蘇教版必修三 第四章 第二節(jié) 第2課時 生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)學(xué)案.docx

第2課時生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.結(jié)合教材p103圖415，說出生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的特點，闡明碳循環(huán)失調(diào)與溫室效應(yīng)的關(guān)系。2.通過實例分析，說明物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系。方式一上圖為美國耗資2億美元建立的地球生物圈2號。它是透明的，為什么呢？需要輸入光能。它又是封閉的，難道它不需要外界提供所需要的各種物質(zhì)嗎？方式二20世紀(jì)50年代，人們曾經(jīng)在農(nóng)田中廣泛使用ddt殺蟲劑，并取得了較好的殺蟲效果，然而讓人們意想不到的是，在遠(yuǎn)離施藥地區(qū)的南極大陸的企鵝體內(nèi)竟也發(fā)現(xiàn)了ddt！ddt是如何進(jìn)入南極企鵝體內(nèi)的呢？生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)是否也能流動？具有什么特點？學(xué)完這節(jié)“生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)”后，我相信同學(xué)們就能解釋這些問題了。一、物質(zhì)循環(huán)的概念和實例1物質(zhì)循環(huán)的概念及特點項目內(nèi)容概念物質(zhì)組成生物體的c、h、o、n、p、ca等元素范圍無機(jī)環(huán)境和生物群落之間特點具有全球性生物地球化學(xué)循環(huán)具有循環(huán)性物質(zhì)可以被生物群落反復(fù)利用2.實例(1)水循環(huán)：水循環(huán)受太陽能、大氣環(huán)流等因素的影響；降水和蒸發(fā)是水循環(huán)過程中的主要環(huán)節(jié)；植物的蒸騰作用對水循環(huán)有重要的促進(jìn)作用。水循環(huán)過程可以進(jìn)行不斷往復(fù)地遷移和轉(zhuǎn)化(固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài))。(2)碳循環(huán)碳存在形式過程碳循環(huán)形式項目進(jìn)入生物群落生物群落內(nèi)部返回?zé)o機(jī)環(huán)境形式co2含碳有機(jī)物co2方式光合作用和化能合成作用通過食物鏈或食物網(wǎng)生產(chǎn)者和消費者的呼吸作用；分解者的分解作用；化石燃料的燃燒是否雙向是否是3.人類活動影響水體富營養(yǎng)化(1)原因：水體中氮、磷含量過多。(2)結(jié)果：藻類等過度繁殖導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)被破壞。知識整合1碳循環(huán)的過程模式圖2碳平衡的失調(diào)溫室效應(yīng)例1下圖表示生物圈中碳循環(huán)的部分示意圖。a、b、c、d構(gòu)成生物群落，箭頭表示循環(huán)過程。下列有關(guān)說法正確的是()a大氣中的氣體x是指二氧化碳和一氧化碳b完成過程的能量主要是由過程提供的cd經(jīng)、過程獲得的能量占a、b、c總能量的10%20%dc處于第三營養(yǎng)級答案d解析生物群落與無機(jī)環(huán)境之間的碳循環(huán)是以co2的形式進(jìn)行的，故圖中大氣中的氣體x代表co2；圖中a為生產(chǎn)者(第一營養(yǎng)級)，b為初級消費者(第二營養(yǎng)級)，c為次級消費者(第三營養(yǎng)級)；完成過程的能量主要由太陽能轉(zhuǎn)化的活躍的化學(xué)能提供；捕食食物鏈中相鄰兩營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率約為10%20%。一題多變(1)上題中的生物a的細(xì)胞中一定含有葉綠體嗎？答案不一定，a為生產(chǎn)者，可能是綠色植物、藍(lán)藻、光合細(xì)菌或硝化細(xì)菌等可以進(jìn)行光合作用或化能合成作用的生物，而只有綠色植物細(xì)胞中含有葉綠體。(2)適度松土可以促進(jìn)圖中的什么過程？答案適度松土可促進(jìn)分解者的分解作用即過程。(3)若d中含有細(xì)胞核，則d中將含碳有機(jī)物轉(zhuǎn)化為co2的具體場所是什么？答案細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)或線粒體基質(zhì)。(4)寫出圖中的食物鏈。答案abc。(5)圖中碳元素以有機(jī)物形式進(jìn)行傳遞的過程有哪些？答案。例2圖1為科學(xué)家提供的大氣中每月平均二氧化碳濃度圖；圖2為碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的模式圖，甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)的生物成分，箭頭表示生理過程。下列相關(guān)敘述中正確的是()a圖1所示co2濃度逐漸升高，主要原因是植物被破壞使co2消耗減少b圖2中c過程代表光合作用，f過程代表微生物的呼吸作用c圖2中甲所示的營養(yǎng)級在生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中占有的碳元素最多d圖2中丙所代表的生物的細(xì)胞內(nèi)沒有由核膜包被的細(xì)胞核答案c解析從圖中無法判斷圖1所示co2濃度逐漸升高的主要原因，可能是植物被破壞，更可能是化石燃料的大量燃燒使co2增多，a錯誤；圖2中c過程代表呼吸作用，b代表光合作用，f過程代表分解者的呼吸作用，b錯誤；圖2中甲所示的營養(yǎng)級是第一營養(yǎng)級，在生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中占有的碳元素最多，c正確；圖2中丙是分解者，所代表的生物是營腐生生活的細(xì)菌和真菌，也包括腐生動物等，其中原核細(xì)胞內(nèi)沒有由核膜包被的細(xì)胞核，但真核細(xì)胞內(nèi)有由核膜包被的細(xì)胞核，d錯誤。方法鏈接碳循環(huán)中各成分的確定方法圖中與之間為雙箭頭，故一個為生產(chǎn)者，另一個為大氣中的co2；又因為其他各個成分都有箭頭指向，所以為大氣中的co2、為生產(chǎn)者。其他生物部分的箭頭都指向，所以是分解者，剩余的為消費者。二、物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系列表比較物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系項目能量流動物質(zhì)循環(huán)形式光能化學(xué)能熱能(一般形式)以化學(xué)元素形式流動過程沿食物鏈(網(wǎng))單向流動在無機(jī)環(huán)境和生物群落間往復(fù)循環(huán)范圍生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級全球性特點單向流動，逐級遞減反復(fù)出現(xiàn)，循環(huán)流動聯(lián)系同時進(jìn)行、相互依存，不可分割：能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的合成和分解；物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動的載體；能量是物質(zhì)在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間往返循環(huán)的動力提醒(1)農(nóng)田中不斷地施加氮肥的原因是：物質(zhì)循環(huán)是指在生物圈范圍內(nèi)的物質(zhì)是循環(huán)的，農(nóng)田中不斷有糧食產(chǎn)出，基本元素不斷地被輸出，所以要不斷地施加氮肥。(2)伴隨著物質(zhì)循環(huán)過程，環(huán)境中的一些有毒物質(zhì)會出現(xiàn)生物富集現(xiàn)象，即沿著食物鏈，營養(yǎng)級越高，富集物濃度越高。例3如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和碳循環(huán)的關(guān)系圖，據(jù)圖回答下列問題：(1)對物質(zhì)循環(huán)起關(guān)鍵作用的生態(tài)系統(tǒng)的成分是_和_。(2)圖中的表示的生理過程分別是：_，_，_。(3)c生物處于第_營養(yǎng)級，若要使c增加200 kg，至少需要消耗a_kg。答案(1)a生產(chǎn)者d分解者(2)光合作用呼吸作用分解作用(3)三5 000解析據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)的原理可知，a為生產(chǎn)者，是光合作用；b是初級消費者；c為次級消費者，為呼吸作用；d為分解者，為分解作用。按照能量逐級遞減的原則，若使c增加200 kg至少需要a的量為20020%20%5 000 kg。方法鏈接能量流動和物質(zhì)循環(huán)關(guān)系分析(1)能量流動和物質(zhì)循環(huán)相伴而行，但能量在傳遞過程中由光能化學(xué)能熱能，而物質(zhì)在循環(huán)中，由無機(jī)物(co2)有機(jī)物無機(jī)物(co2)。(2)能量流動的終點是熱能散失到無機(jī)環(huán)境中，不能循環(huán)利用。而物質(zhì)循環(huán)產(chǎn)生的co2又被重新利用，所以沒有終點。1從物質(zhì)循環(huán)的角度看，人體內(nèi)的碳元素究其根源來自()a燃料中的碳 b所食動物體內(nèi)的碳c食物中的碳 d大氣中的二氧化碳答案d解析人類直接或間接以生產(chǎn)者為食，碳元素都是來自生產(chǎn)者，而生產(chǎn)者固定的co2來自大氣。2下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的敘述，不正確的是()a所說的物質(zhì)是指組成生物體的化學(xué)元素b所說的生態(tài)系統(tǒng)是地球最大的生態(tài)系統(tǒng)生物圈c所說的循環(huán)是指物質(zhì)在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)流動d物質(zhì)在循環(huán)過程中不斷遞減答案d解析物質(zhì)循環(huán)的實質(zhì)為化學(xué)元素在生物圈這個最大的生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)利用，在這個過程中物質(zhì)是守恒的。3科學(xué)家把“末日之鐘”的時間從晚11點53分調(diào)至晚11點55分，警示氣候變化構(gòu)成的威脅“接近核武器的可怕水平”，“溫室效應(yīng)”將給人類帶來災(zāi)難。下面敘述不恰當(dāng)?shù)氖?)a化石燃料的燃燒是導(dǎo)致溫室效應(yīng)的主要原因b碳元素在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間以co2的形式循環(huán)c碳元素在生物群落中主要以有機(jī)物的形式存在d植樹造林、退耕還林是解決溫室效應(yīng)的最主要措施答案d解析溫室效應(yīng)是由于大氣中co2等氣體含量增加，使全球氣溫升高的現(xiàn)象。產(chǎn)生的主要原因是化石燃料的大量燃燒。開發(fā)新能源，減少化石燃料的燃燒是解決溫室效應(yīng)的最主要措施。4在自然生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)是能量的載體。下列敘述正確的是()a能量可驅(qū)動物質(zhì)循環(huán)b物質(zhì)和能量可循環(huán)利用c能量只能在食物鏈中流動d能量和生物數(shù)量金字塔均可倒置答案a解析生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是能量流動和物質(zhì)循環(huán)，二者是同時進(jìn)行的，彼此相互依存，不可分割。物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動；能量作為動力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間往返循環(huán)；能量金字塔不可倒置，生物數(shù)量金字塔可倒置。5如圖是生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)圖解。圖中ad代表生態(tài)系統(tǒng)的4種成分，代表碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的途徑。請仔細(xì)分析下圖，并回答下列問題：(1)圖中a代表_，碳在c中以_形式存在。(2)圖中代表光合作用的是_，代表分解作用的是_(填序號)。(3)圖中b代表_，它在生態(tài)系統(tǒng)中的作用是_。(4)碳元素在和中是以_形式流動，在和中是以_的形式流動。答案(1)生產(chǎn)者含碳有機(jī)物(2) (3)分解者將動植物的遺體、排出物和殘落物等復(fù)雜的有機(jī)物分解為簡單