2022-2023学年人教版（2019）选择性必修二生态系统的物质循环讲义.pdf

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1、3.3生态系统的物质循环班级：姓名【学习目标】1 .以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。2 .通过分析生物富集现象，说明生物富集的危害，认同应采取措施减少危害。3 .尝试探究土壤微生物的分解作用。4 .说明能量流动和物质循环的关系。【学习重点】分析生态系统中的物质循环，概述生态系统的物质循环过程。课前自主探究1 .生态系统的物质循环概念：组成生物体的等元素，都 不 断 进 行 着 从 非 生 物 环 境 到,又从生物群落回到 的循环过程，叫生态系统的物质循环。2 .物质循环的特点是一方面具有 性，另一方面可以被生物群落利用O3 .生态系统的物质循环实例一一碳循环(1)碳在生物群落和非生物环

2、境之间的循环主要是以 的形式循环的。(2)碳从非生物环境进入生物群落主要通过 作用，从生物群落进 入 非 生 物 环 境 的 途 径 有 作 用、作用和化石燃料的燃烧。4 .生物富集(1)概念：生物体从周围环境中吸收、积蓄某种元素或 的化合物，使其在机体内浓度 环境浓度的现象，称作生物富集。(2)原因(以铅为例)：进入体内的铅，能够形成多种比较 的铅化合物，分布于生物体的多种组织细胞内，导致铅不易被生物体排出，从而积蓄在体内。一旦含有铅的生物被更高营养级的动物食用，铅就会沿着逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端。(3)特点：食物链的 最高，生物富集具有 性。5 .探究土壤微生物的分解作用

3、探究性试验的一般步骤：（D （2）（3）（4）（5）6 .能量流动和物质循环的关系：能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者同时进行的，彼此,o物质作为能量的,使能量沿着食物链（网）流动；能量作为,使物质不断地在生物群落和非生物环境之间循环往复。【判断正误】（1）沼渣、沼液作为肥料还田，使物质能够循环利用。（）（2）参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。（）（3）碳循环在生物群落内部以C O?形式进行。（）（4）化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因。（）（5）物质循环中所说的“生态系统”是指一般的生态系统。（）（6）碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传

4、递是双向的，其他成分间都是单向的。（）课堂合作探究探究一：生态系统物质循环的概念及特点阅读课本P 6 3 第一段内容,回答下列问题：1 .概念：组成生物体的 等元素，都不断进行着从到，又从 至!J 的过程。（1）这里的物质是指什么？（2）这里的生态系统是指什么？（3）在哪两者之间循环？2 .特点（1）全球性：物 质 循 环 具 有 全 球 性，因此把生态系统物质循环又叫.（2）,循环流动：物质循环可以在生物群落与无机环境之间反复利用、循环流动.典例分析：例 L 生态系统的物质循环中所说的物质是指（）A.组成生物体的蛋白质和核酸B.无机物C.组成生物体的C、H、0、N、P、S 等化学元素D.组成

5、自然界的元素例 2.生态系统的物质循环的特点错误的是（）A.带有全球性B.物质是指组成生物体的基本元素C.在 群 落 与 无 机 环 境 之 间 循 环 往复 D.在群落的各营养级之间循环往复探究二.碳循环过程1.结合碳循环过程图思考以下内容：（1）碳在自然界中主要以什么形式存在？在生物群落内部以什么形式存在？碳循环J屏;作动植物的遗体和用能物呼ft球煤、石油（2）无机环境中的碳进入生物群落的主要途径是什么？另外，某些细菌能够通过 作用也可以转化一部分无机碳。（3）碳元素在生物群落中的传递途径是什么？在各营养级生物之间的传递形式是什么？（4）碳返回无机环境的途径有哪些？（5）碳在生物群落和无机

6、环境之间的循环形式是什么？（6）实现碳在生物群落与非生物环境之间循环的关键成分有哪些？（7）构建碳循环的模型?2.碳循环的失衡温室效应施？说出温室效应的原因、危害及缓解措典例分析：例 3：如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，箭头表示生理过程。下列相关叙述中，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、丙之间以有机物的形式传递D.碳元素可在非生物环境和生物群落之间反复利用例 4：大气中二氧化碳含量的迅速增加造成温室效应。下列有关叙述不恰当的是()A.动植物呼吸作用的增强是大气中

7、二氧化碳含量的增加的主要原因B.减少化石燃料的燃烧是解决温室效应的主要措施C.碳元素在生物群落和非生物环境之间主要以二氧化碳的形式循环D.生产者通过光合作用或化能合成作用将碳固定到生物群落中探究三：重金属盐和DDT等农药的生物富集作用生物富集作用与能量流动正好相反，能量在沿食物链流动时逐级递减，而农药或重金属盐则存在“生物富集作用”，即营养级越高，该物质浓度越高。如图所示：DDT沿食物链放大生物富集过程：从非生物环境进入生物体，沿 逐级富集；特点：随营养级，浓度逐级 O典例分析例 5：下面是甲、乙、丙、丁四个种群在一个达到生态平衡的环境中残留农药的DDT的平均,种群甲乙丙TDDT浓度0.040

8、.350.393.4(1)这四个种群中属于生产者的是 O(2)DDT在生物体内富集时，在能量流动的渠道中，越高，生物体内的DDT浓度越高。(3)写出四个种群的能量流动渠道：探究四：生态系统物质循环和能量流动之间的关系阅读教材P 6 5,完成下列问题：项目能量流动物质循环形式范围特点联系1、生态系统的主要功能，二者是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _，相互依存，不可分割；2、是能量流动的；3、是物质循环的；4、物质循环和能量流动都以 为流动渠道，使生态系统各成分形成一个统一的整体。牙 丁 矶 物 -C 无 削I粉典例分析：例 6.上图是某生态系统中，能量流动与物质循环关系示意图，据图回答下列

9、问题。（图中为有毒物质，浓度百万分之一，即 I O ）（1）在此生态系统的组成成分中，D 表示,流经该生态系统的总能量是 k J /（c m2 a）o（2）根据图中数值计算能量从由B到C的传递效率是 o 其余的能量最终通过生物的 散失。能量流动具有 的特点。（3）碳元素在无机环境与生物群落之间是以 形式传递的。（4）如果A 有 5 0 0 0 k g,按能量最大传递效率计算，位于第三营养级的生物可增重_ _ _ _ _ _ k go（5）物质循环和能量流动是以食物链和食物网为流动渠道，请写出图中的食物链_ _ _ _ _;有毒物质随着营养级的升高逐渐增加，这体现了现象。例 7.分析以下生态系统

10、的能量流动和物质循环的关系简图，不能得到的结论是()A.能量的总和可能小于生产者所固定的太阳能总量B.生物圈的物质是自给自足的；能量是需要不断补充的C.D中包含的生物可能处于食物链的最高营养级D.碳 以CO?形式进入生物群落又以CO?的形式离开生物群落返回无机环境探究五：探究土壤微生物的分解作用1.原理：（D 土壤中生活着细菌、真菌、放线菌等微生物，它们在生态系统中主要充当分解者。在不同的气候与环境下，落叶在土壤中被分解的时间也不同。雷 斐林试剂（2）淀 粉 一 还 原 糖 加 热 砖红色沉淀2.探究案例案例1案例2实验假设微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解淀粉实验设计实 验组对土壤做_ _

11、 _ _ _ _处理A烧杯中加入3 0 m L 土壤浸出液，加一定量淀粉糊对 照组对土壤不做任何处理B 烧杯中加入3 0 m L _ _ _ _ _ _ _ _,加等量淀粉糊自 变量土壤中是否含_ _ _ _ _ _ _ _ _ _实验现象在相同时间内实验组落叶腐烂程度_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 对照组A 试管人试管加碘液A?试管加斐林试剂B 试管B i 试管加碘液B2试管加斐林试剂结论分析典例分析：例&完成“探究土壤微生物对淀粉的分解作用”实验设计将取自农田、林地或花盆等处的土壤放入里面垫有厚纱布的烧杯中，加水搅拌，然后将纱布连同土壤一起取

12、出。将留在烧杯中的土壤浸出液静置备用。另取两只烧杯，编 号 为 A、B,放入等量淀粉糊。在 A烧杯中加入30 ml（实验组），B 烧杯中加入30 ml （对照组）。在室温下放置7天，分别取A、B 烧杯中的溶液2 0 m L 各放入两支试管中，分别编号为A 1、A/、Bi、B2O 在 A I、B、中加入,在 A。、B2 中加入斐林试剂。观 察 4、A?、Bi、B2 四支试管中的颜色。3.3 生态系统的物质循环课前自主探究答案l.C、H、0、N、P、S 生物群落 非生物环境2 .全 球 性 反 复3.(1)C 02(2)光合动植物的呼吸微生物的分4.（1）难以降解超过（2）稳 定 的 食 物 链（

13、3）顶 端 全 球5 .提 出 问 题、作出假设、设计实验方案、进 行 实 验、分析结果,解得出结论6.相 互 依 存 不 可 分 割载体 动力判断正误：（1）J （2）X X (4)V(5)X(6)V课堂合作探究答案探究一：生态系统物质循环的概念及特点1、概念：C、H、0、N、P、S非 生 物 环 境 生 物 群 落 生 物 群 落非生物环境（1）物质循环中的物质是指组成生物体的C、H、0、N、P、S 等元素,而不是化合物，也不是单质。（2）生物圈（3）非生物环境生物群落2.特点：（1生物地球化学循环（2）循 环 性（反复利用）例 1 C 例2 D探究二：碳循环过程1.（1）C 02和碳酸盐

14、 含碳有机物（2）光合作用(3)食 物 链（食物网）含碳有机物(4)生产者、消费者的呼吸作用 分解者的分解 作 用 化 石 燃 料 的 燃 烧(5)C 02（6）生产者、分解者捕 食 管”广煤、石 油、天然气等化石燃料呼吸作用光合作用呼吸作用2 .温室效应(1)原因：化石燃料的大量燃烧，在短时间内使大气中的co?含量升高.(2)危害：加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多动物的生存构成威胁。(3)减缓措施：一方面减少C O?的排放：主要是开发新能源如水能、太阳能等，减少化石燃料的燃烧，另一方面增加C 0 2 的吸收：保护植被，大力植树造林，增加绿地面积。例3.A 例 4

15、.A探究三：重金属盐和D D T等农药的生物富集作用食 物 链 升 高 递 增例 5.(1)甲 (2)营养级乙十探究四：生态系统物质循环和能量流动之间的关系项目能量流动物质循环形式光 能 一 化 学 热能无机物范围各营养级之间生物圈(全球)特点单向流动逐级递减循环性全球性联系1、生态系统的主要功能，二者是同 时 进 行，相互依存,不可分割；2、物质循环是能量流动的载体;3、能量流动是物质循环的动力;4、物质循环和能量流动都以食物链、食物网为流动渠道,使生态系统各成分形成一个统一的整体。例 7 c例 6 (1)分解者；46 6(2)21%呼吸作用单向流动，逐级递减(3)C 02(4)200(514 C生物富集探究五：探究土壤微生物的分解作用探究案例：例 8：(2)土壤浸出液案例1案例2实验假设微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解淀粉实验设计实 验组对土壤做 灭菌 处理A烧杯中加入30m L 土壤浸出液，加一定量淀粉糊对 照组对土壤不做任何处理B 烧杯中加入3 0 m L 蒸储水，加等量淀粉糊自 变量土壤中是否含微生物烧杯中是否加入土壤微生物实验现象在相同时间内实验组落叶腐烂程度小 于 对照组A试管4 试管加碘液不变蓝A?试管加斐林试剂有破红色沉淀B 试管B i 试管加碘液变蓝B?试管加斐林试剂无砖红色沉淀结论分析微生物对落叶有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉蒸馆水(4)碘液