201x-201x学年高中生物第5章生态系统及其稳定性第3节生态系统的物质循环新人教版必修3 (1)

1、第3节生态系统的物质循环,目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,一,二,三,四,一、物质循环概念 在生态系统中,组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素,不断地进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落回到无机环境的循环过程,这个过程叫生态系统的物质循环。 预习交流1 生态系统物质循环中的“生态系统”和“物质”分别指的是什么? 提示生物圈和元素,目标导航,预习导引,一,二,三,四,二、实例碳循环 1.存在形式:碳在自然界中的存在形式:CO2和碳酸盐。 2.循环形式:碳在生物群落和无机环境之间主要是以CO2的形式循环。 3.生态系统中,能量流动与物质循环的渠道是相同的,即食物链和食物网。 4

2、.物质循环的特点:循环流动和具有全球性,目标导航,预习导引,一,二,三,四,预习交流2 生态系统的维持不仅需要能量作为动力,也需要物质作为能量的载体。以碳元素为例,碳元素是组成生命的最基本元素,约占细胞干重的48.4%。能量来自太阳,物质却都是由地球提供的。地球上自有生命以来,已有亿万年的历史,为什么地球上的碳元素没有被生命活动消耗殆尽呢? 提示因为组成生物体的碳元素能不断地通过光合作用和呼吸作用等在生物群落和无机环境之间循环利用,目标导航,预习导引,一,二,三,四,三、与社会联系温室效应 1.在自然生态系统中,植物通过光合作用从大气中摄取碳的速度,与通过生物的呼吸作用和分解作用把碳释放到大气

3、中的速度大致相同。 2.温室效应形成的主要原因是大量化石燃料的燃烧,打破了生物圈中CO2的平衡,使大气中CO2含量迅速增加。 预习交流3 你认为应如何减轻温室效应的影响? 提示大力植树造林,减少煤、石油等化石燃料的使用,多利用一些清洁能源,如太阳能、风能等,目标导航,预习导引,一,二,三,四,四、能量流动和物质循环的关系 1.区别:物质循环的特点不同于能量流动,无机环境中的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:能量流动和物质循环是生态系统的主要功能,二者同时进行,彼此不可分割。能量的固定、储存、转移和释放,都离不开物质的合成和分解等过程。物质作为能

4、量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力,使物质不断地在生物群落和无机环境之间循环往复,目标导航,预习导引,一,二,三,四,预习交流4 物质循环和能量流动的起点和终点是否相同?能量为什么不能随物质循环而循环? 提示不同。能量流动的起点和终点分别是生产者固定的太阳能和以热能的形式散失;而物质循环过程中物质是循环利用的,所以是没有起点和终点的。 能量流动过程中,在呼吸作用中有一部分以热能形式散失到周围环境中,不能再被任何生物所利用,所以能量不会随着物质循环而循环,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,探究点一:物质循环的概念 活动与探究 生态系统中物质循环的对象、过

5、程、范围和特点是怎样的? 提示(1)循环的对象:组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素,而不是具体的化合物。 (2)循环的过程:无机环境生物群落。 (3)循环的范围:生物圈。 (4)特点:全球性;反复出现,循环流动,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,迁移与应用 下列关于生态系统物质循环的叙述,不正确的是()。 (导学号52250056) A.所指的物质是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素 B.所说的生态系统是指地球上最大的生态系统生物圈 C.所说的循环是指物质在生物群落与无机环境之间反复出现、循环流动 D.物质在循环过程中不断递减 答案:D,问题导学

6、,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,生物群落在物质循环中的作用:无机环境中的基本元素转变为生物体内的生命物质及生物体内的生命物质转变为无机环境中的基本元素,是依靠生物体内的生物化学反应完成的,因而物质循环虽然是在无机环境与生物群落之间进行,但起决定作用的是生物群落,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,探究点二:碳循环 活动与探究 1.观察教材P101图5-11碳循环模式图,结合教材思考讨论下列问题。 (1)碳从无机环境进入生物群落的途径有哪些? 提示碳循环过程中,碳从无机环境进入生物群落的主要途径是绿色植物的光合作用,除此之外,还有硝化细菌的化能合成作用

7、等。 (2)碳从生物群落返回无机环境的途径又有哪些? 提示碳从生物群落返回无机环境的途径包括以下几个方面:动植物的呼吸作用、微生物的分解作用及化石燃料的燃烧。 (3)碳在生物群落和无机环境之间的循环形式是什么? 提示在生物群落与无机环境之间主要是以CO2的形式循环;碳在生物群落中主要以含碳有机物的形式流动,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,2.根据上述讨论结果,请将下面各种成分分别用箭头连接,并标注其生理作用名称,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,提示,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,3.温室效应的成因、危害及缓解

8、措施是怎样的? 提示(1)成因:工厂、汽车、飞机、轮船等对化石燃料的大量使用,向大气中释放大量的CO2。 森林、草原等植被大面积被破坏,大大降低了对大气中CO2的调节能力。 (2)危害:加快两极冰川融化,导致海平面上升,对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。 (3)缓解措施:植树造林,增加绿地面积。开发清洁能源,减少化石燃料的燃烧,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,迁移与应用 右图是生态系统中碳循环示意图,图中D为大气,请据图回答问题。(导学号52250057) (1)此生态系统的能量流动是从固定的太阳能开始的。 (2)碳元素在大气与A、B、C之间的流动是以形式进行的,

9、在生态系统各成分中,A为,B为,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,3)图中DC过程是通过作用实现的,CD是通过作用实现的。 (4)生物群落中的一部分碳返回大气中,而另一部分则以的形式储藏在地层中,碳在无机环境中以和的形式存在。 答案:(1)C生产者(2)CO2消费者分解者(3)光合作用和化能合成呼吸(4)化石燃料CO2碳酸盐,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,碳元素在无机环境与生物群落之间传递时,只有生产者与无机环境之间的传递是双向的,其他成分都是单向的。 碳循环过程中各种生态系统成分的判断: (1)被其他三种成分指向的A为大气中的CO2,因

10、为生产者、消费者、分解者通过呼吸作用释放CO2进入大气。 (2)与A有双向箭头的B为生产者,在释放CO2的同时,也能固定CO2形成有机物进入生物群落。 (3)被B与C指向的D为分解者,它可以分解动、植物的遗体,剩余者C为消费者,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,探究点三:能量流动和物质循环的关系 活动与探究 阅读教材P103能量流动和物质循环的关系,请讨论完成下表。 提示,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,迁移与应用 下图1为某草原生态系统的碳循环示意图,图2表示在该生态系统中能量流经第二营养级的示意图。请据图分析回答下列问题,问题导学,当堂

11、检测,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,1)碳在生物群落内以的形式被利用。 (2)碳从无机环境进入生物群落的途径主要是作用;生物群落中的碳进入无机环境的途径为图1中的(填数字序号)。 (3)图2中A表示的能量。B比A的能量少,原因是。 (4)从图2中可以总结出能量流动的特点是。 答案:(1)有机物 (2)光合 (3)初级消费者同化在细胞呼吸中,能量以热能的形式散失 (4)单向流动、逐级递减,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,探究点四:探究土壤微生物的分解作用 活动与探究 1.完成下面关于“土壤微生物的分解作用”的探究活动表格。 提示,问题导学,当堂检测,探究点一

12、,探究点二,探究点三,探究点四,说明:A1、B1中加入碘液,A2、B2中加入斐林试剂。 2.探究性实验的一般步骤是怎样的? 提示提出问题;作出假设;设计实验方案;进行实验;分析结果,得出结论;表达和交流,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,迁移与应用 某同学完成了土壤微生物的分解作用的对照实验,对照组应是()。 A.土壤不做处理,自然状态 B.土壤做高温灭菌处理 C.排除土壤微生物的作用 D.尽可能避免土壤理化性质的改变 答案:A 注意分析:(1)实验过程;(2)实验变量控制;(3)实验现象及产生的原因,问题导学,当堂检测,1,2,3,4,5,1.生态系统的碳循环与生物

13、群落的哪些活动有关?() 光合作用呼吸作用蒸腾作用微生物的分解作用 A.B.C.D. 答案:B,问题导学,当堂检测,1,2,3,4,5,2.下列有关生态系统能量流动和物质循环的叙述,不正确的是()。 A.能量流动和物质循环是生态系统的两个主要功能 B.能量流动和物质循环是沿着食物链进行的 C.能量流动和物质循环密切联系、相互依存 D.能量流动是伴随着物质循环而循环的 答案:D,问题导学,当堂检测,1,2,3,4,5,3.解决全球温室效应危机的重要措施之一是()。 A.种植夹竹桃等能大量吸收CO2的植物 B.进行人工降雨 C.控制CO2的排放 D.减少氟利昂制品的使用 答案:C,问题导学,当堂检测,1,2,3,4,5,4. 右图是自然界碳循环示意图,图中的甲、乙、丙各代表()。 A.甲为生产者,乙为分解者,丙为消费者 B.甲为消费者,乙为分解者,丙为生产者 C.甲为分解者,乙为生产者,丙为消费者 D.甲为生产者,乙为消费者,丙为分解者 答案:A,问题导学,当堂检测,1,2,3,4,5,5.下图是生