3.3生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)課件-上學(xué)期生物人教版選擇性必修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)1.通過探究學(xué)習(xí)認(rèn)識碳循環(huán)過程和生物富集現(xiàn)象，明確研究碳循環(huán)過程和生物富集現(xiàn)象的意義。（科學(xué)思維）2.通過探究學(xué)習(xí)了解土壤微生物的分解作用，理解土壤微生物與物質(zhì)循環(huán)之間的關(guān)系，逐步完善生態(tài)平衡觀。（生命觀念）3.理解碳循環(huán)、生物富集和土壤微生物的分解作用，掌握模型分析、實(shí)驗(yàn)探究等科學(xué)方法。（科學(xué)探究）

認(rèn)識碳循環(huán)和生物富集一、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)1.概念：組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等______，都在不斷進(jìn)行著從非生物環(huán)境到__________，又從生物群落到____________的循環(huán)過程。2.特點(diǎn)（1）這里所說的生態(tài)系統(tǒng)是指________，物質(zhì)循環(huán)具有______性，又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。（2）物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中__________運(yùn)動。元素生物群落非生物環(huán)境生物圈全球循環(huán)往復(fù)二、碳循環(huán)1.主要形式：碳在生物群落與非生物環(huán)境之間的循環(huán)主要以__________的形式進(jìn)行。2.特點(diǎn)：具有全球性。3.過程（1）碳進(jìn)入生物群落的途徑：生產(chǎn)者的______作用或__________作用。（2）碳返回非生物環(huán)境的途徑①生產(chǎn)者、消費(fèi)者的______作用。②分解者的______作用（實(shí)質(zhì)是呼吸作用）。③化石燃料等的______。二氧化碳光合化能合成呼吸分解燃燒三、生物富集1.概念：生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種______或__________的化合物，使其在機(jī)體內(nèi)濃度______環(huán)境濃度的現(xiàn)象。2.特點(diǎn)：沿著________逐漸在生物體內(nèi)聚集，最終積累在食物鏈的______；具有_________。元素難以降解超過食物鏈頂端全球性四、能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系

同時進(jìn)行，彼此相互依存，不可分割。物質(zhì)作為能量的______，使能量沿著_______________流動；能量作為______，使物質(zhì)能夠不斷地在______________________之間循環(huán)往返。載體食物鏈（網(wǎng)）動力

生物群落和非生物環(huán)境活動1

認(rèn)識碳循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)如下圖所示，思考并回答下列問題：1.碳從非生物環(huán)境進(jìn)入生物群落的生理過程是什么?提示

生產(chǎn)者的光合作用或化能合成作用。2.碳在生物群落內(nèi)部以什么形式傳遞?提示

碳在生物群落內(nèi)部主要以含碳有機(jī)物的形式進(jìn)行單向傳遞。3.碳從生物群落進(jìn)入非生物環(huán)境的生理過程有哪些?提示

生產(chǎn)者、消費(fèi)者的呼吸作用和分解者的分解作用（呼吸作用）。

5.化石燃料的過量開采和使用對環(huán)境可能會有什么影響?

6.氫、氧、氮、硫、磷等元素的循環(huán)有什么共同特點(diǎn)?提示

這些元素不斷地從非生物環(huán)境進(jìn)入生物群落，又從生物群落回到非生物環(huán)境。7.請結(jié)合圖示分析能量流動和物質(zhì)循環(huán)的區(qū)別與聯(lián)系，將下表補(bǔ)充完整。項(xiàng)目能量流動物質(zhì)循環(huán)圖示______________________________________________________________________________________________________項(xiàng)目能量流動物質(zhì)循環(huán)形式以有機(jī)物為載體因元素不同而異特點(diǎn)______________________________________________范圍__________________________________聯(lián)系同時進(jìn)行，相互依存，不可分割：①能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放，都離不開__________________等過程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)中循環(huán)往返的______④連接生物群落和非生物環(huán)境的兩大成分是________________單向流動、逐級遞減循環(huán)往復(fù)運(yùn)動、具有全球性生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級生物圈（全球）物質(zhì)的合成和分解食物鏈（網(wǎng)）動力生產(chǎn)者和分解者續(xù)表

例1

下圖為碳循環(huán)的模式圖，圖中甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)的生物成分，箭頭表示生理過程。下列相關(guān)敘述不正確的是(

)

。A

對點(diǎn)練1

下圖為某生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程示意圖，其中字母代表生物類型，序號代表過程。據(jù)圖判斷，下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)

。CA.圖中A屬于生產(chǎn)者，D和C屬于消費(fèi)者，B屬于分解者B.圖中序號代表呼吸作用過程的有②③⑤，①代表的主要是光合作用C.碳循環(huán)具有全球性，碳元素在①④⑥過程中均以有機(jī)物的形式傳遞D.該圖還缺少化石燃料的燃燒，該過程容易加劇溫室效應(yīng)

技巧總結(jié)“三看法”確認(rèn)碳循環(huán)各成分

據(jù)上述方法快速推斷甲、乙、丙圖中各成分：

素能提升

碳循環(huán)和溫室效應(yīng)

氣候變化與生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)密切相關(guān)。下表表示A、B兩個不同時期陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣環(huán)境的碳交換情況。時期碳吸收量/

碳釋放量/

A

B

（1）

生態(tài)系統(tǒng)碳的吸收主要是通過______作用實(shí)現(xiàn)的，碳的釋放主要是通過______作用實(shí)現(xiàn)的。碳在生物群落內(nèi)部的傳遞主要是以____________的形式進(jìn)行的。光合呼吸含碳有機(jī)物

（2）

生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)是可以循環(huán)的，而生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的特點(diǎn)是____________________。

單向流動，逐級遞減[解析]

生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的特點(diǎn)是單向流動，逐級遞減。（3）

表中___時期的生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，原因是__________________________。A碳的吸收量等于碳的釋放量[解析]

A時期的生態(tài)系統(tǒng)碳吸收量與碳釋放量相等，處于穩(wěn)定狀態(tài)。（4）

過度的人工碳排放，破壞了生態(tài)系統(tǒng)的________，導(dǎo)致大氣中_________增加并引起全球氣候變化。碳平衡

（5）

人們正在積極開發(fā)新能源以減少碳排放。例如，“葉綠素太陽能電池”是模仿類囊體吸收光能的特性而制造的，類囊體吸收光能的過程發(fā)生在光合作用的________階段；經(jīng)改造的藍(lán)細(xì)菌能在細(xì)胞內(nèi)將光合作用產(chǎn)生的________直接發(fā)酵轉(zhuǎn)化為燃料乙醇。光反應(yīng)有機(jī)物[解析]

光能的吸收過程發(fā)生在光合作用的光反應(yīng)階段。光合作用的直接產(chǎn)物葡萄糖可經(jīng)無氧呼吸轉(zhuǎn)化為乙醇（酒精）?；顒?

認(rèn)識生物富集

下圖表示鉛在食物鏈中的富集情況?；卮鹣铝袉栴}：1.試著寫出圖中所示的食物鏈。

2.圖中最高營養(yǎng)級的含鉛量最高，原因是什么？提示

鉛是生物體不易排出的物質(zhì)，在生物體內(nèi)其含量隨著食物鏈中營養(yǎng)級的提高而逐漸升高。3.還有哪些有害物質(zhì)也有與鉛類似的現(xiàn)象？

4.生物富集現(xiàn)象也有全球性嗎？說出你的理由。提示

生物富集現(xiàn)象具有全球性。有害物質(zhì)可通過大氣、水和生物遷移等途徑擴(kuò)散到世界各地，因此具有全球性。5.如何有效地減少生物富集現(xiàn)象？提示

合理利用資源，減少有害物質(zhì)排放，實(shí)施垃圾分類，種植能吸收有害重金屬元素的植物等。1.生物富集現(xiàn)象的過程

生物富集與能量流動正好相反，能量在沿食物鏈（網(wǎng)）流動時逐級遞減，而農(nóng)藥或重金屬鹽等有害物質(zhì)則存在生物富集現(xiàn)象，即營養(yǎng)級越高，有害物質(zhì)濃度越高。其過程如圖所示：2.生物富集現(xiàn)象的特點(diǎn)（1）全球性：有害物質(zhì)可以通過大氣、水和生物遷移等途徑擴(kuò)散到世界各地。（2）有害物質(zhì)沿著食物鏈逐級遞增，最終積累在最高營養(yǎng)級。例2

某水域生態(tài)系統(tǒng)中主要有甲、乙、丙、丁、戊5個種群，假設(shè)在這5個種群構(gòu)成的食物網(wǎng)中，消費(fèi)者只能以其前一個營養(yǎng)級的所有物種為食，各種群生物體內(nèi)有機(jī)汞的濃度如下表所示。下列敘述錯誤的是(

)

。生物體甲乙丙丁戊有機(jī)汞濃度/

0.0670.51680.49CA.甲屬于該生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者，是生態(tài)系統(tǒng)的基石B.與乙相比，丁同化能量的去向不包括流入下一營養(yǎng)級C.若丙的數(shù)量大幅降低，一段時間后，戊的數(shù)量大幅增加D.甲、乙、丙、丁、戊5個種群都參與了生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)[解析]

由生物富集的定義可知，營養(yǎng)級越高的種群個體中含有有害物質(zhì)的量越多，則該生態(tài)系統(tǒng)中第一營養(yǎng)級是甲，第二營養(yǎng)級是丙和戊，第三營養(yǎng)級是乙，第四營養(yǎng)級是丁，所以甲屬于該生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者，是生態(tài)系統(tǒng)的基石，A正確；丁是最高級營養(yǎng)級，所以丁同化能量的去向不包括流入下一營養(yǎng)級，B正確；丙和戊都是第二營養(yǎng)級的生物，都以甲為食，兩者是種間競爭關(guān)系，同時兩者都被乙捕食，若丙的數(shù)量大幅降低，一方面，由于食物更充足，戊的數(shù)量會增加，但另一方面，乙會增加對戊的捕食，所以戊的數(shù)量不會大幅增加，C錯誤；甲、乙、丙、丁、戊5個種群參與構(gòu)成食物網(wǎng)，碳以有機(jī)物的形式在生物群落內(nèi)部流動，構(gòu)成碳循環(huán)的一部分，D正確。技巧歸納構(gòu)建食物鏈（網(wǎng)）的一般方法（假設(shè)圖示生物中有生產(chǎn)者）1.根據(jù)種群數(shù)量變化曲線圖構(gòu)建

2.根據(jù)所含能量（生物量）構(gòu)建

3.根據(jù)生物體內(nèi)有害物質(zhì)的濃度“由少到多”構(gòu)建生物體ABCD

有機(jī)汞濃度/

0.0670.51680.39

對點(diǎn)練2

在研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)時，通過分析不同種生物糞便中的食物殘渣和汞的含量可以推測它們之間的營養(yǎng)關(guān)系，結(jié)果見下表。據(jù)表分析，相關(guān)敘述錯誤的是(

)

。生物種類糞便中食物殘渣來源千克重汞含量/

AD78B

和C25C（莎草）—3D

C5

√

活動3

探究土壤微生物的分解作用項(xiàng)目案例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)計實(shí)驗(yàn)組對土壤進(jìn)行高溫處理A燒杯中加入土壤浸出液

淀粉糊對照組對土壤不做任何處理（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___是否含有微生物項(xiàng)目案例1案例2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在相同時間內(nèi)實(shí)驗(yàn)組落葉腐爛程度小于對照組A

不變藍(lán)

產(chǎn)生磚紅色沉淀B

變藍(lán)

無磚紅色沉淀結(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續(xù)表1.完善上表中的實(shí)驗(yàn)方案。[答案]

是否含有微生物;

30;

蒸餾水2.案例

1中如何控制自變量？提示

實(shí)驗(yàn)組土壤進(jìn)行高溫處理，以排除土壤中微生物的作用，且同時要盡可能避免土壤理化性質(zhì)的改變；對照組土壤不做任何處理。

例3

為探究落葉是否在土壤微生物的作用下腐爛，探究人員對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了以下設(shè)計，其中不符合實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡牟襟E是(

)

。CA.可選擇帶有落葉的土壤為實(shí)驗(yàn)材料，篩選出落葉和土壤B.將落葉平均分成兩份，把土壤也平均分成兩份C.將滅菌的落葉設(shè)為對照組，不做處理的落葉設(shè)為實(shí)驗(yàn)組D.將落葉分別埋入兩組土壤中，觀察腐爛情況[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，篩選出落葉和土壤，A不符合題意；由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍?，?shí)驗(yàn)應(yīng)分兩組，一組為實(shí)驗(yàn)組，一組為對照組，所以要將落葉平均分成兩份，把土壤也平均分成兩份，B不符合題意；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)為對照組，C符合題意；將落葉分別埋入兩組土壤中，一段時間后，觀察腐爛情況，D不符合題意。

A

1.判斷下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)敘述的正誤。（1）

碳可在森林群落和非生物環(huán)境之間進(jìn)行循環(huán)。(

)

√（2）

非生物環(huán)境中的物質(zhì)可以通過多種途徑被生物群落反復(fù)利用。(

)

√（3）

生物富集具有全球性。(

)

√（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）

生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動是獨(dú)立進(jìn)行的。(

)

?（