高中生物 第四章第1节课时3生态系统中的物质循环课件 北师大版必修3.ppt

课时3生态系统中的物质循环 学习导航1 分析生态系统中物质循环的基本规律和应用 重点 2 说出物质循环和能量流动的关系 难点 一 水的循环 二 碳的循环1 碳库 和 2 碳循环的主要形式 3 图解 水圈 大气圈 co2 1 表示的生理过程分别是 2 a b c d表示的生物类群是 a b c d 光合作用 呼吸作用 呼吸作用 捕食 呼吸作用 燃烧 生产者 分解者 次级消费者 初级消费者 想一想碳在生物群落内以什么形式进行 提示 含碳有机物 三 氮的循环1 固氮 将处于游离状态的氮气转变为 的化合物 主要是 和 供给植物直接利用 这一过程叫固氮 2 氮循环 过程复杂 主要由于含氮化合物的种类较多 而且每一个环节上都有特定的 参加 根瘤菌 无机氮 硝酸盐 氨 微生物 四 物质循环和能量流动的关系1 区别 物质循环的特点不同于能量流动 物质可以被生物群落反复利用 而能量流动是单向的 逐级递减的 是不循环的 2 联系 生态系统的主要功能是进行能量流动和物质循环 二者同时进行 彼此相互依存 是一个不可分割的整体 判一判1 参与固氮的微生物只有根瘤菌 2 物质为能量的载体 能量为物质循环的动力 3 物质循环过程中各种物质的量是不变的 1 物质循环的种类与特点 1 种类 水的循环 碳的循环 氮的循环 2 特点 它是在相对封闭的循环圈中周而复始 往复循环的 参与循环的物质数量恒定 而且得到重复利用 2 水的循环 1 主要循环路线 从地球表面通过蒸发 包括植物的蒸腾作用 进入大气圈 同时又不断地通过降水从大气圈返回到地球表面 2 意义 任何生物的生命活动都离不开水 水携带着大量的矿质元素在全球周而复始地循环 极大地影响着各类营养元素在地球上的分布 此外 水还有调节大气温度等重要生态作用 3 碳的循环 1 碳元素的存在形式 在无机环境中以碳酸盐和co2的形式 在生物群落中以含碳有机物的形式 2 碳元素进入生物群落的方式 co2进入生物群落是通过自养型生物完成的 主要是绿色植物的光合作用 也有化能合成作用 3 碳元素返回无机环境的方式 动植物的呼吸作用 分解者的分解作用 化石燃料的使用 4 氮的循环 1 大气圈是氮进行交换的主要场所 2 氮元素进入生物群落方式 根瘤菌 氨化细菌 亚硝酸盐细菌 硝酸盐细菌等 将植物不能直接利用的含氮物质转变成能被植物直接利用的氨或硝酸盐 进入生物体 下图是生态系统中碳循环的简明示意图 请据图回答下列问题 1 图中缺少的一个重要的箭头是 2 a过程是 的 作用 这一过程分为 两种类型 3 与a过程本质相同的有 过程 用图中字母代号表示 4 碳在无机环境中以 形式存在 而在无机环境与生物群落之间以 形式进行循环 碳循环始终与 结合在一起进行 5 生态系统的4种成分是通过 和 紧密联系在一起而形成一个整体 思路点拨 碳元素在无机环境与生物群落之间以co2的形式进行循环 过程如图所示 大气中的co2库光合作用呼吸作用生物群落 解析 碳循环与光合作用 呼吸作用及燃烧等密切相关 答题时应认真观察示意图 从图中可以看出 本图少了一个非常重要的箭头 从大气中的co2库到绿色植物 这是大气中的co2进入生物群落的途径 如果没有光合作用这一途径 碳循环就不能进行 图中a表示分解者的分解作用 它能将有机物氧化分解 释放出能量 同时产生co2 与此本质相同的是b和c 它们都是呼吸作用 而d则是燃烧释放co2 不属于生物的呼吸作用 4 5 小题主要考查的是物质循环和能量流动的关系 生态系统的4种成分是通过物质循环和能量流动联系在一起的 答案 1 从大气中的co2库到绿色植物 2 分解者分解有氧呼吸和无氧呼吸 3 b c 4 co2或碳酸盐 矿物质 co2能量流动 5 物质循环能量流动 变式训练下列关于碳循环的叙述中正确的是 全过程在生物群落中进行 碳元素只能通过光合作用进入生物群落 生物群落中的碳元素通过呼吸作用回归无机环境 其循环过程中伴随着能量的转换a b c d 解析 选b 碳循环在生物群落与无机环境中进行 碳元素可以通过光合作用和化能合成作用而进入生物群落 生物群落中的含碳有机物通过呼吸作用分解成co2而回归无机环境 其循环过程中伴随着能量的转换过程 从光能转化为化学能再以热能形式散失 1 区别 2 联系两者同时进行 相互依存 不可分割 1 能量流动不能离开物质循环而单独进行 能量的固定 贮存 转换和释放 都是伴随着物质的合成和分解等过程而发生的 2 物质是能量的载体 使能量能沿着食物链 网 流动 能量作为动力 使物质能不断在生物群落和无机环境之间循环往复 3 生态系统中的各种组成成分 非生物成分 生产者 消费者和分解者 正是通过能量流动和物质循环才联系在一起 形成一个统一整体 下面有关甲 乙两示意图的叙述 正确的是 a 图甲最可能是蒸腾作用示意图 图乙表示系统内物质循环过程b 图甲最可能是光合作用示意图 图乙表示系统内能量流动过程c 图甲最可能是光合作用示意图 图乙不能表示系统内能量流动过程d 图甲示意的生理作用跟图乙无关系 思路点拨 解答本题的关键有以下几点 关键点 根据箭头所指确定过程名称 比较选项所述过程是否与图示相符合 解析 分析甲 乙两图 图甲中有光合作用的条件和产物 最可能是光合作用示意图 图乙中既不能表示物质循环 也不能表示能量流动 植物利用光合作用 把环境中的co2转化为有机物 同时把太阳能转化成有机物中的化学能 故图甲与图乙有关系 答案 c 变式训练下图表示生物圈中碳循环的部分示意图 a b c d构成生物群落 箭头 表示循环过程 下列有关说法正确的是 a 大气中的气体x是指二氧化碳和一氧化碳b 完成 过程的能量主要是由 过程提供的c d经 过程获得的能量占a b c总能量10 20 d c处在第三营养级 解析 选d 生物群落与无机环境之间的碳循环是以co2形式进行的 故图中大气中的气体x代表co2 图中a为生产者 b为初级消费者 第二营养级 c为次级消费者 第三营养级 分解者分解释放的能量 热量 不能再被生产者所利用 捕食食物链中相邻营养级间的能量传递效率为10 20 不能正确理解生态系统的组成利用泥浆生物反应器处理污染土壤 原理是将污染土壤用水调成泥浆状 同时加入部分营养物质和菌种等 在有氧条件下剧烈搅拌 使污染物快速分解 由此推知 该反应器 a 能够实现物质循环b 主要处理有机污染c 可看作一个小型生态系统d 存在能量输入 传递 转化和散失解析 选b 根据题意可知 泥浆生物反应器是利用了需氧微生物能够在有氧条件下分解有机物的原理来清除污染土壤中的有机污染物 因此b项正确 泥浆生物反应器中不具有生产者和消费者 不能看作是小型的生态系统 也不能实现物质的循环 微生物通过分解有机物来获得能量 不需要能量的输入 纠错总结 1 生态系统的各种生物成分是根据它们的营养方式及其在生态系统中的功能特征划分的 生产者是自养型 消费者是异养型 分解者是腐生的类型 其中 生产者是生态系统的基石 分解者是生态系统的清道夫 2 生产者均能将无机物转化为有机物 将光能及其他化学能转化为生物能利用的有机物中的化学能 凡能实现上述转化的生物均属于生产者 如各种绿色植物 藻类 光合细菌 营化能合成作用的细菌 3 同是异养型生物 消费者一般从活的生物体取食 营捕食或寄生生活 而分解者则从生物遗体 排泄物 残落物中获得物质和能量 营腐生生活 典例生态系统的物质循环包括组成生物体的各元素的循环 碳循环是主要的循环之一 如何设计实验来探究有关问题呢 下面我们来试着做这样一个实验 实验目的 探究生态系统中的碳循环 实验原理 植物与动物之间有着各种各样的关系 如何将一种植物和一种动物放在一个封闭系统中 可以用ph试纸测定此系统中所发生的co2浓度的变化来探究碳的转化情况 实验材料和用具 试管架 4支试管 铝箔4张 光源 2只田螺 2枝金鱼藻 50ml量筒 去氯的水 ph试纸 请完善下列实验步骤 得出结果和结论 完善步骤及结论 a b c d e 解析 本题目为探究性实验题目 通过观察各操作组的ph变化 分析co2浓度的变化来探究碳的转化情况 第一步 编号 取4支试管分别编号为1 2 3 4 分别加入等量的去氯的水 第二步 对照处理 1号试管不做任何处理 作为对照组 2号试管加入一只田螺 作为消费者 3号试管加入一枝金鱼藻 作为生产者 4号试管加入一只田螺和枝金鱼藻 作为消费者和生产者 第三步 测定最初ph后 利用双层铝箔封口 第四步 将4支试管给予适宜强度的光照 第五步 每20min测定一次ph 共测8次 观察每支试管在此过程中ph的变化来分析生态系统中碳的转化情况 答案 a