202X版高中生物第5章生态系统及其稳定性第3节生态系统的物质循环课件新人教版必修3

1、第3节生态系统的物质循环一、物质循环 二、物质循环与社会联系温室效应 三、能量流动和物质循环的关系1.二者是同时进行的,彼此相互依存,不可分割。2.物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。预习反馈1.判断(1)参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。( )(2)碳的循环在生物群落内部是以CO2的形式进行的。( )(3)光合作用推动碳循环过程,促进了生物群落中的能量循环。( )(4)植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。( )(5)碳循环的进行伴随着能量流动,但由于生物体不能在代谢中利用热能,所以能量流动具有单向

2、流动、逐级递减的特点。( )(6)由于人工碳排放过度,破坏了生态系统的碳平衡,导致大气中二氧化碳浓度增加并引起全球气候变化。 ( )2.下列关于生态系统物质循环的叙述,不正确的是 ()A.所说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.物质在循环过程中递减解析:物质在循环过程中是不会递减的,因为物质只能进行转移和变化,不会消失。答案:D3.右图表示某生态系统中4种成分之间的关系。下列相关叙述正确的是()A.1和2构成群落B.3代表的是自养生物C.代表光合作用,代表呼吸作

3、用D.4是大气中的CO2库解析:据图可知,1是生产者,可代表自养生物,2是消费者,3是分解者,是异养生物,4是大气中的CO2库;过程为生产者向消费者的物质和能量传递,过程为呼吸作用,过程为光合作用。答案:D4.下面是碳循环简图,据图分析正确的是() A.人类减少对的依赖是当前缓解温室效应的重要措施B.过程增强后过程随之增强,故不能通过增强减少大气中的CO2的量C.生物群落内部碳循环的物质形式主要是CO2D.参与过程的生物包括生产者、消费者和分解者解析:引起温室效应的主要原因是化石燃料的大量燃烧,减少对化石燃料的燃烧是缓解温室效应的重要措施;表示生产者固定CO2的过程,生产者固定CO2形成有机物

4、,有机物中的碳只有一部分随着呼吸作用重新回到无机环境中,还有一部分储存在动植物体内,故可通过增强来减少大气中的CO2的量;生物群落内部碳循环的物质形式主要是含碳有机物;参与过程的生物只有生产者。答案:A5.下列关于生态系统食物链中能量和物质的叙述,正确的是()物质是单向流动、不可循环的物质是可循环的能量是单向流动、不可循环的能量是单向流动、可循环的能量是伴随着物质而流动的能量不是伴随物质而流动的A.B.C.D.解析:生态系统中的物质是可循环利用的,是能量流动的载体;能量流动是单向的,能量作为动力推动物质循环的进行。答案:C探究点一探究点二探究点三要点速记 碳循环碳循环情景导引自然界中碳元素的循

5、环是如何进行的?仔细观察课本P101图5-11,分析:碳如何从无机环境进入生物群落?在群落中如何传递?又如何从生物群落返回无机环境?(提示:通过哪种生命活动、以什么形式来完成)答案:通过生产者的光合作用或化能合成作用进入生物群落。以有机物的形式,沿着食物链和食物网传递。通过生物群落中生物的呼吸作用,以CO2的形式返回无机环境。探究点一探究点二探究点三要点速记典例剖析例题右图为碳元素在生态系统中循环的模式图,图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分,箭头ag表示生理过程。下列相关叙述不正确的是()A.d过程代表光合作用,b过程代表呼吸作用B.甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多C.碳元素在甲、乙

6、、丙之间以有机物的形式传递D.碳元素可在无机环境和生物群落之间反复利用解析:由题图可知,丁为大气中的CO2库,甲为生产者,乙为消费者,丙为分解者;d过程为呼吸作用,b过程为光合作用。甲为生产者,生产者在食物链中所含的能量最多,即所含有机物最多,故在食物链中占有的碳元素最多。碳元素在生物群落内部主要以有机物的形式进行传递,在无机环境与生物群落间主要以CO2的形式进行传递。碳元素可以在生态系统中反复利用。答案:A探究点一探究点二探究点三要点速记归纳提升碳循环(1)存在形式:碳在无机环境中的存在形式是碳酸盐和CO2,在生物群落中的存在形式是含碳有机物。(2)循环形式:在生物群落与无机环境间的循环形式

7、为CO2;在群落内部的流动形式为含碳有机物。探究点一探究点二探究点三要点速记(3)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,主要依赖绿色植物的光合作用,也依赖化能合成作用。(4)返回无机环境的方式:生物群落中的有机碳通过生物的呼吸作用和微生物的分解作用被彻底分解成CO2和H2O等,归还到无机环境中。此外,化石燃料的燃烧生成的CO2返回无机环境中。探究点一探究点二探究点三要点速记活学活练气候变化与生态系统的碳循环密切相关,下表为A、B两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况。下列叙述不正确的是()A.生态系统碳的吸收主要是通过光合作用实现的,碳的释放主要是通过呼吸作用实

8、现的B.表中A时期处于相对稳定状态,原因是碳的吸收量与释放量相对平衡C.由于过度排放人工碳使得植物光合作用受到抑制,破坏了生态系统的物质循环,导致大气中二氧化碳的增加,并引起气候变化D.化石燃料的燃烧对现代碳循环影响巨大探究点一探究点二探究点三要点速记解析:植物通过光合作用固定大气中的无机碳,而生物的呼吸作用则把生物群落中的有机碳转变为无机碳,再返还给大气。表中A时期碳的吸收量和释放量是相同的,说明大气中碳的含量相对稳定。B时期碳的释放量大于吸收量,说明人为增加化石燃料的燃烧会增加碳的释放量,从而影响整个生态系统的碳循环。大气中CO2含量的提高可以增强光合作用,而不是使光合作用受到抑制,所以C

9、项的表述是错误的。答案:C探究点一探究点二探究点三要点速记 物质循环和能量流动的关系物质循环和能量流动的关系情景导引物质循环和能量流动有什么区别和联系?试完成物质循环和能量流动的比较。探究点一探究点二探究点三要点速记典例剖析例题下列有关生态系统能量流动和物质循环的叙述,正确的是()A.一种蜣螂专以大象粪为食,则该种蜣螂获得了大象的物质,同时最多能获取大象所同化能量的20%B.当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时,能量就从第一营养级流入第二营养级C.生产者通过光合作用合成有机物,能量就从非生物环境流入生物群落D.生态系统的能量是伴随物质而循环利用的探究点一探究点二探究点三要点速记解析:蜣螂以大象粪

10、便为食,大象同化的能量并没有被蜣螂获得,因为粪便为食物残渣,是未被大象吸收同化的成分;狼捕食兔子并同化为自身的有机物是能量从第二营养级流入第三营养级;光合作用合成有机物的同时把非生物环境中的光能转变为生物体内的化学能;生态系统的物质循环伴随着能量流动,但能量不能循环利用。答案:C探究点一探究点二探究点三要点速记归纳提升能量流动与物质循环的关系(1)能量流动和物质循环同时进行,相互依存,不可分割。能量流动不能离开物质循环而单独进行,能量的固定、储存和释放,离不开物质的合成和分解。(2)物质是能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力,使物质不断在生物群落和无机环境之间循环往返。(3)生

11、态系统中的各种组成成分非生物的物质和能量、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的,进而形成一个统一整体。探究点一探究点二探究点三要点速记活学活练分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图,不能得到的结论是()探究点一探究点二探究点三要点速记A.物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动B.能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返C.能量的总和便是生产者所固定的太阳能总量D.碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的解析:物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循

12、环往返;生产者固定的太阳能的总量包括四部分:生产者自身的呼吸作用散失的能量、生产者流向初级消费者的能量、被分解者利用的能量及未利用的能量;碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的,在生物群落内部以有机物的形式传递。答案:C探究点一探究点二探究点三要点速记 探究土壤微生物的分解作用探究土壤微生物的分解作用情景导引教材P102中参考案例1和参考案例2的原理相同,但两者的自变量不同,二者的自变量各是什么?试完善下列实验分析。1.实验原理(1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物,它们在生态系统中的成分为分解者。(2)分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物,其分解速度与环

13、境中的温度、水分等生态因子相关。探究点一探究点二探究点三要点速记2.案例1(1)实验假设:土壤微生物能分解落叶使之腐烂。(2)实验设计:实验组对土壤高温处理;对照组对土壤不做任何处理(自然状态)。3.案例2(1)实验假设:土壤微生物能分解淀粉。(2)实验设计:实验组A烧杯中加入30 mL土壤浸出液;对照组B烧杯中加入30 mL蒸馏水。 探究点一探究点二探究点三要点速记典例剖析例题为探究落叶是否在土壤微生物的作用下腐烂,下列各项构成了一个实验设计,其中不符合实验目的和步骤的是()A.可选择带有落叶的土壤为实验材料,筛出落叶和土壤B.将落叶平均分成两份,把土壤也平均分成两份C.将土壤分为两组,对照

14、组土壤进行接种微生物处理,实验组土壤不做处理D.将落叶分别埋入两组土壤中,观察腐烂情况探究点一探究点二探究点三要点速记解析:分解落叶的微生物往往在含有落叶的土壤中分布较多,所以可选择带有落叶的土壤为实验材料,筛出落叶和土壤,A项正确;由实验目的可知,实验分为两组,即实验组和对照组,所以要将落叶平均分成两份,把土壤也平均分成两份,B项正确;应将灭菌的土壤设为实验组,不做处理的土壤设为对照组,C项错误;将落叶分别埋入两组土壤中,观察腐烂情况,D项正确。答案:C探究点一探究点二探究点三要点速记归纳提升 探究点一探究点二探究点三要点速记探究点一探究点二探究点三要点速记活学活练为了解土壤微生物能否分解农药,并尽快得出实验结论,有人用“敌草隆”(一种除草剂)进行实验:取等量砂土分装于相同的两容器中,a组高压灭菌,b组不灭菌。下列有关叙述正确的是()向a、b中喷入等量的“敌草隆”,再置于同一恒温箱中培养相同时间检测“敌草隆”的消失情况,预计a中的“敌草隆”含量不变,b中的全部消失只用砂土,实验效果不如用几种典型土壤混合后的好各再增加c组作为对照,不喷入“敌草隆”,其他处理与a、b组相同A. B. C. D.探究点一探究点二探究点三要点速记解析:本实验的自变量是有无土壤微生物,而“敌草隆”的使用量和培养条件是无关变量,无关变量应