新教材高中生物选择性必修2课件：3 3 生态系统的物质循环(人教版)

第3节生态系统的物质循环生态系统的物质循环与生物富集CO2自主梳理1.物质循环的实例、定义、特点与应用呼吸分解化石燃料食物链和食物网大气环流化石燃料全球性气候变化碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素非生物环境生物群落生物群落循环往复种养结合2.生物富集不易某种元素难以降解的化合物环境浓度重金属有机化合物放射性物质大气水生物迁移(1)物质循环中的“物质”指的是组成生物体的各种化合物。()提示

物质循环中的“物质”指的是组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，而非化合物。(2)沼渣等作为肥料还田，使物质能够循环利用。()(3)碳循环在生物群落内部以CO2形式进行。()提示

碳循环在生物群落内部以有机物形式进行。(4)化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因。()(5)碳元素在非生物环境与生物群落之间传递时，只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的，其他成分间是单向的。()×√×√√[应用示例]

(2019·湖北长阳一中月考)关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是(

)A.化石燃料的大量开采和使用加剧了温室效应B.所指的物质是指组成生物体的各种化学元素C.所说的生态系统是地球上最大的生态系统——生物圈D.温室效应具有全球性，但生物富集现象只限于生物圈的局部解析化石燃料的大量开采和使用大大增加了二氧化碳的排放，加剧了温室效应，A正确；物质循环指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素在生物群落和非生物环境之间不断循环的过程，即所指的物质是指组成生物体的元素，B正确；物质循环具有全球性，所说的生态系统是地球上最大的生态系统——生物圈，C正确；一些有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地，因此生物富集现象具有全球性，D错误。答案D[对点小练]

(2019·郑州七中高一期末)下列关于碳循环的说法，正确的是(

)A.在生物群落与非生物环境之间主要是以CO2形式进行B.在生物群落之间是以有机物的形式循环的C.在整个生物圈是以CO2的形式循环的D.非生物环境中的碳都是以光合作用的形式进入生物群落的解析碳元素通过生物群落的光合作用与化能合成作用以CO2的形式进入生物群落，同时通过生物群落的呼吸作用以CO2的形式返回非生物环境，A正确、D错误；碳元素在生物群落中是以有机物的形式传递的，B错误；生态系统中的碳在生物群落与非生物环境之间是以CO2的形式循环的，而碳在生物群落内的传递形式是有机物，C错误。A在碳循环中，只有生产者与大气中的CO2库(非生物的物质和能量)之间是双向箭头。生产者、消费者、分解者都有箭头指向大气中的CO2库。除大气中的CO2库外，生产者、消费者都有箭头指向分解者。素养提升科学思维——碳循环概念模型的分析下图是碳循环过程的概念模型，请根据该模型回答下列问题：(1)碳在非生物环境和生物体内分别主要以什么形式存在？提示

CO2；有机物。(2)碳是如何进出生产者、消费者和分解者的(以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等)?提示

碳以二氧化碳的形式通过光合作用被生产者固定在合成的有机物中，又以有机物的形式被消费者摄食同化，形成消费者体内的有机物；动植物的遗体和排遗物中的有机物，经过分解者的分解作用，以二氧化碳的形式返还非生物环境。(3)生物体内的碳进入非生物环境的途径有哪些？形式是什么？提示

有3条：一是动植物的呼吸作用，二是分解者的分解作用，三是化石燃料的燃烧；形式都是二氧化碳。(4)海洋对于调节大气中碳含量具有什么重要作用？提示

当大气中二氧化碳含量增加时，水圈中的二氧化碳含量也随之增加；如果大气中的二氧化碳发生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能及时进入大气。(5)温室效应形成的主要原因是什么？有哪些缓解措施？提示

化石燃料的大量燃烧，打破了碳平衡。一方面采取措施减少二氧化碳的排放，如减少化石燃料燃烧，开发新能源等；另一方面，增加二氧化碳的吸收和固定，如大力提倡植树造林，提高森林覆盖率。[应用示例]

(2019·启东中学高二期末)下列各图均为生态系统碳循环示意图，请据图回答下列问题：(1)图甲中A～D代表的成分依次是______________________________________。(2)图乙中代表生产者的是________，代表消费者的是________，代表分解者的是________，代表大气中的CO2库的是________。(3)图丙中，代表生产者的是________，代表消费者的是________，代表分解者的是________，代表大气中的CO2库的是________。答案(1)生产者、大气中的CO2库、消费者、分解者(2)A

B、D

E

C

(3)E

F、D、B

C

A[对点小练]

(2019·铜仁一中高二期末)如图表示生物圈中碳循环的部分示意图。甲、乙、丙、丁构成生物群落，箭头①～⑨表示循环过程。下列有关说法正确的是(

)A.大气中的气体X是指CO2和COB.完成①过程的能量主要是由⑧过程提供的C.丁经⑤、⑥、⑦过程获得的能量占甲、乙、丙总能量的10%～20%D.丙处于第三营养级解析生物群落与非生物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X代表CO2，A错误；①表示光合作用，该过程所需的能量来自太阳能，B错误；食物链中两个相邻营养级之间的传递效率为10%～20%，而图中丁为分解者，不参与食物链的组成，C错误；图中甲为生产者(第一营养级)，乙为初级消费者(第二营养级)，丙为次级消费者(第三营养级)，D正确。答案D联想质疑★物质在生物群落和非生物环境之间往复循环★温室效应导致冰川融化，对许多南极生物的生存构成威胁★汞的富集导致人患水俣病1.当今提倡的“低碳生活”有何生态学意义？提示

减少化石燃料燃烧，缓解温室效应，有利于碳循环的平衡。2.有人说：“把有害物质排放到远离人群的地方就安全了。”你如何理解？提示

有些有害物质可通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地，最终对人类造成危害。(1)富集物的特点：化学性质稳定不易分解，在生物体内积累而不易排出；(2)富集过程：随着食物链的延长而不断加强，即营养级越高，富集物的浓度越高。★温室效应的危害★“两看法”快速确认碳循环的各成分能量流动和物质循环的关系沿食物链（网）自主梳理能量流动与物质循环的区别与联系生物群落非生物环境单向流动往复循环同时进行不可分割固定储存转移合成分解食物链（网）生物群落非生物能量流动和物质循环(1)能量流动和物质循环相伴而行，但能量在传递过程中由光能→化学能→热能，而物质在循环中，由无机物(CO2)→有机物→无机物(CO2)。(2)能量流动的终点是以热能的形式散失到非生物环境中，不能循环利用。而物质循环产生的CO2又被重新利用，所以没有终点。(1)物质循环和能量流动是两个独立的过程。()提示

能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，两者同时进行、相互依存、不可分割。(2)生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网，所以物质和能量都是循环往复的。()提示

物质循环的范围是整个生物圈，能量流动是单向的、递减的、不能循环的。(3)只有在光照的条件下，生态系统的物质循环和能量流动才是同时进行的。()提示

无论有光无光，物质循环和能量流动都在同时进行。×××[应用示例]

(2019·北京昌平一中高二期末)森林凋落物分解是森林生态系统物质循环的重要环节，下列相关叙述错误的是(

)A.森林凋落物中的能量来源于太阳能B.森林凋落物中的能量循环流动C.分解森林凋落物的生物属于分解者D.分解森林凋落物可促进物质循环解析森林凋落物中的能量最终来源于太阳能，A正确；能量不能循环，B错误；分解森林凋落物的生物属于分解者，C正确；分解森林凋落物可促进物质循环，D正确。答案B[对点小练]

(2019·沭阳县修远中学高二月考)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.碳循环具有全球性B.物质和能量都是循环流动的C.物质循环和能量流动息息相关D.非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用解析物质循环如碳循环具有全球性，A正确；物质能循环流动，但能量只能单向流动,B错误；物质循环和能量流动相互依存,息息相关,不可分割，C正确；物质循环具有反复利用的特点，即非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用，D正确。答案B联想质疑★物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力1.物质循环和能量流动的起点和终点是否相同？提示

不同。能量流动的起点是生产者固定的太阳能，终点是以热能的形式散失。物质循环没有起点和终点。2.同碳元素一样，氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断地施加氮肥？提示

因为农民要不断地从农田中收获农产品，会带走大量的氮元素，因此要通过往农田中不断地施加氮肥，以维持农田氮循环的稳定。探究土壤微生物的分解作用分解者自主梳理将环境中的有机物分解为无机物温度水分是否含有微生物相同时间内土壤中落叶的腐烂程度不做任何处理小于30mL蒸馏水呈现砖红色沉淀不呈现砖红色沉淀某兴趣小组设计实验来探究土壤微生物对落叶的分解作用，判断以下操作过程及分析的正误：(1)可采用加热烘干的方法除去实验组中的土壤微生物。()提示

在探究土壤微生物对落叶的分解作用的实验中，对实验组的处理要尽可能避免土壤理化性质的改变，可以将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中灭菌1h。(2)应将实验组和对照组的土壤放在隔绝空气的条件下。()提示

本实验探究自然条件下土壤微生物对落叶的分解作用，所以实验组和对照组的土壤都不能放在隔绝空气的条件下。××(3)对照组中落叶的分解速度明显高于实验组。()(4)实验组和对照组可以分别选择不同种类的落叶进行实验。()提示

该实验的自变量是土壤中微生物的有无，放入土壤中的落叶的种类和数量都属于无关变量，应保持相同。√×[应用示例]

(2019·湖南期末)某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5cm左右)为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤的处理情况见下表。下列叙述不正确的是(

)

1组2组3组4组土壤处理灭菌不灭菌灭菌不灭菌湿润湿润较干燥较干燥A.该实验的目的之一是探究土壤微生物分解落叶时与土壤湿度间的关系B.该实验的自变量为土壤是否灭菌处理，实验中的实验组是1组和3组C.为了保证实验的效果，实验中作为实验材料的落叶不能进行灭菌处理D.预期结果是1、3组的落叶不被分解，2、4组的落叶被不同程度分解解析根据表格分析可知，该实验的自变量之一为土壤的湿润条件，因此该实验的目的之一是探究土壤微生物分解落叶时与土壤湿度间的关系，A正确；该实验的自变量有土壤是否灭菌处理、土壤的湿润条件，实验中的对照组是2和4，1和3是实验组，B正确；为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理，消除微生物的影响，C错误；根据以上分析已知，1、3组灭菌后没有微生物，落叶不会被分解，而2、4有微生物，但是湿润程度不同，所以落叶被分解程度不同，D正确。答案C[对点小练]

(2019·临川二中月考)某生物兴趣小组的同学为证明某细菌对树叶的分解作用，分别提出三种实验方案。其共同之处：将同一种树的落叶分成甲、乙两等份，实验过程中保持树叶湿润，其他实验条件和步骤如下表所示。以下哪种实验方案能达到目的(

)序号实验处理甲乙方案一无菌条件自然条件方案二先灭菌，再置于适宜条件下自然条件方案三先灭菌，再置于适宜条件下先灭菌，然后接种某种细菌，最后置于适宜条件下A.方案一

B.方案二

C.方案三

D.三个方案都不能达到解析欲证明树叶的分解是由某种细菌所引起的，应先将树叶灭菌，排除其他微生物对实验结果的干扰，同时应将灭菌后的树叶平均分成两组，一组接