高中生物人教版 (2019)选择性必修2第3节 生态系统的物质循环学案

  第3节    生态系统的物质循环

一、生态系统的物质循环

1．物质循环（又称生物地球化学循环）

组成生物体的C、H、O、N、P、S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。

2．循环的范围：  生物圈  。

3．循环特点：  全球性   ；  循环往复利用  。

特别提醒：物质循环中的物质指的是“组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素”，而不是化合物。循环发生在  非生物环境和生物群落  之间，则不是生物群落内部。

4．实例1--碳循环

（1）循环过程

碳从非生物环境进入生物群落的生理过程：生产者的  光合作用  和   化能合成作用  。

生物群落内部：以  含碳有机物  的形式进行单向传递。

碳从生物群落进入非生物环境的生理过程：  生产者、消费者的呼吸作用和分解者的分解作用  。

产生CO2的非生物途径：  化石燃料燃烧和水圈释放CO2 

特别提醒：海洋对于调节大气中的碳含量也起着非常重要的作用。

（2）循环形式

在非生物环境和生物群落之间主要以  CO2  形式进行，在群落内部以  含碳有机物  形式进行。

（3）温室效应

①成因：  化学燃料的大量使用  ，向大气中释放大量的CO2。  植被大面积的破坏  ，大大降低了对大气中CO2的调节能力。

②缓解措施：植树种草，提高森林覆盖率，增加CO2的吸收和固定。开发清洁能源，减少化石燃料燃烧，减少CO2排放  。

实例2—硫循环和氮循环

二、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，称作生物富集。

2．物质种类

重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。人工合成的有机物：如DDT、六六六等。一些放射性物质。

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  稳定  ，不易被分解  ；

②必须是生物体能够  吸收  的且  不易排出  的；

4．生物富集的主要途径——  食物链  

5．生物富集作用的特点：

①富集性：沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的  顶端  。（即  营养级越高，富集物的浓度越高  ）

②  具有全球性：随大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。

三、能量流动和物质循环的关系

四、探究土壤微生物的分解作用

1．探究土壤微生物对落叶的分解作用

（1）实验原理

土壤中  营腐生生活  的细菌、真菌等微生物分泌的多种水解酶，将  大分子的有机物分解成小分子的有机物  ，然后被分解者吸收到细胞中进行  氧化分解，最终形成CO2、水等无机物  ，同时释放能量。

（2）实验步骤

（3）实验结果：  在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组  

（4）实验结论：  微生物对落叶有分解用  。

注意事项：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，微生物的分解落叶功能也不同，需要的时间有差异，一般需要温暖、湿润的条件。  ③实验中要确保各组的  无关变量相同，如落叶的种类、土壤的理化性质  (如含水量、pH 等)、埋入土壤的时间等。

2．探究土壤微生物对淀粉的分解作用

（1）实验原理

土壤微生物分泌的淀粉酶将淀粉水解为还原性糖，淀粉遇碘变 蓝色 ，可以用碘液检测淀粉 是否被分解  。还原性糖遇 斐林试剂 ，在 加热条件下 ，溶液会变成 砖红色 ，可用斐林试剂检测 是否有还原糖生成 。

（2）实验步骤

①制备土壤浸出液。

②在A、B两个烧杯中分别加入  适量淀粉糊  ，在A中加入  30ml土壤浸出液  ，B中加入  30ml高温处理过的土壤浸出液  ，室温下放置7天。

③取A、B烧杯中等量溶液，均分后各放入两组试管，记为A1、A2、B1、B2。在A1、B1中加入  碘液  ，观察试管中溶液的颜色变化；在A2、B2中加入  斐林试剂  ，  加热后  观察颜色变化，记录结果。

（3）实验结果：A1试管  蓝色较浅或无蓝色产生  ；B1试管  出现蓝色  ；A2试管  出现砖红色  ；B2无砖红色  。

（4）实验结论：  土壤中微生物对淀粉具有分解作用  。