高中生物人教必修三优选生态系统的物质循环.pptx

自主学习 新知突破第1页/共53页1以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。2比较物质循环与能量流动的区别和联系。3关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。4了解土壤微生物的分解作用的实验原理和方法。第2页/共53页1碳的存在形式(1)无机自然环境：以_和_(石灰岩、珊瑚礁)的形式存在。(2)生物群落：主要以_存在。2碳的循环形式：在生物群落与无机环境间以_的形式进行循环，在生物群落内部以_的形式进行流动。碳循环CO2碳酸盐含碳有机物的形式CO2含碳有机物第3页/共53页3碳循环的过程第4页/共53页4温室效应(1)形成原因：主要是化学燃料短时间内大量燃烧使大气中_含量迅速增加，打破了生物圈碳循环的平衡。(2)危害：加快极地和高山冰川的融化，导致_上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。CO2海平面第5页/共53页 思考探讨1.右图是自然界碳循环的简图，图中的甲、乙、丙各代表什么？2温室效应给环境带来了很大的危害，有哪些措施可以缓解温室效应？提示：1.能把大气中CO2转入生物群落的只有生产者甲，另外甲、丙都指向乙，可见乙是分解者，丙是消费者。2减少CO2排放的同时大力植树造林，开发新能源。第6页/共53页1碳循环过程第7页/共53页进入生物群落进入生物群落生物群落内部生物群落内部返回无机环境返回无机环境形式形式CO2含碳有机物含碳有机物CO2方式方式光合作用和化光合作用和化能合成作用能合成作用通过食物链或通过食物链或食物网食物网生产者和消费者的呼生产者和消费者的呼吸作用吸作用分解者的分解作用分解者的分解作用化学燃料的燃烧化学燃料的燃烧是否双向是否双向是是否否是是第8页/共53页3.温室效应(1)导致温室效应的主要原因：工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大量使用，向大气中释放大量的CO2。森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了对大气中CO2的调节能力。(2)缓解措施：植树造林，增加绿地面积(增加CO2去路)。开发清洁能源，减少化学燃料燃烧(减少CO2来源)。第9页/共53页1物质循环(1)概念：组成生物体的_，都不断进行着的从_到_，又从生物群落到无机环境的循环过程。物质循环及与能量流动的关系C、H、O、N、P、S等元素无机环境生物群落第10页/共53页(2)特点：全球性：物质循环的概念中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统生物圈，因此物质循环具有_特点。循环性：无机环境中的物质可以被生物群落_，即生物群落和无机环境之间的物质可以反复出现、循环利用，周而复始地进行循环，不会消失。全球性反复利用第11页/共53页2物质循环和能量流动的关系(1)生态系统的能量流动是随着物质循环而进行的。能量的_离不开物质的合成与分解。相反，物质的_必然伴随能量的_。(2)物质作为能量的_，使能量沿着_流动；能量作为_，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。(3)生态系统中的各种组成成分，正是通过_，才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。固定储存、转移和释放合成与分解储存与释放载体食物链(网)动力能量流动和物质循环第12页/共53页思考探讨3.物质循环中的“物质”是指什么？提示：指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，并不是具体的化合物。第13页/共53页物质循环和能量流动的比较项目项目能量流动能量流动物质循环物质循环区区别别形式形式以有机物形式流动以有机物形式流动因不同元素而异，如碳以因不同元素而异，如碳以CO2形式循形式循环环特点特点单向流动、逐级递减单向流动、逐级递减物质被反复利用，具有循环性物质被反复利用，具有循环性范围范围生态系统的各营养级生态系统的各营养级生物圈内，具有全球性生物圈内，具有全球性过程过程沿食物链沿食物链(网网)单向流动单向流动在无机环境和生物群落之间往复循环在无机环境和生物群落之间往复循环联系联系在生物群落中它们的流动渠道都是食物链和食物网，且相互在生物群落中它们的流动渠道都是食物链和食物网，且相互联系、同时进行联系、同时进行能量的固定、储存、转移、释放离不开物质的合成和分解能量的固定、储存、转移、释放离不开物质的合成和分解物质是能量沿食物链物质是能量沿食物链(网网)流动的载体，能量是物质在生态系流动的载体，能量是物质在生态系统中往复循环的动力统中往复循环的动力第14页/共53页(1)伴随着物质循环过程，环境中的一些有毒物质会出现生物富集现象，营养级越高，富集物浓度越高。(2)任何一个稳定生态系统中，物质循环和能量流动都保持着相对平衡。第15页/共53页记知识纲要第16页/共53页 背关键语句1物质循环指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。2物质循环的特点：具有全球性，循环反复利用。3CO2的来源有生物的呼吸作用、微生物的分解作用、化学燃料的燃烧。第17页/共53页合作探究 课堂互动第18页/共53页碳循环下图为某生态系统的部分物质循环简图，下列相关叙述不正确的是()第19页/共53页A若M表示大气中的CO2，则碳在过程中以含碳有机物的形式传递B直接参与碳循环的细胞器有线粒体和叶绿体C能量可通过光合作用的形式输入该生态系统，也可通过热能的形式输出D图中分解者可以促使物质和能量尽快地循环利用自主解答_第20页/共53页解析：若M表示大气中的CO2，则碳在过程中以CO2的形式进行传递，在过程中以含碳有机物的形式进行传递，A正确。图中生产者通过光合作用将吸收的太阳能转变为储存在植物体内的有机物中的化学能而输入该生态系统，进入生态系统的大部分能量通过生产者、消费者、分解者的呼吸作用以热能的形式散失掉，C正确。能量流动具有单向性，能量不能循环利用，D错误。答案：D第21页/共53页 碳循环图解的判断方法下图为生态系统的碳循环图解：第22页/共53页(1)图中具有双向箭头的是A和E，一个为生产者，一个是大气中的CO2库。因为其他各个成分都有箭头指向A，所以A为大气中的CO2库，E为生产者。(2)观察剩余的几个成分，因为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。(3)整个图解中，食物链是EFDB。第23页/共53页1下图是生态系统中碳循环示意图，其中“”表示碳的流动方向，下列叙述不正确的是()第24页/共53页第25页/共53页解析：物质循环和能量流动是相互依存的，物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力，A正确；图中的食物链是adef，如果e的数量大量减少，则它的食物来源d的数量在短期内会增加，而它的天敌f的数量在短期内会因食物减少而减少，B正确；b属于分解者，而不是消费者，C错误；c为大气中的CO2库，碳在a与c之间是以CO2的形式流动的，而在生物群落之间是以含碳有机物的形式流动的，D正确。答案：C第26页/共53页土壤微生物的分解作用的实验探究下面是某同学探究温度对土壤微生物分解作用的实验，请你根据提供的实验材料和用具，完善该实验报告的内容。实验材料和用具：土壤、落叶、玻璃水槽、标签、塑料布、恒温箱、纱布等。(1)研究课题：_ _。第27页/共53页(2)实验步骤：取_的落叶分成三等份，用纱布包好，分别埋入装有土壤的三个玻璃水槽并用塑料布封好玻璃水槽的口。将玻璃水槽贴上标签A、B和C，将A放在_环境中，B放在0 环境中，C放在50 环境中。一个月后，取纱布包。观察比较A、B、C三个装置中纱布包中落叶的_程度。第28页/共53页(3)预期最可能的实验结果：_ _。(4)实验结论：_ _。自主解答_ _第29页/共53页解析：探究实验是近年高考中常见的题型，要求考生根据提供的实验材料，拟定探究课题，设计实验步骤，预期实验结果，得出实验结论。试题往往具有一定的开放性，如本实验中课题的拟定既可以用“温度对土壤微生物分解作用的影响”为课题，也可以用“O2浓度或pH对微生物分解作用的影响”为课题；试题的答案具有一定的开放性，如设计实验步骤时要依据题目提供材料，按照分组编号、材料处理、实验观察等步骤进行；对实验结果和结论的描述，语言要简练，表达要准确。第30页/共53页答案：(1)探究温度对土壤微生物分解作用的影响(2)形状、大小相同常温(或25)腐烂(3)常温(25)条件下比0 和50 条件下的落叶腐烂程度大(4)温度影响土壤微生物的分解作用第31页/共53页实验原理土壤微生物主要聚集在表层土中，主要是细菌和真菌两大类。微生物通过分泌细胞外酶，把复杂的有机物分解成简单的无机物然后再吸收，如大多数真菌具有分解纤维素的酶，它们能分解植物纤维素。第32页/共53页 实验步骤实例实例1实例实例2实验假设实验假设微生物能分解落叶使微生物能分解落叶使之腐烂之腐烂微生物能分解淀粉微生物能分解淀粉实验实验设计设计实验组实验组对土壤高温处理对土壤高温处理A杯中加入杯中加入30 mL土壤浸出液土壤浸出液对照组对照组对土壤不做任何处理对土壤不做任何处理B杯中加入杯中加入30 mL蒸馏水蒸馏水自变量自变量土壤中是否含微生物土壤中是否含微生物烧杯中是否含微生物烧杯中是否含微生物实验现象实验现象在相同时间内实验组在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对落叶腐烂程度小于对照组照组AA1不变蓝不变蓝A2产生砖红色沉淀产生砖红色沉淀BB1变蓝变蓝B2无砖红色沉淀无砖红色沉淀结论分析结论分析微生物对落叶有分解微生物对落叶有分解作用作用土壤浸出液中的微生物能分解淀土壤浸出液中的微生物能分解淀粉粉第33页/共53页2为探究落叶是否是在土壤微生物的作用下腐烂，下列实验设计中，错误的是()A可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛选出落叶和土壤B将落叶平均分成两份，置于网兜中C把土壤分成两组，对照组土壤进行灭菌处理，实验组土壤不做处理D将两份落叶连同网兜分别埋入两组土壤中，观察腐烂情况第34页/共53页解析：本实验的自变量是土壤微生物的有无，因此实验组土壤要进行灭菌处理，对照组土壤保持自然状态。答案：C第35页/共53页高效测评 知能提升第36页/共53页1下列关于生态系统物质循环的叙述中，不正确的是()A循环的物质是指组成生物体的蛋白质、核酸、糖类和脂质等B循环的物质是指组成生物体的C、H、O、N等元素C是在生物群落与无机环境之间形成的反复的循环运动D生态系统的物质循环是在生物圈范围内进行的第37页/共53页解析：物质循环是指构成生物体的元素在无机环境与生物群落之间的循环，而不是指由这些元素构成的生物体特有的糖类、蛋白质、脂质等有机物的循环。答案：A第38页/共53页2大气中CO2过多与碳循环失衡有关。因而“低碳生活”已经获得全社会有识之士的普遍认同。下列判断不正确的是()第39页/共53页A增加自养生物的种类和数量有利于降低大气中的CO2含量B大气中CO2的增加主要与异养生物的数量增加有关C该生态系统中的自养生物与所有异养生物构成了生物群落D该图能表示物质循环过程，不能准确表示能量流动方向第40页/共53页解析：理清生产者的代谢特征、大气中CO2的主要来源、生物群落的概念是解题的关键。自养生物可以利用大气中的CO2来制造有机物，使环境中的CO2含量降低，A正确；大气中CO2的增加主要是化学燃料的大量燃烧所引起的，而异养生物数量的增加对大气中CO2浓度的改变不会有很大影响，B错误；自养生物为生产者，异养生物为消费者和分解者，可以构成一个生物群落，C正确；生态系统的能量只能单向传递，D正确。答案：B第41页/共53页3某同学完成了土壤微生物的分解作用的对照实验，对照组是()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第42页/共53页解析：在探究土壤微生物的分解作用的实验中，对照组的土壤不做处理，保持自然状态。实验组的土壤要进行高温灭菌处理，以排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变。答案：A第43页/共53页4右图表示碳元素在无机环境和生物群落中循环流动的一部分，下列说法正确的是()ACO2只能通过光合作用从无机环境进入生物群落B有机物中的碳只能通过呼吸作用返回无机环境CA、B是存在于不同组织中的同一类化合物，但转化形式不同D某种植食性动物体重若要增加1kg，则其消耗的植物至少为10kg第44页/共53页解析：CO2可通过光合作用和化能合成作用从无机环境到生物群落，A错误；有机物中的碳可通过生物的呼吸作用返回无机环境，也可通过燃烧进入大气中，B错误；A、B分别为肝糖原和肌糖原，属于多糖，肝糖原的功能主要是维持血糖的平衡，肌糖原主要为肌肉活动提供能量，C正确；“至少消耗”时能量传递效率应为20%，某种植食性动物体重若要增加1kg，则其消耗的植物至少为5kg，D错误。答案：C第45页/共53页5下图是某生态系统中能量流动与物质循环关系示意图，据图回答：图中为有毒物质浓度(百万分之一，即106)，能量单位：kJ/(cm2a)第46页/共53页(1)从完成生态系统功能的角度，简要说明生产者的重要作用是_ _。(2)流经该生态系统的总能量是_kJ/(cm2a)。(3)根据图中数值计算，能量从A到B、从B到C的传递效率依次是_、_，其余的能量最终通过生物的_散失，由于生物不能在代谢中再利用_，因此能量流动具有_的特点。第47页/共53页(4)图中无机物箭头指_和H2O等物质的流动过程。图中D是_，通过有氧呼吸和无氧呼吸，将生物组织内的碳释放到空气中，由此可见D在物质循环中的重要作用是_。(5)从物质循环的角度看，存在于空气、水、土壤中的有毒物质，通过_在生物体内大量积累，因此_越高的生物受害程度越大。第48页/共53页第49页/共53页答案：(1)能量流动、物质循环的基础(2)466(3)13.5%20.6%呼吸作用热能单向流动、逐级递减(4)CO2分解者保证物质的再利用(5)食物链营养级第50页/共53页第51页/共53页谢谢观看！第52页/共53页感谢您的观看！第53页/共53页