2017 2018高中生物第5章生态系统及其稳定性第3节生态系统的物质循环课件新人教版必修320180306220

1、第五章 生态系统及其稳定性生态系统及其稳定性 第五章 生态系统及其稳定性生态系统及其稳定性 第第3 节节 生态系统的物质循环生态系统的物质循环 学 习 目 标 课 程 标 准 1.以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。(重、难点) 2尝试探究土壤微生物的分解作用。 分析生态系统中3说明能量流动和物质循环的关系。(重物质循环的基本规律及其应用。 点) 4关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 自自主主学学习习 新新知知解解读读 知知识识构构建建 问问题题释释疑疑 指指点点迷迷津津 训训练练巩巩固固 直直击击高高考考 课课 时时 作作

2、 业业 自自 主主 学学 习习 ?一、碳循环 ? 1循环形式 二氧化碳二氧化碳 ? (1)在生物群落与无机环境间：主要以_的形式进行。 ? (2)在生物群落内：以含碳有机物的形式进行。 ? 2过程图解 ? 全球性全球性 、循环性。 3特点：具有_ 4温室效应 化学燃料化学燃料 很短时间内大量燃烧，使大气中 二氧化碳二氧化碳 含(1)形成原因：_碳循环碳循环 的平衡。 量迅速增加，打破了生物圈中_上升上升 ，进而对人类和(2)危害：加快极地和高山冰川的融化，导致海平面_其他许多生物的生存构成威胁。 二、生态系统的物质循环二、生态系统的物质循环 1概念概念 C、H、O、N、P、S (1)物质：组成

3、生物体的物质：组成生物体的_等元素。等元素。 无机环境无机环境 _生物群落生物群落 。 (2)循环途径：循环途径：_生物圈生物圈 。 (3)范围：范围：_2特点特点 (1)循环流动。循环流动。 生物地球化学循环生物地球化学循环 。 (2)具有全球性，因此又称具有全球性，因此又称_?三、能量流动和物质循环的关系 ? 1物质循环和能量流动的联系 主要功能主要功能 ，二者是_同时进行同时进行 的， ? (1)能量流动和物质循环是生态系统的_彼此相互依存，不可分割。 ? (2)能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成和分解等过程。物质作载体载体 ，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为_动力动力 为

4、能量的_，使物质不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。 ? 2物质循环与能量流动具有不同的特点：无机环境中的物质可以被生物群落反复利用反复利用 ；能量在流经生态系统各营养级时是_逐级递减逐级递减 的，而且是 _单方向单方向 的流动，因此生态系统要不断从外界获取能量。 _ ?？思考 ?既然生态系统内的物质是循环的，为什么人们还不断地向农田中施肥呢？ ? 提示：所谓的物质循环，是指在生物圈范围内物质是循环的，是自给自足的。农田中不断有物质和能量的输出(粮食产出)，所以要不断施肥。 新新 知知 解解 读读 Y ?知识点1 碳循环及其对环境的影响 ? 1碳循环分析： ? (1)图示：碳循环过程。 (

5、2)表解：碳循环的形式。表解：碳循环的形式。 类别项目类别项目 形式形式 方式方式 进入生物群落进入生物群落 CO2 光合作用和化能合光合作用和化能合成作用成作用 生物群落内部生物群落内部 含碳有机物含碳有机物 食物链和食物链和 食物网食物网 返回无机环境返回无机环境 CO2 生产者和消费者的呼吸生产者和消费者的呼吸作用，分解者的分解作作用，分解者的分解作用，化石燃料的燃烧用，化石燃料的燃烧 ?2碳平衡分析及对环境的影响： (1)碳平衡的含义： 指碳的排放和吸收在数量或质量上相等，大气中的CO2浓度相对稳定。 (2)碳平衡的失调温室效应： ?知识贴士 ?物质循环中“物质”和“范围”的认识误区

6、? (1)物质循环的范围并不是特指哪个生态系统，而是指整个生物圈。 ? (2)碳循环的物质特指碳元素，而不是CO2，因为碳在生态系统中有很多存在形式，如有机物中的碳、CO2、碳酸盐等。 ? (3)对碳在生物群落和无机环境之间实现循环的关键成分是生产者和分解者。 X ? ?典例 如图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述中正确的是 ( ) C 1 ? A图中B都是自养生物，细胞中不一定有叶绿体，但都含有色素 ? B适度松土可以促进过程，加快物质循环 ? C过程的加剧是造成温室效应的主要原因 ? D达到平衡状态的生态系统，和的量基本相等 ? 解析 图中A、B、C分别表示分解者、生产者和消费者。

7、其中B(生产者)细胞中不一定含色素，如硝化细菌是化能自养型生物。过程是消费者的呼吸作用，与松土无关。达到平衡状态的生态系统中(光合作用)的量大于(植物呼吸作用)的量。化学燃料的快速大量燃烧是造成温室效应的主要原因。 ? C 迁移应用1 (2017武汉二中)下列关于碳循环的说法错误的是 ( ) A生物群落中的碳元素主要是依靠光合作用固定的 B温室效应主要是由化石燃料的大量燃烧造成的 C光合作用固定的CO2与呼吸作用释放的CO2相等时，大气中的CO2即可维持稳定 D碳循环过程中伴随着能量流动 ? 解析 碳元素从无机环境进入生物群落的主要途径为光合作用，A正确；温室效应是由化石燃料的大量燃烧造成环境

8、中二氧化碳过高引起的，B正确；大气中的CO2要维持稳定需要大气中CO2的来源和去路维持动态平衡，CO2的来源包括化石燃料的燃烧和生物的呼吸作用等，CO2的去路包括生产者的光合作用和化能合成作用等，C错误；物质是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力，D正确。 Y 项目 ?知识点2 生态系统中物质循环和能量流动的比较 ? 1区别 能量流动 光能化学能热能(一般形形式 式) 过程 范围 特点 沿食物链(网)单向流动 生态系统各营养级 单向流动，逐级递减 物质循环 以化学元素形式流动 在无机环境和生物群落间往复循环 生物圈 反复利用，循环流动 ?2联系： (1)能量的固定、储存、转移、释放离不开物

9、质的合成和分解。 (2)物质是能量沿食物链(网)流动的载体。 (3)能量是物质在生态系统中往复循环的动力。 (4)图示(如下图)： ?知识贴士 ?绘制物质循环和能量流动图解时应注意的问题 ? (1)绘制物质循环图解时，注意物质是可以循环的，即物质循环的箭头可以是双向的。 ? (2)能量流动是单向的，生产者的能量可流向消费者和分解者，但消费者与分解者中的能量不能流向生产者。 ? (3)绘制能量流动图解时，只要存在有机物传递即伴随着能量的传递(如动植物遗体、残枝败叶沼气池；沼渣食用菌等，均既有物质传递，又有能量流动)。 X ? ?典例 分析以下生态系统的能量流动和物质循环关系C ) 简图，不能得到

10、的结论是 ( 2 ? A物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动 ? B能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返 ? C能量的总和便是生产者所固定的太阳能总量 ? D碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的 ? 解析 物质作为能量的载体，使能量沿 着食物链(网)流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物 群落和无机环境之间循环 往返。生产者固定的太阳能的总量包括三部分：生产者自身的呼吸作用散失的能量，生产者流向 初级消费者的能量，生产者流向分解者的能量，其中能量和能量代表所有生物的呼吸作用 散失的能量；碳在生物 群落和无机环境之间的循环主要是以CO

11、2的形式进行的，在生物群落内部以有机物的形 式传递。 ?迁移应用2 (2017绍兴一中)下列关于生态系统物质循环和能 量流动的叙述中，不正确的是 ( A ) ? A使用粪便作肥料，其能量可以流向植物，实现了对能量的多级利用 ? B碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的 ? C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 ? D能量流动和物质循环是同时进行的，彼此相互依存，不可分割 ? 解析 粪便中的能量流向分解者，植物不能利用；碳在生物 群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的；能量作为动力，使得物质能够不断地在生物 群落和无机环境之间循环 往复。 知知 识

12、识 构构 建建 ? ?碳循环：碳循环：? ? ? ?生生? ?态态? ? ?系系? ?统统? ? 的的? ? ?物物? ?质质? ?循循? ? ? ?生态系统物质循环的概念：组成生物体的生态系统物质循环的概念：组成生物体的C、H、O、N、P、S等等环环 ? ? ? 元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落元素，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，即物质循环到无机环境的循环，即物质循环生生? ? ? ?全球性全球性态态? ?物质循环的特点物质循环的特点? ? ? ?可以被生物群落反复利用可以被生物群落反复利用? ?系系? ?统统? ?物质循环与

13、社会的联系：人类的活动，现代工业的发展，物质循环与社会的联系：人类的活动，现代工业的发展，的的? ? 打破了生物圈中物质循环的平衡打破了生物圈中物质循环的平衡 物物? ?能量流动与物质循环的关系：二者同时进行，相互依存，能量流动与物质循环的关系：二者同时进行，相互依存，质质? ? ? 不可分割。能量的流动离不开物不可分割。能量的流动离不开物循循? ? ? 质的合成和分解；物质循环以能量为动力质的合成和分解；物质循环以能量为动力环环 问问 题题 释释 疑疑 ?(一)问题讨论 提示：学完课文内容即可作答。 (二)思考讨论 1提示：单质与化合物；有机物与无机物。 2 ? (三)旁栏思考题 ?大力植树

14、造林后，这些植物能大量吸收已有的二氧化碳，因而能起一定的缓解作用。但更应该控制源头温室气体的排放。 指指 点点 迷迷 津津 ?碳循环中各种成分的判断(规律方法) ? (1)模式图1(如图所示) ? 分析：E为生产者；F、D、B都为消费者；C为分解者；A为大气中的CO2。 ? (2)模式图2(如图所示) ?分析：A为生产者；B为消费者；C为分解者；D为大气中的CO2。 ? (3)模式图3(如图所示) ?分析：A为生产者；C为消费者；B为分解者；D为大气中的CO2。 ? (4)模式图4(如图所示) ?分析：A为生产者；B、C都为消费者；D为分解者。 ? 总结： 先根据双向箭头，确定两者肯定是非生物

15、的物质和能量或生产者(模式图4中没有双箭头则从A能产生O2可判断A为生产者)； 各营养级生物都有一条箭头指向同一个结构，则该结构为分解者。 消费者一定接在生产者后面，消费者的数量可多可少。 ? 如图是自然界的碳循环简图，图中的甲、乙、丙各代表 ( A ) ?典例 A甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者 3 B甲为消费者，乙为分解者，丙为生产者 C甲为分解者，乙为生产者，丙为消费者 D甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者 ? 解析 生态系统的物质循环中，生产者通过光合作用摄取大气中的CO2，其体内碳的去路有三条途径：其一是通过呼吸作用释放到大气中；其二是被消费者所摄取；其三是遗体、枯枝败叶等被分解者

16、分解，并将其中的碳以CO2的形式释放到大气中。消费者的碳来源于对生产者的取食，其体内的碳：一是通过呼吸作用释放到大气中，二是通过分解者的分解作用，以CO2形式释放到大气中。从上述分析中，不难推断，图中甲是生产者、乙是分解者、丙是消费者。故选A。 ? 1(2014江苏，10)下列关于生态系统中物质循环和能量D 流动的叙述，正确的是 ( ) A富营养化水体出现蓝藻水华的现象，可以说明能量流动的特点 B生态系统中能量的初始来源只有太阳能 C食物链各营养级中10%20%的能量会被分解者利用 D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 ? 解析 富营养化是指水体中N、P等物质过度排放，导致水中的藻类植物大量繁殖，产生水华、赤潮等现象，这不是能量流动的特点，能量流动是单向的逐级递减的；生态系统中能量的来源主要来自太阳能，也有部分来自化学能；食物链中相邻营养级的能量传递效率是10%20%，而不是分解者利用的能量比例；物质循环的特点是具有全球性，物质在生物群落和无机环境之间往返运动，多次利用。 ? 2(2014新课标，31节选)某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲