生态系统的物质循环（第1课时）【知识精讲+拓展提升+迁移训练】 高二生物 （人教版2019选择性必修2）

第3节生态系统的物质循环

与能量流动的关系

新人教版选必一《生物与环境》第1课时能量流动和物质循环的关系一生态系统的物质循环目录CONTENTS二资料1二氧化碳能溶于水，因此可在大气和海洋、河流之间进行交换。此外，碳还可以长期固定或保存在非生命系统中，如固定于煤、石油或木材中。人类对煤和石油等能源的利用，向大气中排放了大量的二氧化碳。讨论：1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在?2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的?3.尝试构建碳循环的模型。活动1构建碳循环模型煤、石油碳的存在形式：生物群落中的有机物煤、石油②在生物群落中主要是有机物的形式①在非生物环境中主要是CO2的形式大气中的二氧化碳库活动1构建碳循环模型大气中的二氧化碳库煤石油光合作用呼吸作用溶解光合作用（1）光合作用等；将二氧化碳转化为有机物；（2）呼吸作用等;将有机物分解为二氧化碳。生产者活动1构建碳循环模型大气中的二氧化碳库煤石油摄食呼吸作用（1）摄食等；将前一营养级的有机物转化为自身的有机物；（2）呼吸作用等;将有机物分解为二氧化碳。消费者活动1构建碳循环模型大气中的二氧化碳库分解作用（1）食腐、腐生等；将现成有机物转化为自身有机物；（2）呼吸作用等;将有机物分解为二氧化碳。分解者活动1构建碳循环模型大气中的二氧化碳库煤、石油水体中的HCO3-等岩石中的CaCO3等（1）CO2与HCO3-的相互转化；（2）CaCO3与HCO3-的相互转化；（3）煤、石油等化石燃料的开采与使用。将有机物分解为二氧化碳等。其他途径：活动1构建碳循环模型构建碳循环模型遗体和排出物摄食燃烧生产者消费者分解者化石燃料呼吸作用呼吸作用光合作用大气中的CO2库分解作用非生物环境生物群落水圈中的CO2库根据碳循环过程思考并回答下列问题。CO2(1)碳以什么形式在非生物环境和生物群落之间循环？活动1构建碳循环模型主要光合作用(2)碳进入生物群落的主要途径是什么？根据碳循环过程思考并回答下列问题。食物链、食物网(3)碳在生物群落内部传递的主要途径和形式分别是什么？含碳有机物活动1构建碳循环模型根据碳循环过程思考并回答下列问题。①生物的呼吸作用②分解者的分解作用③化石燃料的燃烧(4)生物群落中的碳以什么途径回归大气圈？活动1构建碳循环模型碳循环的全球性大气环流注释：由于二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内进行，因此碳循环具有全球性。人类活动对碳循环的影响

能量主要以光的形式到达地球，其中大部分最后以红外线的形式从地球再辐射出去。在大气层中，

CO2对光辐射没有阻挡，但是能吸收红外线并阻挡红外线通过，就像温室的玻璃顶罩一样，能量进入容易出去难。化石燃料的大量燃烧大气中CO2含量增加温室效应1）原因化石燃料的大量燃烧（主要原因）森林、草原等植被的破坏2）危害3）缓解措施极地和高山冰川加速融化海平面上升气温升高对人类和其他生物的生存构成威胁减少化石燃料的使用，开发新能源大力植树种草，提高森林覆盖率1温室效应国家环保行动提高质量标准垃圾分类回收号召节约粮食退耕还林工程天然林保护工程沙漠治理行动城市绿化注释：国家一方面通过天然林保护工程，退耕还林工程，沙漠治理行动，城市绿化等行动增加植物覆盖率，加大对碳的吸收和固定；另一方面通过倡导垃圾分类回收，号召节约粮食，提高质量标准，发展无废弃物农业，发展清洁能源等方面，减少资源的浪费和利用，从而减少碳的释放。从法律上和行动上助力碳中和。发展清洁能源无废弃物农业人类活动对碳循环的影响毛乌素沙地塞罕坝林场人类活动对碳循环的影响国家环保行动人类活动对碳循环的影响戒奢侈、捐旧衣点适量、不浪费重隔热、简装修乘公交、少开车关水电、节约纸个人低碳生活人类活动对碳循环的影响活动3分析氮循环过程根据氮循环示意图，思考并回答下列问题。(1)植物吸收的氮以什么形式存在？离子。固氮生物的固氮作用。(3)生物群落中的氮最终通过什么途径返回大气中？反硝化作用。(2)大气中的氮气通过什么途径进入生物群落？根据氮循环示意图，思考并回答下列问题。(4)据图可知氮元素是不断循环的，但农田生态系统为什么仍需不断施加氮肥？

农田土壤中氮元素的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。活动3分析氮循环过程组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程。1）概念：2）特点（1）全球性：物质循环中所说的“生态系统”指的是地球上最大的生态系统——生物圈，因此又叫生物地球化学循环。（2）物质在生态系统中循环往复运动。非生物环境生物群落C、H、O、N、P、S等元素2物质循环1.2020年9月22日，习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论会上指出，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，CO2排放量力争2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。碳中和是指CO2吸收量和CO2排放量达到平衡，实现CO2的“零排放”。研究碳循环是实现“碳中和”的重要基础。下列说法错误的是A.碳在生物群落和非生物环境之间主要以CO2的形式循环B.大气中的CO2主要通过绿色植物的光合作用进入生物群落C.控制生物体呼吸产生的CO2量是实现碳中和的重要措施D.植树造林、增加绿地面积有助于降低大气中的CO2浓度√2.如图为碳循环示意图，下列有关叙述错误的是A.图中①代表光合作用、③代表有氧呼吸B.①～④过程伴随能量的输入、传递、转

化和散失C.碳在非生物环境和生物群落之间的循环

形式主要是CO2D.CO2在大气圈和水圈之间的交换有利于

调节大气中的碳含量√解析①代表光合作用或化能合成作用，③代表细胞呼吸，主要是有氧呼吸，A错误。能量流动和物质循环的关系一生态系统的物质循环目录CONTENTS二活动4对比归纳能量流动和物质循环的关系1.请在碳循环过程模型上绘制能量流动过程。1.请在碳循环过程模型上绘制能量流动过程。活动4对比归纳能量流动和物质循环的关系项目能量流动物质循环形式特点范围联系主要以有机物为载体无机物、有机物生态系统的各营养级之间同时进行，相互依存，不可分割。①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；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循环往返的动力单向流动，逐级递减循环往复生物圈(全球性)活动4对比归纳能量流动和物质循环的关系3.下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述，错误的是A.生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程为生态系统的能量流动B.当生产者通过光合作用合成有机物时，能量就从非生物环境流入生物群落C.物质是能量的载体，生态系统中的能量是伴随着物质循环而循环利用的D.碳在生物群落与非生物环境之间的循环是以二氧化碳的形式进行的√4.如图为生态系统能量流动和物质循环的关系图，下列相关叙述错误的是A.图中黑色箭头可表示能量流动过程，白色箭头可表示物