游植物和浮游动物生物量（单位体积水体中生物体的质量）的检测结果如图。回答下列问题：
（3）从能量流动角度分析，升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是__________
___________________________________。
生物自身
（4）碳在池塘生物群落中主要以_____________的形式传递，碳循环具有全球性的主要原因是_______________________________________
_______________________________________
_______________________________。
含碳有机物
呼吸消耗增加，分解者分解作用加快
碳在生物群落和无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行 ，大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动
目录
04
四、探究土壤微生物的分解作用
四、探究土壤微生物的分解作用
背景资料：土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，这些生物的数量是极其繁多的，例如一茶匙表层土就可能含有亿万个细菌。
由于各地气候与环境等因素不同，落叶在土壤中被分解的时间也是不同的，一般在温暖、湿润的环境中需要一直数月时间。
秋天刚收获的花生
第二年春天从土中刨出的花生
四、探究土壤微生物的分解作用
采集带有落叶的土壤
土壤垂直剖面模式图
枯枝落叶层
有机碎屑层
腐殖质层
淀积层
枯枝落叶层
有机碎屑层
带有落叶的土壤中含有土壤微生物较多，
好氧微生物主要生活于土壤表层。
土壤微生物通过分泌胞外酶，将底物分解为简单的分子，然后通过细胞膜吸收营养物质。
背景资料：采集土壤微生物的方法
四、探究土壤微生物的分解作用
如何证明土壤微生物具有分解作用？
有机物的分解
现象
本质
分解过程中，物质发生怎样的变化？
落叶等的腐烂
影响
因素
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
四、探究土壤微生物的分解作用
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
问题2：土壤微生物能分解淀粉
图片资料选自人民教育音像出版社光盘
可能观察到的实验现象
加碘液：
加斐林试剂：
四、探究土壤微生物的分解作用
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
问题1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的
可能的实验现象（以一片落叶为例）
一个月后的落叶
新采集的落叶
图片资料选自人民教育音像出版社光盘
四、探究土壤微生物的分解作用
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
参考案例1：
提出问题
实验假设
实验 设计 自变量
实验组
对照组
实验现象
结论分析
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂
土壤中是否含微生物
对土壤高温处理（灭菌）
对土壤不做任何处理（自然状态）
相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂
土壤微生物对落叶有分解作用
增加重复次数（每组落叶等量若干，组内设置多组等）
四、探究土壤微生物的分解作用
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
土壤进行处理，排除土壤微生物的作用
土壤不进行处理，自然状态
注意：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，放在60℃恒温箱中处理一小时。
落叶未腐烂
落叶腐烂
参考案例1：
四、探究土壤微生物的分解作用
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
进行实验观察和结果记录
培养时间 第1周 第2周 第3周 第4周
对照组落叶 平均干重
实验组落叶 平均干重
（实验组-对照组）平均干重
参考案例1：
四、探究土壤微生物的分解作用
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
参考案例1：
分析可能的结果和得出对应的结论
相同时间内（实验组-对照组）平均干重
结论
正值 落叶是在该土壤中微生物的作用下腐烂
0或者负值 落叶在该土壤中微生物的作用下不腐烂
四、探究土壤微生物的分解作用
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
参考案例2：
提出问题
实验假设
实验设计 自变量
实验组
对照组
实验现象 加入 碘液 A1
B1
加入斐林试剂 A2
B2
结论分析
土壤微生物能分解淀粉吗？
土壤微生物能分解淀粉
土壤中是否含有分解淀粉的微生物
A杯中加入适量淀粉糊+30mL土壤浸出液
B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸馏水
四、探究土壤微生物的分解作用
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
一、实验原理
淀粉
碘液
变蓝
淀粉
葡萄糖
产生砖红色沉淀
分解
斐林试剂
加热
纱布
烧杯
土壤
水
玻璃棒
水
取出
碘液
斐林试剂
加热
1.配制土壤浸出液
二、实验步骤
四、探究土壤微生物的分解作用
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
2.另取两只烧杯，编号A、B
淀粉糊
加入土壤
浸出液
加入
碘液
A
B
加入蒸馏水
A1
A2
B1
B2
加入碘液
加入斐林试剂
加入斐林试剂
实验
结果
不变蓝
出现砖红色沉淀
变蓝
不出现砖红色沉淀
室温（20℃）环境放置7d后
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
四、探究土壤微生物的分解作用
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
参考案例2：
提出问题
实验假设
实验设计 自变量
实验组
对照组
实验现象 加入 碘液 A1
B1
加入斐林试剂 A2
B2
结论分析
土壤微生物能分解淀粉吗？
土壤微生物能分解淀粉
土壤中是否含有分解淀粉的微生物
A杯中加入适量淀粉糊+30mL土壤浸出液
B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸馏水
不变蓝
变蓝
产生砖红色沉淀
不产生砖红色沉淀
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
四、探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
实验过程中要控制变量，让实验组和对照组除自变量以外的条件保持一致。本实验可能等几天甚至几周以上的时间才能出结果，因此要有计划地观察和记录
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
四、探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
1.落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的
2.土壤微生物能分解淀粉
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
为了解土壤微生物能否分解农药，并尽快得出实验结论，有人用“敌草隆”(一种除草剂)进行实验：取等量砂土分装于相同的两容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌。下列有关叙述正确的是(　　)
①向a、b中喷入等量的“敌草隆”，再置于同一恒温箱中培养相同时间
②检测“敌草隆”的消失情况，预计a中的“敌草隆”含量不变，b中的全部消失
③只用砂土，实验效果不如用几种典型土壤混合后的好
④各再增加c组作为对照，不喷入“敌草隆”，其他处理与a、b组相同
A.①　　　 B.②③　　 C.①③　　 D.①③④
c
习题检测
某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5 cm左右)为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤的处理情况见下表。下列叙述不正确的是(　　)
C
1组 2组 3组 4组
土壤处理 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌
湿润 湿润 较干燥 较干燥
A.该实验的目的之一是探究土壤微生物分解落叶时与土壤湿度间的关系
B.该实验的自变量为土壤是否灭菌处理，实验中的实验组是1组和3组
C.为了保证实验的效果，实验中作为实验材料的落叶不能进行灭菌处理
D.预期结果是1、3组的落叶不被分解，2、4组的落叶被不同程度分解
习题检测
右图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，则分解者的作用强弱是( )
D
A. a>c＝b 　　　
B. c>b>a
C. c＝b>a 　　　
D. a>b>c
习题检测
下图为碳循环示意图，甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分，下列叙述正确的是（　 ）
C
A. 碳循环是指二氧化碳在甲与丙之间不断循环的过程
B. 乙在该生态系统中均处于第二营
养级
C. 甲、乙、丙共同组成生物群落
D. 生物X不可能不具有细胞核，生物Y不可能含有线粒体
习题检测
图1是某生态系统碳循环示意图，其中A、B、C、D是生态系统内各生物成分，1、2、3、4、5、6表示有关的生理过程；图2为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况。下列说法正确的是( )
A.在图1中，B、C分别属于初级消费者、生产者
B.图1中能表示呼吸作用过程的只有2、4、5
C.在图2的食物链中，②/①的比值代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率D.如果A发生瘟疫，D的数量将先增加后减少最后趋于稳定
生产者
初级消费者
分解者
次级消费者
D
习题检测

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