2019-2020年高中生物 第五章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性 第3節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修3【課標點擊】1. 以碳循環(huán)為例，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。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。4. 關(guān)注碳循環(huán)平衡失調(diào)與溫室效應(yīng)的關(guān)系。學(xué)習(xí)重點 ：分析生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。學(xué)習(xí)難點 ：說明能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。【導(dǎo)入設(shè)計】教師：多媒體展示圖片： “落紅不是無情物，化作春泥更護花”這是一句著名的古詩，用我們的生物學(xué)知識來說，為什么“化作春泥更護花”呢？學(xué)生：這些花的枯枝敗葉被分解者分解成無機物，又被生產(chǎn)者利用，所以對促進其生長。教師：回答的非常好，看來枯枝敗葉中的這些元素又被重新利用了，他們是如何是被利用的呢，我們一起來學(xué)習(xí)第三節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)?！咀灾魈骄俊恐R點觀察與思考歸納與結(jié)論一. 碳循環(huán)1.物質(zhì)循環(huán)的概念2碳循環(huán)1.物質(zhì)循環(huán)的范圍2.物質(zhì)循環(huán)的“物質(zhì)”指什么？3.物質(zhì)循環(huán)的特點1.在生態(tài)系統(tǒng)中，組成生物體的 等化學(xué)元素，不斷的進行從無機環(huán)境到 ，又從_回到無機環(huán)境的循環(huán)過程，叫生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。2. 物質(zhì)循環(huán)的特點是一方面具有 ，另一方面可以被生物群落 利用。4.觀察圖511思考碳在自然界中的主要存在形式碳是如何分別進出生產(chǎn)者、消費者、消費者各個環(huán)節(jié)的（以什么形式、通過那種生命活動、形成那些產(chǎn)物等）？3.碳在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)主要是以 的形式循環(huán)的。4.碳從無機環(huán)境進入生物群落通過 作用或 作用，從生物群落進入無機環(huán)境通過 ，在生物群落之間主要以 的形式通過 或 傳遞。5.溫室效應(yīng)的成因，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)表自己的觀點5. 溫室效應(yīng)形成的主要原因是大量化石燃料的燃燒，打破了生物圈中 的平衡，使大氣中 含量迅速增加造成的。二. 實驗：探究土壤微生物的分解作用仔細閱讀思考探究性實驗與驗證性實驗的區(qū)別探究性實驗的一般步驟（1） （2） （3） （4） （5） 三. 能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系閱讀課文找出二者不同點及聯(lián)系不同點：物質(zhì)循環(huán)的特點是 ， 能量循環(huán)的特點是 。聯(lián)系： 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)往復(fù)。【教材精講】一、對物質(zhì)循環(huán)概念的理解1.概念：指組成生物體的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。2.參與循環(huán)的物質(zhì)：指組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，而不是這些元素組成的單質(zhì)或化合物。3.循環(huán)的兩個支點：無機環(huán)境與生物群落。4.物質(zhì)循環(huán)的范圍：生物圈。5.動力：能量流動。物質(zhì)的循環(huán)并非單純的物質(zhì)移動，而是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。6.特點：（1）反復(fù)利用、循環(huán)流動：組成生物體的基本元素在生物群落與無機環(huán)境之間往返利用、循環(huán)流動。（2）全球性：物質(zhì)循環(huán)的范圍是生物圈，所以又稱為生物地球化學(xué)循環(huán)?！咎嵝选吭谏鷳B(tài)群落中，物質(zhì)循環(huán)的渠道是食物鏈和食物網(wǎng)，所以是單向流動，不能循環(huán)的，只能從低營養(yǎng)級向高營養(yǎng)級流動。二、碳循環(huán)1.碳存在形式（1）無機環(huán)境：CO2和碳酸鹽。（2）生物群落：含碳有機物。2.碳循環(huán)過程分析：（1）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。（2）CO2進入生物群落是通過自養(yǎng)型生物的光合作用和化能合成作用完成的。（3）在生物群落內(nèi)部，以含碳有機物形式通過食物鏈或食物網(wǎng)進行傳遞，是單向的。（4）生物群落中的含碳有機物是通過生物的呼吸作用、微生物的分解作用和化石燃料的燃燒被分解成CO2和H2O，以CO2的形式歸還到無機環(huán)境中。（5）特點：全球性；循環(huán)往復(fù)、反復(fù)利用。3. 碳循環(huán)失衡溫室效應(yīng)（1）溫室氣體：CO2、CH4、氮的氧化物等氣體，其中CO2是主要氣體。（2）原理：溫室氣體層可以讓陽光、可見光透過，但對地球向宇宙釋放的紅外線起阻礙作用，并吸收轉(zhuǎn)化為熱量，使地球表面溫度升高。（3）主要煤、石油、泥炭等化石燃料的燃燒。（4）主要危害：全球變暖、冰川融化，海平面上升，干旱范圍擴大。（5）預(yù)防措施：大力植樹種草，減少化石燃料的燃燒，開發(fā)新能源。三、能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系1.能量流動和物質(zhì)循環(huán)的區(qū)別項目物質(zhì)循環(huán)能量流動形式因不同元素而異隨著有機物流動范圍生物圈生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級過程在無機環(huán)境和生物群落間循環(huán)往復(fù)沿食物鏈（網(wǎng)）單向流動特點循環(huán)性全球性單向流動逐級遞減原因元素不會消失，只是呈現(xiàn)形式不同只有在生物圈中才能完成正常循環(huán)營養(yǎng)級關(guān)系不能逆轉(zhuǎn)；散失熱能無法再利用每個營養(yǎng)級均會散失部分能量；部分能量流向分解者；部分能量未被利用2.能量流動和物質(zhì)循環(huán)的聯(lián)系如下圖（1）兩者同時進行，彼此相互依存，不可分割；（2）能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移、釋放，都離不開物質(zhì)的合成和分解等過程；（3）物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動；能量是推動物質(zhì)循環(huán)的動力，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。四、 探究土壤微生物的分解作用【例題精析】例1下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)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)是地球上最大的生態(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)境之間的反復(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【解析】生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是指組成生物體的基本元素在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)，在物質(zhì)循環(huán)過程中無機環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落利用，同時生物群落中的物質(zhì)也可以返回到無機環(huán)境中，物質(zhì)在循環(huán)的過程中不會減少或消失。例2右圖示生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，圖中D為大氣， C請據(jù)圖回答問題 （1）此生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是從 固 D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 A B 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 。解析：在生態(tài)系統(tǒng)中，碳元素主要以二氧化碳的形式在生物群落與無機環(huán)境之間循環(huán)，始終伴隨著能量流動，而生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是從綠色植物的光合作用開始的，并進入生物群落隨食物鏈而流動。生物群落中的碳是以二氧化碳的形式返回到大氣中，但其中一部分碳則以化石燃料的形式儲存于地層中。【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）化石燃料 二氧化碳 （5）能量流動【例3】證明土壤微生物對植物遺體的分解作用，某同學(xué)提出了四種實驗方案，四種實驗方案的共同點是：將同一種樹的落葉分成等量的甲、乙兩組，實驗過程中滴加蒸餾水，使樹葉保持濕潤，請你判斷，哪一方案更能說明問題()A.甲組放在燒烤過的土壤中，乙組放在自然條件下的土壤中B.甲組滅菌后放在燒烤過的土壤中，乙組放在自然條件下的土壤中C.將樹葉滅菌后再分組，甲組放在燒烤過的土壤中，乙組放在自然條件下的土壤中D.將樹葉滅菌后再分組，甲組放在燒烤過的土壤中，乙組接種上細菌后放在自然條件下的土壤中【答案】C【解析】因為實驗?zāi)康氖茄芯客寥牢⑸飳χ参镞z體的分解作用，所以應(yīng)殺滅落葉原有的雜菌，并且不能接種其他細菌(也就是控制細菌來自土壤)?！具_標訓(xùn)練】一、選擇題1生態(tài)系統(tǒng)中，C元素進入生物群落開始于（ ）A.CO2在生物體內(nèi)的擴散作用 B.綠色植物固定CO2的光合作用C.各種動物對有機物的同化作用 D.生物分解有機物的呼吸作用2碳在生物群落內(nèi)部傳遞的形式是（ ）A.碳酸鹽 B.CO2 C.含碳有機物 D.游離碳3在生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)中，既能使碳進入生物群落，又能使碳釋放到大氣中的生物是（ ）A.綠色植物 B.植食性動物 C.肉食性動物 D.營腐生生活的真菌4生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的特點不包括下列的（ ）A.具有全球性 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)5在自然生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)是能量的載體。下列敘述正確的是（ ）A.能量隨物質(zhì)循環(huán)而流動 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.能量和生物數(shù)量金字塔均可倒置6使用農(nóng)藥DDT的地區(qū)，雖然只占陸地面積的一小部分，可在遠離施藥地區(qū)的南極的動物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了DDT，這一現(xiàn)象說明（ ）A.DDT已加入全球化的生物地球化學(xué)循環(huán) B.DDT是揮發(fā)性物質(zhì)，能沿大氣到達南極C.這種含DDT的動物曾經(jīng)在施藥的農(nóng)田里活過 D.上述說法都不對7與自然界的碳循環(huán)關(guān)系最為密切的兩種細胞器是（ ）A.高爾基體和葉綠體 B.葉綠體和線粒體 C.線粒體和高爾基體 D.核糖體和高爾基體8下列敘述正確的是（ ）A.當(dāng)狼吃掉一只兔子時，就獲得了兔子的全部能量B.當(dāng)狼把兔子肉同化為自身有機物時，能量便從第一營養(yǎng)級流向第二營養(yǎng)級C.當(dāng)生產(chǎn)者通過光合作用制造了有機物時，能量就從無機環(huán)境流入了生物群落D.當(dāng)物質(zhì)循環(huán)進行時，能量流動早已開始了9“氣候變暖將是一場災(zāi)難”，關(guān)于這種說法的不正確敘述是（ ）A.氣候變暖導(dǎo)致海平面上升，將給人類帶來無法估計的災(zāi)難B.為防止氣候變暖，人類要盡量減少CO2的排放量C.為防止氣候變暖，人類要盡可能植樹造林，保護植被D.海水溫度升高時，海水向大氣釋放的CO2二非選擇題10下列是生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，分析回答：（1）碳在無機環(huán)境中以 的形式存在，在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)以 的形式進行。（2）A、B、D分別代表各種生理過程：A. ，B. ，D. 。（3）生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)首先依賴于 等過程。（4）圖中A通過 和 兩種方式將生物組織內(nèi)的碳返回大氣中。（5）碳循環(huán)始終與能量流動結(jié)合在一起進行，生態(tài)系統(tǒng)中能量的最終來源是 。能量流動的渠道是 。（6）從物質(zhì)循環(huán)的角度看，人體內(nèi)的碳元素究其根源來自（ ）A.食物中的碳 B.大氣中的CO2 C.燃料中的碳 D.生物環(huán)境中的碳11如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和碳循環(huán)的關(guān)系圖，據(jù)圖回答下列問題：（1）圖中生產(chǎn)者是 ，消費者是 ，分解者是 （填代號）。（2）圖中的表示的生理過程分別是： ， ， 。（3）C生物處于第 營養(yǎng)級，若要使C增加200kg至少需要消耗A kg。（4）若該圖表示某溫帶草原生態(tài)系統(tǒng)，牧民為了提高畜牧產(chǎn)量，采取了如下措施，其中正確的做法是（多選）（ ）A.徹底捕殺狼等次級消費者，以保護牛、羊的安全B.大力防治害蟲和鼠對植被的破壞，使能量盡可能流向?qū)θ祟愑幸娴姆较駽.加大對牧草的水肥管理D.大量繁殖牛、羊參考答案1.B2.C3.A4.D5.A6.A7.B8.C9.D10.（1）碳酸鹽和CO2 CO2 （2）微生物的分解作用 動物的呼吸作用 綠色植物的光合作用（3）綠色植物的光合作用 （4）有氧呼吸 無氧呼吸 （5）太陽能 食物鏈和食物網(wǎng) （6）B11. （1）A B、C D （2）光合作用 呼吸作用 分解作用 （3）三 5 000 （4）B、C