新教材高中生物选择性必修2课件：3 3 1 生态系统的物质循环及与能量流动的关系(人教版)

第1课时

生态系统的物质循环

及与能量流动的关系1.以碳循环为例，说出物质循环的概念、过程和特点。2.比较能量流动与物质循环的关系。1.生命观念：分析物质循环和能量流动的关系，树立

生命系统的物质和能量观。2.社会责任：合理利用物质循环原理、增强环保意识。素养要求学习目标一、生态系统的物质循环二、能量流动和物质循环的关系网络构建课时对点练内容索引一、生态系统的物质循环1.碳循环教材梳理预习新知夯实基础图中：①

，②

，③

，④

，⑤_____

。光合作用呼吸作用消费者呼吸作用分解作用2.生态系统的物质循环(1)概念：组成生物体的

等元素，都在不断进行着从

到

，又从

到

的循环过程。(2)特点①全球性：物质循环中所说的“生态系统”指的是地球上最大的生态系统——生物圈，因此又叫

。②物质在生态系统中循环往复运动。碳、氢、氧、氮、磷、硫非生物环境生物群落生物群落非生物环境生物地球化学循环(1)参与物质循环的对象是含有碳的糖类、脂肪、蛋白质等有机物()(2)物质循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统()(3)沼渣等作为肥料还田，使物质能够循环利用()(4)在碳循环中生产者只起固定CO2的作用()(5)由于过度地开采和使用化石燃料，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()(6)海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用()判断正误×√√×√√探讨点分析碳循环的过程及特点1.二氧化碳能溶于水，因此可在大气和海洋、河流之间进行交换。此外，碳还可以长期固定或保存在非生命系统中，如固定于煤、石油或木材中。人类通过对煤和石油等的利用，向大气中排放了大量的二氧化碳。根据上述信息回答下列问题：(1)碳元素在生物体内、大气、水圈中分别主要以什么形式存在？提示碳在生物体内主要以有机物的形式存在；碳在非生物环境中主要以二氧化碳的形式存在于大气中和溶解于水中。核心探讨突破重难强化素养(2)碳元素是如何进出生产者、消费者和分解者的(以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等)?提示非生物环境中的碳元素以二氧化碳的形式通过光合作用形成有机物进入生产者体内；消费者通过捕食，使食物中的有机物进入消费者体内；生产者、消费者遗体和排遗物中的有机物可以被分解者分解利用。生产者、消费者和分解者都通过呼吸作用，将有机物分解为二氧化碳等，使碳元素返回非生物环境。(3)结合课本P62图3－10，用关键词、线段、箭头等完善碳循环的过程。提示如图所示2.化石燃料的过量使用对环境可能会有什么影响？怎么缓解这种影响？提示引起温室效应。在燃烧过程中，化石燃料中的碳转变为二氧化碳进入大气，使大气中的二氧化碳浓度增大。而二氧化碳作为一种温室气体具有吸热和隔热的功能，其结果是地球表面温度升高，加重了温室效应。缓解措施：开发清洁能源，减少化石燃料的燃烧；植树造林，增加绿地面积。3.以碳循环为例概括物质循环的特点。提示物质循环具有全球性和循环往复运动的特点。4.同碳元素一样，氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢？提示农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量，使能量更多地流向人类，满足人类需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。1.碳循环相关知识点小结(1)存在形式①非生物环境中：CO2和碳酸盐。②生物群落内部：含碳有机物。(2)流动形式①生物群落与非生物环境之间：CO2。②生物群落内部：含碳有机物。核心归纳(3)进入生物群落的途径①光合作用。②化能合成作用。(4)返回非生物环境的方式①生产者、消费者的呼吸作用。②分解者的分解作用。③化石燃料的燃烧。2.碳循环示意图中各组成成分的判断(1)图甲——先根据A、B之间为双向箭头且指向B的箭头最多可判断：B为大气中的二氧化碳库，A为生产者。再根据A、C的箭头都指向D判断：D为分解者，C为消费者。(2)图乙——根据A、C之间为双向箭头且指向C的箭头最多可判断：A是生产者，C是大气中的二氧化碳库。根据A、B、D的箭头都指向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。1.(2021·福州检测)下列关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是A.所说的物质是指组成生物体的一些基本化学元素B.所说的生态系统是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非生物环境之间循环往复运动D.物质在循环过程中不断递减典题应用及时反馈知识落实√解析物质循环的实质为组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素在生物圈这个最大的生态系统中循环往复运动，在这个过程中物质是守恒的。2.下图是自然界碳循环的简图，据图分析，下列叙述错误的是A.甲为分解者，乙为消费者，丙为生产者B.①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中C.④主要表示大气中CO2通过光合作用进入生物群落D.碳元素以无机物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流动√解析根据丙和大气中的二氧化碳库间存在双向箭头，可判断丙为生产者，根据围绕甲的箭头“多进一出”可判断甲为分解者，则乙为消费者，A正确；碳元素以含碳有机物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流动，D错误。二、能量流动和物质循环的关系教材梳理预习新知夯实基础项目能量流动物质循环范围生态系统________________特点____________________________联系同时进行、相互依存，不可分割：(1)能量的

、

、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程；(2)物质是能量沿食物链(网)流动的

；(3)能量是物质在生物群落和非生物环境之间循环往返的_____各营养级反复利用单向流动，逐级递减全球性固定储存载体动力(1)物质循环和能量流动是两个独立的过程()(2)只有在光照的条件下，生态系统的物质循环和能量流动才是同时进行的()(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()判断正误×××探讨点比较物质循环和能量流动，阐释二者的区别和联系请在碳循环过程模型上绘制能量流动过程核心探讨突破重难强化素养提示如图所示能量流动和物质循环关系分析(1)能量流动和物质循环相伴而行，但能量在传递过程中由光能→化学能→热能，而物质在循环过程中，由无机物(CO2)→有机物→无机物(CO2)。(2)能量流动的终点是热能散失到非生物环境中，不能循环利用。而物质循环产生的CO2又被重新利用，所以没有终点。核心归纳3.下列关于物质循环和能量流动的说法，错误的是A.物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力B.非生物环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用C.通过绿色植物的光合作用，可完成生态系统的碳循环D.食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道典题应用及时反馈知识落实√解析绿色植物的光合作用将大气中二氧化碳中的碳转化为有机物中的碳，只是碳循环的一部分，并没有完成生态系统的碳循环，C错误。4.(2021·辽宁葫芦岛市高二期末)下列关于物质循环和能量流动的关系的叙述，不正确的是A.物质为载体，使能量循环往复B.二者相互依存，不可分割C.能量是动力，使物质循环往复D.物质循环和能量流动同时进行√网络构建课时对点练题组一生态系统的物质循环1.大气中的碳进入生物群落的形式和作用方式是A.CO2；参与分解作用B.碳酸盐；参与呼吸作用C.含碳有机物；参与光合作用D.CO2；参与光合作用和化能合成作用对点训练1234567891011121314151617√1234567891011121314151617解析生态系统中的碳在生物群落与非生物环境之间是以CO2的形式循环的，大气中的碳进入生物群落的形式是CO2；光合作用是二氧化碳从非生物环境进入生物群落的主要途径，其次还可以通过化能合成作用进入生物群落。2.(2021·建平县实验中学高二期末)如图为碳循环的部分示意图，下列相关叙述正确的是1234567891011121314151617A.伴随甲过程的进行，能量输入到生物群落中B.乙过程只代表生物的呼吸作用C.能完成该循环的生物一定含有叶绿体和线粒体D.群落内部、群落与非生物环境之间碳循环形式相同√1234567891011121314151617解析伴随甲过程(光合作用或化能合成作用的进行)，能量输入到生物群落中，碳循环是指碳元素在生物圈中的循环过程，A正确；乙过程可以代表生物的呼吸作用、分解者的分解作用，还包括化石燃料的燃烧等，B错误；蓝细菌或硝化细菌等原核生物也能完成该循环，蓝细菌和硝化细菌没有叶绿体和线粒体，C错误；碳在非生物环境与生物群落之间以CO2形式进行循环，而在生物群落内部以有机物形式进行传递，D错误。3.生态系统的物质循环是指组成生物体的元素A.在陆地生态系统中的物质循环和能量流动的复杂过程B.在能量流经生态系统各营养级时逐级递减的全过程C.在组成生态系统的生物群落中的生物体内的循环往复运动D.在生物圈的生物群落与非生物环境之间循环往复运动1234567891011121314151617√4.关于生态系统的物质循环，下列说法错误的是A.物质是指碳、氢、氧、氮、磷、硫等化学元素B.碳主要以CO2的形式在群落与非生物环境之间循环C.生产者和分解者起着重要作用D.消费者与物质循环无关1234567891011121314151617√解析消费者促进生物圈中物质循环和能量传递，D错误。5.下列关于生态系统中物质循环的叙述，错误的是A.如果没有呼吸作用，物质循环将会无法进行B.参与物质循环的元素包括构成生物体的所有元素C.物质循环是在生产者、消费者、分解者之间进行的D.化石燃料的大量燃烧打破了生物圈中碳循环的平衡√12345678910111213141516171234567891011121314151617解析通过呼吸作用能够完成物质由生物群落返回到非生物环境的过程，通过分解者的分解作用可以将存在于非生物环境中的有机物分解成无机物返回到非生物环境，而分解作用的本质也是呼吸作用，因此可以说，如果没有呼吸作用，物质循环将会无法进行，A正确；构成生物体的所有元素都能参与到物质循环中，B正确；物质循环应是在非生物环境与生物群落之间进行的，生物群落包括生产者、消费者、分解者，C错误；化石燃料的大量燃烧打破了生物圈中碳循环的平衡，短时间内二氧化碳大量释放，导致温室效应，D正确。6.(2021·福建福州市高二期末)如图为生态系统中碳循环的模式图。下列相关叙述正确的是A.甲代表生产者，①可以代表化能合成作用B.碳元素在甲、乙、丙、丁间以含碳有机物

的形式传递C.该生态系统中的消费者为乙、丙D.在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是甲1234567891011121314151617√1234567891011121314151617解析分析题图可知，图中甲代表生产者，①代表生产者的呼吸作用，A错误；碳元素在甲、乙、丙之间以含碳有机物的形式传递，而这三者与丁之间以二氧化碳的形式传递，B错误；根据以上分析可知，乙代表消费者，丙代表分解者，C错误；甲是生产者，在食物链中占第一营养级，应该是含碳元素最多的营养级，D正确。题组二能量流动和物质循环的关系7.下列有关生态系统物质循环和能量流动的叙述，错误的是A.碳循环具有全球性B.多吃素食可以使地球承载更多的人口数量C.最高营养级生物所同化的能量不再流向其他生物D.光能可以通过绿色植物的光合作用流入生物群落1234567891011121314151617√解析食物链中的最高营养级生物所同化的能量不会再提供给其他消费者，但能提供给分解者，C错误。8.(2021·盘锦市第二高级中学高二月考)碳是生物圈物质循环的最主要部分，如图是碳循环过程示意图，下列叙述错误的是A.随着工业的发展，①过程的加剧是造成温室效应的

主要原因，节能减排主要是控制该过程B.参与②过程的生物包括生产者、消费者和分解者C.通过植树造林增加绿地面积可以增强③过程，减少大气中的二氧化碳D.①②③过程中，都伴随着能量的循环转移、利用和释放√解析①②③过程中，伴随着能量的转移、利用和释放，但能量不能循环利用，D错误。12345678910111213141516179.(2021·河南高二期中)如图为某生态系统碳循环的示意图，其中字母a～d表示生态系统的组成成分，数字代表循环途径。下列有关叙述正确的是A.碳循环是指CO2在非生物环境和生物群落之间的

循环1234567891011121314151617B.图中的b能加快该生态系统的物质循环和能量流动C.a、b、c参与构成的食物链，一般都不超过五个营养级D.若将图中d改为热能，则该图可以表示该生态系统的能量流动√1234567891011121314151617解析根据物质循环的定义，物质循环是指组成生物体的化学元素的循环，不是化合物的循环，A错误；图中a表示生产者，b表示消费者，c表示分解者，d表示大气中的二氧化碳库，消费者可加快该生态系统的物质循环和能量流动，B正确；c表示分解者，分解者不参与构成食物链，C错误；能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失，若将d改为热能，由于热能不会被生产者吸收，不能指向a，故该图不能表示生态系统的能量流动，D错误。10.(2021·天津耀华中学高二期末)下列关于生态系统中的物质循环的说法，错误的是A.碳在食物网中以有机物的形式流动B.植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环C.从物质循环的角度看，人体内碳元素的根本来源是大气中的CO2D.生态系统的物质循环发生在种群和非生物环境之间1234567891011121314151617√综合强化1234567891011121314151617解析碳在食物网中以有机物的形式流动，在生物群落与非生物环境之间以CO2的形式流动，A正确；植物可以通过光合作用吸收二氧化碳、呼吸作用释放二氧化碳，进而参与生态系统的碳循环，B正确；从同化作用角度考虑，人是异养型生物，其体内的碳元素直接来源于食物中的有机物，食物中的有机物归根结底来源于进行光合作用产生的有机物，而光合作用产生的有机物中碳的来源是大气中的CO2，C正确；生态系统的物质循环发生在生物群落和非生物环境之间，D错误。123456789101112131415161711.(2021·山东德州市高二期末)如图是生态系统的碳循环示意图，其中甲～丁代表生态系统的组成成分，①～④代表碳元素在生态系统中循环的途径。下列说法错误的是A.海洋对于调节甲中的碳含量起重要作用B.碳在乙、丙之间主要以CO2的形式进行传递C.①和③过程实质上都是有机物的氧化分解D.④过程加剧了温室效应，引起全球性气候变化√解析乙为生产者，丙为消费者，碳在乙、丙之间主要以含碳有机物的形式进行传递，B错误。12.(2021·辽宁营口市高二期末)如图为碳循环示意图，下列叙述正确的是A.图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中，能量是单向流动、逐级

递减的B.生产者为第一营养级，①②⑥⑧之和为生产者固定的总能量C.①～⑧过程均以有机物的形式进行D.图示的碳循环路径缺少Ⅱ、Ⅲ直接到Ⅰ的途径√12345678910111213141516171234567891011121314151617解析食物链中不含分解者Ⅳ，A错误；生产者固定的总能量是①，B错误；①⑦⑧过程以CO2的形式进行，②③④⑤⑥过程以有机物的形式进行，C错误；图中缺少由Ⅱ、Ⅲ直接到Ⅰ的碳传递途径，D正确。13.(2021·夏津第一中学高二月考)某同学画出3幅表示生态系统部分碳循环示意图，下列分析错误的是A.图1中A为生产者，图2中A为生产者，图3中E为生产者B.图1中C能促进生态系统的物质循环和能量流动C.图2中A、B、C、D构成群落，碳在其中流动的形式是有机物D.若使图1、图2、图3完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2√12345678910111213141516171234567891011121314151617解析图2中A为生产者，C为非生物环境，E为分解者，D、B为消费者，A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物，C错误。14.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1234567891011121314151617A.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非生物环境之间循环

往复运动C.能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量D.碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的1234567891011121314151617√1234567891011121314151617解析生产者所固定的太阳能总量是指生产者总的同化量，③的能量属于②，无法比较能量①②③④的总和与生产者所固定的太阳能总量，C错误。15.(2021·辽宁高二期末)右图为生态系统中碳循环示意图，其中甲、乙、丙是生态系统中的三种成分，1～4是乙中的四种生物。下列分析正确的是A.甲、乙、丙构成该生态系统的组成成分B.该生态系统的食物网可表示为C.分解作用可用箭头甲指向丙表示D.该示意图可体现物质循环具有循环往复运动的特点√12345678910111213141516171234567891011121314151617解析甲、乙、丙分别是生产者、消费者和分解者，属于生态系统的生物群落部分，生态系统的组成成分除了生物群落外，还包括非生物的物质和能量，A错误；生态系统的营养结构是食物链和食物网，包括生产者和消费者，即除了消费者1、2、3、4外还应包括生产者甲，B错误；箭头甲指向丙表示生产者流向分解者的能量，C错误。16.(2021·天津耀华中学高二期末)某生态系统碳循环的部分示意图如右，请回答下列问题：(1)图中的字母___表示大气中的CO2，由于许多因素的影响，使其含量夏季___________冬季。1234567891011121314151617D低于(小于)解析题图显示：A、B、C、E均有箭头指向D，说明D表示大气中的CO2；由于许多因素的影响，特别是夏季植物的光合作用较冬季旺盛，使夏季大气中CO2的含量低于冬季。1234567891011121314151617(2)CO2被生产者吸收转变成体内物质进入生物群落。再被图中的A、B的__________和C的分解作用以及E的燃烧，转变成CO2后再重新循环。若此生态系统中的生物群落处在正向森林阶段演替过程中，则生产者吸收的CO2量______整个生物群落排放的CO2量。呼吸作用大于