2019-2020学年人教版生物必修三讲义:第5章 第3节 生态系统的物质循环 Word版含答案.pdf
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1、第第 3 节 生态系统的物质循环节 生态系统的物质循环 学学 习习 目目 标标核核 心心 素素 养养 1.以碳循环为例,分析生态系统中的物 质循环 .以碳循环为例,分析生态系统中的物 质循环 2.尝试探究土壤微生物的分解作用.尝试探究土壤微生物的分解作用 3.说明能量流动和物质循环的关系.说明能量流动和物质循环的关系 4.关注碳循环平衡失调与温室效应的关 系 .关注碳循环平衡失调与温室效应的关 系 1.通过分析生态系统的物质循环和能量 流动的关系,建立生命系统的物质和能 量观 .通过分析生态系统的物质循环和能量 流动的关系,建立生命系统的物质和能 量观 2.通过分析生态系统物质循环的模式 图,
2、培养运用理性思维分析问题、解决 问题的能力 .通过分析生态系统物质循环的模式 图,培养运用理性思维分析问题、解决 问题的能力 3.通过分析温室效应产生的原因及减缓 措施,培养环保意识 .通过分析温室效应产生的原因及减缓 措施,培养环保意识 一、物质循环的概念及特点一、物质循环的概念及特点 1概念概念 组成生物体的组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等元素,都不断地进行着从无机环境到生等元素,都不断地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。物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程。 2特点特点 (1)全球性全球性生物地球化学循环。生物地球化学循环。 (2)循环性循环性物
3、质可被生物群落反复利用。物质可被生物群落反复利用。 二、物质循环的实例二、物质循环的实例碳循环碳循环 1碳的存在形式碳的存在形式 (1)无机自然环境:以无机自然环境:以 CO2和碳酸盐和碳酸盐(石灰岩、珊瑚礁石灰岩、珊瑚礁)等形式存在。等形式存在。 (2)生物群落:主要以含碳有机物的形式存在。生物群落:主要以含碳有机物的形式存在。 2循环形式循环形式 (1)在生物群落与无机环境间:主要以在生物群落与无机环境间:主要以 CO2的形式进行。的形式进行。 (2)在生物群落内:以含碳有机物的形式进行。在生物群落内:以含碳有机物的形式进行。 3过程图解过程图解 (1)图中表示的过程分别是:图中表示的过程
4、分别是: _,_, _,_, _,_。 (2)A、B、C、D 表示的生物类群是:表示的生物类群是: A_,B. ._,C. ._,D. ._。 答案:答案:(1)光合作用 呼吸作用 呼吸作用 捕食 分解作用 燃烧 光合作用 呼吸作用 呼吸作用 捕食 分解作用 燃烧 (2)生产者 分解者 次级消费者 初级消费者生产者 分解者 次级消费者 初级消费者 4温室效应温室效应 (1)形成原因:化学燃料短时间内大量燃烧使大气中形成原因:化学燃料短时间内大量燃烧使大气中 CO2含量迅速增加,打破含量迅速增加,打破 了生物圈中碳循环的平衡。了生物圈中碳循环的平衡。 (2)危害:气温升高,加快极地和高山冰川的融
5、化,导致海平面上升,进而对危害:气温升高,加快极地和高山冰川的融化,导致海平面上升,进而对 人类和其他许多生物的生存构成威胁。人类和其他许多生物的生存构成威胁。 三、物质循环和能量流动的关系三、物质循环和能量流动的关系 1区别区别 (1)物质循环具有全球性和循环性的特点。物质循环具有全球性和循环性的特点。 (2)能量流动是逐级递减的,是单方向的。能量流动是逐级递减的,是单方向的。 2联系联系 (1)二者同时进行,相互依存,不可分割。二者同时进行,相互依存,不可分割。 (2)物质是能量流动的载体,能量是物质循环的动力。物质是能量流动的载体,能量是物质循环的动力。 四、探究土壤生物的分解作用四、探
6、究土壤生物的分解作用 1原理原理 (1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物,它们在生态系统中的 成分为分解者。 土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物,它们在生态系统中的 成分为分解者。 (2)分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物,其分解速度与环境中的 温度、水分等生态因子相关。 分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物,其分解速度与环境中的 温度、水分等生态因子相关。 2实验方案实验方案 案例案例 1案例案例 2 实验假设实验假设微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解淀粉微生物能分解淀粉 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
7、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 实 验 设 计 实 验 设 计自变量自变量土壤中是否含有微生物土壤中是否含有微生物是否含有微生物是否含有微生物 A1不变蓝不变蓝 A A2产生砖红色沉淀产生砖红色沉淀 B1变蓝变蓝 实验现象实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂 程度小于对照组 在相同时间内实验组落叶腐烂 程度小于对照组 B 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作用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 土壤浸出液中的微生物能分 解淀粉 判断对
8、错判断对错(正确的打“” ,错误的打“”正确的打“” ,错误的打“”) 1碳可在森林群落和无机环境之间进行循环。碳可在森林群落和无机环境之间进行循环。( ) 2无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用。无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用。( ) 3土壤微生物参与生态系统的物质循环。土壤微生物参与生态系统的物质循环。( ) 4植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。( ) 5生态系统的物质循环和能量流动是独立进行的。生态系统的物质循环和能量流动是独立进行的。( ) 6物质是单向流动、不可循环的。物质是单向流动、
9、不可循环的。( ) 提示:提示:1. . 2. . 3. . 4. 5 生态系统的物质循环和能量流动是同时进行,相互依存,不可分割。 生态系统的物质循环和能量流动是同时进行,相互依存,不可分割。 6 物质在生物群落与无机环境间可被循环利用。 物质在生物群落与无机环境间可被循环利用。 碳循环及其对环境的影响 碳循环及其对环境的影响 问题探究问题探究 1下图是自然界碳循环的简图,据图分析下列有关问题:下图是自然界碳循环的简图,据图分析下列有关问题: (1)图中的甲、乙、丙分别是什么?、分别表示什么过程?图中的甲、乙、丙分别是什么?、分别表示什么过程? 提示:提示:分解者、消费者、生产者。通过分解者
10、、生产者、消费者的呼吸作用 将生物群落内的有机物分解为 分解者、消费者、生产者。通过分解者、生产者、消费者的呼吸作用 将生物群落内的有机物分解为 CO2,返回大气中。,返回大气中。 (2)大气中大气中 CO2进入生物群落的主要途径是什么?进入生物群落的主要途径是什么?(用图中代号表示用图中代号表示) 提示:提示:。 (3)碳循环都是双向的吗?说明理由。碳循环都是双向的吗?说明理由。 提示:提示:不都是。不都是。CO2在生物群落和无机环境之间是双向循环的。在生物 群落内部,沿食物链 在生物群落和无机环境之间是双向循环的。在生物 群落内部,沿食物链(网网)传递时,碳循环不是双向的,只能由低营养级向
11、高营养级 单向传递。 传递时,碳循环不是双向的,只能由低营养级向高营养级 单向传递。 2如果人们不按生态规律办事,乱砍滥伐森林,对生态系统的碳循环有何影 响? 如果人们不按生态规律办事,乱砍滥伐森林,对生态系统的碳循环有何影 响? 提示:提示:打破碳循环平衡,使大气打破碳循环平衡,使大气 CO2进入生物群落过程受阻,大气中进入生物群落过程受阻,大气中 CO2的 含量就会明显增多。 的 含量就会明显增多。 归 归纳纳总总结 结 (1)碳循环分析碳循环分析 碳存在形式碳存在形式无 无机机环环境境: :CO2 2和和碳碳酸酸盐盐 生生物物群群落落: :含含碳碳有有机机物物) 碳循环形式:碳循环形式:
12、 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 光合作用和化能合 成作用 光合作用和化能合 成作用 通过食物链通过食物链 或食物网或食物网 a.生产者和消费者的呼吸作用.生产者和消费者的呼吸作用 b.分解者的分解作用.分解者的分解作用 c.化学燃料的燃烧.化学燃料的燃烧 方向方向在群落内部单向,群落与无机环境之间双向在群落内部单向,群落与无机环境之间双向 碳元素的传递规律: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递是双向的,其他成分之间的传递都是单向的 碳元素的传递规律:碳元素在无机环境
13、与生物群落之间传递时,只有生产 者与无机环境之间的传递是双向的,其他成分之间的传递都是单向的(判断生态系判断生态系 统各成分的依据统各成分的依据)。 (2)温室效应温室效应 1.如图表示生物圈中碳循环的部分示意图。.如图表示生物圈中碳循环的部分示意图。A、B、C、D 构成生物群落,箭 头表示循环过程。下列有关说法正确的是 构成生物群落,箭 头表示循环过程。下列有关说法正确的是( ) A大气中的气体大气中的气体 X 是指二氧化碳和一氧化碳是指二氧化碳和一氧化碳 B完成过程的能量主要是由过程提供的完成过程的能量主要是由过程提供的 CD 经、过程获得的能量占经、过程获得的能量占 A、B、C 总能量的
14、总能量的 10%20% DC 处于第三营养级处于第三营养级 D 生物群落与无机环境之间的碳循环是以生物群落与无机环境之间的碳循环是以 CO2的形式进行的,故图中大气 中的气体 的形式进行的,故图中大气 中的气体 X 代表代表 CO2;图中;图中 A 为生产者,为生产者,B 为初级消费者为初级消费者(第二营养级第二营养级),C 为次 级消费者 为次 级消费者(第三营养级第三营养级); 完成过程的能量主要由太阳能转化的活跃的化学能提供 ; 捕食食物链中相邻两营养级之间的能量传递效率约为 ; 完成过程的能量主要由太阳能转化的活跃的化学能提供 ; 捕食食物链中相邻两营养级之间的能量传递效率约为 10%
15、20%。故选。故选 D。 (1)适度松土可以促进图中的什么过程?适度松土可以促进图中的什么过程? 提示:提示:适度松土可以促进分解者的分解作用即过程。适度松土可以促进分解者的分解作用即过程。 (2)若若 D 中含有细胞核, 则中含有细胞核, 则 D 中将含碳有机物转化为中将含碳有机物转化为 CO2的具体场所是什么?的具体场所是什么? 提示:提示:细胞质基质或线粒体基质。细胞质基质或线粒体基质。 (3)写出图中的捕食链。写出图中的捕食链。 提示:提示:ABC。 (4)图中碳元素以有机物形式进行传递的过程有哪些呢?图中碳元素以有机物形式进行传递的过程有哪些呢? 提示:提示:。 2下图表示某生态系统
16、中下图表示某生态系统中 4 种成分之间的关系。以下相关叙述中,正确的是种成分之间的关系。以下相关叙述中,正确的是 ( ) A1 和和 2 包含着所有种群构成的群落包含着所有种群构成的群落 B3 代表的生物一定是原核生物代表的生物一定是原核生物 C代表光合作用,代表呼吸作用代表光合作用,代表呼吸作用 D4 可以表示大气中的可以表示大气中的 CO2 D 从题图中可解读出如下信息 : 在该生态系统中,从题图中可解读出如下信息 : 在该生态系统中,4 代表非生物的物质和能 量, 代表非生物的物质和能 量,1 代表生产者,代表生产者,2 代表消费者,代表消费者,3 代表分解者。代表分解者。1、2、3 包
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