生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) 課件

第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)自主學(xué)習(xí)新知突破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．比較物質(zhì)循環(huán)與能量流動的區(qū)別和聯(lián)系。3．關(guān)注碳循環(huán)平衡失調(diào)與溫室效應(yīng)的關(guān)系。4．了解土壤微生物的分解作用的實(shí)驗(yàn)原理和方法。1．碳的存在形式(1)無機(jī)自然環(huán)境：以_______和________(石灰?guī)r、珊瑚礁)的形式存在。(2)生物群落：主要以_______________________存在。2．碳的循環(huán)形式：在生物群落與無機(jī)環(huán)境間以__________的形式進(jìn)行循環(huán)，在生物群落內(nèi)部以____________的形式進(jìn)行流動。碳循環(huán)CO2碳酸鹽含碳有機(jī)物的形式CO2含碳有機(jī)物3．碳循環(huán)的過程4．溫室效應(yīng)(1)形成原因：主要是化學(xué)燃料短時間內(nèi)大量燃燒使大氣中________含量迅速增加，打破了生物圈碳循環(huán)的平衡。(2)危害：加快極地和高山冰川的融化，導(dǎo)致_________上升，進(jìn)而對人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。CO2海平面

[思考探討]

1.右圖是自然界碳循環(huán)的簡圖，圖中的甲、乙、丙各代表什么？2．溫室效應(yīng)給環(huán)境帶來了很大的危害，有哪些措施可以緩解溫室效應(yīng)？提示：1.能把大氣中CO2轉(zhuǎn)入生物群落的只有生產(chǎn)者甲，另外甲、丙都指向乙，可見乙是分解者，丙是消費(fèi)者。2．減少CO2排放的同時大力植樹造林，開發(fā)新能源。1．碳循環(huán)過程進(jìn)入生物群落生物群落內(nèi)部返回?zé)o機(jī)環(huán)境形式CO2含碳有機(jī)物CO2方式光合作用和化能合成作用通過食物鏈或食物網(wǎng)①生產(chǎn)者和消費(fèi)者的呼吸作用②分解者的分解作用③化學(xué)燃料的燃燒是否雙向是否是3.溫室效應(yīng)(1)導(dǎo)致溫室效應(yīng)的主要原因：①工廠、汽車、飛機(jī)、輪船等對化學(xué)燃料的大量使用，向大氣中釋放大量的CO2。②森林、草原等植被大面積的破壞，大大降低了對大氣中CO2的調(diào)節(jié)能力。(2)緩解措施：①植樹造林，增加綠地面積(增加CO2去路)。②開發(fā)清潔能源，減少化學(xué)燃料燃燒(減少CO2來源)。1．物質(zhì)循環(huán)(1)概念：組成生物體的___________________________，都不斷進(jìn)行著的從____________到_________，又從生物群落到無機(jī)環(huán)境的循環(huán)過程。物質(zhì)循環(huán)及與能量流動的關(guān)系C、H、O、N、P、S等元素?zé)o機(jī)環(huán)境生物群落(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__________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。全球性反復(fù)利用2．物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系(1)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是隨著物質(zhì)循環(huán)而進(jìn)行的。能量的______________________離不開物質(zhì)的合成與分解。相反，物質(zhì)的______________必然伴隨能量的_______________。(2)物質(zhì)作為能量的________，使能量沿著____________流動；能量作為________，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返。(3)生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分，正是通過_______________________，才能夠緊密地聯(lián)系在一起，形成一個統(tǒng)一的整體。固定儲存、轉(zhuǎn)移和釋放合成與分解儲存與釋放載體食物鏈(網(wǎng))動力能量流動和物質(zhì)循環(huán)[思考探討]

3.物質(zhì)循環(huán)中的“物質(zhì)”是指什么？提示：指組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，并不是具體的化合物。物質(zhì)循環(huán)和能量流動的比較項(xiàng)目能量流動物質(zhì)循環(huán)區(qū)別形式以有機(jī)物形式流動因不同元素而異，如碳以CO2形式循環(huán)特點(diǎn)單向流動、逐級遞減物質(zhì)被反復(fù)利用，具有循環(huán)性范圍生態(tài)系統(tǒng)的各營養(yǎng)級生物圈內(nèi)，具有全球性過程沿食物鏈(網(wǎng))單向流動在無機(jī)環(huán)境和生物群落之間往復(fù)循環(huán)聯(lián)系①在生物群落中它們的流動渠道都是食物鏈和食物網(wǎng)，且相互聯(lián)系、同時進(jìn)行②能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移、釋放離不開物質(zhì)的合成和分解③物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動的載體，能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的動力

(1)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，營養(yǎng)級越高，富集物濃度越高。(2)任何一個穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)循環(huán)和能量流動都保持著相對平衡。[記知識綱要]

[背關(guān)鍵語句]1．物質(zhì)循環(huán)指組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，都不斷進(jìn)行著從無機(jī)環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無機(jī)環(huán)境的循環(huán)過程。2．物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)：①具有全球性，②循環(huán)反復(fù)利用。3．CO2的來源有生物的呼吸作用、微生物的分解作用、化學(xué)燃料的燃燒。

合作探究課堂互動碳循環(huán)

下圖為某生態(tài)系統(tǒng)的部分物質(zhì)循環(huán)簡圖，下列相關(guān)敘述不正確的是(

)A．若M表示大氣中的CO2，則碳在過程④中以含碳有機(jī)物的形式傳遞B．直接參與碳循環(huán)的細(xì)胞器有線粒體和葉綠體C．能量可通過光合作用的形式輸入該生態(tài)系統(tǒng)，也可通過熱能的形式輸出D．圖中分解者可以促使物質(zhì)和能量盡快地循環(huán)利用[自主解答]

________解析：若M表示大氣中的CO2，則碳在過程①②③中以CO2的形式進(jìn)行傳遞，在過程④中以含碳有機(jī)物的形式進(jìn)行傳遞，A正確。圖中生產(chǎn)者通過光合作用將吸收的太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)閮Υ嬖谥参矬w內(nèi)的有機(jī)物中的化學(xué)能而輸入該生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的大部分能量通過生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者的呼吸作用以熱能的形式散失掉，C正確。能量流動具有單向性，能量不能循環(huán)利用，D錯誤。答案：D

碳循環(huán)圖解的判斷方法下圖為生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)圖解：(1)圖中具有雙向箭頭的是A和E，一個為生產(chǎn)者，一個是大氣中的CO2庫。因?yàn)槠渌鱾€成分都有箭頭指向A，所以A為大氣中的CO2庫，E為生產(chǎn)者。(2)觀察剩余的幾個成分，因?yàn)槠渌锊糠值募^都指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F則為消費(fèi)者。(3)整個圖解中，食物鏈?zhǔn)荅→F→D→B。1．下圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，其中“→”表示碳的流動方向，下列敘述不正確的是(

)解析：物質(zhì)循環(huán)和能量流動是相互依存的，物質(zhì)循環(huán)是能量流動的載體，能量流動是物質(zhì)循環(huán)的動力，A正確；圖中的食物鏈?zhǔn)莂→d→e→f，如果e的數(shù)量大量減少，則它的食物來源d的數(shù)量在短期內(nèi)會增加，而它的天敵f的數(shù)量在短期內(nèi)會因食物減少而減少，B正確；b屬于分解者，而不是消費(fèi)者，C錯誤；c為大氣中的CO2庫，碳在a與c之間是以CO2的形式流動的，而在生物群落之間是以含碳有機(jī)物的形式流動的，D正確。答案：C土壤微生物的分解作用的實(shí)驗(yàn)探究

下面是某同學(xué)探究溫度對土壤微生物分解作用的實(shí)驗(yàn)，請你根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)材料和用具，完善該實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)材料和用具：土壤、落葉、玻璃水槽、標(biāo)簽、塑料布、恒溫箱、紗布等。(1)研究課題：__________________________________________________________________________________________。(2)實(shí)驗(yàn)步驟：①取________________的落葉分成三等份，用紗布包好，分別埋入裝有土壤的三個玻璃水槽并用塑料布封好玻璃水槽的口。②將玻璃水槽貼上標(biāo)簽A、B和C，將A放在________________環(huán)境中，B放在0℃環(huán)境中，C放在50℃環(huán)境中。一個月后，取紗布包。③觀察比較A、B、C三個裝置中紗布包中落葉的________程度。

(3)預(yù)期最可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：_____________________________________________________________________________。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：__________________________________________________________________________________________。[自主解答]

_____________________________________________________________________________________________解析：

探究實(shí)驗(yàn)是近年高考中常見的題型，要求考生根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)材料，擬定探究課題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。試題往往具有一定的開放性，如本實(shí)驗(yàn)中課題的擬定既可以用“溫度對土壤微生物分解作用的影響”為課題，也可以用“O2濃度或pH對微生物分解作用的影響”為課題；試題的答案具有一定的開放性，如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時要依據(jù)題目提供材料，按照分組編號、材料處理、實(shí)驗(yàn)觀察等步驟進(jìn)行；對實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論的描述，語言要簡練，表達(dá)要準(zhǔn)確。答案：(1)探究溫度對土壤微生物分解作用的影響(2)①形狀、大小相同②常溫(或25℃)

③腐爛(3)常溫(25℃)條件下比0℃和50℃條件下的落葉腐爛程度大(4)溫度影響土壤微生物的分解作用[實(shí)驗(yàn)原理]土壤微生物主要聚集在表層土中，主要是細(xì)菌和真菌兩大類。微生物通過分泌細(xì)胞外酶，把復(fù)雜的有機(jī)物分解成簡單的無機(jī)物然后再吸收，如大多數(shù)真菌具有分解纖維素的酶，它們能分解植物纖維素。

[實(shí)驗(yàn)步驟]實(shí)例1實(shí)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(jì)實(shí)驗(yàn)組對土壤高溫處理A杯中加入30mL土壤浸出液對照組對土壤不做任何處理B杯中加入30mL蒸餾水自變量土壤中是否含微生物燒杯中是否含微生物實(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AA1不變藍(lán)A2產(chǎn)生磚紅色沉淀BB1變藍(lán)B2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2．為探究落葉是否是在土壤微生物的作用下腐爛，下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，錯誤的是(

)A．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，置于網(wǎng)兜中C．把土壤分成兩組，對照組土壤進(jìn)行滅菌處理，實(shí)驗(yàn)組土壤不做處理D．將兩份落葉連同網(wǎng)兜分別埋入兩組土壤中，觀察腐爛情況解析：本實(shí)驗(yàn)的自變量是土壤微生物的有無，因此實(shí)驗(yàn)組土壤要進(jìn)行滅菌處理，對照組土壤保持自然狀態(tài)。答案：C高效測評知能提升1．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的敘述中，不正確的是(

)A．循環(huán)的物質(zhì)是指組成生物體的蛋白質(zhì)、核酸、糖類和脂質(zhì)等B．循環(huán)的物質(zhì)是指組成生物體的C、H、O、N等元素C．是在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間形成的反復(fù)的循環(huán)運(yùn)動D．生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是在生物圈范圍內(nèi)進(jìn)行的解析：物質(zhì)循環(huán)是指構(gòu)成生物體的元素在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間的循環(huán)，而不是指由這些元素構(gòu)成的生物體特有的糖類、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等有機(jī)物的循環(huán)。答案：A2．大氣中CO2過多與碳循環(huán)失衡有關(guān)。因而“低碳生活”已經(jīng)獲得全社會有識之士的普遍認(rèn)同。下列判斷不正確的是(

)A．增加自養(yǎng)生物的種類和數(shù)量有利于降低大氣中的CO2含量B．大氣中CO2的增加主要與異養(yǎng)生物②的數(shù)量增加有關(guān)C．該生態(tài)系統(tǒng)中的自養(yǎng)生物與所有異養(yǎng)生物構(gòu)成了生物群落D．該圖能表示物質(zhì)循環(huán)過程，不能準(zhǔn)確表示能量流動方向解析：理清生產(chǎn)者的代謝特征、大氣中CO2的主要來源、生物群落的概念是解題的關(guān)鍵。自養(yǎng)生物可以利用大氣中的CO2來制造有機(jī)物，使環(huán)境中的CO2含量降低，A正確；大氣中CO2的增加主要是化學(xué)燃料的大量燃燒所引起的，而異養(yǎng)生物數(shù)量的增加對大氣中CO2濃度的改變不會有很大影響，B錯誤；自養(yǎng)生物為生產(chǎn)者，異養(yǎng)生物為消費(fèi)者和分解者，可以構(gòu)成一個生物群落，C正確；生態(tài)系統(tǒng)的能量只能單向傳遞，D正確。答案：B3．某同學(xué)完成了土壤微生物的分解作用的對照實(shí)驗(yàn)，對照組是(

)A．土壤不做處理，自然狀態(tài)B．土壤做高溫滅菌處理C．排除土壤微生物的作用D．盡可能避免土壤理化性質(zhì)的改變解析：在探究土壤微生物的分解作用的實(shí)驗(yàn)中，對照組的土壤不做處理，保持自然狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)組的土壤要進(jìn)行高溫滅菌處理，以排除土壤微生物的作用，同時要盡可能避免土壤理化性質(zhì)的改變。答案：A4．右圖表示碳元素在無機(jī)環(huán)境和生物群落中循環(huán)流動的一部分，下列說法正確的是(

)A．CO2只能通過光合作用從無機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落B．有機(jī)物中的碳只能通過呼吸作用返回?zé)o機(jī)環(huán)境C．A、B是存在于不同組織中的同一類化合物，但轉(zhuǎn)化形式不同D．某種植食性動物體重若要增加1kg，則其消耗的植物至少為10kg解析：

CO2可通過光合作用和化能合成作用從無機(jī)環(huán)境到生物群落，A錯誤；有機(jī)物中的碳可通過生物的呼吸作用返回?zé)o機(jī)環(huán)境，也可通過燃燒進(jìn)入大氣中，B錯誤；A、B分別為肝糖原和肌糖原，屬于多糖，肝糖原的功能主要是維持血糖的平衡，肌糖原主要為肌肉活動提供能量，C正確；“至少消耗”時能量傳遞效率應(yīng)為20%，某種植食性動物體重若要增加1kg，則其消耗的植物至少為5kg，D錯誤。答案：C5．下圖是某生態(tài)系統(tǒng)中能量流動與物質(zhì)循環(huán)關(guān)系示意圖，據(jù)圖回答：[圖中△為有毒物質(zhì)濃度(百萬分之一