高中生物第5章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性5.3生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)課件新人教版必修

第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)第5章

生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性[學(xué)習(xí)目標]

1.分析生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的特點，并說明碳循環(huán)失調(diào)與溫室效應(yīng)的關(guān)系。2.設(shè)計實驗探究“土壤微生物的分解作用”。3.說明物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系。方式一下圖為美國耗資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？課堂導(dǎo)入方式二20世紀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是如何進入南極企鵝體內(nèi)的呢？生態(tài)系統(tǒng)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)的物質(zhì)循環(huán)”后，我相信同學(xué)們就能解釋這些問題了。新知導(dǎo)學(xué)達標檢測內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)1.碳循環(huán)過程一、碳循環(huán)呼吸作用CO2光合作用植物動物化石燃料2.碳循環(huán)的分析CO2和碳酸鹽含碳有機物(2)碳循環(huán)形式CO2含碳有機物項目進入生物群落生物群落內(nèi)部返回?zé)o機環(huán)境形式____________________方式

和_____________通過_______________①

的呼吸作用；②分解者的

；③化石燃料的燃燒是否雙向是否是CO2合成作用光合作用化能食物鏈或食物網(wǎng)生產(chǎn)者和消費者分解作用3.溫室效應(yīng)(1)形成原因：化石燃料短時間內(nèi)燃燒使大氣中CO2含量

，打破了

的平衡。(2)危害：加快冰川的融化，導(dǎo)致海平面

，進而對人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。迅速增加碳循環(huán)上升碳平衡的失調(diào)——溫室效應(yīng)深化拓展例1判斷正誤：(1)沼渣、沼液作為肥料還田，使物質(zhì)能夠循環(huán)利用(

)(2)碳循環(huán)在生物群落內(nèi)部以CO2形式進行(

)(3)化石燃料的大量燃燒是造成溫室效應(yīng)的主要原因(

)(4)碳元素在無機環(huán)境與生物群落之間傳遞時，只有生產(chǎn)者與無機環(huán)境之間的傳遞是雙向的，其他成分間都是單向的(

)答案√×√√例2

如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①～⑨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CO2和COB.完成①過程的能量主要是由⑧過程提供的C.D經(jīng)⑤、⑥、⑦過程獲得的能量占A、B、C總能量的10%～20%D.C處于第三營養(yǎng)級√答案解析解析

生物群落與無機環(huán)境之間的碳循環(huán)是以CO2的形式進行的，故圖中大氣中的氣體X代表CO2；①表示光合作用，該過程所需的能量來自太陽能；兩個相鄰營養(yǎng)級之間的傳遞效率為10%～20%，而圖中D為分解者，不參與食物鏈的組成；圖中A為生產(chǎn)者，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)。(1)上題中的生物A的細胞中一定含有葉綠體嗎？一題多變答案不一定，A為生產(chǎn)者，可能是綠色植物、藍藻、光合細菌或硝化細菌等可以進行光合作用或化能合成作用的生物，而只有綠色植物細胞中含有葉綠體。(2)若D中含有細胞核，則D中將含碳有機物轉(zhuǎn)化為CO2的具體場所是什么？答案

細胞質(zhì)基質(zhì)或線粒體基質(zhì)。答案碳循環(huán)示意圖中各組成成分的判斷方法(1)首先判斷雙箭頭的兩端是生產(chǎn)者和大氣中的CO2庫，除雙箭頭外生產(chǎn)者(A)只有出發(fā)箭頭，大氣中的CO2庫(B)只有接受箭頭。(2)除大氣中的CO2庫(B)外，其余各成分都指向的為分解者(D)，分解者則只指向大氣中的CO2庫(B)，其余成分為消費者(C)。方法技巧二、物質(zhì)循環(huán)及其與能量流動的關(guān)系1.物質(zhì)循環(huán)(1)概念：組成生物體的

，都不斷進行著從

到

，又從

到

的循環(huán)過程。(2)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

的特點。②循環(huán)性：無機環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落

，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。C、H、O、N、P、S等元素

無機環(huán)境生物群落生物群落無機環(huán)境全球性反復(fù)利用2.物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系化學(xué)能化學(xué)元素反復(fù)出現(xiàn)，循環(huán)流動項目能量流動物質(zhì)循環(huán)形式光能→

→熱能(一般形式)

形式流動過程沿

單向流動在

間往復(fù)循環(huán)范圍生態(tài)系統(tǒng)_________________特點__________________________________________聯(lián)系同時進行、相互依存，不可分割：①能量的

、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的

；②物質(zhì)是能量沿

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_______食物鏈(網(wǎng))食物鏈(網(wǎng))無機環(huán)境和生物群落固定、儲存全球性單向流動，逐級遞減各營養(yǎng)級合成和分解動力例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)鍵作用的成分是[

]

和[

]

。答案解析

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，①是光合作用；b是初級消費者；c為次級消費者，②③④為呼吸作用；d為分解者，⑤為分解作用。按照能量逐級遞減的原則，若使c增加200kg至少需要a的量為200kg÷20%÷20%＝5000kg。解析a

生產(chǎn)者d分解者(2)圖中的①③⑤表示的生理過程分別是：①

，③

，⑤

。(3)c生物處于第

營養(yǎng)級，若要使c增加200kg，至少需要消耗a

kg。答案分解作用光合作用呼吸作用三5000方法技巧能量流動和物質(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，由無機物(CO2)→有機物→無機物(CO2)。(2)能量流動的終點是熱能散失到無機環(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。三、土壤微生物的分解作用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)中的成分為

。(2)分解者的作用是將環(huán)境中的有機物分解為無機物，其分解速度與環(huán)境中的

、

等生態(tài)因子相關(guān)。分解者

溫度水分項目案例1案例2實驗假設(shè)土壤微生物能分解落葉使之腐爛土壤微生物能分解淀粉實驗設(shè)計實驗組對土壤

處理A燒杯中加入30mL土壤浸出液＋淀粉糊對照組對土壤

處理(自然狀態(tài))B燒杯中加入

＋與A等量的淀粉糊自變量土壤中______________是否加土壤浸出液2.案例設(shè)計30mL蒸餾水高溫不做任何是否含有微生物小于微生物對落葉有分解作用實驗現(xiàn)象在相同時間內(nèi)實驗組落葉腐爛程度

對照組AA1不變藍A2__________________BB1變藍B2___________________結(jié)論分析______________________________________________________產(chǎn)生磚紅色沉淀不產(chǎn)生磚紅色沉淀土壤浸出液中的微生物能分解淀粉注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林試劑并水浴加熱。例4

一位同學(xué)要探究土壤微生物能否分解農(nóng)藥，并盡快得出實驗結(jié)論，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√學(xué)習(xí)小結(jié)呼吸元素全球性全球范圍光合化能合成有機物達標檢測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√1234解析解析

人類直接或間接以生產(chǎn)者為食，生產(chǎn)者固定的二氧化碳來自大氣。52.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C、H、O、N、P、S等元素B.所說的生態(tài)系統(tǒng)是指地球上最大的生態(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√1245解析解析

物質(zhì)循環(huán)的實質(zhì)為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。33.某生物興趣小組的同學(xué)為證明某細菌對樹葉的分解作用，分別提出三種實驗方案。其共同之處是：將同一種樹的落葉分成甲、乙兩等份，實驗過程保持樹葉濕潤，其他實驗條件和步驟如下表所示。哪種實驗方案能達到目的A.方案一

B.方案二C.方案三 D.三個方案都不能達到√答案解析1245序號實驗處理甲乙方案一無菌條件自然條件方案二先滅菌，再放于適宜條件下自然條件方案三先滅菌，再放于適宜條件下先滅菌，然后接種某種細菌，最后置于適宜條件下31245解析

欲證明樹葉的分解是由“某種細菌”所引起的，應(yīng)先將樹葉滅菌，排除其他微生物對實驗結(jié)果的干擾，同時應(yīng)將滅菌后的樹葉分成兩組，一組接種該細菌，另一組不接種，兩組均置于適宜條件下培養(yǎng)，以便對比分析得出結(jié)論。34.在自然生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)是能量流動的載體。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1245√答案解析解析

生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是能量流動和物質(zhì)循環(huán)，二者是同時進行的，彼此相互依存，不可分割。物質(zhì)作為能量流動的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動；能量作為物質(zhì)循環(huán)的動力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)往返。能量金字塔不可倒置，生物數(shù)量金字塔可倒置。35.如圖是生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)圖解。圖中A～D代表生態(tài)系統(tǒng)的4種成分，①～⑦代表碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的途徑。請分析并回答下列問題：(1)圖中A代表

，碳在C中以

形式存在。1245解析答案生產(chǎn)者

含碳有機物3