高中生物人教版(新)選擇性必修2-生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性-學(xué)案-生物富集及探究土壤微生物的分解作用

第二課時(shí)生物富集及探究土壤微生物的分解作用【課程標(biāo)準(zhǔn)】1.分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間不斷循環(huán)2.闡明某些有害物質(zhì)會(huì)通過(guò)食物鏈不斷富集【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.以碳循環(huán)為例，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。2.通過(guò)分析生物富集現(xiàn)象，說(shuō)明生物富集的危害，認(rèn)同應(yīng)采取措施減少危害。3.嘗試探究土壤微生物的分解作用。4.說(shuō)明能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。自主學(xué)習(xí)探究1：閱讀教材P65，探究生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)之間的關(guān)系項(xiàng)目能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)形式范圍特點(diǎn)聯(lián)系1、生態(tài)系統(tǒng)的主要功能，二者是__________，相互依存，不可分割；2、__________是能量流動(dòng)的__________；3、__________是物質(zhì)循環(huán)的__________；4、物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)都以__________為流動(dòng)渠道，使生態(tài)系統(tǒng)各成分形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。思考：1.生物圈的物質(zhì)和能量能否自給自足？為什么2.物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)是否相同？探究2：探究土壤微生物的分解作用1.原理：（1）土壤中生活著細(xì)菌、真菌、放線菌等微生物，它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中主要充當(dāng)分解者。在不同的氣候與環(huán)境下，落葉在土壤中被分解的時(shí)間也不同。（2）淀粉還原糖磚紅色沉淀2.探究案例案例1案例2實(shí)驗(yàn)假設(shè)微生物能分解落葉使之腐爛微生物能分解淀粉實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組對(duì)土壤做處理A燒杯中加入30mL土壤浸出液，加一定量淀粉糊對(duì)照組對(duì)土壤不做任何處理B燒杯中加入30mL，加等量淀粉糊自變量土壤中是否含實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在相同時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)組落葉腐爛程度對(duì)照組A試管A1試管加碘液A2試管加斐林試劑B試管B1試管加碘液B2試管加斐林試劑結(jié)論分析小組合作任務(wù)根據(jù)資料，分析討論與常規(guī)農(nóng)業(yè)相比，有機(jī)農(nóng)業(yè)、無(wú)公害農(nóng)業(yè)通過(guò)禁止或減少化肥農(nóng)藥的使用，加大有機(jī)肥的應(yīng)用，對(duì)土壤生物產(chǎn)生了積極的影響。某土壤中部分生物類群及食物關(guān)系如圖所示，三種農(nóng)業(yè)模式土壤生物情況如表所示。取樣深度(em)農(nóng)業(yè)模式生物組分(類)食物網(wǎng)復(fù)雜程度(相對(duì)值)0-10常規(guī)農(nóng)業(yè)151．06有機(jī)農(nóng)業(yè)191．23無(wú)公害農(nóng)業(yè)171．1010-20常規(guī)農(nóng)業(yè)131．00有機(jī)農(nóng)業(yè)181．11無(wú)公害農(nóng)業(yè)161．07(1)土壤中的線蟲(chóng)類群豐富，是土壤食物網(wǎng)的關(guān)鍵組分。若捕食性線蟲(chóng)為該土壤中的最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，與食細(xì)菌線蟲(chóng)相比，捕食性線蟲(chóng)同化能量的去向不包括_____________________。某同學(xué)根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的概念認(rèn)為土壤是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，其判斷依據(jù)是_________________。(2)取樣深度不同，土壤中生物種類不同，這體現(xiàn)了群落的_____________結(jié)構(gòu)。由表中數(shù)據(jù)可知，土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性最高的農(nóng)業(yè)模式為_(kāi)_____________，依據(jù)是__________________。(3)經(jīng)測(cè)定該土壤中捕食性線蟲(chóng)體內(nèi)的鎘含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他生物類群，從土壤生物食物關(guān)系的角度分析，捕食性線蟲(chóng)體內(nèi)鎘含量高的原因是_________________。(4)植食性線蟲(chóng)主要危害植物根系，研究表明，長(zhǎng)期施用有機(jī)肥后土壤中植食性線蟲(chóng)的數(shù)量減少，依據(jù)圖中信息分析，主要原因是__________________。當(dāng)堂達(dá)標(biāo)訓(xùn)練1.（多選）分析以下生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系簡(jiǎn)圖，不能得到的結(jié)論是()A.能量①④的總和不會(huì)小于生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能總量B.生物圈的物質(zhì)是自給自足的；能量是需要不斷補(bǔ)充的C.D中包含的生物可能處于食物鏈的最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)D.碳以C02形式進(jìn)入生物群落又以CO2的形式離開(kāi)生物群落返回?zé)o機(jī)環(huán)境2．氣候變化與生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)密切相關(guān)。下表所示為A、B兩個(gè)不同時(shí)期陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣環(huán)境的碳交換情況。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()時(shí)期碳吸收量/(kgC·a－1)碳釋放量/(kgC·a－1)A1.20×10141.20×1014B1.20×10141.26×1014A．生態(tài)系統(tǒng)中碳的吸收主要通過(guò)光合作用實(shí)現(xiàn)，碳的釋放主要通過(guò)生物的呼吸作用實(shí)現(xiàn)B．如果碳釋放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于碳吸收量，會(huì)引起溫室效應(yīng)C．生態(tài)系統(tǒng)在B時(shí)期屬于增長(zhǎng)階段，A時(shí)期屬于穩(wěn)定階段D．B時(shí)期大量植樹(shù)造林可以使碳的吸收量和釋放量趨于平衡3．土壤中的微生物、作物根系和土壤動(dòng)物的呼吸作用都會(huì)釋放出大量的二氧化碳，統(tǒng)稱為土壤呼吸，土壤呼吸是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié)。下圖是某森林中苔蘚和凋落物覆蓋條件下土壤呼吸的日變化(注：Rs-裸為裸土土壤呼吸速率；Rs-苔為苔蘚覆蓋土壤呼吸速率；Rs-凋?yàn)榈蚵湮锔采w土壤呼吸速率)。下列分析正確的是()A．該生態(tài)系統(tǒng)中對(duì)碳循環(huán)起關(guān)鍵作用的成分是生產(chǎn)者和消費(fèi)者B．凋落物中的能量經(jīng)分解者分解釋放后可被生產(chǎn)者利用C．土壤表層的覆蓋物提高土壤呼吸速率的原因可能與提高溫度有關(guān)D．土壤呼吸的產(chǎn)生僅與生產(chǎn)者和分解者有關(guān)4．下圖為一個(gè)簡(jiǎn)化的生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)示意圖，下列對(duì)圖中箭頭的含義敘述錯(cuò)誤的是A．④和⑤可表示生物群落中能量的散失B．⑤可表示生物群落中的物質(zhì)回歸非生物環(huán)境C．②可表示能量在生物體之間單向流動(dòng)D．①可表示碳元素從二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物的過(guò)程5.（2021·廣東高考真題）為積極應(yīng)對(duì)全球氣候變化，我國(guó)政府在2020年的聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣布，中國(guó)于2030年前確保碳達(dá)峰（CO2排放量達(dá)到峰值），力爭(zhēng)在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和（CO2排放量與減少量相等），這是中國(guó)向全世界的鄭重承諾，漳顯了大國(guó)責(zé)任?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）在自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物等從大氣中攝取碳的速率與生物的呼吸作用和分解作用釋放碳的速率大致相等，可以自我維持___________。自西方工業(yè)革命以來(lái)，大氣中CO2的濃度持續(xù)增加，引起全球氣候變暖，導(dǎo)致的生態(tài)后果主要是___________。（2）生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者獲取碳元素的方式分別是___________，消費(fèi)者通過(guò)食物網(wǎng)（鏈）取食利用，___________。（3）全球變暖是當(dāng)今國(guó)際社會(huì)共同面臨的重大問(wèn)題，從全球碳循環(huán)的主要途徑來(lái)看，減少___________和增加___________是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的重要舉措。6．（2021·河北高考真題）為探究全球氣候變暖對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響，研究者將20個(gè)人工淡水池塘均分成兩組，對(duì)照組保持環(huán)境溫度，實(shí)驗(yàn)組始終比對(duì)照組高4℃（利用溫控裝置），并從附近淡水棲息地搜集水生生物投入池塘。連續(xù)多年觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，池塘逐漸形成主要由浮游植物和浮游動(dòng)物組成的群落。第15年時(shí)，池塘中浮游植物和浮游動(dòng)物生物量（單位體積水體中生物體的質(zhì)量）的檢測(cè)結(jié)果如圖?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）池塘生物群落區(qū)別于湖泊生物群落的重要特征為_(kāi)___________________，池塘生物群落從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過(guò)程中發(fā)生了____________________演替。（2）某種水生生物被投入池塘后，其種群數(shù)量將呈__________型增長(zhǎng)，若該生物種群密度在較長(zhǎng)時(shí)期保持相對(duì)穩(wěn)定，表明其種群數(shù)量已達(dá)到了__________。（3）從能量流動(dòng)角度分析，升溫導(dǎo)致該生態(tài)系統(tǒng)總生物量降低的原因可能是____________________。（4）碳在池塘生物群落中主要以__________的形式傳遞，碳循環(huán)具有全球性的主要原因是。

參考答案自主學(xué)習(xí)任務(wù)1：生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)之間的關(guān)系項(xiàng)目能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)形式有機(jī)物無(wú)機(jī)物范圍各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間生物圈（全球）特點(diǎn)單向流動(dòng)逐級(jí)遞減循環(huán)性全球性聯(lián)系1、生態(tài)系統(tǒng)的主要功能，二者是同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割；2、物質(zhì)是能量的載體；能量流動(dòng)是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力；3、物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)都以食物鏈、食物網(wǎng)為流動(dòng)渠道，使生態(tài)系統(tǒng)各成分形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。思考1.物質(zhì)能夠自給自足，因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)物質(zhì)是循環(huán)往復(fù)利用的；能量需要外界輸入，因?yàn)槟芰苛鲃?dòng)是單向的并且逐級(jí)遞減2.不同，物質(zhì)循環(huán)沒(méi)有起點(diǎn)終點(diǎn)，能量流動(dòng)起點(diǎn)是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能，終點(diǎn)是以熱能的形式散失任務(wù)2：探究土壤微生物的分解作用案例1案例2實(shí)驗(yàn)假設(shè)微生物能分解落葉使之腐爛微生物能分解淀粉實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組對(duì)土壤做滅菌處理A燒杯中加入30mL土壤浸出液，加一定量淀粉糊對(duì)照組對(duì)土壤不做任何處理B燒杯中加入30mL蒸餾水，加等量淀粉糊自變量土壤中是否含微生物燒杯中是否加入土壤微生物實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在相同時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)組落葉腐爛程度小于對(duì)照組A試管A1試管加碘液不變藍(lán)A2試管加斐林試劑有磚紅色沉淀B試管B1試管加碘液變藍(lán)B2試管加斐林試劑無(wú)磚紅色沉淀結(jié)論分析微生物對(duì)落葉有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉小組合作任務(wù)（1）流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)；土壤是由各類土壤生物組成的生物群落和無(wú)機(jī)（非生物）環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一整體（2）垂直；有機(jī)農(nóng)業(yè)；生物組分多，食物網(wǎng)復(fù)雜程度高（3）鎘隨著食物鏈的延長(zhǎng)逐漸積累（4）長(zhǎng)期施用有機(jī)肥后腐生細(xì)菌增加使食細(xì)菌線蟲(chóng)增加，引起捕食性線蟲(chóng)增加，植食性線蟲(chóng)因被大量捕食而減少，減少量多于其因植物根系增長(zhǎng)而增加的量當(dāng)堂達(dá)標(biāo)訓(xùn)練1.AC2.C3.D4.A5.碳平