【高考調(diào)研-人教】2013-2014學(xué)年高中生物課件必修三：第五章-生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性-5.3生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

第3課時(shí)第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)課前篇·自主學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1.以碳循環(huán)為例，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。

2.嘗試探究土壤微生物的分解作用。

3.說明能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。

4.關(guān)注碳循環(huán)平衡失調(diào)與溫室效應(yīng)的關(guān)系。課前預(yù)習(xí)一、物質(zhì)循環(huán)的概念及特點(diǎn)

1.概念：組成生物體的________，不斷進(jìn)行著從無機(jī)環(huán)境到________，又從________到________的循環(huán)過程，就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。

2.特點(diǎn)：①________：物質(zhì)循環(huán)的范圍是生物圈，在一個(gè)小的生態(tài)系統(tǒng)中不能實(shí)現(xiàn)。②________：因此生物圈在物質(zhì)方面是一個(gè)自給自足的系統(tǒng)。二、實(shí)例：碳循環(huán)1.形式：以________的形式進(jìn)行循環(huán)。2.碳元素的存在形式：在無機(jī)自然界以________和________的形式存在，在生物群落中以________的形式存在。

3.循環(huán)過程a.寫出以下數(shù)字代表的生理過程：(1)________，(2)________，(3)________，(4)________。b.隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，化石燃料大量燃燒，CO2迅速增加，打破了生物圈碳循環(huán)的平衡，形成________，緩解的措施是________和________。【新知探究】

溫室效應(yīng)給環(huán)境帶來了很大的危害，你有何措施給予解決？【提示】

減少CO2排放的同時(shí)大力植樹造林。三、能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的________，二者_(dá)_______、________，不可分割。物質(zhì)是能量的________，使能量沿食物鏈(網(wǎng))流動(dòng)；能量是物質(zhì)循環(huán)的________，使物質(zhì)不斷在生物群落和無機(jī)環(huán)境間循環(huán)往返。通過能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)，生態(tài)系統(tǒng)各組分緊密聯(lián)系，成為有機(jī)的統(tǒng)一整體。自我校對(duì)一、1.C、H、O、N、P、S等元素生物群落生物群落無機(jī)環(huán)境2.①全球性②反復(fù)利用、循環(huán)流動(dòng)二、1.CO22.CO2

碳酸鹽有機(jī)物3.a.(1)光合作用或化能合成作用(2)呼吸作用(3)呼吸作用(4)分解作用(或呼吸作用)b.溫室效應(yīng)大力植樹造林開發(fā)新能源三、主要功能同時(shí)進(jìn)行彼此相互依存載體動(dòng)力課上篇·互動(dòng)課堂重難點(diǎn)突破一、物質(zhì)循環(huán)——碳循環(huán)的相關(guān)分析

1.碳循環(huán)的分析

(1)碳元素進(jìn)入生物群落的途徑：通過綠色植物的光合作用或者是部分細(xì)菌的化能合成作用。

(2)碳元素返回到無機(jī)環(huán)境的途徑：通過生產(chǎn)者、消費(fèi)者的呼吸作用和分解者的分解作用。(3)碳元素在循環(huán)過程中的形式①在無機(jī)環(huán)境中：CO2和碳酸鹽等無機(jī)物。②在無機(jī)環(huán)境和生物群落之間：CO2。③在生物群落內(nèi)部：含碳有機(jī)物。2.碳循環(huán)平衡的破壞——溫室效應(yīng)(1)導(dǎo)致溫室效應(yīng)的原因①化學(xué)燃料的大量燃燒，在短時(shí)間內(nèi)使大氣中CO2的濃度升高。②森林、草原等植被大面積的破壞，大大降低了植物對(duì)大氣中CO2的調(diào)節(jié)能力。(2)防止或減緩溫室效應(yīng)的主要措施①改善能源結(jié)構(gòu)，開發(fā)新能源(核能、水能等)，盡量減少煤炭的燃燒量(減少CO2的來源)。②大力推行植樹造林活動(dòng)(增加CO2的去路)。

3.碳循環(huán)過程中各種生態(tài)系統(tǒng)成分的判斷(1)被其他三種成分指向的A為大氣中的CO2，因?yàn)樯a(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者都能通過呼吸作用釋放CO2進(jìn)入大氣。(2)與A有雙向箭頭的B為生產(chǎn)者，在釋放CO2的同時(shí)，也能固定CO2，形成有機(jī)物進(jìn)入生物群落。(3)被B與C指向的D為分解者，它可以分解動(dòng)、植物的遺體，剩余者C為消費(fèi)者。4.物質(zhì)循環(huán)概念的理解分析(1)物質(zhì)循環(huán)中的“物質(zhì)”是指組成生物體的各種化學(xué)元素，而不是單質(zhì)或化合物。(2)物質(zhì)循環(huán)的過程：無機(jī)環(huán)境

生物群落，并伴隨著物質(zhì)和能量變化。(3)概念中的生態(tài)系統(tǒng)指的是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈，因此物質(zhì)循環(huán)具有全球性。二、物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)系圖示同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割①能量的固定、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(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)力聯(lián)系生物圈(全球性)生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級(jí)范圍反復(fù)利用、循環(huán)流動(dòng)單向傳遞、逐級(jí)遞減特點(diǎn)無機(jī)物以有機(jī)物為載體形式物質(zhì)循環(huán)能量流動(dòng)項(xiàng)目三、土壤微生物的分解作用的探究活動(dòng)分析土壤浸出液中的微生物能分解淀粉微生物對(duì)落葉有分解作用結(jié)論分析不變色B2變藍(lán)B1B產(chǎn)生磚紅色沉淀A2不變藍(lán)A1A在相同時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)組落葉腐爛程度小于對(duì)照組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否含有微生物土壤中是否含微生物自變量B杯中加入30mL蒸餾水對(duì)土壤不作任何處理對(duì)照組A杯中加入30mL土壤浸出液對(duì)土壤高溫處理實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)微生物能分解淀粉微生物能分解落葉使之腐爛實(shí)驗(yàn)假設(shè)案例2案例1網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建典型例題分析類型一碳循環(huán)中的生理過程及物質(zhì)變化【例題1】(2010·廣東理綜)氣候變化與生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)密切相關(guān)。下表為A、B兩個(gè)不同時(shí)期陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣環(huán)境的碳交換情況。1.20×10141.26×10141.20×10141.20×1014AB碳釋放量(kgC·a-1)碳吸收量(kgC·a-1)時(shí)期(1)生態(tài)系統(tǒng)碳的吸收主要是通過________作用實(shí)現(xiàn)的，碳的釋放主要是通過________作用實(shí)現(xiàn)的。(2)表中________時(shí)期的生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，原因是___________________________。3)由于過度的人工碳排放，破壞了生態(tài)系統(tǒng)的________，導(dǎo)致大氣中________增加并引起全球氣候變化。(4)人們正在積極開發(fā)新能源以減少碳排放。如“葉綠素太陽能電池”是模仿類囊體吸收光能的特性而制造的，類囊體吸收光能的過程發(fā)生在光合作用的________階段；又如經(jīng)改造的藍(lán)藻能在細(xì)胞內(nèi)將光合作用產(chǎn)生的________直接發(fā)酵轉(zhuǎn)化為燃料乙醇。解析本題主要考查生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)以及與溫室效應(yīng)相關(guān)的知識(shí)，意在考查考生對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)過程的掌握及靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決環(huán)境問題的能力。(1)生態(tài)系統(tǒng)主要通過生產(chǎn)者的光合作用吸收大氣中的CO2，再通過呼吸作用釋放CO2。(2)分析圖表可知，該生態(tài)系統(tǒng)A時(shí)期的碳吸收量與碳釋放量相等，而B時(shí)期的碳吸收量小于碳釋放量，即B時(shí)期該生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境中CO2含量不斷增多，而A時(shí)期該生態(tài)系統(tǒng)的碳能維持相對(duì)穩(wěn)定。(3)當(dāng)碳過度排放到環(huán)境中時(shí)，會(huì)破壞生態(tài)系統(tǒng)的碳平衡，從而導(dǎo)致大氣中CO2增多，形成溫室效應(yīng)。(4)類囊體吸收光能發(fā)生在光合作用的光反應(yīng)階段；光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物經(jīng)發(fā)酵可轉(zhuǎn)化為乙醇。答案

(1)光合呼吸(2)A碳的釋放量等于碳的吸收量(3)碳平衡CO2濃度(4)光反應(yīng)有機(jī)物【總結(jié)提升】

本題考查了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及細(xì)胞呼吸等方面的知識(shí)，也考查了“能從試題材料中鑒別、選擇相關(guān)生物學(xué)信息，并能運(yùn)用這些信息。結(jié)合所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)的生物學(xué)問題”和對(duì)概念的理解與綜合運(yùn)用能力。錯(cuò)答本題的原因就在于對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的概念把握不牢，認(rèn)識(shí)模糊。只要符合生態(tài)系統(tǒng)的概念，就會(huì)有物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞三個(gè)功能。類型二物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)系【例題2】(2010·福州高二檢測(cè))如圖為某生態(tài)系統(tǒng)的部分物質(zhì)循環(huán)簡(jiǎn)圖，其中M表示非生物的物質(zhì)和能量。下列敘述正確的是 ()A.若M表示大氣中的CO2，則碳元素在圖中④過程中是以有機(jī)物形式傳遞的B.從圖中我們可以看出能量伴隨著物質(zhì)循環(huán)而循環(huán)C.若M表示大氣中的CO2，則碳元素可在生物群落中反復(fù)循環(huán)利用D.若M表示無機(jī)環(huán)境中的能量，則①的能量值為②與③對(duì)應(yīng)的能