3.3生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)課件-高二上學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修2

第3章

第3節(jié)

生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)課程導(dǎo)入問題探討胡楊能抗干早、御風(fēng)沙、耐鹽堿，可頑強地在荒漠中生存繁衍。然而，受水資源短缺的影響，一些遠(yuǎn)離水源的胡楊也難逃死亡的厄運。這些死亡的胡楊雖歷經(jīng)烈日和荒漠的摧殘，卻依然傲立于大漠，其枝干往往呈現(xiàn)出千姿百態(tài)的奇特造型討論：1.胡楊死亡后，為什么很長時間都沒有腐爛?2.有研究表明，長有胡楊的荒漠土壤一般比草原的貧瘠，這是為什么?胡楊林及其土壤森林里的土壤知識聚焦計劃課時一般考查方式及難度本課時聚焦碳循環(huán)的過程及特點物質(zhì)循環(huán)及其與能量流動的關(guān)系溫室效應(yīng)及生物富集探究土壤微生物的分解作用選擇、問答

一般1.5課時考點1物質(zhì)循環(huán)及其與能量流動的關(guān)系碳循環(huán)的過程生產(chǎn)者初級消費者次級消費者三級消費者消費者分解者含碳有機(jī)物大氣中的CO2庫CO2CO2CO2CO2非生物環(huán)境生物群落化石燃料碳的存在形式：碳在__________和___________之間循環(huán)，物質(zhì)形式為____。燃燒分解作用呼吸作用呼吸作用光合作用攝食無機(jī)環(huán)境中主要為CO2及碳酸鹽等，在生物群落主要為含碳有機(jī)物生物群落碳進(jìn)入生物群落的途徑：碳回到非生物環(huán)境的途徑：主要是光合作用主要是呼吸作用、分解作用及化石燃料的燃燒CO2CO2CO2含碳有機(jī)物非生物環(huán)境考點1物質(zhì)循環(huán)及其與能量流動的關(guān)系碳循環(huán)的過程生產(chǎn)者初級消費者次級消費者三級消費者消費者分解者含碳有機(jī)物大氣中的CO2庫CO2CO2CO2CO2非生物環(huán)境生物群落化石燃料碳的存在形式：碳在__________和___________之間循環(huán)，物質(zhì)形式為____。碳在生物群落內(nèi)部_____(傳遞/循環(huán))的渠道和形式：燃燒分解作用呼吸作用呼吸作用光合作用攝食無機(jī)環(huán)境中主要為CO2及碳酸鹽等，在生物群落主要為含碳有機(jī)物生物群落非生物環(huán)境CO2CO2CO2傳遞主要以含碳有機(jī)物形式，沿著食物鏈和食物網(wǎng)單向傳遞，不循環(huán)含碳有機(jī)物考點1物質(zhì)循環(huán)及其與能量流動的關(guān)系氮循環(huán)和硫循環(huán)硫循環(huán)示意圖氮循環(huán)示意圖考點1物質(zhì)循環(huán)及其與能量流動的關(guān)系物質(zhì)循環(huán)組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等_____，不斷進(jìn)行著從___________到_________，又從_________到___________的循環(huán)過程。元素非生物環(huán)境生物群落生物群落非生物環(huán)境組成生物體的各種元素?zé)o機(jī)環(huán)境?生物群落①物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復(fù)運動②在生物圈循環(huán)，具有全球性，物質(zhì)循環(huán)又叫做生物地球化學(xué)循環(huán)主體：方向：特點：應(yīng)用：種養(yǎng)結(jié)合模式(循環(huán)經(jīng)濟(jì))加快物質(zhì)循環(huán)，使廢物資源化，實現(xiàn)能量多級利用，提高能量利用率；調(diào)整能量流動方向，使能量持續(xù)、高效地流向?qū)θ祟愑欣牟糠?；減少化肥、農(nóng)藥使用，減少環(huán)境污染考點1物質(zhì)循環(huán)及其與能量流動的關(guān)系能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系能量流動和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能，同時進(jìn)行、相互依存、不可分割能量流動和物質(zhì)循環(huán)具有不同的特點能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的合成和分解物質(zhì)作為能量流動的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動能量作為物質(zhì)循環(huán)的動力，使物質(zhì)在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返在物質(zhì)循環(huán)過程中，非生物環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落反復(fù)利用能量在流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級時，逐級遞減，單向不循環(huán)生產(chǎn)者無機(jī)環(huán)境消費者分解者能量流動關(guān)系示意圖生產(chǎn)者無機(jī)環(huán)境消費者分解者物質(zhì)循環(huán)關(guān)系示意圖如圖是自然界碳循環(huán)的簡圖。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是(

)A．甲為分解者，乙為消費者，丙為生產(chǎn)者B．①②③表示CO2通過甲、丙、乙的呼吸作用進(jìn)入大氣中C．④主要表示大氣中CO2通過光合作用進(jìn)入生物群落D．碳元素以無機(jī)物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流動例1經(jīng)典習(xí)題D如圖為某生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖(Ⅰ～Ⅳ表示生態(tài)系統(tǒng)的成分，①～⑧表示相關(guān)過程)，下列敘述正確的是()A．圖示的碳循環(huán)路徑是完整的B．流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是通過①過程實現(xiàn)的C．圖中以CO2的形式進(jìn)行的過程有①⑥⑦⑧過程，以含碳有機(jī)物的形式進(jìn)行的過程有②③④⑤D．圖中由生產(chǎn)者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ構(gòu)成的食物鏈中，能量單向流動、逐級遞減例2經(jīng)典習(xí)題B“落紅不是無情物，化作春泥更護(hù)花”體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的原理。根據(jù)這一原理，下列說法錯誤的是()A.物質(zhì)循環(huán)中的“物質(zhì)”指的是組成生物體的各種元素B.物質(zhì)循環(huán)中的“循環(huán)”指的是在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)C.能量在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)需要以物質(zhì)作為載體D.生態(tài)農(nóng)業(yè)可以加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)例3經(jīng)典習(xí)題C氮是組成細(xì)胞的基本元素之一，在自然界中以多種形式存在。氮循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的重要組成部分，圖示為氮循環(huán)部分過程。下列說法正確的是(

)A．氮循環(huán)是指氮氣在生物群落和非生物環(huán)境之間的循環(huán)B．氮元素在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中能夠循環(huán)往復(fù)利用C．硝化作用主要由分解者完成，同時伴隨著能量流動D．無機(jī)氮進(jìn)入生物群落的途徑有生物固氮和植物根系吸收例4經(jīng)典習(xí)題D圖1是某生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，請分析回答：(1)圖1中D指向A的箭頭代表的生理過程是______________________，圖中B的生態(tài)功能為____________________________________。

(2)碳元素在生物群落內(nèi)主要是以____________形式流動的，在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間中主要以____的形式不斷循環(huán)。(3)碳循環(huán)具有全球性的主要原因是______________________________________________________________________________________________。經(jīng)典習(xí)題例5光合作用(和化能合成作用)含碳有機(jī)物CO2

碳在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進(jìn)行的，而大氣中的CO2能夠隨著大氣環(huán)流在全球范圍內(nèi)流動將動植物遺體和動物的排遺物分解為無機(jī)物圖1是某生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，請分析回答：(4)同碳元素一樣，氮在生物群落和非生物環(huán)境之間也是不斷循環(huán)的。為什么還要往農(nóng)田中不斷地施加氮肥呢？(5)根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，談?wù)勀銓Α胺N養(yǎng)結(jié)合”模式的理解。經(jīng)典習(xí)題例5長期的農(nóng)作物種植使農(nóng)田土壤中氮的含量往往不足以使作物高產(chǎn)，加之農(nóng)產(chǎn)品源源不斷地自農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)輸出，其中的氮元素并不能都?xì)w還土壤，所以需要施加氮肥以提高產(chǎn)量?？键c2物質(zhì)循環(huán)的失衡溫室效應(yīng)非生物環(huán)境生物群落碳吸收碳排放光合作用呼吸作用分解作用化石燃料燃燒溫室效應(yīng)雪球地球主要原因：嚴(yán)重危害：治理措施：化石燃料大量燃燒，釋放過多的CO2，使碳平衡被破壞全球氣候變暖、冰川消退和海平面上升、生態(tài)問題、極端天氣事件增加以及健康問題?①節(jié)能減排，減少化石燃料的燃燒

②開發(fā)新能源

③加強植樹造林及其他碳儲存措施考點2物質(zhì)循環(huán)的失衡生物富集請據(jù)圖分析，可以得出結(jié)論。鉛是一種毒性很強的化學(xué)元素，原本以比較穩(wěn)定的形式存在于環(huán)境中，但人類活動改變了鉛在環(huán)境中的分布，使得鉛可能進(jìn)入生物體內(nèi)，造成環(huán)境危害及影響人體健康。為了解鉛的傳播特點，科學(xué)家進(jìn)入了如下的研究：鉛在中國血蛤體內(nèi)積蓄，并且超過所處的環(huán)境濃度隨著食物鏈營養(yǎng)級的升高，鉛在生物體內(nèi)的濃度逐漸增多考點2物質(zhì)循環(huán)的失衡生物富集定義常見物質(zhì)發(fā)生原因特點生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機(jī)體內(nèi)濃度超過環(huán)境濃度的現(xiàn)象。鉛、鎘、汞等重金屬；DDT、六六六等有機(jī)化合物；一些放射性物質(zhì)進(jìn)入生物體內(nèi)形成比較穩(wěn)定的化合物且分布于生物體的多種組織細(xì)胞中，不易被生物體排出，積蓄在體內(nèi)。初級消費者次級消費者三級消費者消費者生產(chǎn)者無機(jī)環(huán)境分解者遺體和糞便根系吸收葉片吸附飲水、呼吸等(1)沿著食物鏈逐漸在生物體內(nèi)聚集，最終積累在食物鏈的頂端(2)具有全球性。可通過大氣、水和生物遷移等途徑擴(kuò)散考點2物質(zhì)循環(huán)的失衡生物富集預(yù)防應(yīng)用利用富集能力強、生長迅速的植物吸收重金屬等以治理污染土壤陽桃在鎘質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過12mg/kg的污染土壤中生長5個月后，枝葉富集的鎘質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過100mg/kg，最高可達(dá)487mg/kg。培養(yǎng)在鎘質(zhì)量濃度為25mg/L營養(yǎng)液中的水蔥，地上部分含鎘264.71mg/kg，地下部分234.39mg/kg。(1)加強管理，禁止重金屬廢棄物及其他有害物質(zhì)的直接排放(2)加強監(jiān)控，連續(xù)性地監(jiān)控水體、空氣、土壤及重點生物的污染情況(3)科學(xué)規(guī)劃和管理，養(yǎng)殖及生活等區(qū)域遠(yuǎn)離重工業(yè)區(qū)及重金屬等污染區(qū)域(4)減少含重金屬的用品如農(nóng)藥等使用(5)在飲食中增加低營養(yǎng)級食物，減少高營養(yǎng)級食物下列有關(guān)生物富集的敘述，錯誤的是(

)A．鎘、汞等重金屬、DDT等有機(jī)化合物均存在生物富集現(xiàn)象B．鐵進(jìn)入生物體內(nèi)不易被排出且難以被降解，因此會出現(xiàn)生物富集C．出現(xiàn)生物富集的元素或化合物，在食物鏈頂端的生物體內(nèi)含量最高D．生物富集現(xiàn)象具有全球性例1經(jīng)典習(xí)題B在煤燃燒、有色金屬冶煉過程中鉛會以微小顆粒被排放進(jìn)入大氣，然后沉降在土壤和植物表面，而鉛進(jìn)入植物和動物體內(nèi)后將不易被排出。下列敘述錯誤的是(

)A．鉛能沿食物鏈在生物體內(nèi)聚集，營養(yǎng)級越高的生物體內(nèi)鉛含量越高B．鉛隨大氣、水和生物遷移等途徑擴(kuò)散，生態(tài)系統(tǒng)中鉛循環(huán)具有全球性C．鉛通過動植物呼吸作用、分解者分解作用和化石燃料燃燒等返回非生物環(huán)境D．減少化石燃料的燃燒、開發(fā)清潔能源是減少鉛的生物富集現(xiàn)象的有效措施例2經(jīng)典習(xí)題C為積極應(yīng)對全球氣候變化，我國政府在2020年的聯(lián)合國大會上宣布，中國于2030年前確保碳達(dá)峰，力爭在2060年前實現(xiàn)碳中和，這是中國向全世界的鄭重承諾，彰顯了大國責(zé)任?；卮鹣铝袉栴}：（1）在自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物等從大氣中攝取碳的速率與生物的呼吸作用和分解作用釋放碳的速率大致相等，可以自我維持___________。自西方工業(yè)革命以來，大氣中CO2的濃度持續(xù)增加，引起全球氣候變暖，導(dǎo)致的生態(tài)后果主要是_____________________________________。（2）生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者、消費者和分解者獲取碳元素的方式分別是______________________________________________，消費者通過食物網(wǎng)（鏈）取食利用，從而將碳元素以___________的形式進(jìn)行傳遞。（3）全球變暖是當(dāng)今國際社會共同面臨的重大問題，從全球碳循環(huán)的主要途徑來看，減少___________和增加___________是實現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的重要舉措。例3經(jīng)典習(xí)題極地冰雪碳平衡碳排放光合作用和和高山冰川融化、海平面上升等化能合成作用、捕食和寄生、分解作用含碳有機(jī)物碳存儲某相對穩(wěn)定的水域生態(tài)系統(tǒng)中食物網(wǎng)主要有甲、乙、丙、丁、戊5個種群，各種群生物體內(nèi)某重金屬的含量如表所示。已知水中的該重金屬被生物體吸收后難以通過代謝排出體外。假設(shè)在這5個種群構(gòu)成的食物網(wǎng)中，消費者只能以其前一個營養(yǎng)級的所有物種為食，請畫出由這5種生物構(gòu)成的食物網(wǎng)。例4經(jīng)典習(xí)題考點3探究土壤微生物的分解作用探究落葉腐爛與土壤微生物的關(guān)系原理實驗材料實驗設(shè)計土壤中生活著肉眼看不見的細(xì)菌、絲狀真菌和呈放射狀的放線菌等微生物，它們通過自身產(chǎn)生的酶可以將落葉中復(fù)雜的有機(jī)物分解，從而使落葉腐爛。在不同的氣候與環(huán)境條件下，落葉在土壤中被分解的時間也不同。帶有落葉的土壤、新鮮落葉等實驗分組對照組實驗組條件處理實驗結(jié)果土壤處理要盡可能排除微生物作用，同時避免對土壤理化性質(zhì)的改變。自然狀態(tài)（不作處理）殺滅微生物（恒溫箱中60℃1h）新鮮落葉洗凈、干燥后稱量，分別裝袋埋入土壤相同條件下放置一段時間，沖洗、干燥后稱量并比較對照組落葉的干重減少量明顯高于實驗組考點3探究土壤微生物的分解作用探究土壤微生物對淀粉的分解作用原理實驗設(shè)計實驗結(jié)論土壤中生活著肉眼看不見的細(xì)菌、絲狀真菌和呈放射狀的放線菌等微生物，它們通過自身產(chǎn)生的酶可以將落葉中復(fù)雜的有機(jī)物分解，從而使落葉腐爛。淀粉與碘液反應(yīng)變成藍(lán)色。還原糖和斐林試劑在水浴加熱條件下產(chǎn)生磚紅色沉淀。實驗分組實驗組對照組條件處理燒杯A

＋淀粉糊燒杯B土壤浸出液3