新教材高中生物第三章生态系统第四节生态系统中的物质能被循环利用课件浙科选择性必修2

第四节生态系统中的物质能被循环利用必备知识·自主学习一、生物在水循环中起的作用很小1.水循环的方式:___________。2.动力:_______推动。3.判一判:基于对水循环的理解,判断下列说法的正误。(1)地球表面的蒸发量和降水量基本持平。 ()(2)生物在全球水循环过程中所起的作用很小。 ()(3)在水循环中,各种营养物质会随水的流动而从一个生态系统到另一个新的生态系统,这对补充某些生态系统的营养物质非常有利。 ()√√√降水和蒸发太阳能(4)地球上水的总量约为1.4×1010km3,因此我国不存在水资源不足的问题。 ()分析:我国人均占水量只有世界人均占水量的25%,因此,水资源不足已成为制约我国经济发展的一个重要因素。×【问·答】陆地的降水量和蒸发量的关系是怎样的?海洋呢?提示:陆地的降水量大于蒸发量,海洋的降水量小于蒸发量。二、二氧化碳是碳循环的主要形式1.碳的存在形式:以_______的形式存在于岩石圈,其次是储存在_________中。2.生物可直接利用的碳:水圈和大气圈中以_________形式存在的碳。3.选一选:下列对碳循环有积极意义的是_________。①部分碳通过生物的呼吸作用回归大气圈。②部分碳合成动物体所需的物质。③通过分解者的分解作用,将碳分解为二氧化碳,回归到大气圈。④化石燃料的使用。碳酸盐化石燃料二氧化碳①②③④【问·答】碳循环始于光合作用,这种说法对吗?试分析原因。提示:对。碳循环经生产者的光合作用,将大气圈中的二氧化碳同化固定,形成多糖、脂肪和蛋白质等有机物。三、固氮菌等细菌在氮循环中发挥重要作用1.想一想:生物如何才能利用大气中的氮?提示:大气中的氮只有被固定为无机氮化合物(主要是硝酸盐和氨)以后,才能被生物所利用。2.氮循环的过程:固氮、_____、硝化和反_____等。氨化硝化四、研究物质循环规律的意义1.可以帮助人们_______________________________________,使物质中的能量更多地流向_________________。2.实现资源的_____________________,使人和自然环境共同受益。合理地调整生态系统的物质循环和能量流动对人类有益的方向多层次利用或循环利用关键能力·合作学习【知识点】

碳循环

1.碳循环分析:(1)图示:碳循环过程。(2)碳循环形式:2.能量流动和物质循环的关系:项目能量流动物质循环形式以有机物为载体无机物和有机物特点单向流动,逐级递减往复循环范围生物群落生物圈(全球性)联系同时进行、相互依存,不可分割:①能量的固定、贮存、转移和释放,离不开物质的合成和分解;②物质是能量沿食物链(网)流动的载体;③能量是物质在生态系统中循环往复的动力【思考探究】1.如果人们不按生态规律办事,乱砍滥伐森林,对生态系统的碳循环有何影响?(稳态与平衡观——生命观念)提示:会打破碳循环的平衡,使大气中的CO2进入生物群落过程受阻,大气中CO2的含量就会明显增多。2.两位同学在观看有关恐龙的影片时,甲同学提出:“我体内的能量中可能有远古恐龙体内的能量。”乙同学也提出:“我体内的物质中可能有远古恐龙体内的物质。”这两位同学的说法对吗?试分析原因。(批判性思维——科学思维)提示:甲同学的说法错误,乙同学的说法正确。因为能量是单向流动的,不能循环利用,而物质是可以循环利用的。【知识拓展】生态系统物质循环和能量流动“平衡”的理解(1)一个生态系统的能量流动和物质循环保持着相对的平衡,这是生态系统相对稳定的重要保证。(2)在生物圈范围内物质是循环的,但是农田中不断有粮食产出,所以要不断地补充物质,如施加氮肥。【典例示范】(2021·宁波高二检测)如图为某生态系统的碳循环示意图,A～E表示生态系统的成分,①→⑦表示过程。请据图回答问题。(1)碳元素在生物群落和非生物环境之间的循环形式主要是________,在生产者和消费者之间以________的形式传递。

(2)字母B表示________,⑤代表的生理过程是___________。

(3)写出图中所包含的食物链:________(用字母和箭头表示)。若环境中有不易被分解的有毒物质,则在______中含量最多。

(4)若大气中二氧化碳增多,可能会加剧____________。

【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点:(1)明确各字母代表的意义,如A为生产者,E为非生物环境等。(2)明确物质循环的形式:明确碳循环在生物群落与无机环境之间是以CO2形式进行的。【解析】(1)碳元素主要以CO2的形式在生物群落和非生物环境间循环,以含碳有机物的形式在生物群落内部传递。(2)图中有双向箭头指向的为A、E,且A有多个箭头指出,为生产者;E有多个箭头指入,为非生物环境;B有多个箭头指入,仅有一个箭头指出(指向非生物环境),为分解者,C、D均为消费者。①代表光合作用,②⑥⑦代表呼吸作用,③④代表碳在生物群落内部的传递过程,⑤代表分解者的分解作用。(3)食物链表现生产者和消费者及消费者和消费者之间的捕食关系,图中A为生产者,C、D为消费者,则食物链为A→D→C;不易被分解的有毒物质有富集现象,营养级越高,个体内不易被分解的有毒物质越多。(4)大气中二氧化碳增多,可能会加剧温室效应。答案:(1)CO2含碳有机物(2)分解者分解者的分解作用(3)A→D→C

C(4)温室效应【方法规律】“三看法”确认碳循环各成分【知识拓展】图示中如何判断各成分①图1——先根据双向箭头且向内箭头最多的判断:B为大气中的CO2库,A为生产者。再根据A、C的箭头都流向D判断:D为分解者,C为消费者。②图2——根据A与C之间的双向箭头且向内箭头最多的判断:A是生产者,C是大气中的CO2库。根据A、B、D的箭头都流向E可进一步判断:E是分解者,B是初级消费者,D是次级消费者。③图3——根据A与E之间的双向箭头且向内箭头最多的判断:A为大气中的CO2库,E为生产者。然后观察剩余的几个成分,其中其他生物部分的箭头都指向C,所以C是分解者,剩余的B、D、F则为消费者。图中的食物链是E→F→D→B。【类题精练】1.生态系统中,碳元素进入生物群落开始于 (

)A.CO2在生物体内的扩散作用B.绿色植物固定CO2的光合作用C.各种动物对有机物的同化作用D.生物分解有机物的呼吸作用【解析】选B。因为CO2进入生物群落首先通过绿色植物的光合作用将CO2和H2O合成储存能量的有机物,在生物群落内部,碳以有机物的形式传递,最后通过动植物的呼吸作用和微生物的分解作用将有机物转变成CO2和H2O而重新释放到大气中,所以CO2进入生物群落的循环开始于绿色植物固定CO2的光合作用。2.(2021·衢州高二检测)如图表示生物圈中碳循环的部分示意图。图中甲、乙、丙、丁分别代表生态系统中不同的组成成分,其中甲是生产者,“→”表示碳的流动方向,下列叙述正确的是(

)A.甲主要是指绿色植物B.甲、乙、丙、丁构成生物群落C.乙是分解者,丙是消费者D.碳在甲、丁之间以有机物的形式流动【解析】选A。甲是生产者,在生态系统中,生产者是自养生物,主要是指绿色植物,A正确;甲是生产者,乙是消费者,丙是分解者,丁代表非生物环境,生物群落不包括丁(非生物环境),B、C错误;碳在甲和丁之间以二氧化碳的形式流动,在生物群落中以有机物的形式流动,D错误。【补偿训练】1.(2021·宁波高二检测)如图为某生态系统碳循环的过程。下列有关叙述错误的是 (

)A.d表示大气中的CO2,由于许多因素的影响,其含量夏季低于冬季B.通过a的吸收,a、b的呼吸作用,c的分解作用及e的燃烧,实现碳循环C.在正常演替过程中,生产者固定CO2量大于整个生物群落排放CO2量D.只需将d的含义改为热能,题图即可表示为该生态系统的能量流动示意图【解析】选D。d表示大气中的CO2,由于夏季植物的光合作用能力强于冬季等因素的影响,其含量夏季低于冬季,A正确;碳循环是指碳以CO2的形式在无机环境和生物群落之间的往返运动,即通过a的吸收,a、b的呼吸作用,c的分解作用及e的燃烧,可实现碳循环,B正确;若此生态系统中的生物群落处在朝复杂化演替的过程中,生产者吸收的CO2量大于整个生物群落排放的CO2量,C正确;由于能量只能单向流动、逐级递减,且植物不能利用热能,所以将d的含义改为热能,题图也不可表示为该生态系统的能量流动示意图,D错误。2.如图为我国北方处于稳定状态的某森林生态系统中碳循环示意图,图中A、B、C、D分别代表生态系统的组成成分,①～⑦代表碳元素的传递过程。请据图回答问题。(1)写出字母或标号代表的生态系统的组成成分或碳循环过程:B________;C________;①________;⑥________。(2)碳元素是主要通过[

]________由无机环境进入生物群落的,而在生物群落中是以________的形式沿__________传递的。(3)生物群落中的碳元素归还无机环境中主要依靠各类生物的________,而另一部分碳元素则以________的形式储藏于地层中。

(4)从碳循环的过程可知,生态系统物质循环的特点是________和________;与碳循环过程相比,能量流动的特点是________和________。(5)人类大量开采并燃烧由古代动植物遗体形成的煤和石油等,使地层中经过千百万年积存的碳元素在短期内大量释放,对环境产生的影响主要是________。【解析】(1)据图可判断,B代表生产者,C代表消费者,①表示光合作用,⑥表示分解者的分解作用。(2)无机环境中的碳主要通过①光合作用进入生物群落,在生物群落中以有机物的形式沿食物链(网)传递。(3)生物群落中的碳元素主要依靠生物的呼吸作用回到无机环境中,另一部分则以化石燃料的形式储藏于地层中。(4)生态系统物质循环的特点是全球性和循环往复,能量流动的特点是单向流动和逐级递减。(5)碳元素在短期内大量释放会造成大气中二氧化碳增多,引发温室效应。答案:(1)生产者消费者光合作用分解作用(2)①光合作用有机物食物链(和食物网)(3)呼吸作用化石燃料(4)全球性循环往复单向流动逐级递减(5)产生温室效应(或大气中二氧化碳增多)

核心素养·情境探究1.人们对各种污染对环境影响意识逐渐提高,气候变化与生态系统的碳循环密切相关。如表为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。时期碳吸收量/(kgC·a-1)碳释放量/(kgC·a-1)A1.20×10141.20×1014B1.20×10141.26×1014(1)生态系统碳的吸收主要是通过________实现的。

A.光合作用 B.呼吸作用C.硝化作用 D.反硝化作用(2)表中________时期的生态系统处于稳定状态,原因是

。

(3)人们正在积极开发新能源以减少碳排放。如“叶绿素太阳能电池”是模仿类囊体吸收光能的特性而制造的,类囊体吸收光能发生在光合作用过程中;又如经改造的蓝细菌能在细