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第五章 生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的物质循环
一、教学目标
以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。
尝试探究土壤微生物的分解作用。
说明能量流动和物质循环的关系。
关注碳循环平衡失调与温室效应的关系
二、教学重难点
教学重点：
分析生态系统中的物质循环。
教学难点：
说明能量流动和物质循环的关系。
三、课时安排：2课时
四、教学过程
一、物质循环
1．物质循环的概念组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。
2．物质循环的特点
(1)全球性：物质循环中所说的生态系统是指生物圈，其中的物质循环具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。
(2)循环流动、反复利用：与生态系统的能量流动中单向流动、逐级递减的特点不同，生态系统的物质循环中，物质在无机环境与生物群落之间循环流动，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用。
碳循环
碳循环形式：碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以
C02的形式进行。
(2)碳循环的过程
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①大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的光合作用主要途径，或硝化细菌等的化能合成作用完成的。
②碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是C02；碳元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物网进行，传递形式为有机物。
③大气中C02的主要来源：分解者的分解作用；
生产者、消费者的呼吸作用；
化石燃料的燃烧。
④碳元素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双向的，其他成分之间的传递都是单向的（判断生态系统各成分的依据）。
4、能量流动和物质循环的比较
能量流动
物质循环
形式
主要以有机物形式流动
组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境间反复循环
特点
单向流动，逐级递减
反复循环维持生态平衡，据全球性生物圈
范围
生物群落
生物圈内
联系
能量流动和物质循环二者相互伴随，相辅相成，是不可分割的统一整体
5、能量流动和物质循环的关系
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6、温室效应
成因
①工厂、汽车、飞机、轮船等对化石燃料的大量使用，向大气中释放大量的C02。
②森林、草原等植被大面积破坏，大大降低了对大气中C02 平衡的调节能力。
危害
加快极地冰川融化，导致海平面上升，改变降雨和蒸发机制，造成旱涝不均，对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。
缓解措施
①开发清洁能源，减少化石燃料燃烧。
②植树造林，增加绿地面积。
二、探究：土壤微生物的分解作用
[探究目的]
设计和进行对照实验，尝试探究土壤微生物的分解作用，进一步培养探究能力和创造力。
分析土壤微生物分解淀粉的情况。
学会检测淀粉和还原糖的方法，并根据现象作出合理的判断和解释。
[方案设计]
1．提出问题
(1)土壤中生活着肉眼看不见的生物，这些生物的数量是极其繁多的，那么它们对有机物是否具有分解作用？
(2)如果往淀粉溶液中加入土壤浸出液，淀粉会被分解吗？如何去检测？
2．作出假设土壤浸出液中含有大量的微生物，它们可以将淀粉分解为还原糖。
3．设计实验
设计对照组和实验组：实验组加土壤浸出液，对照组加蒸馏水，比较分析结果，探究土壤微生物的分解作用。
[实验过程]
材料用具
新鲜土壤，蒸馏水，淀粉糊，碘液，斐林试剂，大烧杯，厚纱布，玻璃棒，滴管，试管，试管夹，酒精灯。
2.方法步骤及结果记录
(1)将取自校园苗圃下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，编号为A、B，放入等量的淀粉糊。在A烧杯中加入 30 mL土壤浸出液，B烧杯中加入 30 mL蒸馏水.
(3)在室温（20℃左右）下放置7天后，分别取A、B烧杯中的溶液20 mL，各放人两支试管中，分别编号为Al、A2，B1,B2。
(4)在Al、Bl中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂。
(5)观察试管中溶液的颜色变化，记录实验结果。
[分析结果，得出结论]
Al不变蓝，A2产生砖红色沉淀，Bl变蓝，B2不变色。实验说明土壤浸出液中的微生物能分解淀粉。
板书设计：
第五章 生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的物质循环
一、物质循环
1、物质循环的概念
2、物质循环的特点
3、物质循环与能量流动的比较
4、物质循环与能量流动的关系
4、碳循环
5、温室效应
二、探究土壤微生物的分解作用
六、作业布置：
优化设计、学生报纸
七、教学反思

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