成才之路 生物,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 必修3,生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性,第五章,第3節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),第五章,分析生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的基本規(guī)律及其應(yīng)用。 情境導(dǎo)入： 1939年，瑞士化學(xué)家米勒發(fā)明了DDT，并用于防治農(nóng)業(yè)害蟲。然而，令米勒始料未及的是，DDT的危害也逐漸顯露出來。施用農(nóng)藥DDT的地區(qū)，雖然只占陸地面積的一小部分，可是在遠離施藥地區(qū)的南極動物企鵝體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了DDT，也就是說，DDT已經(jīng)把整個地球污染了！ 問題探究：南極動物體內(nèi)出現(xiàn)了DDT，此現(xiàn)象說明了什么？,學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1以碳循環(huán)為例，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。(重、難點) 2嘗試探究土壤微生物的分解作用。 3說明能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。(重點) 4關(guān)注碳循環(huán)平衡失調(diào)與溫室效應(yīng)的關(guān)系。,一、碳循環(huán) 1循環(huán)形式 (1)在生物群落與無機環(huán)境間：主要以_的形式進行。 (2)在生物群落內(nèi)：以含碳有機物的形式進行。 2過程圖解,二氧化碳,CO2,植物,動物,3特點：具有_、循環(huán)性。 4溫室效應(yīng) (1)形成原因：_很短時間內(nèi)大量燃燒，使大氣中_含量迅速增加，打破了生物圈中_的平衡。 (2)危害：加快極地和高山冰川的融化，導(dǎo)致海平面_，進而對人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。,全球性,化學(xué)燃料,二氧化碳,碳循環(huán),上升,二、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) 1概念 (1)物質(zhì)：組成生物體的_等元素。 (2)循環(huán)途徑：_。 (3)范圍：_。 2特點 (1)循環(huán)流動。 (2)具有全球性，因此又稱_。,C、H、O、N、P、S,無機環(huán)境,生物群落,生物圈,生物地球化學(xué)循環(huán),三、能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系 1物質(zhì)循環(huán)和能量流動的聯(lián)系 (1)能量流動和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的_，二者是_的，彼此相互依存，不可分割。 (2)能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放離不開物質(zhì)的合成和分解等過程。物質(zhì)作為能量的_，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動；能量作為_，使物質(zhì)不斷地在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)往返。,主要功能,同時進行,載體,動力,2物質(zhì)循環(huán)與能量流動具有不同的特點：無機環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落_；能量在流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級時是_的，而且是_的流動，因此生態(tài)系統(tǒng)要不斷從外界獲取能量。,反復(fù)利用,逐級遞減,單方向,碳循環(huán),想一想根據(jù)對碳循環(huán)過程的分析，你認為應(yīng)如何減輕溫室效應(yīng)的影響？ 提示：減少化學(xué)燃料的燃燒、發(fā)展清潔能源，植樹造林、保護植被等。,如圖表示生物圈中碳元素的循環(huán)過程，其中A、B、C表示生態(tài)系統(tǒng)的不同成分，下列有關(guān)敘述正確的是( ) A過程代表綠色植物的光合作用 BA、B分別代表消費者和生產(chǎn)者 C是溫室效應(yīng)的主要原因 D疏松土壤可以加快過程,解析 與大氣中CO2有雙向關(guān)系的為生產(chǎn)者(B)，而B、C共同指向的(A)為分解者，C為消費者，為植物呼吸作用產(chǎn)生CO2返回大氣的過程，過程為化學(xué)燃料燃燒，是造成溫室效應(yīng)的主要原因，是分解者的分解作用，疏松土壤能提供充足的O2會促進此過程。 答案 D,右圖為生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的模式圖。下列相關(guān)敘述正確的是( ) A代表生產(chǎn)者，5可以代表化能合成作用 B碳元素在間以含碳有機物的形式傳遞 C在食物鏈中占有碳元素最多的營養(yǎng)級可能是 D中含有的有機物可以促進碳元素在群落和無機環(huán)境之間循環(huán) 答案 C,1.物質(zhì)循環(huán)的概念 組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，都不斷進行著從無機環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無機環(huán)境的循環(huán)過程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。 2特點 (1)全球性：物質(zhì)循環(huán)的范圍是生物圈。 (2)往復(fù)循環(huán)，重復(fù)利用：物質(zhì)可以在無機環(huán)境和生物群落之間反復(fù)利用。,物質(zhì)循環(huán),想一想既然生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)是循環(huán)的，為什么人們還不斷地向農(nóng)田中施肥呢？ 提示：所謂的物質(zhì)循環(huán)，是指在生物圈范圍內(nèi)物質(zhì)是循環(huán)的，是自給自足的。農(nóng)田中不斷有物質(zhì)和能量的輸出(糧食產(chǎn)出)，所以要不斷施肥。,關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的敘述，不正確的是( ) A所說的物質(zhì)是指組成生物體的一些基本化學(xué)元素 B所說的生態(tài)系統(tǒng)是地球最大的生態(tài)系統(tǒng)生物圈 C所說的循環(huán)是指物質(zhì)在生物與無機環(huán)境之間反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)流動 D物質(zhì)在循環(huán)過程中不斷遞減 答案 D,生物地球化學(xué)循環(huán)是指組成生物體的基本元素( ) A在陸地生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動的復(fù)雜過程 B在能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級時的逐級遞減的全過程 C在組成生態(tài)系統(tǒng)的生物群落和生物體內(nèi)的反復(fù)循環(huán)運動 D在生物圈的生物群落和無機環(huán)境中的反復(fù)循環(huán)運動 答案 D,生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是進行能量流動和物質(zhì)循環(huán)，這兩大功能之間既有明顯的差別，又有必然的聯(lián)系。 物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系如下：,物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系,A物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動 B能量作為動力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)往返 C能量的總和便是生產(chǎn)者所固定的太陽能總量 D碳在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進行的,解析 物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動；能量作為動力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)往返。生產(chǎn)者固定的太陽能的總量包括三部分：生產(chǎn)者自身的呼吸作用散失的能量，生產(chǎn)者流向初級消費者的能量，生產(chǎn)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；碳在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進行的，在生物群落內(nèi)部以有機物的形式傳遞。 答案 C,在自然生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)與能量的關(guān)系正確的是( ) A能量可驅(qū)動物質(zhì)循環(huán) B物質(zhì)和能量可循環(huán)利用 C能量只能在食物鏈中流動 D能量金字塔和生物數(shù)量金字塔均可倒置 答案 A,解析 物質(zhì)是能量流動的載體，能量是物質(zhì)循環(huán)的動力，物質(zhì)可循環(huán)利用，但能量是單向流動，A正確，B錯誤；能量除了在食物鏈中流動外，還可以在生物群落與無機環(huán)境之間流動，C錯誤；能量金字塔不可倒置，生物數(shù)量金字塔可以倒置，D錯誤。,(三)旁欄思考題 大力植樹造林后，這些植物能大量吸收已有的二氧化碳，因而能起一定的緩解作用。但更應(yīng)該控制源頭溫室氣體的排放。,(1)圖1先根據(jù)雙向箭頭確定A和B應(yīng)為生產(chǎn)音和大氣中的CO2庫，不能寫“無機環(huán)境”，也不能寫“生物類別”，再根據(jù)AD，CD，確定A為生產(chǎn)者，B為大氣中的CO2庫，D為分解者，C為消費者。 (2)圖2根據(jù)A與C之間是雙向箭頭判斷：A和C一個是生產(chǎn)者，一個是大氣中的CO2庫。根據(jù)A、B、D的碳都流向E，且A、B、D、E都有碳流向C，可進一步判斷：A是生產(chǎn)者，B是初級消費者，C是大氣中的CO2庫，D是次級消費者，E是分解者。,(3)圖3首先找出相互之間具有雙向箭頭的兩個成分，即A和E，一個為生產(chǎn)者，一個是大氣中的CO2庫。又因為其他各個成分都有箭頭指向A，所以A為大氣中的CO2庫，E為生產(chǎn)者。然后觀察剩余的幾個成分，其中其他各個成分都有箭頭指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F則為消費者。整個圖解中，存在一條食物鏈?zhǔn)荅FDB。,A在碳循環(huán)過程中，同時伴隨著能量流動 B由于某種原因造成圖中E生物數(shù)量大量減少，推測短期內(nèi)與之相鄰的兩個營養(yǎng)級生物數(shù)量發(fā)生的變化是D增多，F(xiàn)減少 C該生態(tài)系統(tǒng)的消費者包括圖中的D、E、F、B DAC過程中碳主要以CO2的形式進行循環(huán)，F(xiàn)B過程中以含碳有機物的形式進行流動,解析 分析圖形，A、B、D、E、F均有箭頭指向C，則C是大氣中的CO2庫。A、C之間為雙向箭頭，A為生產(chǎn)者。A、D、E、F均有箭頭指向B，則B為分解者，D、E、F為消費者。圖示中包含的食物鏈為ADEF，故E減少，短時間內(nèi)D增多，F(xiàn)減少。碳在生物群落與無機環(huán)境之間主要以CO2的形式循環(huán)，在生物群落內(nèi)部是以含碳有機物的形式流動。 答案 C,答案 B 解析 因為研究對象為碳循環(huán)，所以要考慮生物、大氣中的CO2庫，只有生產(chǎn)者才能吸收CO2，生產(chǎn)者、消費者和分解者都要產(chǎn)生CO2，所以a為生產(chǎn)者，b為分解者，f為大氣中的CO2庫，圖中只有一條食物鏈。,2研究生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)問題時，要注意以下幾個方面的知識 (1)物質(zhì)循環(huán)與能量流動是同時進行、相互統(tǒng)一的，在物質(zhì)循環(huán)的過程中伴隨著能量的流動。 (2)物質(zhì)循環(huán)的特點是具有全球性，反復(fù)出現(xiàn)，循環(huán)流動。 (3)在生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中，首先要根據(jù)雙向箭頭的指向判斷出生產(chǎn)者與非生物的物質(zhì)和能量，然后依據(jù)食物關(guān)系判定消費者和分解者。 (4)在分析物質(zhì)循環(huán)時，要結(jié)合新陳代謝的有關(guān)知識，如光合作用、呼吸作用等。,(5)在物質(zhì)循環(huán)過程中，有些物質(zhì)不易分解，因此通過食物鏈傳遞，在生物體內(nèi)富集，營養(yǎng)級越高，富集濃度就越高。 (6)富集作用 生物富集作用是指環(huán)境中的一些污染物(如重金屬、化學(xué)農(nóng)藥)通過食物鏈在生物體內(nèi)大量聚集的過程。 發(fā)生富集作用的物質(zhì)一般具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定而不易分解，在生物體內(nèi)積累而不易排出等特點。 生物富集作用是沿著食物鏈進行富集的，并且隨著食物鏈的延長而不斷增強。,一、選擇題 1生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的特點不包括下列的( ) A帶有全球性 B物質(zhì)是指組成生物體的基本元素 C在群落與無機環(huán)境之間循環(huán)往復(fù) D在群落的各營養(yǎng)級之間循環(huán)往復(fù) 答案 D 解析 組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，都不斷進行著從無機環(huán)境到生物群落的循環(huán)往復(fù)流動，各營養(yǎng)級之間是單向流動的。,2某同學(xué)完成了土壤微生物的分解作用的對照實驗，對照組是( ) A土壤不作處理，自然狀態(tài) B土壤進行處理 C排除土壤微生物的作用 D盡可能避免改變土壤理化性質(zhì) 答案 A 解析 對照實驗，應(yīng)是不做處理，自然狀態(tài)的一組實驗。,3在浮游植物浮游動物魚這條食物鏈中，碳是以哪種形式流動的( ) A二氧化碳 B有機物 C碳酸鹽 D二氧化碳和有機物 答案 B 解析 碳在食物鏈中(生物群落內(nèi)部)是以有機物形式流動，而在生物群落和無機環(huán)境之間以CO2的形式循環(huán)。,4施用農(nóng)藥DDT的地區(qū)，雖然占陸地面積一小部分，可是在遠離施藥地區(qū)的南極，動物體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了DDT，這種現(xiàn)象說明了 ( ) ADDT是揮發(fā)性物質(zhì) BDDT已加入全球性的生物地球化學(xué)循環(huán) C考察隊將DDT帶到了南極 D南極動物也偶爾到施用農(nóng)藥的地區(qū)尋食 答案 B,解析 DDT是一種不易分解并能長期殘存的農(nóng)藥。當(dāng)人們施用DDT時，真正作用在植物上的大約只有5%，其余95%不是落到地面，就是在大氣中漂浮，以后隨雨水流入地下，或順小溪流入江河，流歸大海。隨著大氣環(huán)境作用和海水運動，DDT被運到全球各個角落，然后再沿著食物鏈和食物網(wǎng)進行物質(zhì)循環(huán)，故南極動物體內(nèi)也會含有DDT。,5下列哪項敘述是不正確的( ) A生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是能量流動 B物質(zhì)是能量流動的載體 C能量是物質(zhì)循環(huán)的動力 D能量在流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各個營養(yǎng)級的時候，是逐級遞減的 答案 A 解析 生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是能量流動和物質(zhì)循環(huán)。,6生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)與生物群落的哪些活動有關(guān)( ) 光合作用 呼吸作用 蒸騰作用 微生物的分解作用 A B C D 答案 B,二、非選擇題 7下面是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的簡明示意圖，請根據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中缺少的一個重要箭頭是_。 (2)A過程是_的_作用，這一過程有_和_兩種類型。,(3)與A過程本質(zhì)相同的有_過程(用圖中字母代號表示)。 (4)碳在無機環(huán)境中以_形式存在，而在無機環(huán)境與生物群落之間以_形式進行循環(huán)。碳循環(huán)始終與_結(jié)合在一起進行。 (5)生態(tài)系統(tǒng)的四種成分通過_和_緊密聯(lián)系在一起而形成一個整體。 答案 (1)從大氣中的CO2庫到綠色植物 (2)分解者 分解 有氧呼吸 無氧呼吸 (3)B、C (4)CO2或碳酸鹽 CO2 能量流動 (5)物質(zhì)循環(huán) 能量流動,解析 碳循環(huán)與光合作用和呼吸作用及燃燒等密切相關(guān)。答題時應(yīng)認真觀察示意圖。從圖中可以看出，本圖少了一個非常重要的箭頭從大氣中的CO2庫到綠色植物。因為這是大氣中的CO2進入生物群落的途徑，如果沒有這一光合作用的途徑，碳循環(huán)就不能進行；圖中A表示分解者的分解作用，它將有機物氧化分解，釋放出能量，同時產(chǎn)生CO2，也屬于生物的呼吸作用，(4)、(5)小題主要考查的是物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)的四種成分是通過物質(zhì)循環(huán)和能量流動結(jié)合在一起的。,8如圖所示生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，圖中A、B、C、D為生態(tài)系統(tǒng)不同的成分，請據(jù)圖回答： (1)此生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是從 _固定太陽能開始的。 (2)碳元素在大氣中與A、B、C之間的流動是以_形式進行的，在生態(tài)系統(tǒng)的各成分中，A為_，B為_。,(3)圖中DC過程是通過_作用實現(xiàn)的，CD過程是通過_作用實現(xiàn)的，BD過程是通過_作用實現(xiàn)的。 (4)生物群落中的一部分碳返回大氣中，而另一部分則以_形式儲存在地層中，碳在生物群落與無機環(huán)境之間主要以_的形式循環(huán)。 (5)碳循環(huán)的同時一定伴隨著_。 答案 (1)C生產(chǎn)者 (2)二氧化碳 消費者 分解者 (3)光合 呼吸 分解 (4)化學(xué)燃料 二氧化碳 (5)能量流動,1(2014江蘇，10)下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的敘述，正確的是( ) A富營養(yǎng)化水體出現(xiàn)藍藻水華的現(xiàn)象，可以說明能量流動的特點 B生態(tài)系統(tǒng)中能量的初始來源只有太陽能 C食物鏈各營養(yǎng)級中10%20%的能量會被分解者利用 D無機環(huán)境中的物質(zhì)可以通過多種途徑被生物群落反復(fù)利用 答案 D,解析 富營養(yǎng)化是指水體中N、P等物質(zhì)過度排放，導(dǎo)致水中的藻類植物大量繁殖，產(chǎn)生水華、赤潮等現(xiàn)象，這不是能量流動的特點，能量流動是單向的逐級遞減的；生態(tài)系統(tǒng)中能量的來源主要來自太陽能，也有部分來自化學(xué)能；食物鏈中相鄰營養(yǎng)級的能量傳遞效率是10%20%，而不是分解者利用的能量比例；物質(zhì)循環(huán)的特點是具有全球性，物質(zhì)在生物群落和無機環(huán)境之間往返運動，多次利用。,回答下列問題： 一般來說，生態(tài)系統(tǒng)的主要功能包括_、_，此外還具有信息傳遞等功能。碳對生物和生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義，碳在_和_之間的循環(huán)主要以CO2的形式進行。 答案 物質(zhì)循環(huán) 能量流動 生物群落 無機環(huán)境,