高中生物 第五章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性 第3節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)課件 新人教版必修3.ppt

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第3節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),學(xué)前要點(diǎn)預(yù)覽 知識(shí)要點(diǎn)圖解,課堂探究 知識(shí)點(diǎn)一 碳循環(huán)與溫室效應(yīng)(P100-101) 梳理教材新知 1.物質(zhì)循環(huán)的概念、特點(diǎn)(P100) (2)特點(diǎn)： ①具有________，因此又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。 ②具有________，物質(zhì)可以被生物群落反復(fù)利用。,2.物質(zhì)循環(huán)的實(shí)例——碳循環(huán) (1)循環(huán)形式： ①無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間主要以________形式進(jìn)行。 ②在生物群落內(nèi)部以________形式沿食物鏈傳遞。,(2)循環(huán)過(guò)程圖解： 填寫(xiě)圖中各序號(hào)表示的生物或生理過(guò)程： ①_______，②_______，③_______，④_______， ⑤________。,【答案】 1.(1)C、H、O、N、P、S 無(wú)機(jī)環(huán)境 生物群落 (2)①全球性 ②循環(huán)性 2.(1)①CO2 ②含碳有機(jī)物 (2)①光合作用 ②呼吸作用 ③微生物的分解作用 ④植物 ⑤動(dòng)物 (3)①化學(xué)燃料 CO2 碳循環(huán) ②氣溫 海平面,掌握核心內(nèi)容 一、碳循環(huán)過(guò)程分析 1.過(guò)程,2.碳出入生物群落的途徑,3.物質(zhì)循環(huán)的“物質(zhì)”和“范圍” (1)參與物質(zhì)循環(huán)的“物質(zhì)”是指組成生物體的化學(xué)元素。 (2)循環(huán)的范圍是生物圈，而不是具體的某一生態(tài)系統(tǒng)。 4.碳循環(huán)及存在形式 (1)在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境間：以CO2形式循環(huán)。 (2)在生物群落內(nèi)部：以含碳有機(jī)物形式傳遞。 (3)在無(wú)機(jī)環(huán)境中：主要以CO2和碳酸鹽形式存在。,5.碳循環(huán)中各成分的確定方法,圖中①與④之間為雙箭頭，故一個(gè)為生產(chǎn)者，另一個(gè)為大氣中的CO2庫(kù)；又因?yàn)槠渌鱾€(gè)成分都有箭頭指向④，所以④為大氣中的CO2庫(kù)，①為生產(chǎn)者。其他生物部分的箭頭都指向③，所以③是分解者，剩余的②為消費(fèi)者。,【典例示范1】 如圖為生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)過(guò)程，其中甲、乙、丙、丁構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的生物群落，箭頭表示物質(zhì)循環(huán)方向。請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤：,(1)圖中①過(guò)程可以表示綠色植物的光合作用 ( ) (2)缺少類(lèi)群甲則生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)不能正常進(jìn)行 ( ) (3)碳在乙、丙中以有機(jī)物的形式存在 ( ) (4)參與物質(zhì)循環(huán)的對(duì)象是含碳的糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)物 ( ) (5)碳循環(huán)是在組成生態(tài)系統(tǒng)的生物群落的生物體內(nèi)的循環(huán)過(guò)程 ( ) (6)碳循環(huán)是在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)過(guò)程 ( ) (7)圖中的生態(tài)系統(tǒng)可以是果園生態(tài)系統(tǒng) ( ),【解析】 由圖可知，氣體X為二氧化碳，類(lèi)群乙為生產(chǎn)者，類(lèi)群丙為消費(fèi)者。聯(lián)系生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境的兩種成分是生產(chǎn)者和分解者，圖中甲為分解者，如果甲缺少，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)將不能正常進(jìn)行。參與循環(huán)的物質(zhì)對(duì)象是組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素。生物地球化學(xué)循環(huán)指的是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)(生物圈)中的物質(zhì)循環(huán)，在生物圈的生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)過(guò)程。 【答案】 (1)√ (2)√ (3)√ (4) (5) (6)√ (7),【問(wèn)題導(dǎo)析】 (1)據(jù)圖，氣體X為_(kāi)_______，與其具有雙向箭頭的乙為_(kāi)_______，乙、丙、丁都指向甲，甲為_(kāi)_______，丙為_(kāi)_______，丁為_(kāi)_______。 (2)碳在生物群落內(nèi)的存在形式是________。 (3)碳循環(huán)是________的循環(huán)，而不是化合物的循環(huán)。,【答案】 (1)CO2 生產(chǎn)者 分解者 初級(jí)消費(fèi)者 次級(jí)消費(fèi)者 (2)含碳有機(jī)物 (3)組成生物體的元素,【一題多變】 如圖為碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的模式圖，圖中甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)的生物成分，箭頭表示生理過(guò)程。下列相關(guān)敘述中，不正確的是 ( ),A.d過(guò)程代表光合作用，b過(guò)程代表呼吸作用 B.甲所示的營(yíng)養(yǎng)級(jí)在食物鏈中占有的碳元素最多 C.碳元素在甲、乙、丙之間以有機(jī)物的形式傳遞 D.碳元素可在無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落之間反復(fù)利用,解析 丁為無(wú)機(jī)環(huán)境，甲為生產(chǎn)者，乙為消費(fèi)者，丙為分解者；d過(guò)程為呼吸作用，b過(guò)程為光合作用；甲為生產(chǎn)者，生產(chǎn)者在食物鏈中所含有機(jī)物中的能量最多，在食物鏈中占有的碳元素最多；碳元素在生物群落內(nèi)部主要以有機(jī)物的形式進(jìn)行傳遞，在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落間主要以二氧化碳的形式進(jìn)行傳遞；碳元素可以在生態(tài)系統(tǒng)中反復(fù)流動(dòng)。 答案 A,知識(shí)點(diǎn)二 探究土壤微生物的分解作用(P102-103) 梳理教材新知 1.實(shí)驗(yàn)原理 (1)土壤中存在種類(lèi)、數(shù)目繁多的細(xì)菌、真菌等微生物，它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中的成分為_(kāi)_______。 (2)分解者的作用是將環(huán)境中的有機(jī)物分解為無(wú)機(jī)物，其分解速度與環(huán)境中的________、________等生態(tài)因子相關(guān)。,【答案】 1.(1)分解者 (2)溫度 水分,【典例示范2】 同學(xué)們?cè)谡n外活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)植物的落葉在土壤里會(huì)逐漸腐爛，形成腐殖質(zhì)。他們猜測(cè)落葉的腐爛是由于土壤微生物的作用，不同生態(tài)系統(tǒng)的土壤微生物分解能力不同，并設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。 (1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)首先要遵循的是_______原則和_______原則。 (2)以帶有同種落葉的土壤為實(shí)驗(yàn)材料，均分為A和B兩組。實(shí)驗(yàn)時(shí)A組不做處理(自然狀態(tài))；B組用塑料袋包好，放在60 ℃的恒溫箱中滅菌1小時(shí)。B組處理的目的是___________。,(3)(2)中實(shí)驗(yàn)的自變量是_______，因變量是________，無(wú)關(guān)變量是_____________________________________ _________________________________(至少寫(xiě)出兩點(diǎn))。 (4)如果同學(xué)們的猜測(cè)是正確的，若干天后(2)中B組的落葉_____________________________________________。,(5)如果同學(xué)們用帶有相同量同種植物落葉的凍土苔原和熱帶雨林的等量土壤為實(shí)驗(yàn)材料，分別模擬原生態(tài)系統(tǒng)的無(wú)機(jī)環(huán)境條件進(jìn)行C組和D組的實(shí)驗(yàn)，定期抽樣檢測(cè)樣品土壤中未腐爛的落葉的含量，請(qǐng)根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果在圖中繪出相應(yīng)的曲線(xiàn)。,【解析】 由題意可知該實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證落葉的腐爛是由于土壤微生物的作用，實(shí)驗(yàn)的自變量是土壤中微生物的有無(wú)，因變量是落葉的腐爛程度。為遵循生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)照原則和單一變量原則，所以應(yīng)盡量減少無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，如土壤溫度、濕度、pH、落葉的種類(lèi)和大小等。在繪制曲線(xiàn)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①明確橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的意義，其中縱坐標(biāo)為未腐爛的落葉量；②兩曲線(xiàn)的起點(diǎn)相同，注意縱坐標(biāo)初始值不為0；③由于微生物的分解作用，兩曲線(xiàn)呈下降趨勢(shì)，且D組下降速度較C組快；④隨時(shí)間延長(zhǎng)，微生物的數(shù)量增多，故兩曲線(xiàn)的下降趨勢(shì)是由慢到快。,【答案】 (1)單一變量 對(duì)照 (2)殺死土壤微生物，同時(shí)避免土壤理化性質(zhì)的改變 (3)土壤微生物(作用)的有無(wú) 落葉的腐爛程度 土壤溫度、含水量、pH、落葉的種類(lèi)和大小等(合理即可) (4)腐爛程度小于對(duì)照組 (5)如下圖,【問(wèn)題導(dǎo)析】 (1)該實(shí)驗(yàn)的目的是________________，實(shí)驗(yàn)的自變量是________，因變量是________。 (2)為遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的________原則和________原則，所以應(yīng)盡量減少________變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，如________、________、pH、________和大小等。 (3)由于(2)中B組已滅菌，則依據(jù)同學(xué)們的猜測(cè)可知若干天后(2)中B組的落葉腐爛程度________對(duì)照組。,(4)在繪制曲線(xiàn)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①明確橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的意義，其中縱坐標(biāo)為_(kāi)____________；②兩曲線(xiàn)的起點(diǎn)________，注意縱坐標(biāo)初始值不為_(kāi)________；③由于微生物的分解作用，兩曲線(xiàn)呈________趨勢(shì)，且D組下降速度較C組________；④隨時(shí)間延長(zhǎng)，微生物的數(shù)量增多，故兩曲線(xiàn)的下降趨勢(shì)是________。,【答案】 (1)驗(yàn)證落葉的腐爛是由于土壤微生物的作用 土壤中微生物的有無(wú) 落葉的腐爛程度 (2)對(duì)照 單一變量 無(wú)關(guān) 土壤溫度 濕度 落葉的種類(lèi) (3)小于 (4)未腐爛的落葉量 相同 0 下降 快 由慢到快,知識(shí)點(diǎn)三 物質(zhì)循環(huán)及其與能量流動(dòng)的關(guān)系(P103) 梳理教材新知 1.區(qū)別 (1)物質(zhì)循環(huán)具有________性和________的特點(diǎn)。 (2)能量流動(dòng)是________的，是單方向的。 2.聯(lián)系 (1)二者_(dá)_______，相互依存，不可分割。 (2)物質(zhì)是能量流動(dòng)的______，能量是物質(zhì)循環(huán)的______。,【答案】 1.(1)全球性 循環(huán)利用 (2)逐級(jí)遞減 2.(1)同時(shí)進(jìn)行 (2)載體 動(dòng)力,2.聯(lián)系 (1)能量的固定、轉(zhuǎn)移、釋放離不開(kāi)物質(zhì)的合成和分解。 (2) 物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動(dòng)的載體。 (3)能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的動(dòng)力。 (4)圖示(如下圖)：,【典例示范3】 下圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和碳循環(huán)的關(guān)系圖，據(jù)圖回答下列問(wèn)題。,(1)對(duì)物質(zhì)循環(huán)起關(guān)鍵作用的生態(tài)系統(tǒng)的成分是［ ］________和［ ］________。 (2)圖中的①③⑤表示的生理過(guò)程分別是：①________，③________，⑤________。 (3)c生物處于第________營(yíng)養(yǎng)級(jí)，若要使c增加200 kg至少需要消耗a________kg。,【答案】 (1)a 生產(chǎn)者 d 分解者 (2)光合作用 呼吸作用 分解作用 (3)三 5 000,【問(wèn)題導(dǎo)析】 (1)大氣中的CO2經(jīng)a進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，所以a是________，①是光合作用，b是_______；c為_(kāi)______。 (2)a、b、c的遺體和排出物等由d分解，所以d為_(kāi)_____，⑤為_(kāi)_______，②③④為_(kāi)_______。 (3)若要計(jì)算使c增加200 kg至少需要消耗a的質(zhì)量，能量傳遞效率應(yīng)該按________計(jì)算。,【答案】 (1)生產(chǎn)者 初級(jí)消費(fèi)者 次級(jí)消費(fèi)者 (2)分解者 分解作用 呼吸作用 (3)20%,【一題多變】 分析上題簡(jiǎn)圖，不能得到的結(jié)論是 ( ) A.物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng) B.能量作為動(dòng)力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返 C.能量2、3、4、5的總和便是生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能總量 D.碳在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進(jìn)行的,答案 C,隨堂訓(xùn)練 考點(diǎn)一 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) 1.關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的敘述，不正確的是 ( ) A.所說(shuō)的物質(zhì)是指組成生物體的一些基本化學(xué)元素 B.所說(shuō)的生態(tài)系統(tǒng)是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈 C.所說(shuō)的循環(huán)是指物質(zhì)在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)流動(dòng) D.物質(zhì)在循環(huán)過(guò)程中不斷遞減,解析 物質(zhì)循環(huán)的實(shí)質(zhì)為元素在生物圈這個(gè)最大的生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)利用，在這個(gè)過(guò)程中物質(zhì)是守恒的。 答案 D,解析 根據(jù)碳循環(huán)的示意圖可知，大氣中的CO2和生產(chǎn)者之間是雙向箭頭，因?yàn)榇髿庵械腃O2通過(guò)生產(chǎn)者的光合作用或化能合成作用進(jìn)入生物群落，而生產(chǎn)者通過(guò)呼吸作用將CO2釋放進(jìn)入大氣中，如果題圖表示的是碳元素的流向，圖中乙和丙是雙向箭頭，再根據(jù)箭頭最終都指向乙，可推出乙是大氣中的CO2庫(kù)，丙是生產(chǎn)者，甲是消費(fèi)者。內(nèi)環(huán)境的三種成 分——血漿、組織液和淋巴的關(guān)系是： ，,因此題圖中的甲應(yīng)該是淋巴，乙應(yīng)該是血漿，而丙應(yīng)該是組織液。如果題圖表示的是能量流動(dòng)，而能量流動(dòng)具有單向傳遞的特點(diǎn)，因此分解者的能量不能再流回生產(chǎn)者和消費(fèi)者的體內(nèi)。如果題圖表示的是甲狀腺激素的分級(jí)調(diào)節(jié)，那么甲是下丘腦、乙是垂體、丙是甲狀腺。 答案 A,3.下面是生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：,(1)生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)首先依賴(lài)于綠色植物的________。 (2)圖中分解者通過(guò)________或________方式將生物組織內(nèi)的碳釋放到大氣中。 (3)圖示A中的碳，除碳酸鹽外，通過(guò)___________作用回到大氣中。 (4)在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間，碳元素主要以________的形式進(jìn)行循環(huán)，循環(huán)始終與________結(jié)合在一起進(jìn)行。碳元素在生物群落中以________的形式存在。,解析 (1)無(wú)機(jī)環(huán)境中的碳一般通過(guò)綠色植物的光合作用進(jìn)入生物群落。 (2)分解者能夠通過(guò)有氧呼吸或無(wú)氧呼吸將生物組織內(nèi)的碳釋放到大氣中。 (3)圖示A中的碳，除碳酸鹽外，一般通過(guò)化學(xué)燃料燃燒的形式返回到大氣中。 (4)碳在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間主要以CO2的形式進(jìn)行循環(huán)；物質(zhì)循環(huán)往往伴隨著能量流動(dòng)。在生物群落中，碳主要以有機(jī)物的形式存在。,答案 (1)光合作用 (2)有氧呼吸 無(wú)氧呼吸 (3)燃燒 (4)CO2 能量流動(dòng) 有機(jī)物,考點(diǎn)二 探究土壤微生物的分解作用 4.某生物興趣小組的同學(xué)為證明某細(xì)菌對(duì)樹(shù)葉的分解作用，分別提出三種實(shí)驗(yàn)方案。其共同之處是：將同一種樹(shù)的落葉分成甲、乙兩等份，實(shí)驗(yàn)過(guò)程保持樹(shù)葉濕潤(rùn)，其他實(shí)驗(yàn)條件和步驟如下表所示。哪種實(shí)驗(yàn)方案能達(dá)到目的 ( ),解析 欲證明樹(shù)葉的分解是由“某種細(xì)菌”所引起的，應(yīng)先將樹(shù)葉滅菌，排除其他微生物對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，同時(shí)應(yīng)將滅菌后的樹(shù)葉分兩組，一組接種該細(xì)菌，另一組不接種，兩組均置于適宜條件下培養(yǎng)，以便對(duì)比分析得出結(jié)論。 答案 C,考點(diǎn)三 能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系 5.(2014江蘇)下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的敘述，正確的是 ( ) A.富營(yíng)養(yǎng)化水體出現(xiàn)藍(lán)藻水華的現(xiàn)象，可以說(shuō)明能量流動(dòng)的特點(diǎn) B.生態(tài)系統(tǒng)中能量的初始來(lái)源只有太陽(yáng)能 C.食物鏈各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中10%-20%的能量會(huì)被分解者利用 D.無(wú)機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)可以通過(guò)多種途徑被生物群落反復(fù)利用,解析 富營(yíng)養(yǎng)化水體出現(xiàn)藍(lán)藻水華是大量無(wú)機(jī)污物排到江湖中導(dǎo)致藻類(lèi)大量繁殖，為物質(zhì)循環(huán)的再生利用，說(shuō)明物質(zhì)循環(huán)反復(fù)性，而能量流是單向的，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；生態(tài)系統(tǒng)的能源主要為太陽(yáng)能，也可源自某些無(wú)機(jī)物氧化釋放的能量，如硝化細(xì)菌、硫鐵細(xì)菌等化能自養(yǎng)型生物，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤。生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向遞減的，其傳遞效率是10%-20%，即10%-20%的能量被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)帶有全球性和循環(huán)往復(fù)性，因此無(wú)機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)可以通過(guò)多種途徑如光合作用、根的吸收進(jìn)入生物群落被生物利用，故D項(xiàng)正確。 答案 D,