[推薦學(xué)習(xí)]-高中生物-第章-生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)-第節(jié)-生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的維持-第課時(shí)

1、生活的色彩就是學(xué)習(xí)第2課時(shí)生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)概覽(教師用書(shū)獨(dú)具)1.舉例說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。2.分析碳循環(huán)的過(guò)程及特點(diǎn)。(重點(diǎn))3.說(shuō)明物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)系及應(yīng)用。(難點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知1物質(zhì)循環(huán)的概念和實(shí)例(1)概念：物質(zhì)循環(huán)又稱(chēng)為生物地球化學(xué)循環(huán)，是指在生態(tài)系統(tǒng)中組成生物體的 C、H、O、N、P、Ca等元素，不斷進(jìn)行著從無(wú)機(jī)環(huán)境到生物群落，再回到無(wú)機(jī)環(huán)境的循環(huán)過(guò)程。(2)實(shí)例水循環(huán)水循環(huán)受太陽(yáng)能、大氣環(huán)流等因素的影響；降水和蒸發(fā)是水循環(huán)過(guò)程中的主要環(huán)節(jié)；植物的蒸騰作用對(duì)水循環(huán)有重要的促進(jìn)作用。水循環(huán)過(guò)程可以進(jìn)行不斷往復(fù)地遷移和轉(zhuǎn)化(固態(tài)、液態(tài)和

2、氣態(tài))。碳循環(huán)碳在無(wú)機(jī)環(huán)境中的主要存在形式是CO2和碳酸鹽，在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)形式是CO2，在生物群落內(nèi)以含碳有機(jī)物形式流動(dòng)。碳由無(wú)機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落的途徑：光合作用或化能合成作用。碳由生物群落返回?zé)o機(jī)環(huán)境途徑：動(dòng)植物的呼吸作用、微生物的分解作用。(3)人類(lèi)活動(dòng)影響水體富營(yíng)養(yǎng)化原因：水體中氮、磷含量過(guò)多。結(jié)果：藻類(lèi)等過(guò)度繁殖導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)被破壞。2能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系(1)能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減，而物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)是具有全球性、反復(fù)利用、循環(huán)流動(dòng)。(2)物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力來(lái)自能量，而物質(zhì)又是能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng)。根底自測(cè)1判斷對(duì)錯(cuò)(1)參與循環(huán)的物質(zhì)

3、是組成生物體的各種化合物。(×)提示：是C、H、O、N、P、Ca等元素。(2)碳循環(huán)在生物群落內(nèi)部以CO2形式循環(huán)。(×)提示：以含碳有機(jī)物形式流動(dòng)。(3)化石燃料的大量燃燒是造成溫室效應(yīng)的主要原因。()(4)物質(zhì)循環(huán)中所說(shuō)的“生態(tài)系統(tǒng)是指一般的生態(tài)系統(tǒng)。(×)提示：指的是生物圈。(5)沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用。(×)提示：是物質(zhì)循環(huán)利用。2以下關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的表達(dá)，不正確的選項(xiàng)是()A碳在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間主要以CO2的形式循環(huán)B生態(tài)系統(tǒng)的各種成分都參與碳循環(huán)過(guò)程C大氣中的CO2要轉(zhuǎn)變成含碳有機(jī)物只能通過(guò)綠色植物的光合作用D如

4、果碳循環(huán)過(guò)程不能進(jìn)行，生態(tài)系統(tǒng)將會(huì)被破壞C碳在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間主要以CO2的形式循環(huán)，在生物群落內(nèi)部是以有機(jī)物的形式傳遞，A正確；生態(tài)系統(tǒng)的各種成分都參與碳循環(huán)過(guò)程，B正確；大氣中的CO2要轉(zhuǎn)變成含碳有機(jī)物主要通過(guò)綠色植物的光合作用，還可以通過(guò)局部原核生物的光合作用和化能合成作用合成有機(jī)物，C錯(cuò)誤；如果碳循環(huán)過(guò)程不能進(jìn)行，生態(tài)系統(tǒng)將會(huì)被破壞，D正確。3如圖為生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的模式圖。相關(guān)表達(dá)正確的選項(xiàng)是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：85732183】A1代表生產(chǎn)者，5可以代表化能合成作用B細(xì)菌在生態(tài)系統(tǒng)中只可以作為1、3所示成分C在食物鏈中占有碳元素最多的營(yíng)養(yǎng)級(jí)是1所在營(yíng)養(yǎng)級(jí)D碳元素的循環(huán)可以在任何一

5、個(gè)結(jié)構(gòu)完善的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)獨(dú)立進(jìn)行C分析題圖可知，圖中1是生產(chǎn)者、2是消費(fèi)者、3是分解者、4是無(wú)機(jī)環(huán)境，5和7表示呼吸作用，6表示光合作用或化能合成作用，A錯(cuò)誤；在生態(tài)系統(tǒng)中，細(xì)菌可以是1生產(chǎn)者(如硝化細(xì)菌)、2消費(fèi)者(如寄生細(xì)菌)、3分解者(如腐生細(xì)菌)，B錯(cuò)誤；在食物鏈中占有碳元素最多的營(yíng)養(yǎng)級(jí)是1生產(chǎn)者所在營(yíng)養(yǎng)級(jí)，C正確；碳元素的循環(huán)屬于物質(zhì)循環(huán)，具有全球性特點(diǎn)，D錯(cuò)誤。合 作 探 究·攻 重 難物質(zhì)循環(huán)的概念和實(shí)例思考交流觀察下面的碳循環(huán)模式圖，討論相關(guān)問(wèn)題：1CO2除通過(guò)生產(chǎn)者的光合作用進(jìn)入生物群落外，還有進(jìn)入生物群落的途徑嗎？提示：化能合成作用。2與自然界的碳循環(huán)關(guān)系最密切的兩

6、種細(xì)胞器是什么？提示：葉綠體和線粒體。3碳在生態(tài)系統(tǒng)各成分之間的傳遞都是雙向的嗎？提示：不是，只有生產(chǎn)者和無(wú)機(jī)環(huán)境之間的傳遞是雙向的，而其他成分之間的傳遞均是單向的。4如果人們大量燃燒化石燃料，或亂砍濫伐森林，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)有何影響？提示：大量燃燒化石燃料，會(huì)使CO2在很短時(shí)間內(nèi)釋放出來(lái)，亂砍濫伐森林，會(huì)使大氣CO2進(jìn)入群落過(guò)程受阻，打破碳循環(huán)平衡，使大氣中CO2的含量增高，進(jìn)而導(dǎo)致溫室效應(yīng)。歸納總結(jié) 1圖解法理解碳循環(huán)的過(guò)程2表格法比擬碳循環(huán)的形式進(jìn)入生物群落生物群落內(nèi)部返回?zé)o機(jī)環(huán)境形式CO2含碳有機(jī)物CO2方式光合作用和化能合成作用食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者和消費(fèi)者的呼吸作用，分解者的分解作

7、用，化石燃料的燃燒3碳平衡分析及對(duì)環(huán)境的影響(1)碳平衡的含義：指碳的排放和吸收在數(shù)量或質(zhì)量上相等，大氣中的CO2濃度相對(duì)穩(wěn)定。(2)碳平衡的失調(diào)溫室效應(yīng)：典例通關(guān)如圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，箭頭表示碳流動(dòng)的方向。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A圖中A是生產(chǎn)者，C是分解者B圖中的A、D、E為該生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)C碳在生物群落與C之間以有機(jī)物的形式流動(dòng)DE每增加1 kg的體重，至少需要25 kg的A【技巧點(diǎn)撥】快速確認(rèn)碳循環(huán)的各環(huán)節(jié)D據(jù)圖分析，A是生產(chǎn)者，D、E是消費(fèi)者，B是分解者，C是大氣中的CO2庫(kù)，A錯(cuò)誤；生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)指的是食物鏈和食物網(wǎng)，圖中ADE為該生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，B錯(cuò)誤；碳在生

8、物群落與C之間以二氧化碳的形式流動(dòng)，C錯(cuò)誤；E每增加1 kg的體重，至少需要A1÷20%÷20%25 kg，D正確。活學(xué)活用根據(jù)如下圖碳循環(huán)的局部過(guò)程進(jìn)行的有關(guān)分析，不正確的選項(xiàng)是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：85732184】A碳在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)的物質(zhì)形式是CO2B參與過(guò)程的生物有生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者C過(guò)程增強(qiáng)后過(guò)程隨之增強(qiáng)，所以不能通過(guò)增強(qiáng)減少大氣中的CO2D開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能、水能、核能等新能源，可減少人類(lèi)對(duì)過(guò)程的依賴(lài)C碳元素在生物群落之間以含碳有機(jī)物的形式傳遞，在無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落之間以CO2形式循環(huán)，A正確；過(guò)程包括動(dòng)物、植物以及微生物的呼吸作用，B正確；過(guò)程主要為綠色植

9、物的光合作用，所以光合作用增強(qiáng)后，能減少大氣中CO2，C錯(cuò)誤；過(guò)程表示化石燃料的燃燒，要減少人類(lèi)對(duì)過(guò)程的依賴(lài)，需要人們開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能、水能、核能等新能源才行，D正確。(備選習(xí)題)如圖為碳循環(huán)的局部示意圖，以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()A碳循環(huán)是指CO2在生物圈的循環(huán)過(guò)程B伴隨A過(guò)程的進(jìn)行，能量輸入生物群落中C圖中A和B所示的物質(zhì)循環(huán)具有全球性D能完成該循環(huán)的生物不一定含有葉綠體和線粒體A碳循環(huán)是指碳元素在生物圈的循環(huán)過(guò)程，A錯(cuò)誤；A表示光合作用和化能合成作用，伴隨A過(guò)程的進(jìn)行，能量主要由光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能輸入生物群落中，B正確；物質(zhì)循環(huán)是在全球范圍內(nèi)的循環(huán)，C正確；A表示生產(chǎn)者的光合作用和化能合成作用，

10、光能自養(yǎng)型的藍(lán)藻和進(jìn)行化能合成作用的生物不含葉綠體，B可表示生物的呼吸作用，既可以是有氧呼吸，也可以是無(wú)氧呼吸，進(jìn)行無(wú)氧呼吸的生物可以沒(méi)有線粒體，D正確。能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系思考交流以下圖為能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)關(guān)系圖示，討論相關(guān)問(wèn)題：1物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)是否相同？提示：不同。能量流動(dòng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)分別是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能和以熱能的形式散失；而物質(zhì)循環(huán)過(guò)程中物質(zhì)是循環(huán)利用的，所以是沒(méi)有起點(diǎn)和終點(diǎn)的。2既然氮元素在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間也是不斷循環(huán)的，為什么還要往農(nóng)田中不斷地施加氮肥？提示：物質(zhì)循環(huán)是指在生物圈范圍內(nèi)的物質(zhì)是循環(huán)的。農(nóng)田中不斷有糧食產(chǎn)出，根本元素不斷地被輸出，所以要不斷

11、地施加氮肥。3能量在沿食物鏈流動(dòng)時(shí)逐級(jí)遞減，環(huán)境中的一些有毒物質(zhì)比方農(nóng)藥或重金屬鹽是不是濃度也越來(lái)越低？提示：伴隨著物質(zhì)循環(huán)過(guò)程，環(huán)境中的一些有毒物質(zhì)會(huì)出現(xiàn)生物富集現(xiàn)象，即沿著食物鏈，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，富集物濃度越高。歸納總結(jié) 1物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的區(qū)別工程物質(zhì)循環(huán)能量流動(dòng)形式以化學(xué)元素形式流動(dòng)光能化學(xué)能熱能(一般形式)過(guò)程在無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落間往復(fù)循環(huán)沿食物鏈(網(wǎng))單向流動(dòng)范圍生物圈生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)特點(diǎn)反復(fù)利用，循環(huán)流動(dòng)單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減2物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的聯(lián)系(1)能量的固定、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移、釋放離不開(kāi)物質(zhì)的合成和分解。(2)物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動(dòng)的載體。(3)能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)

12、的動(dòng)力。特別提醒：生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)“平衡的相對(duì)性(1)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)保持著相對(duì)的平衡，這是生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定的重要保證。(2)在生物圈范圍內(nèi)物質(zhì)是循環(huán)的，但是農(nóng)田中不斷有糧食產(chǎn)出，所以要不斷地補(bǔ)充物質(zhì)，如施加氮肥。典例通關(guān)圖示為一個(gè)簡(jiǎn)化的草原生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)示意圖，據(jù)圖對(duì)圖中箭頭的含義進(jìn)行表中所列工程的分類(lèi)，正確的選項(xiàng)是()含義所屬箭頭號(hào)碼生物群落中能量的散失生物群落中的物質(zhì)回歸無(wú)機(jī)環(huán)境無(wú)機(jī)環(huán)境中的能量進(jìn)入生物群落能量在生物之間單向流動(dòng)能量在食物鏈中流動(dòng)碳元素從有機(jī)物變?yōu)槎趸继荚貜亩趸甲優(yōu)橛袡C(jī)物A(2)(3)(5)B(5)，(1)C(2)(3)(5

13、)，(2)D(4)，(1)【技巧點(diǎn)撥】(1)回憶碳循環(huán)的過(guò)程及與能量流動(dòng)的關(guān)系；(2)識(shí)別題干信息中各標(biāo)號(hào)的含義。D各種生物成分通過(guò)呼吸作用，一局部能量以熱能的形式散失，對(duì)應(yīng)圖中(4)；物質(zhì)返回?zé)o機(jī)環(huán)境中，也是通過(guò)呼吸作用，對(duì)應(yīng)圖中(4)；通過(guò)生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能，對(duì)應(yīng)圖中(1)；能量在生物之間單向流動(dòng)和能量在食物鏈中流動(dòng)，對(duì)應(yīng)圖中的(2)；碳元素從有機(jī)物變?yōu)槎趸迹彩莵?lái)自呼吸作用，對(duì)應(yīng)(4)；碳元素從二氧化碳變?yōu)橛袡C(jī)物是通過(guò)光合作用實(shí)現(xiàn)的，對(duì)應(yīng)圖中(1)?；顚W(xué)活用以下圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和碳循環(huán)的關(guān)系圖，據(jù)圖答復(fù)以下問(wèn)題。(1)對(duì)物質(zhì)循環(huán)起關(guān)鍵作用的生態(tài)系統(tǒng)的成分是_和_。(2)圖中的表示

14、的生理過(guò)程分別是：_，_，_。(3)c生物處于第_營(yíng)養(yǎng)級(jí)，假設(shè)要使c增加200 kg至少需要消耗a_kg。解析據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的原理可知，a為生產(chǎn)者，是光合作用；b是初級(jí)消費(fèi)者，c為次級(jí)消費(fèi)者，為呼吸作用；d為分解者，為分解作用。按照能量逐級(jí)遞減的原那么，假設(shè)使c增加200 kg至少需要a的量為200÷20%÷20%5 000(kg)。答案(1)a生產(chǎn)者D分解者(2)光合作用呼吸作用分解作用(3)三5 000(備選習(xí)題)在生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過(guò)程中，連接生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境的重要的生理作用和重要環(huán)節(jié)分別是()蒸騰作用光合作用呼吸作用生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者A；B

15、；C； D；B連接生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境的重要生理作用：光合作用將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物進(jìn)入生物群落，將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能流入生物群落；呼吸作用將有機(jī)物轉(zhuǎn)變成無(wú)機(jī)物，歸還給無(wú)機(jī)環(huán)境，同時(shí)將化學(xué)能釋放出來(lái)。兩個(gè)主要環(huán)節(jié)：生產(chǎn)者進(jìn)行光合作用，它是能量流動(dòng)的起點(diǎn)，在物質(zhì)循環(huán)中將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物進(jìn)入生物群落；分解者將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)變成無(wú)機(jī)物，是能量流動(dòng)的終點(diǎn)，在物質(zhì)循環(huán)中將進(jìn)入生物群落的物質(zhì)重新歸還給無(wú)機(jī)環(huán)境。當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1從物質(zhì)循環(huán)的角度看，人體內(nèi)的碳元素究其根源來(lái)自()A燃料中的碳B所食動(dòng)物體內(nèi)的碳C食物中的碳 D大氣中的二氧化碳D人類(lèi)直接或間接以生產(chǎn)者為食，碳元素都是來(lái)自生產(chǎn)者，

16、而生產(chǎn)者固定的CO2來(lái)自大氣。2關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的表達(dá)，不正確的選項(xiàng)是()A所說(shuō)的物質(zhì)是指組成生物體的一些根本化學(xué)元素B所說(shuō)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(shuō)的循環(huán)是指物質(zhì)在生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)流動(dòng)D物質(zhì)在循環(huán)過(guò)程中不斷遞減D物質(zhì)循環(huán)的實(shí)質(zhì)為元素在生物圈這個(gè)最大的生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)利用，在這個(gè)過(guò)程中物質(zhì)是守恒的。3以下關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)功能的表達(dá)中，不正確的選項(xiàng)是()A能量只能由較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)B食物鏈中的營(yíng)養(yǎng)級(jí)可能是無(wú)限的C能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)可以長(zhǎng)期地保持動(dòng)態(tài)平衡D生態(tài)系統(tǒng)中的能量最終以熱能的形式散失到環(huán)境中B能量沿食物鏈流動(dòng)的特點(diǎn)是逐級(jí)遞減，即營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，

17、所能獲得的能量越少，所以食物鏈中的營(yíng)養(yǎng)級(jí)不可能是無(wú)限的。4如圖表示生物圈中碳元素的循環(huán)過(guò)程，以下有關(guān)表達(dá)正確的選項(xiàng)是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：85732185】A過(guò)程代表綠色植物的光合作用B圖中A、B分別代表消費(fèi)者和生產(chǎn)者C農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的中耕松土可以增大過(guò)程D溫室效應(yīng)主要是由過(guò)程造成的D據(jù)圖可知B是生產(chǎn)者，過(guò)程表示生產(chǎn)者的呼吸作用，過(guò)程表示生產(chǎn)者的光合作用，A錯(cuò)誤；根據(jù)圖中各成分之間的關(guān)系判斷：B是生產(chǎn)者，A是分解者，C是消費(fèi)者，B錯(cuò)誤；圖中過(guò)程為消費(fèi)者(動(dòng)物)的呼吸作用，動(dòng)物一般在地面活動(dòng)，所以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的中耕松土對(duì)過(guò)程幾乎沒(méi)有影響，C錯(cuò)誤；溫室效應(yīng)是由于大氣中二氧化碳驟然增多導(dǎo)致的，大氣中二氧化碳的來(lái)

18、源有各種生物的呼吸作用和化石燃料的燃燒，而化石燃料的燃燒是大氣中二氧化碳增多的主要原因，D正確。5以下圖是生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)圖解。圖中AD代表生態(tài)系統(tǒng)的4種成分，代表碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的途徑。請(qǐng)仔細(xì)分析圖，并答復(fù)以下問(wèn)題：(1)圖中A代表_，碳在C中以_形式存在。(2)圖中代表光合作用的是_，代表分解作用的是_，代表呼吸作用的是_。(3)圖中B代表_，它在生態(tài)系統(tǒng)中的作用是_。(4)碳元素在和中是以_形式流動(dòng)，在和中是以_的形式流動(dòng)。解析圖中A和D進(jìn)行雙向的物質(zhì)傳遞，而且A指向B、C、D，而A、B、C指向D，可知A是生產(chǎn)者，C是消費(fèi)者，B為分解者，D為無(wú)機(jī)環(huán)境。圖中的箭頭表現(xiàn)了生物群落中的不同生物與無(wú)機(jī)環(huán)境的相互作用。是光合作用，將無(wú)機(jī)環(huán)境中的CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的碳。動(dòng)植物的遺體、排出物和殘落物等復(fù)雜的有機(jī)物通過(guò)B分解者分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物。為生物群落中的各種生物將有機(jī)物通