202X版高中生物第5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)課件新人教版必修3

1、第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)一、物質(zhì)循環(huán) 二、物質(zhì)循環(huán)與社會(huì)聯(lián)系溫室效應(yīng) 三、能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系1.二者是同時(shí)進(jìn)行的,彼此相互依存,不可分割。2.物質(zhì)作為能量的載體,使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng);能量作為動(dòng)力,使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返。預(yù)習(xí)反饋1.判斷(1)參與循環(huán)的物質(zhì)是組成生物體的各種化合物。( )(2)碳的循環(huán)在生物群落內(nèi)部是以CO2的形式進(jìn)行的。( )(3)光合作用推動(dòng)碳循環(huán)過程,促進(jìn)了生物群落中的能量循環(huán)。( )(4)植物可通過呼吸作用和光合作用參與生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)。( )(5)碳循環(huán)的進(jìn)行伴隨著能量流動(dòng),但由于生物體不能在代謝中利用熱能,所以能量流動(dòng)具有單向

2、流動(dòng)、逐級(jí)遞減的特點(diǎn)。( )(6)由于人工碳排放過度,破壞了生態(tài)系統(tǒng)的碳平衡,導(dǎo)致大氣中二氧化碳濃度增加并引起全球氣候變化。 ( )2.下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)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等化學(xué)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(jī)環(huán)境之間反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)流動(dòng)D.物質(zhì)在循環(huán)過程中遞減解析:物質(zhì)在循環(huán)過程中是不會(huì)遞減的,因?yàn)槲镔|(zhì)只能進(jìn)行轉(zhuǎn)移和變化,不會(huì)消失。答案:D3.右圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中4種成分之間的關(guān)系。下列相關(guān)敘述正確的是()A.1和2構(gòu)成群落B.3代表的是自養(yǎng)生物C.代表光合作用,代表呼吸作

3、用D.4是大氣中的CO2庫解析:據(jù)圖可知,1是生產(chǎn)者,可代表自養(yǎng)生物,2是消費(fèi)者,3是分解者,是異養(yǎng)生物,4是大氣中的CO2庫;過程為生產(chǎn)者向消費(fèi)者的物質(zhì)和能量傳遞,過程為呼吸作用,過程為光合作用。答案:D4.下面是碳循環(huán)簡圖,據(jù)圖分析正確的是() A.人類減少對(duì)的依賴是當(dāng)前緩解溫室效應(yīng)的重要措施B.過程增強(qiáng)后過程隨之增強(qiáng),故不能通過增強(qiáng)減少大氣中的CO2的量C.生物群落內(nèi)部碳循環(huán)的物質(zhì)形式主要是CO2D.參與過程的生物包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者解析:引起溫室效應(yīng)的主要原因是化石燃料的大量燃燒,減少對(duì)化石燃料的燃燒是緩解溫室效應(yīng)的重要措施;表示生產(chǎn)者固定CO2的過程,生產(chǎn)者固定CO2形成有機(jī)物

4、,有機(jī)物中的碳只有一部分隨著呼吸作用重新回到無機(jī)環(huán)境中,還有一部分儲(chǔ)存在動(dòng)植物體內(nèi),故可通過增強(qiáng)來減少大氣中的CO2的量;生物群落內(nèi)部碳循環(huán)的物質(zhì)形式主要是含碳有機(jī)物;參與過程的生物只有生產(chǎn)者。答案:A5.下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)食物鏈中能量和物質(zhì)的敘述,正確的是()物質(zhì)是單向流動(dòng)、不可循環(huán)的物質(zhì)是可循環(huán)的能量是單向流動(dòng)、不可循環(huán)的能量是單向流動(dòng)、可循環(huán)的能量是伴隨著物質(zhì)而流動(dòng)的能量不是伴隨物質(zhì)而流動(dòng)的A.B.C.D.解析:生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)是可循環(huán)利用的,是能量流動(dòng)的載體;能量流動(dòng)是單向的,能量作為動(dòng)力推動(dòng)物質(zhì)循環(huán)的進(jìn)行。答案:C探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記 碳循環(huán)碳循環(huán)情景導(dǎo)引自然界中碳元素的循

5、環(huán)是如何進(jìn)行的?仔細(xì)觀察課本P101圖5-11,分析:碳如何從無機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落?在群落中如何傳遞?又如何從生物群落返回?zé)o機(jī)環(huán)境?(提示:通過哪種生命活動(dòng)、以什么形式來完成)答案:通過生產(chǎn)者的光合作用或化能合成作用進(jìn)入生物群落。以有機(jī)物的形式,沿著食物鏈和食物網(wǎng)傳遞。通過生物群落中生物的呼吸作用,以CO2的形式返回?zé)o機(jī)環(huán)境。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記典例剖析例題右圖為碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的模式圖,圖中甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)的生物成分,箭頭ag表示生理過程。下列相關(guān)敘述不正確的是()A.d過程代表光合作用,b過程代表呼吸作用B.甲所示的營養(yǎng)級(jí)在食物鏈中占有的碳元素最多C.碳元素在甲、乙

6、、丙之間以有機(jī)物的形式傳遞D.碳元素可在無機(jī)環(huán)境和生物群落之間反復(fù)利用解析:由題圖可知,丁為大氣中的CO2庫,甲為生產(chǎn)者,乙為消費(fèi)者,丙為分解者;d過程為呼吸作用,b過程為光合作用。甲為生產(chǎn)者,生產(chǎn)者在食物鏈中所含的能量最多,即所含有機(jī)物最多,故在食物鏈中占有的碳元素最多。碳元素在生物群落內(nèi)部主要以有機(jī)物的形式進(jìn)行傳遞,在無機(jī)環(huán)境與生物群落間主要以CO2的形式進(jìn)行傳遞。碳元素可以在生態(tài)系統(tǒng)中反復(fù)利用。答案:A探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記歸納提升碳循環(huán)(1)存在形式:碳在無機(jī)環(huán)境中的存在形式是碳酸鹽和CO2,在生物群落中的存在形式是含碳有機(jī)物。(2)循環(huán)形式:在生物群落與無機(jī)環(huán)境間的循環(huán)形式

7、為CO2;在群落內(nèi)部的流動(dòng)形式為含碳有機(jī)物。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記(3)進(jìn)入生物群落的方式:CO2進(jìn)入生物群落是通過自養(yǎng)型生物完成的,主要依賴綠色植物的光合作用,也依賴化能合成作用。(4)返回?zé)o機(jī)環(huán)境的方式:生物群落中的有機(jī)碳通過生物的呼吸作用和微生物的分解作用被徹底分解成CO2和H2O等,歸還到無機(jī)環(huán)境中。此外,化石燃料的燃燒生成的CO2返回?zé)o機(jī)環(huán)境中。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記活學(xué)活練氣候變化與生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)密切相關(guān),下表為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。下列敘述不正確的是()A.生態(tài)系統(tǒng)碳的吸收主要是通過光合作用實(shí)現(xiàn)的,碳的釋放主要是通過呼吸作用實(shí)

8、現(xiàn)的B.表中A時(shí)期處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài),原因是碳的吸收量與釋放量相對(duì)平衡C.由于過度排放人工碳使得植物光合作用受到抑制,破壞了生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),導(dǎo)致大氣中二氧化碳的增加,并引起氣候變化D.化石燃料的燃燒對(duì)現(xiàn)代碳循環(huán)影響巨大探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記解析:植物通過光合作用固定大氣中的無機(jī)碳,而生物的呼吸作用則把生物群落中的有機(jī)碳轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)碳,再返還給大氣。表中A時(shí)期碳的吸收量和釋放量是相同的,說明大氣中碳的含量相對(duì)穩(wěn)定。B時(shí)期碳的釋放量大于吸收量,說明人為增加化石燃料的燃燒會(huì)增加碳的釋放量,從而影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)。大氣中CO2含量的提高可以增強(qiáng)光合作用,而不是使光合作用受到抑制,所以C

9、項(xiàng)的表述是錯(cuò)誤的。答案:C探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記 物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的關(guān)系物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的關(guān)系情景導(dǎo)引物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)有什么區(qū)別和聯(lián)系?試完成物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的比較。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記典例剖析例題下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的敘述,正確的是()A.一種蜣螂專以大象糞為食,則該種蜣螂獲得了大象的物質(zhì),同時(shí)最多能獲取大象所同化能量的20%B.當(dāng)狼捕食兔子并同化為自身的有機(jī)物時(shí),能量就從第一營養(yǎng)級(jí)流入第二營養(yǎng)級(jí)C.生產(chǎn)者通過光合作用合成有機(jī)物,能量就從非生物環(huán)境流入生物群落D.生態(tài)系統(tǒng)的能量是伴隨物質(zhì)而循環(huán)利用的探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記解析:蜣螂以大象糞

10、便為食,大象同化的能量并沒有被蜣螂獲得,因?yàn)榧S便為食物殘?jiān)?是未被大象吸收同化的成分;狼捕食兔子并同化為自身的有機(jī)物是能量從第二營養(yǎng)級(jí)流入第三營養(yǎng)級(jí);光合作用合成有機(jī)物的同時(shí)把非生物環(huán)境中的光能轉(zhuǎn)變?yōu)樯矬w內(nèi)的化學(xué)能;生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)伴隨著能量流動(dòng),但能量不能循環(huán)利用。答案:C探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記歸納提升能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系(1)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)同時(shí)進(jìn)行,相互依存,不可分割。能量流動(dòng)不能離開物質(zhì)循環(huán)而單獨(dú)進(jìn)行,能量的固定、儲(chǔ)存和釋放,離不開物質(zhì)的合成和分解。(2)物質(zhì)是能量的載體,使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng);能量作為動(dòng)力,使物質(zhì)不斷在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返。(3)生

11、態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者,正是通過能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)才聯(lián)系在一起的,進(jìn)而形成一個(gè)統(tǒng)一整體。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記活學(xué)活練分析以下生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系簡圖,不能得到的結(jié)論是()探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記A.物質(zhì)作為能量的載體,使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng)B.能量作為動(dòng)力,使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返C.能量的總和便是生產(chǎn)者所固定的太陽能總量D.碳在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進(jìn)行的解析:物質(zhì)作為能量的載體,使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng);能量作為動(dòng)力,使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循

12、環(huán)往返;生產(chǎn)者固定的太陽能的總量包括四部分:生產(chǎn)者自身的呼吸作用散失的能量、生產(chǎn)者流向初級(jí)消費(fèi)者的能量、被分解者利用的能量及未利用的能量;碳在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進(jìn)行的,在生物群落內(nèi)部以有機(jī)物的形式傳遞。答案:C探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記 探究土壤微生物的分解作用探究土壤微生物的分解作用情景導(dǎo)引教材P102中參考案例1和參考案例2的原理相同,但兩者的自變量不同,二者的自變量各是什么?試完善下列實(shí)驗(yàn)分析。1.實(shí)驗(yàn)原理(1)土壤中存在種類、數(shù)目繁多的細(xì)菌、真菌等微生物,它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中的成分為分解者。(2)分解者的作用是將環(huán)境中的有機(jī)物分解為無機(jī)物,其分解速度與環(huán)

13、境中的溫度、水分等生態(tài)因子相關(guān)。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記2.案例1(1)實(shí)驗(yàn)假設(shè):土壤微生物能分解落葉使之腐爛。(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):實(shí)驗(yàn)組對(duì)土壤高溫處理;對(duì)照組對(duì)土壤不做任何處理(自然狀態(tài))。3.案例2(1)實(shí)驗(yàn)假設(shè):土壤微生物能分解淀粉。(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):實(shí)驗(yàn)組A燒杯中加入30 mL土壤浸出液;對(duì)照組B燒杯中加入30 mL蒸餾水。 探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記典例剖析例題為探究落葉是否在土壤微生物的作用下腐爛,下列各項(xiàng)構(gòu)成了一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),其中不符合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮筒襟E的是()A.可選擇帶有落葉的土壤為實(shí)驗(yàn)材料,篩出落葉和土壤B.將落葉平均分成兩份,把土壤也平均分成兩份C.將土壤分為兩組,對(duì)照

14、組土壤進(jìn)行接種微生物處理,實(shí)驗(yàn)組土壤不做處理D.將落葉分別埋入兩組土壤中,觀察腐爛情況探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記解析:分解落葉的微生物往往在含有落葉的土壤中分布較多,所以可選擇帶有落葉的土壤為實(shí)驗(yàn)材料,篩出落葉和土壤,A項(xiàng)正確;由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍?實(shí)驗(yàn)分為兩組,即實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組,所以要將落葉平均分成兩份,把土壤也平均分成兩份,B項(xiàng)正確;應(yīng)將滅菌的土壤設(shè)為實(shí)驗(yàn)組,不做處理的土壤設(shè)為對(duì)照組,C項(xiàng)錯(cuò)誤;將落葉分別埋入兩組土壤中,觀察腐爛情況,D項(xiàng)正確。答案:C探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記歸納提升 探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記活學(xué)活練為了解土壤微生物能否分解農(nóng)藥,并盡快得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,有人用“敵草隆”(一種除草劑)進(jìn)行實(shí)驗(yàn):取等量砂土分裝于相同的兩容器中,a組高壓滅菌,b組不滅菌。下列有關(guān)敘述正確的是()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(shí)間檢測(cè)“敵草隆”的消失情況,預(yù)計(jì)a中的“敵草隆”含量不變,b中的全部消失只用砂土,實(shí)驗(yàn)效果不如用幾種典型土壤混合后的好各再增加c組作為對(duì)照,不噴入“敵草隆”,其他處理與a、b組相同A. B. C. D.探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三要點(diǎn)速記解析:本實(shí)驗(yàn)的自變量是有無土壤微生物,而“敵草隆”的使用量和培養(yǎng)條件是無關(guān)變量,無關(guān)變量應(yīng)