生物：5.3《生态系统的物质循环》学案（新人教版必修3）

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第3节 生态系统的物质循环
思考与讨论
1．碳在自然界以什么形式存在
单质与化合物；有机物与无机物
2．碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节的(以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等)
请用关键词、线段、箭头、方框等表示讨论的结果。
探究
土壤微生物的分解作用
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，一茶匙表层土可能就含有亿万个细菌。
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，落叶分解需要l至数月时间。
●提出问题
在本小组内交流平时观察到的有关现象，比如冬天和春天树林中落叶层的厚度有没有差别，春耕时从土壤中翻出的花生果实是什么模样，还能不能吃，等等。提出自己感兴趣的问题，在小组内讨论，确定本小组要探究的问题。
对提出的问题进行分析，说说关于这一问题你具备哪些相关的知识，比如，花生果实可能是收获时遗漏的，也可能是田鼠储藏的；不同厚度落叶层的内部温度和湿度可能不同，等等。
通过上述交流，你会更加明确自己想探究的是什么问题，进而确认实验的变量。
●作出假设
根据自己的已有知识和生活经验，尝试对提出的问题进行解释或回答。
●设计实验方案
自然界存在着许多不可控制的因素，它们可能影响你的判断。因此，有关分解者作用的探究，最好在实验室进行，这样可以更好地控制实验变量。
下面是两个探究案例，分析这两个案例，可能对你设计实验有所帮助。
参考案例l
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗
以带有落叶的土壤为实验材料。采用对照实验的办法，设计实验组和对照组。对照组的土
壤不做处理(自然状态)；实验组的土壤要进行处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，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lh灭菌)。
参考案例2
探究土壤微生物对淀粉的分解作用
1．将取自农田、林地或花盆等处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A1、A2，B1、B2。
4．在A1、B1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。
通过小组讨论，确定本小组的实验方案。
▲进行实验
实验过程中要注意控制变量，让实验组和对照组除自变量以外的条件保持一致。本实验可能要等几天甚至几周以上的时间才出结果，因此要有计划地观察和记录。▲分析结果，得出结论
实验结果是否支持所作的假设 实验结论是___________________。
▲表达和交流
完成实验报告，在班级内进行交流，听取其他同学的质疑，对本小组的实验进行解释和说明。如果有必要，应对实验方案进行修改和完善。
练 习
一、基础题
1．判断下列表述是否准确：
(1)物质循环发生在生物群落与无机环境之间。 (√ )
(2)能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。 (× )
2．在生态系统中，碳元素在无机环境和生物群落间循环的主要形式是：
A．二氧化碳； B．碳酸盐；
C．碳酸； D．碳水化合物。
答[A ]
3．在生态系统中，将二氧化碳释放到大气中的过程是：
A．光合作用； B．呼吸作用；
C．蒸腾作用； D．异化作用。
答[B ]
4．生物圈是不是一个在物质上自给自足的系统 为什么
4．提示：是。因为生物圈是指地球上所有生物与其无机环境的总和，通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。
二、拓展题
同碳元素一样，氮元素在生物群落和无机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呢
提示：农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量和效益，使能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的。农田土壤中氮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。这与物质循环并不矛盾。
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