(全國通用版)2018-2019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

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)定性目標(biāo)導(dǎo)讀

1.結(jié)合教材P101圖5－11和溫室效應(yīng)示意圖，分析生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)，

并說明碳循環(huán)失調(diào)與溫室效應(yīng)的關(guān)系。2.結(jié)合教材P102～103內(nèi)容，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究“土壤微生物的分解作用”。3.嘗試建立概念圖，說明物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)系。重難點(diǎn)擊

1.生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程和特點(diǎn)。2.物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)系。課堂導(dǎo)入方式一右圖為美國耗資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)的物質(zhì)是否也能流動(dòng)？具有什么特點(diǎn)？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。一

碳循環(huán)三

土壤微生物的分解作用二

物質(zhì)循環(huán)及其與能量流動(dòng)的關(guān)系內(nèi)容索引當(dāng)堂檢測一碳循環(huán)1.碳循環(huán)過程知識梳理CO2植物動(dòng)物化石燃料(1)碳存在形式無機(jī)環(huán)境：____________生物群落：___________2.碳循環(huán)的分析CO2和碳酸鹽含碳有機(jī)物項(xiàng)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____________________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(2)碳循環(huán)形式CO2含碳有機(jī)物光合作用化能合成作用CO2食物鏈或食物網(wǎng)生產(chǎn)者和消費(fèi)者分解作用3.溫室效應(yīng)(1)形成原因：化石燃料短時(shí)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(jìn)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)上升問題探究結(jié)合右圖，探究分析碳循環(huán)的過程(1)寫出圖中①②③代表的生理過程：①____

，②

，③

。(2)寫出④⑤在生態(tài)系統(tǒng)中代表的成分：④

，⑤

。(3)物質(zhì)循環(huán)的形式有兩種即：④⑤與大氣之間主要以

形式進(jìn)行；在④與⑤之間以

形式沿食物鏈傳遞。(4)溫室效應(yīng)形成的原因是：上圖

(填序號)中，短時(shí)間內(nèi)化石燃料大量燃燒。(5)預(yù)防溫室效應(yīng)要采取減少

和保護(hù)植被等措施。光合作用呼吸作用微生物的分解作用生產(chǎn)者消費(fèi)者CO2有機(jī)物⑥化石燃料的燃燒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(jìn)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(jī)環(huán)境與生物群落之間傳遞時(shí)，只有生產(chǎn)者與無機(jī)環(huán)境之間的傳遞是雙向的，其他成分間都是單向的(

)答案活學(xué)活用√×√√

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是指二氧化碳和一氧化碳B.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，B為初級消費(fèi)者(第二營養(yǎng)級)，C為次級消費(fèi)者(第三營養(yǎng)級)；完成①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%。故選D。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⑧。(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)寫出圖中的捕食鏈。答案A→B→C。(5)圖中碳元素以有機(jī)物形式進(jìn)行傳遞的過程有哪些呢？答案②③⑤⑥⑦。(6)如果人們不按生態(tài)規(guī)律辦事，亂砍濫伐森林或?qū)⒒剂线M(jìn)行大量燃燒，對大氣中的氣體X有何影響？答案二者都會打破碳循環(huán)平衡，前者使大氣中CO2進(jìn)入生物群落的過程受阻，大氣中CO2的含量就會明顯增多；后者使CO2在很短時(shí)間內(nèi)釋放出來，使大氣中CO2的含量增高，進(jìn)而導(dǎo)致溫室效應(yīng)。方法鏈接碳循環(huán)中各成分的確定方法圖中①與④之間為雙箭頭，故一個(gè)為生產(chǎn)者，另一個(gè)為大氣中的CO2庫；又因?yàn)槠渌鱾€(gè)成分都有箭頭指向④，所以④為大氣中的CO2庫、①為生產(chǎn)者。其他生物部分的箭頭都指向③，所以③是分解者，剩余的②為消費(fèi)者。二物質(zhì)循環(huán)及其與能量流動(dòng)的關(guān)系1.物質(zhì)循環(huán)(1)概念：組成生物體的

，都不斷進(jìn)行著從

到

，又從

到

的循環(huán)過程。(2)特點(diǎn)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(diǎn)。②循環(huán)性：無機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落

，即生物群落和無機(jī)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(jìn)行循環(huán)，不會消失。知識梳理C、H、O、N、P、S等元素?zé)o機(jī)環(huán)境生物群落生物群落無機(jī)環(huán)境全球性反復(fù)利用項(xiàng)目能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)形式光能→

→熱能(一般形式)

形式流動(dòng)過程沿

單向流動(dòng)在

間往復(fù)循環(huán)范圍生態(tài)系統(tǒng)________________特點(diǎn)______________________________________聯(lián)系同時(shí)進(jìn)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(dòng)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_____2.物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的關(guān)系化學(xué)能化學(xué)元素食物鏈(網(wǎng))無機(jī)環(huán)境和生物群落各營養(yǎng)級全球性單向流動(dòng)，逐級遞減反復(fù)出現(xiàn)，循環(huán)流動(dòng)固定、儲存合成和分解食物鏈(網(wǎng))動(dòng)力問題探究1.如圖是某森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量流向示意圖，h、i、j、k表示不同用途的有機(jī)物(j是未利用部分)，方框大小表示使用量，分析回答下列問題：(1)圖中h、i、k分別指代用于___________

的有機(jī)物量。(2)進(jìn)入該生態(tài)系統(tǒng)的CO2量應(yīng)該包括_____

和

的總和。細(xì)胞呼吸、流入下一營養(yǎng)級、流向分解者各h產(chǎn)生的CO2總量

未利用部分(3)因?yàn)槟芰苛鲃?dòng)是

的，所以生產(chǎn)者i的量

被初級消費(fèi)者同化有機(jī)物的量。(4)能量流動(dòng)是

，所以流向分解者的k

被生產(chǎn)者直接吸收利用。逐級遞減大于單向的不能2.既然氮元素在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間也是不斷循環(huán)的，為什么還要往農(nóng)田中不斷地施加氮肥？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。答案3.能量在沿食物鏈流動(dòng)時(shí)逐級遞減，環(huán)境中的一些有毒物質(zhì)比如農(nóng)藥或重金屬鹽是不是濃度也越來越低？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。答案3.如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)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。答案解析活學(xué)活用a生產(chǎn)者d分解者光合作用呼吸作用分解作用三5000據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)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(fèi)者；c為次級消費(fèi)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200×5×5＝5000kg。一題多變分析上題簡圖，不能得到的結(jié)論是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2、3、4、5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)行的答案方法鏈接能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)關(guān)系分析(1)能量流動(dòng)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(dòng)的終點(diǎn)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(diǎn)。三

土壤微生物的分解作用知識梳理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(jī)物分解為無機(jī)物，其分解速度與環(huán)境中的

、

等生態(tài)因子相關(guān)。2.案例設(shè)計(jì)水分溫度分解者項(xiàng)目案例1案例2實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組對土壤

處理A燒杯中加入30mL土壤浸出液＋淀粉糊高溫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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________________是否加土壤浸出液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在相同時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)組落葉腐爛程度

對照組AA1不變藍(lán)A2_____________BB1變藍(lán)B2_________________結(jié)論分析____________________________________________________不做任何30mL蒸餾水是否含有微生物小于產(chǎn)生磚紅色沉淀不產(chǎn)生磚紅色沉淀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:在A1、B1中加入碘液,在A2、B2中加入斐林試劑并加熱。問題探究1.碘液與斐林試劑的檢測作用是不是一樣？答案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。2.探究實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)組、對照組如何確定？答案根據(jù)題意首先弄清實(shí)驗(yàn)研究的自變量是什么，然后找到接受自變量處理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是未知的，為實(shí)驗(yàn)組；未接受自變量處理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是已知的，為對照組。4.土壤中生活著肉眼看不見的細(xì)菌、絲狀真菌和呈放射狀的放線菌，這些微生物的數(shù)量是極其繁多的。某同學(xué)要探究土壤微生物對淀粉是否有分解作用，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)。請你幫助完成有關(guān)問題。(1)作出假設(shè)：土壤微生物對淀粉有分解作用。(2)實(shí)驗(yàn)用具及藥品：燒杯、紗布、玻璃棒、試管、酒精燈、水、蒸餾水、碘液、斐林試劑，淀粉糊等。(3)實(shí)驗(yàn)步驟：①將取自農(nóng)田、林地或花盆等處的土壤放入里面墊有厚紗布的燒杯中，加水?dāng)嚢瑁缓髮⒓啿歼B同土壤一起取出。將留在燒杯中的土壤浸出液靜置一段時(shí)間備用?；顚W(xué)活用②另取兩只燒杯，編號A和B，____________________________________

。③在室溫(20℃左右)下放置7d，分別取A、B燒杯中的溶液20mL，各放入兩支試管中，分別編號為A1、A2、B1、B2。④在A1、B1試管中加入

；在A2、B2試管中加入

，并進(jìn)行水浴加熱。⑤觀察試管中溶液的顏色變化，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(4)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①如果支持所作的假設(shè)，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_____________________________

。②如果不支持所作的假設(shè)，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____________________________

。

放入等量淀粉糊，在A燒杯中加入30mL土壤浸出液，B燒杯中加入30mL蒸餾水答案解析碘液斐林試劑與B1、B2相比，A1無藍(lán)色出現(xiàn)，

A1、A2的顏色分別與B1、B2相同，A1出現(xiàn)藍(lán)色，A2無磚紅色沉淀A2出現(xiàn)磚紅色沉淀題目未要求確定某種微生物，而是將土壤微生物作為整體予以研究。總體思路：本題為探究性實(shí)驗(yàn)，要先作出“是”或“否”的假設(shè)；據(jù)所給藥品可知，碘液是檢驗(yàn)淀粉的，斐林試劑是檢驗(yàn)還原糖的(即淀粉水解產(chǎn)物)；據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟(3)②，可知實(shí)驗(yàn)分為A、B對照；所以綜合起來講，圍繞假設(shè)通過A、B的顯色情況作出結(jié)論。一題多變另一位同學(xué)要探究土壤微生物能否分解農(nóng)藥，并盡快得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，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個(gè)容器中，a組高壓滅菌，b組不滅菌。下列有關(guān)事項(xiàng)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(shí)間B.檢測“敵草隆”的消失情況，預(yù)計(jì)a的“敵草隆”全部消失，b的基本不變C.只用砂土實(shí)驗(yàn)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組相同答案課堂小結(jié)元素全球性全球范圍光合化能合成有機(jī)物呼吸當(dāng)堂檢測23451.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(dòng)物體內(nèi)的碳C.食物中的碳

D.大氣中的二氧化碳√答案解析1人類直接或間接以生產(chǎn)者為食，都是來自生產(chǎn)者，生產(chǎn)者固定的CO2來自大氣。234512.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(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)過程中不斷遞減√答案解析物質(zhì)循環(huán)的實(shí)質(zhì)為元素在生物圈這個(gè)最大的生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)利用，在這個(gè)過程中物質(zhì)是守恒的。3.某生物興趣小組的同學(xué)為證明某細(xì)菌對樹葉的分解作用，分別提出三種實(shí)驗(yàn)方案。其共同之處是：將同一種樹的落葉分成甲、乙兩等份，實(shí)驗(yàn)過程保持樹葉濕潤，其他實(shí)驗(yàn)條件和步驟如下表所示。23451序號實(shí)驗(yàn)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(xì)菌，最后置于適宜條件下哪種實(shí)驗(yàn)方案能達(dá)到目的A.方案一

B.方案二C.方案三

D.三個(gè)方案都不能達(dá)到√23451答案解析欲證明樹葉的分解是由“某種細(xì)菌”所引起的，應(yīng)先將樹葉滅菌，排除其他微生物對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，同時(shí)應(yīng)將滅菌后的樹葉分成兩組，一組接種該細(xì)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。234514.在自然生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)是能量流動(dòng)的載體。下列敘述正確的是A.能量可驅(qū)動(dòng)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(dòng)D.能量和生物數(shù)量金字塔均可倒置√答案解析生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是能量流動(dòng)和物質(zhì)