生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)能量是單向遞減流動的，物質變化也是嗎？為什么維持生態(tài)系統(tǒng)所需的大量物質、例如氧、水、氮、碳和許多其他物質，億萬年來卻沒有被生命活動所耗盡？閱讀課本相關內容,思考回答下列問題：1、這里的物質是指什么？2、這里的生態(tài)系統(tǒng)是指什么？3、在哪兩者之間循環(huán)？一、物質循環(huán)的概念物質循環(huán)的概念生物群落組成生物體的C、H、O、N等元素無機環(huán)境反復循環(huán)是指組成生物體的C、H、O、N、P、S等基本元素在生態(tài)系統(tǒng)的生物群落與無機環(huán)境之間反復循環(huán)運動叫生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)。生物圈是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)，其中的物質循環(huán)帶有全球性，這種物質循環(huán)又叫生物地球化學循環(huán)。生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)反復出現(xiàn)，循環(huán)流動，不會消失，生物可反復利用。生物圈是地球上的最大的生態(tài)系統(tǒng),生態(tài)系統(tǒng)中的物質循環(huán)帶有全球性。討論：在農(nóng)田中大量使用DDT有機農(nóng)藥為什么會殃及南極的企鵝二、物質循環(huán)的特點1、水循環(huán)：水是組成生物體的重要成分，約占體重的60％～95％，體內進行一切生化反應都離不開水。地球上水通過蒸發(fā)、降雨、植物的蒸騰、吸收等過程反復循環(huán)。2、氮循環(huán)：氮是組成蛋白質和核酸的主要成分。氮占大氣成分的79％，必須經(jīng)過生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用等才能在生物群落與無機環(huán)境間反復循環(huán)。碳是地球上儲量最豐富的元素之一。它廣泛地分布于大氣、海洋、地殼沉積巖和生物體中，并隨地球的運動循環(huán)不止。同時碳又是有機化合物的基本成分，是構成生命體的基本元素。碳循環(huán)還與生命活動緊密相聯(lián)。億萬年來，在地球的生物圈和大氣圈中，碳通過生命的新陳代謝，往復循環(huán)、生生不息。3、碳循環(huán)：（1）碳元素在無機環(huán)境中主要以什么形式存在？碳元素在生物體內主要以什么形式存在？（2）碳元素主要以什么途徑從無機環(huán)境進入生物群落的？（3）碳元素在生物體之間以什么渠道傳遞？（4）碳元素以什么途徑從生物群落進入大氣？（5）碳元素又以什么形式在無機環(huán)境與生物群落中循環(huán)的？問題討論：（參照圖5-11思考討論）綠色植物通過光合作用把大氣中的二氧化碳和水合成為糖類等有機化合物，生產(chǎn)者合成的糖類有機物被動物等各級消費者所利用，生產(chǎn)者和消費者通過呼吸作用就把二氧化碳釋放到大氣中，動植物的遺體經(jīng)過微生物的分解作用釋放出來二氧化碳，碳又返回到大氣中，由古代動物的遺體變成的煤炭和石油天然氣等通過燃燒，又把大量的二氧化碳排放到大氣中。（1）碳元素在無機環(huán)境中主要以什么形式存在？碳元素在生物體內主要以什么形式存在？（2）碳元素主要以什么途徑從無機環(huán)境進入生物群落的？（3）碳元素在生物體之間以什么渠道傳遞？（4）碳元素以什么途徑從生物群落進入大氣？（5）碳元素又以什么形式在無機環(huán)境與生物群落中循環(huán)的？問題討論：（參照圖5-11思考討論）（1）碳元素在無機環(huán)境中主要以什么形式存在？碳元素在生物體內主要以什么形式存在？

（2）碳元素主要以什么途徑從無機環(huán)境進入生物群落的？（3）碳元素在生物體之間以什么渠道傳遞？CO2、碳酸鹽；綠色植物的光合作用食物鏈和食物網(wǎng)含碳有機物（4）碳元素以什么途徑從生物群落進入大氣？（5）碳元素又以什么形式在無機環(huán)境與生物群落中循環(huán)的？CO2生物的呼吸作用；分解者的分解作用思考？C循環(huán)的圖解化石燃料大氣環(huán)境分解者生產(chǎn)者消費者①②③④光合作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解作用分解作用形成石油、天然氣等形成石油、天然氣等燃燒作用攝食作用碳出入生物群落的途徑碳進入生物群落碳出生物群落動植物的呼吸作用微生物的分解作用燃燒綠色植物的光合作用把CO2合成有機物

如果濫伐森林、大量化石燃料燃燒，對生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)及生態(tài)環(huán)境有何影響？破壞碳循環(huán)的平衡大氣中CO2含量增加溫室效應關注社會溫室效應1、溫室效應概念2、CO2增多的原因化石燃料的大量燃燒森林、草原等植被的破壞3、溫室效應的危害4緩解溫室效應的措施減少化石燃料的使用開發(fā)新能源增大綠化面積極地冰川加速融化沿海城市被淹沒氣候異?！毒┒甲h定書》為了人類免受氣候變暖的威脅，１９９７年１２月，在日本京都召開的《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約方第三次會議通過了旨在限制發(fā)達國家溫室氣體排放量以抑制全球變暖的《京都議定書》。

三、能量流動和物質循環(huán)的關系生態(tài)系統(tǒng)的存在是靠物質循環(huán)和能量流動來維持的。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質循環(huán)都是通過食物鏈和食物網(wǎng)的渠道實現(xiàn)的。能量流動和物質循環(huán)二者相互伴隨進行，又相輔相承，密不可分的統(tǒng)一整體。能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各個營養(yǎng)級時是逐級遞減，而且運動是單向的、不是循環(huán)的，最終在環(huán)境中消失。物質循環(huán)是帶有全球性的，在生物群落與無機環(huán)境間物質可以反復出現(xiàn)，反復利用，循環(huán)運動，不會消失。能量流動和物質循環(huán)又有本質上的區(qū)別：能量流動與物質循環(huán)的關系

聯(lián)系范圍特點物質形式物質循環(huán)能量流動項目以有機物形式流動以無機物形式循環(huán)單向傳遞、逐級遞減往復循環(huán)、全球性生物群落各營養(yǎng)級之間生物圈（1）同時進行、相互依存（2）物質是能量流動的載體（3）能量是物質反復循環(huán)的動力探究：土壤微生物的分解作用1、提出問題：2、作出假設：3、制定、實施計劃：4、實驗結果的分析：5、實驗結論：探究活動的一般步驟：微生物能分泌多種水解酶將大分子有機物分解成小分子有機物，如纖維素酶、淀粉酶可將纖維素、淀粉水解成葡萄糖。然后被分解者吸收到細胞中進行氧化分解，最終形成CO2、水和各種無機鹽，同時釋放能量。一、實驗目的1設計和進行對照實驗，嘗試探究土壤微生物的分解作用，進一步培養(yǎng)探究和創(chuàng)造能力。2分析土壤微生物分解淀粉的情況。3學會檢測淀粉和還原糖的方法，并根據(jù)現(xiàn)象作出合理判斷和解釋。二、實驗原理樹林中常有落葉，沒人打掃，為什么不會越積越多難道是被分解者分解了假設：問題1:樹林中的落葉是被土壤中的微生物分解了設計實驗方案：①在農(nóng)田或林地肥沃的土壤中取土壤若干，平均分成兩組，想一想這兩組土壤應作何處理呢是否需設對照是隨便取，還是需取微生物多的土壤三、探究過程A組不做處理，B組滅菌用塑料袋包好，放在60℃恒溫箱1h滅菌。②取同種樹葉若干，平均分成兩份，如圖處理，并編號A份和B份。③A份埋入A組土壤，B份埋入B組土壤，如圖。④在相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)。⑤過若干時間將網(wǎng)袋取出，觀察并記錄指標：以什么指標判斷因變量呢落葉的分解量預期結果并得出結論：結果①：A組葉片比B組葉片分解的多；結論①：土壤中的微生物能分解葉片。結果②：A組和B組葉片分解的一樣多；結論②：土壤中的微生物不能分解葉片。進行實驗驗證結果分析、得出結論問題2：葉片光合作用能產(chǎn)生淀粉，土壤中微生物分解葉片時是否能分解葉片中的淀粉呢假設：土壤中的微生物能分解葉片中的淀粉。設計實驗方案：①土壤浸出液的制備取自農(nóng)田或林地等處的土壤，放入裝有厚沙布的燒懷中。加水攪拌。將沙布連同土壤一起取出。留在燒懷中的土壤浸出液靜置一段時間備用。②是否需要設計對照如何控制自變量實驗組加土壤浸出液，對照組加蒸餾水各30ml。分別加入20ml淀粉溶液，混勻。③在室溫（200C左右）放置7天，取出。以什么指標判斷因變量呢④從實驗組中取2ml從對照組中取2ml結果不變藍變藍或有磚紅色沉淀無磚紅色沉淀從實驗組中取2ml從對照組中取2ml結論:土壤中的微生物對淀粉有分解作用。滴1滴碘液搖勻該實驗應用了什么原理？土壤微生物分解淀粉的原理：土壤微生物能分泌淀粉酶將淀粉分解，淀粉遇碘變藍，可用碘液檢測淀粉是否被分解。土壤微生物能分泌淀粉酶將淀粉分解成還原糖麥芽糖，還原糖遇斐林試劑，在加熱條件下，產(chǎn)生磚紅色沉淀?；虬咐?案例2實驗假設實驗設計實驗組對照組自變量實驗現(xiàn)象加入碘液A1B1加入斐林試劑A2B2結論分析土壤微生物分解作用的探究過程小結在相同時間內實驗組落葉的腐爛程度小于對照組微生物對落葉有分解作用不變藍變藍磚紅色沉淀不變色土壤浸出液中的微生物能分解淀粉微生物能分解落葉使之腐爛微生物能分解淀粉土壤高溫處理土壤不做處理A杯中加入30mL土壤浸出液B杯中加入30mL蒸餾水土壤中是否含有分解淀粉的微生物土壤中是否含微生物問題3：假設：夏初落入土壤中的葉片比秋末落入土壤中的葉片分解的快，是夏天的溫度高，還是由于土壤濕度大或是綜合因素引起土壤微生物對落葉分解的速度快。溫度高比溫度低時潮濕土壤比干燥高溫潮濕土壤比低溫干燥設計實驗：自變量是記錄結果：得出結論：高溫、潮濕高溫、干燥低溫、潮濕低溫、干燥落葉分解量影響土壤微生物分解的因素還可能有哪些呢土壤的透氣性、PH、微生物的數(shù)量等。如