2022年秋新教材高中生物第3章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)課件新人教版選擇性必修2

第3章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)課標(biāo)要點學(xué)法指導(dǎo)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．關(guān)注碳循環(huán)平衡失調(diào)與溫室效應(yīng)的關(guān)系3．舉例說出生物富集的過程、特點及其影響4．說明能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系5．嘗試探究土壤中微生物的分解作用1．分析碳循環(huán)過程，培養(yǎng)科學(xué)思維素養(yǎng)(科學(xué)思維)2．分析物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系，樹立生命系統(tǒng)的物質(zhì)和能量觀(生命觀念)3．嘗試探究土壤中微生物的分解作用(科學(xué)探究)4．舉例說出生物富集的過程、特點及其影響(社會責(zé)任)知識導(dǎo)圖

課前·新知導(dǎo)學(xué)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)1．概念組成生物體的_______________________等元素，都不斷進行著從非生物環(huán)境到生物群落，又從生物群落到非生物環(huán)境的循環(huán)過程。2．范圍物質(zhì)循環(huán)范圍為____________，又稱為生物地球化學(xué)循環(huán)。C、H、O、N、P、S

生物圈3．特點(1)全球性：物質(zhì)循環(huán)的概念中所說的“生態(tài)系統(tǒng)”并不是一般的生態(tài)系統(tǒng)，而是指地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈，因此物質(zhì)循環(huán)具有全球性的特點。(2)___________：無機環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落反復(fù)利用，即生物群落和無機環(huán)境之間的物質(zhì)可以反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)利用，周而復(fù)始地進行循環(huán)，不會消失。循環(huán)性4．實例：碳循環(huán)

(1)循環(huán)形式：在生物群落與非生物環(huán)境之間主要以____________的形式進行。(2)過程圖解：二氧化碳CO2

植物動物(3)特點：具有___________、循環(huán)性。(4)溫室效應(yīng)：①成因：化學(xué)燃料短時間內(nèi)大量燃燒使大氣中________含量迅速增加，打破了生物圈___________的平衡。②措施：我國一方面采取積極措施減少二氧化碳排放，另一方面大力提倡植樹種草，提高森林覆蓋率。全球性CO2

碳循環(huán)既然生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)是循環(huán)的，為什么人們還不斷地向農(nóng)田中施肥呢？微思考提示：所謂的物質(zhì)循環(huán)，是指在生物圈范圍內(nèi)物質(zhì)是循環(huán)的，是自給自足的。農(nóng)田中不斷有物質(zhì)和能量的輸出(糧食產(chǎn)出)，所以要不斷施肥。

判斷下列表述是否正確。(1)物質(zhì)循環(huán)中的“物質(zhì)”指的是組成生物體的各種化合物。 (

)(2)沼渣等作為肥料還田，使物質(zhì)能夠循環(huán)利用。 (

)(3)碳循環(huán)在生物群落內(nèi)部以CO2形式進行。 (

)(4)化石燃料的大量燃燒是造成溫室效應(yīng)的主要原因。 (

)(5)碳元素在非生物環(huán)境與生物群落之間傳遞時，只有生產(chǎn)者與非生物環(huán)境之間的傳遞是雙向的，其他成分間是單向的。 (

)【答案】(1)×

(2)√

(3)×

(4)√

(5)√

生物富集1．概念生物體從周圍環(huán)境吸收、________某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內(nèi)濃度_________環(huán)境濃度的現(xiàn)象，稱作生物富集。積蓄超過2．發(fā)生富集的有害物質(zhì)_______________(如鉛、鎘、汞等)、人工合成的有機化合物(如DDT、六六六等)以及一些______________物質(zhì)。3．特點有害物質(zhì)隨著食物鏈逐漸在生物體內(nèi)___________，最終積累在食物鏈的_________，具有____________。重金屬放射性聚集頂端全球性為什么鉛進入人體后，容易積蓄在體內(nèi)？微思考提示：進入人體內(nèi)的鉛，能形成多種比較穩(wěn)定的鉛化合物，分布于生物體的多種組織細胞中，導(dǎo)致鉛不易被生物體排出，從而積蓄在體內(nèi)。

下列各項中，能通過食物鏈傳遞引起生物富集現(xiàn)象的是

(

)A．DDT污染 B．大氣中SO2污染C．噪聲污染 D．大氣中氟利昂污染【答案】A

【解析】DDT污染能通過食物鏈傳遞引起生物富集。物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系1．相互關(guān)系二者是_______________，彼此相互依存，不可分割。2．關(guān)系圖示同時進行的

【答案】載體生物群落非生物環(huán)境食物鏈(網(wǎng))

生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量流動的特點有什么不同？

微思考提示：與生態(tài)系統(tǒng)的能量流動中單向流動、逐級遞減的特點不同，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)具有的特點為全球性、循環(huán)流動、反復(fù)利用。

下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和物質(zhì)循環(huán)的敘述，錯誤的是 (

)A．能量流動和物質(zhì)循環(huán)是獨立進行的兩個過程B．能量流動和物質(zhì)循環(huán)是相互依存的兩個過程C．物質(zhì)循環(huán)的進行需要能量的推動D．能量流動的載體是各種有機物【答案】A

【解析】能量流動和物質(zhì)循環(huán)相互依存，不可分割。物質(zhì)循環(huán)的進行需要能量的推動，能量沿食物鏈(網(wǎng))流動時以各種有機物為載體。探究土壤微生物的分解作用1．案例1(1)實驗假設(shè)：土壤微生物能分解落葉使之腐爛。(2)實驗設(shè)計：實驗組，_____________________；對照組，對土壤不做任何處理。2．案例2(1)實驗假設(shè)：_________________________。(2)實驗設(shè)計：實驗組，A燒杯中加入30mL_______________；對照組，B燒杯中加入__________________。對土壤高溫處理土壤微生物能分解淀粉土壤浸出液30mL蒸餾水影響土壤中微生物分解作用的因素有哪些？微思考提示：

土壤溫度、濕度、pH及通氣狀況等。

某同學(xué)完成了土壤微生物的分解作用的對照實驗，對照組要求 (

)A．土壤不作處理，自然狀態(tài)B．土壤進行處理C．排除土壤微生物的作用D．盡可能避免改變土壤的理化性質(zhì)【答案】A

【解析】該探究實驗的自變量為土壤中是否含有微生物，對實驗組要處理為無微生物狀態(tài)，而對照組則不作任何處理。課堂·素養(yǎng)初培碳循環(huán)的過程及特點[知識歸納]1．物質(zhì)循環(huán)的概念分析(1)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中所說的“生態(tài)系統(tǒng)”并不是一般的生態(tài)系統(tǒng)，而是指地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈，因此物質(zhì)循環(huán)具有全球性。(2)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中所說的“物質(zhì)”并不是指組成生物體的化合物，而是指組成生物體的化學(xué)元素，如C、H、O、N、P、S等元素。(3)碳在生態(tài)系統(tǒng)各成分之間傳遞并不都是雙向的，只有生產(chǎn)者與非生物環(huán)境之間的傳遞是雙向的，在生物群落內(nèi)部，沿食物鏈(網(wǎng))傳遞時，只能由低營養(yǎng)級向高營養(yǎng)級單向傳遞。2．碳循環(huán)的過程3．碳平衡分析及對環(huán)境的影響(1)碳平衡的含義：指碳的排放和吸收在數(shù)量或質(zhì)量上相等，大氣中的CO2濃度相對穩(wěn)定。(2)碳平衡的失調(diào)——溫室效應(yīng)：4．能量流動與物質(zhì)循環(huán)的區(qū)別與聯(lián)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)化學(xué)元素形式流動過程沿食物鏈(網(wǎng))單向流動在無機環(huán)境和生物群落間循環(huán)往返范圍生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級生物圈特點單向流動，逐級遞減反復(fù)出現(xiàn)，循環(huán)流動項目能量流動物質(zhì)循環(huán)聯(lián)系同時進行、相互依存，不可分割：①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；②物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動的載體；③能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的動力；④生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分主要通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)緊密聯(lián)系在一起，形成一個統(tǒng)一的整體如圖為生態(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)鍵作用的成分是[

]________和[

]_________。(2)圖中的①③⑤表示的生理過程分別是：____________________。(3)c生物處于第三營養(yǎng)級，若要使c增加200kg，至少需要消耗a____________________________。提示：(1)a生產(chǎn)者d分解者(2)光合作用、呼吸作用、分解作用(3)5000kg方法規(guī)律碳循環(huán)中各種成分的判斷(1)模式圖1：分析：E為生產(chǎn)者；F、D、B都為消費者；C為分解者；A為大氣中的CO2庫。(2)模式圖2：分析：A為生產(chǎn)者；B為消費者；C為分解者；D為大氣中的CO2庫。(3)模式圖3：

分析：A為生產(chǎn)者；C為消費者；B為分解者；D為大氣中的CO2庫。(4)模式圖4：分析：A為生產(chǎn)者；B、C都為消費者；D為分解者?？偨Y(jié)：①先根據(jù)雙向箭頭，確定兩者肯定是非生物的物質(zhì)和能量或生產(chǎn)者(模式圖4中沒有雙箭頭，則從A能產(chǎn)生O2可判斷A為生產(chǎn)者)；②各營養(yǎng)級生物都有一條箭頭指向同一個結(jié)構(gòu)，則該結(jié)構(gòu)為分解者。③消費者一定接在生產(chǎn)者后面，消費者的數(shù)量可多可少。[對點精練]1．(2020·黑龍江哈六中模擬)如圖表示生物圈中碳元素的循環(huán)過程，其中A、B、C表示生態(tài)系統(tǒng)的不同成分，下列有關(guān)敘述正確的是 (

)

A．③過程代表綠色植物的光合作用B．A、B分別代表消費者和生產(chǎn)者C．⑦是溫室效應(yīng)的主要原因D．疏松土壤可以加快⑤過程【答案】D

【解析】與大氣中CO2有雙向關(guān)系的為生產(chǎn)者(B)，而B、C共同指向的(A)為分解者，C為消費者，③為植物呼吸作用產(chǎn)生CO2返回大氣的過程，⑥過程為化學(xué)燃料燃燒，是造成溫室效應(yīng)的主要原因，⑤是分解者的分解作用，疏松土壤能提供充足的O2促進此過程。2．(2020·福建長汀月考)如圖為某生態(tài)系統(tǒng)的部分物質(zhì)循環(huán)簡圖，其中M表示非生物的物質(zhì)和能量。下列敘述正確的是 (

)A．若M表示大氣中的CO2，則碳元素在圖中④過程中是以有機物形式傳遞的B．從圖中我們可以看出能量伴隨著物質(zhì)循環(huán)而循環(huán)C．若M表示大氣中的CO2，則碳元素可在生物群落中反復(fù)循環(huán)利用D．若M表示無機環(huán)境中的能量，則①的能量值為②與③對應(yīng)的能量值之和【答案】A

【解析】本題主要考查了物質(zhì)循環(huán)和能量流動的相互關(guān)系，分析如下：碳元素在生物群落中是以含碳有機物的形式傳遞的；能量在生態(tài)系統(tǒng)中沿食物鏈單向流動，而不能循環(huán)利用；碳元素是在無機環(huán)境和生物群落之間反復(fù)循環(huán)利用的，而不是在生物群落的內(nèi)部循環(huán)利用；①代表的是生態(tài)系統(tǒng)中固定的總能量，它不僅包括②③，還包括消費者通過呼吸作用散失到無機環(huán)境中的能量。[知識歸納]1．實驗原理(1)土壤中存在種類、數(shù)目繁多的細菌、真菌等微生物，它們在生態(tài)系統(tǒng)中的成分主要為分解者。(2)分解者的分解速度與環(huán)境中的溫度、水分等生態(tài)因子相關(guān)。(3)土壤微生物能分泌淀粉酶將淀粉分解成還原糖(麥芽糖)。淀粉遇碘變藍；還原糖遇斐林試劑，在水浴加熱條件下，產(chǎn)生磚紅色沉淀。探究土壤微生物的分解作用2．實驗流程項目案例1案例2實驗假設(shè)微生物能分解落葉使之腐爛微生物能分解淀粉實驗設(shè)計實驗組對土壤高溫處理A燒杯中加入30mL土壤浸出液＋淀粉糊對照組對土壤不做任何處理B燒杯中加入30mL蒸餾水＋與A等量的淀粉糊自變量土壤中是否含微生物溶液中是否含有土壤中的微生物項目案例1案例2實驗現(xiàn)象在相同時間內(nèi)實驗組落葉腐爛程度小于對照組AA1不變藍A2產(chǎn)生磚紅色沉淀BB1變藍B2不產(chǎn)生磚紅色沉淀結(jié)論分析微生物對落葉有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉注：A1、B1中加入碘液，A2、B2中加入斐林試劑并水浴加熱。3．基本技術(shù)要求(1)探究活動最好在實驗室中進行，以便控制變量，避免環(huán)境中不可控制因素的影響。(2)各地氣候與環(huán)境等因素不同，微生物分解落葉的功能不同，分解的時間也有差異，一般需要適宜的溫度、濕潤的條件等。碘液與斐林試劑的檢測作用是不是一樣的？提示：不一樣。前者檢測淀粉的分解是否徹底完成，后者檢測淀粉的分解是否發(fā)生。方法規(guī)律實驗組、對照組的確定(1)驗證實驗中二者如何確定：根據(jù)題意首先弄清實驗研究的自變量是什么，然后找到進行自變量處理的為實驗組，沒進行自變量處理，僅為排除無關(guān)變量干擾而設(shè)置的實驗為對照組。(2)探究實驗中二者如何確定：接受自變量處理的，實驗結(jié)果是未知的為實驗組；未接受自變量處理的，實驗結(jié)果是已知的為對照組。[對點精練]1．(2020·河北石家莊檢測)為探究落葉是否是在土壤微生物的作用下腐爛的，下列實驗設(shè)計中，錯誤的是 (

)A．可選擇帶有落葉的土壤為實驗材料，篩選出落葉和土壤B．將落葉平均分成兩份，置于網(wǎng)兜中C．把土壤分成兩組，對照組土壤進行接種微生物處理，實驗組土壤不做處理D．將落葉連同網(wǎng)兜分別埋入對照組和實驗組兩組土壤中，觀察腐爛情況【答案】C

【解析】本實驗的自變量是土壤中是否有微生物，而自然土壤中本身就有微生物，因此實驗組土壤要進行滅菌處理，對照組土壤保持自然狀態(tài)。2．為了了解土壤微生物能否分解農(nóng)藥，并盡快得出實驗結(jié)論，有人用“敵草隆”(一種除草劑)進行實驗：取等量砂土分裝于相同的兩個容器中，a組高壓滅菌，b組不滅菌。下列有關(guān)事項的敘述中，正確的是 (

)A．向a、b中噴入等量的“敵草隆”，再置于同一恒溫箱中培養(yǎng)相同時間B．檢測“敵草隆”的消失情況，預(yù)計a的“敵草隆”全部消失，b的基本不變C．只用砂土實驗效果比用幾種典型土壤混合后的好D．再增加c組作為對照，不噴入“敵草隆”，其他處理與a、b組相同【答案】A

【解析】實驗組為a組，對照組為b組，控制單一變量，故A正確。B項中的a應(yīng)該是不變的，b可能會部分減少。C錯誤，因為典型土壤中含微生物多，所以用幾種典型土壤混合后的最好。D項沒有必要再加一個對照組，和本實驗無關(guān)。課堂·延伸提分易錯易混：繪制物質(zhì)循環(huán)和能量流動圖解時應(yīng)注意的問題1．繪制物質(zhì)循環(huán)圖解時，注意物質(zhì)是可以循環(huán)的，即物質(zhì)循環(huán)的箭頭可以是雙向的。2．能量流動是單向的，生產(chǎn)者的能量可流向消費者和分解者，但消費者與分解者中的能量不能流向生產(chǎn)者。3．繪制能量流動圖解時，只要存在有機物傳遞即伴隨著能量的傳遞(如動植物遺體、殘枝敗葉→沼氣池，沼渣→食用菌等，均既有物質(zhì)傳遞，又有能量流動)。例

(2020·河南重點中學(xué)聯(lián)考)右圖所示為一個簡化的草原生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)示意圖，①～⑦是對圖中箭頭含義的描述，所屬箭頭號碼正確的是

(

)①生物群落中能量的散失②生物群落中的物質(zhì)回歸無機環(huán)境③無機環(huán)境的能量進入生物群落④能量在生物體之間傳遞轉(zhuǎn)化⑤能量沿著食物鏈流動⑥碳元素從有機物變二氧化碳⑦碳元素進入生物群落A．①—(2)(3)；②—(3) B．③—(1)；④—(2)C．④—(2)(3)；⑤—(2)(3) D．⑥—(4)(5)；⑦—(1)【答案】D

【解析】圖中(1)為生產(chǎn)者通過光合作用把非生物的物質(zhì)和能量輸入生物群落；(2)和(3)表示承載在有機物中的能量在群落中的流動，但(3)過程不屬于食物鏈上的能量流動；(4)(5)表示通過呼吸作用和分解作用把有機物分解為無機物，從而回歸無機環(huán)境，同時伴隨熱能的散失過程。小練·素養(yǎng)達成1．生態(tài)系統(tǒng)中C、N等元素流動的特點是 (

)①單向的②全球性的③逐級遞減④循環(huán)的，可由一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式A．①④ B．②③C．①③ D．②④【答案】D

【解析】物質(zhì)循環(huán)具有全球性、循環(huán)性的特點。2．下列關(guān)于物質(zhì)循環(huán)的敘述中，錯誤的是 (

)A．生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)指的是構(gòu)成生物體的各種化合物在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)過程B．碳在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)主要是以二氧化碳的形式進行的C．碳循環(huán)具有全球性D．大氣中的二氧化碳能夠隨大氣環(huán)流在全球范圍內(nèi)流動【答案】A

【解析】物質(zhì)循環(huán)是指構(gòu)成物質(zhì)的元素在生物群落和無機環(huán)境間的循環(huán)過程，它們具有全球性的特點。3．如圖是自然界碳循環(huán)的簡圖，據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是 (

)A．甲為分解者，乙為消費者，丙為生產(chǎn)者B．①②③表示CO2通過甲、丙、乙的呼吸作用進入大氣中C．④表示大氣中CO2進入生物群落的主要途徑D．碳元素以無機物形式在丙→乙→甲所示的渠道流動【答案】D

【解析】據(jù)圖可知：大氣中的CO2只能通過丙進入生物群落，故丙為生產(chǎn)者，④為生產(chǎn)者將CO2固定為