【高考调研-人教】2013-2014学年高中生物课件必修三：第五章-生态系统及其稳定性-5.3生态系统的物质循环

第3课时第3节生态系统的物质循环课前篇·自主学习学习目标：

1.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。

3.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。课前预习一、物质循环的概念及特点

1.概念：组成生物体的________，不断进行着从无机环境到________，又从________到________的循环过程，就是生态系统的物质循环。

2.特点：①________：物质循环的范围是生物圈，在一个小的生态系统中不能实现。②________：因此生物圈在物质方面是一个自给自足的系统。二、实例：碳循环1.形式：以________的形式进行循环。2.碳元素的存在形式：在无机自然界以________和________的形式存在，在生物群落中以________的形式存在。

3.循环过程a.写出以下数字代表的生理过程：(1)________，(2)________，(3)________，(4)________。b.随着现代工业的发展，化石燃料大量燃烧，CO2迅速增加，打破了生物圈碳循环的平衡，形成________，缓解的措施是________和________。【新知探究】

温室效应给环境带来了很大的危害，你有何措施给予解决？【提示】

减少CO2排放的同时大力植树造林。三、能量流动和物质循环的关系能量流动和物质循环是生态系统的________，二者________、________，不可分割。物质是能量的________，使能量沿食物链(网)流动；能量是物质循环的________，使物质不断在生物群落和无机环境间循环往返。通过能量流动和物质循环，生态系统各组分紧密联系，成为有机的统一整体。自我校对一、1.C、H、O、N、P、S等元素生物群落生物群落无机环境2.①全球性②反复利用、循环流动二、1.CO22.CO2

碳酸盐有机物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.温室效应大力植树造林开发新能源三、主要功能同时进行彼此相互依存载体动力课上篇·互动课堂重难点突破一、物质循环——碳循环的相关分析

1.碳循环的分析

(1)碳元素进入生物群落的途径：通过绿色植物的光合作用或者是部分细菌的化能合成作用。

(2)碳元素返回到无机环境的途径：通过生产者、消费者的呼吸作用和分解者的分解作用。(3)碳元素在循环过程中的形式①在无机环境中：CO2和碳酸盐等无机物。②在无机环境和生物群落之间：CO2。③在生物群落内部：含碳有机物。2.碳循环平衡的破坏——温室效应(1)导致温室效应的原因①化学燃料的大量燃烧，在短时间内使大气中CO2的浓度升高。②森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了植物对大气中CO2的调节能力。(2)防止或减缓温室效应的主要措施①改善能源结构，开发新能源(核能、水能等)，尽量减少煤炭的燃烧量(减少CO2的来源)。②大力推行植树造林活动(增加CO2的去路)。

3.碳循环过程中各种生态系统成分的判断(1)被其他三种成分指向的A为大气中的CO2，因为生产者、消费者、分解者都能通过呼吸作用释放CO2进入大气。(2)与A有双向箭头的B为生产者，在释放CO2的同时，也能固定CO2，形成有机物进入生物群落。(3)被B与C指向的D为分解者，它可以分解动、植物的遗体，剩余者C为消费者。4.物质循环概念的理解分析(1)物质循环中的“物质”是指组成生物体的各种化学元素，而不是单质或化合物。(2)物质循环的过程：无机环境

生物群落，并伴随着物质和能量变化。(3)概念中的生态系统指的是地球上最大的生态系统——生物圈，因此物质循环具有全球性。二、物质循环与能量流动的关系图示同时进行，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往复循环的动力联系生物圈(全球性)生态系统各营养级范围反复利用、循环流动单向传递、逐级递减特点无机物以有机物为载体形式物质循环能量流动项目三、土壤微生物的分解作用的探究活动分析土壤浸出液中的微生物能分解淀粉微生物对落叶有分解作用结论分析不变色B2变蓝B1B产生砖红色沉淀A2不变蓝A1A在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组实验现象是否含有微生物土壤中是否含微生物自变量B杯中加入30mL蒸馏水对土壤不作任何处理对照组A杯中加入30mL土壤浸出液对土壤高温处理实验组实验设计微生物能分解淀粉微生物能分解落叶使之腐烂实验假设案例2案例1网络构建典型例题分析类型一碳循环中的生理过程及物质变化【例题1】(2010·广东理综)气候变化与生态系统的碳循环密切相关。下表为A、B两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况。1.20×10141.26×10141.20×10141.20×1014AB碳释放量(kgC·a-1)碳吸收量(kgC·a-1)时期(1)生态系统碳的吸收主要是通过________作用实现的，碳的释放主要是通过________作用实现的。(2)表中________时期的生态系统处于稳定状态，原因是___________________________。3)由于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的________，导致大气中________增加并引起全球气候变化。(4)人们正在积极开发新能源以减少碳排放。如“叶绿素太阳能电池”是模仿类囊体吸收光能的特性而制造的，类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的________阶段；又如经改造的蓝藻能在细胞内将光合作用产生的________直接发酵转化为燃料乙醇。解析本题主要考查生态系统中的碳循环以及与温室效应相关的知识，意在考查考生对生态系统中物质循环过程的掌握及灵活运用所学知识解决环境问题的能力。(1)生态系统主要通过生产者的光合作用吸收大气中的CO2，再通过呼吸作用释放CO2。(2)分析图表可知，该生态系统A时期的碳吸收量与碳释放量相等，而B时期的碳吸收量小于碳释放量，即B时期该生态系统的环境中CO2含量不断增多，而A时期该生态系统的碳能维持相对稳定。(3)当碳过度排放到环境中时，会破坏生态系统的碳平衡，从而导致大气中CO2增多，形成温室效应。(4)类囊体吸收光能发生在光合作用的光反应阶段；光合作用产生的有机物经发酵可转化为乙醇。答案

(1)光合呼吸(2)A碳的释放量等于碳的吸收量(3)碳平衡CO2浓度(4)光反应有机物【总结提升】

本题考查了生态系统的结构、功能及细胞呼吸等方面的知识，也考查了“能从试题材料中鉴别、选择相关生物学信息，并能运用这些信息。结合所学知识解决相关的生物学问题”和对概念的理解与综合运用能力。错答本题的原因就在于对生态系统的概念把握不牢，认识模糊。只要符合生态系统的概念，就会有物质循环、能量流动和信息传递三个功能。类型二物质循环与能量流动的关系【例题2】(2010·福州高二检测)如图为某生态系统的部分物质循环简图，其中M表示非生物的物质和能量。下列叙述正确的是 ()A.若M表示大气中的CO2，则碳元素在图中④过程中是以有机物形式传递的B.从图中我们可以看出能量伴随着物质循环而循环C.若M表示大气中的CO2，则碳元素可在生物群落中反复循环利用D.若M表示无机环境中的能量，则①的能量值为②与③对应的能