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1、第3节 生态系统的物质循环,一,二,三,一、物质循环,一,二,三,一,二,三,二、物质循环与社会联系温室效应,一,二,三,三、能量流动和物质循环的关系 1.二者是同时进行的,彼此相互依存,不可分割。 2.物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。,一,二,三,预习反馈 1.判断 (1)参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。 ( ) (2)碳的循环在生物群落内部是以CO2的形式进行的。( ) (3)光合作用推动碳循环过程,促进了生物群落中的能量循环。( ) (4)植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。( ) (5
2、)碳循环的进行伴随着能量流动,但由于生物体不能在代谢中利用热能,所以能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。( ) (6)由于人工碳排放过度,破坏了生态系统的碳平衡,导致大气中二氧化碳浓度增加并引起全球气候变化。 ( ),一,二,三,2.下列关于生态系统物质循环的叙述,不正确的是 ( ) A.所说的物质是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素 B.所说的生态系统是指地球上最大的生态系统生物圈 C.所说的循环是指物质在生物群落与无机环境之间反复出现、循环流动 D.物质在循环过程中递减 解析:物质在循环过程中是不会递减的,因为物质只能进行转移和变化,不会消失。 答案:D,一,二,三,3.右图
3、表示某生态系统中4种成分之间的关系。下列相关叙述正确的是( ) A.1和2构成群落 B.3代表的是自养生物 C.代表光合作用,代表呼吸作用 D.4是大气中的CO2库 解析:据图可知,1是生产者,可代表自养生物,2是消费者,3是分解者,是异养生物,4是大气中的CO2库;过程为生产者向消费者的物质和能量传递,过程为呼吸作用,过程为光合作用。 答案:D,一,二,三,4.碳循环中,连通无机环境和生物群落的生物类群和生理作用分别是( ) 生产者 消费者 分解者 光合作用 呼吸作用 蒸腾作用 化能合成作用 A.; B.; C.; D.; 解析:碳循环中,生产者通过光合作用或化能合成作用将CO2转化为有机物
4、,使碳元素进入生物群落,分解者则通过呼吸作用把有机物转化成CO2,使碳元素返回无机环境。 答案:B,一,二,三,5.下列关于生态系统食物链中能量和物质的叙述,正确的是( ) 物质是单向流动、不可循环的 物质是可循环的 能量是单向流动、不可循环的 能量是单向流动、可循环的 能量是伴随着物质而流动的 能量不是伴随物质而流动的 A. B. C. D. 解析:生态系统中的物质是可循环利用的,是能量流动的载体;能量流动是单向的,能量作为动力推动物质循环的进行。 答案:C,探究点一,探究点二,探究点三,碳循环 问题导引 自然界中碳元素的循环是如何进行的? 仔细观察课本P101图5-11,分析:碳如何从无机
5、环境进入生物群落?在群落中如何传递?又如何从生物群落返回无机环境?(提示通过哪种生命活动、以什么形式来完成) 答案:通过生产者的光合作用或化能合成作用进入生物群落。 以有机物的形式,沿着食物链和食物网传递。 通过生物群落中生物的呼吸作用,以CO2的形式返回无机环境。,探究点一,探究点二,探究点三,典例剖析 右图为碳元素在生态系统中循环的模式图,图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分,箭头ag表示生理过程。下列相关叙述不正确的是( ) A.d过程代表光合作用,b过程代表呼吸作用 B.甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多 C.碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式传递 D.碳元素可在无机环境和生物
6、群落之间反复利用,探究点一,探究点二,探究点三,解析:由题图可知,丁为大气中的CO2库,甲为生产者,乙为消费者,丙为分解者;d过程为呼吸作用,b过程为光合作用。甲为生产者,生产者在食物链中所含的能量最多,即所含有机物最多,故在食物链中占有的碳元素最多。碳元素在生物群落内部主要以有机物的形式进行传递,在无机环境与生物群落间主要以CO2的形式进行传递。碳元素可以在生态系统中反复利用。 答案:A,探究点一,探究点二,探究点三,归纳提升 碳循环 (1)存在形式:碳在无机环境中的存在形式是碳酸盐和CO2,在生物群落中的存在形式是含碳有机物。 (2)循环形式:在生物群落与无机环境间的循环形式为CO2;在群
7、落内部的流动形式为含碳有机物。,探究点一,探究点二,探究点三,(3)进入生物群落的方式:CO2进入生物群落是通过自养型生物完成的,主要依赖绿色植物的光合作用,也依赖化能合成作用。 (4)返回无机环境的方式:生物群落中的有机碳通过生物的呼吸作用和微生物的分解作用被彻底分解成CO2和H2O等,归还到无机环境中。此外,古代动植物遗体中的碳可通过化石燃料的燃烧返回无机环境中。,探究点一,探究点二,探究点三,活学活练 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。 下列叙述不正确的是( ) A.生态系统碳的吸收主要是通过光合作用实现的,碳的释放主要是通过
8、呼吸作用实现的 B.表中A时期处于相对稳定状态,原因是碳的吸收量与释放量相对平衡 C.由于过度排放人工碳使得植物光合作用受到抑制,破坏了生态系统的物质循环,导致大气中二氧化碳的增加,并引起气候变化 D.化石燃料的燃烧对现代碳循环影响巨大,探究点一,探究点二,探究点三,解析:植物通过光合作用固定大气中的无机碳,而生物的呼吸作用则把生物群落中的有机碳转变为无机碳,再返还给大气。表中A时期碳的吸收量和释放量是相同的,说明大气中碳的含量相对稳定。B时期碳的释放量大于吸收量,说明人为增加化石燃料的燃烧会增加碳的释放量,从而影响整个生态系统的碳循环。大气中CO2含量的提高可以增强光合作用,而不是使光合作用
9、受到抑制,所以C项的表述是错误的。 答案:C,探究点一,探究点二,探究点三,物质循环和能量流动的关系 问题导引 物质循环和能量流动有什么区别和联系? 试完成物质循环和能量流动的比较。,探究点一,探究点二,探究点三,典例剖析 下列有关生态系统能量流动和物质循环的叙述,正确的是( ) A.一种蜣螂专以大象粪为食,则该种蜣螂获得了大象的物质,同时最多能获取大象所同化能量的20% B.当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时,能量就从第一营养级流入第二营养级 C.生产者通过光合作用合成有机物,能量就从非生物环境流入生物群落 D.生态系统的能量是伴随物质而循环利用的,探究点一,探究点二,探究点三,解析:蜣螂以
10、大象粪便为食,大象同化的能量并没有被蜣螂获得,因为粪便为食物残渣,是未被吸收同化的成分;狼捕食兔子并同化为自身的有机物是能量从第二营养级流入第三营养级;光合作用合成有机物的同时把非生物环境中的光能转变为生物体内的化学能;生态系统的物质循环伴随着能量流动,但能量不能循环利用。 答案:C,探究点一,探究点二,探究点三,归纳提升 能量流动与物质循环的关系 (1)能量流动和物质循环同时进行,相互依存,不可分割。能量流动不能离开物质循环而单独进行,能量的固定、储存和释放,离不开物质的合成和分解。 (2)物质是能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力,使物质不断在生物群落和无机环境之间循环往返
11、。 (3)生态系统中的各种组成成分非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者,正是通过能量流动和物质循环才联系在一起的,进而形成一个统一整体。,探究点一,探究点二,探究点三,活学活练 分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图,不能得到的结论是( ),探究点一,探究点二,探究点三,A.物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动 B.能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返 C.能量的总和便是生产者所固定的太阳能总量 D.碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的 解析:物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力,使物质能够不断地在
12、生物群落和无机环境之间循环往返;生产者固定的太阳能的总量包括四部分:生产者自身的呼吸作用散失的能量、生产者流向初级消费者的能量、被分解者利用的能量及未利用的能量;碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的,在生物群落内部以有机物的形式传递。 答案:C,探究点一,探究点二,探究点三,探究土壤微生物的分解作用 问题导引 教材P102中参考案例1和参考案例2的原理相同,但两者的自变量不同,二者的自变量各是什么? 试完善下列实验分析。 1.实验原理 (1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物,它们在生态系统中的成分为分解者。 (2)分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物,其
13、分解速度与环境中的温度、水分等生态因子相关。,探究点一,探究点二,探究点三,2.案例1 (1)实验假设:土壤微生物能分解落叶使之腐烂。 (2)实验设计:实验组对土壤高温处理;对照组对土壤不做任何处理(自然状态)。 3.案例2 (1)实验假设:土壤微生物能分解淀粉。 (2)实验设计:实验组A烧杯中加入30 mL土壤浸出液;对照组B烧杯中加入30 mL蒸馏水。,探究点一,探究点二,探究点三,典例剖析 为探究落叶是否在土壤微生物的作用下腐烂,下列各项构成了一个实验设计,其中不符合实验目的和步骤的是 ( ) A.可选择带有落叶的土壤为实验材料,筛出落叶和土壤 B.将落叶平均分成两份,把土壤也平均分成两
14、份 C.将土壤分为两组,对照组土壤进行接种微生物处理,实验组土壤不做处理 D.将落叶分别埋入两组土壤中,观察腐烂情况,探究点一,探究点二,探究点三,解析:分解落叶的微生物往往在含有落叶的土壤中分布较多,所以可选择带有落叶的土壤为实验材料,筛出落叶和土壤,A项正确;由实验目的可知,实验分为两组,即实验组和对照组,所以要将落叶平均分成两份,把土壤也平均分成两份,B项正确;应将灭菌的土壤设为实验组,不做处理的土壤设为对照组,C项错误;将落叶分别埋入两组土壤中,观察腐烂情况,D项正确。 答案:C,探究点一,探究点二,探究点三,归纳提升,探究点一,探究点二,探究点三,探究点一,探究点二,探究点三,活学活
15、练 为了解土壤微生物能否分解农药,并尽快得出实验结论,有人用“敌草隆”(一种除草剂)进行实验:取等量砂土分装于相同的两容器中,a组高压灭菌,b组不灭菌。下列有关叙述正确的是( ) 向a、b中喷入等量的“敌草隆”,再置于同一恒温箱中培养相同时间 检测“敌草隆”的消失情况,预计a中的“敌草隆”含量不变,b中的全部消失 只用砂土,实验效果不如用几种典型土壤混合后的好 各再增加c组作为对照,不喷入“敌草隆”,其他处理与a、b组相同 A. B. C. D.,探究点一,探究点二,探究点三,解析:本实验的自变量是有无土壤微生物,而“敌草隆”的使用量和培养条件是无关变量,无关变量应保持一致且适宜,所以应向a、
16、b中喷入等量“敌草隆”,再置于同一恒温箱中培养相同时间,正确;a组土壤经过高压灭菌,不含微生物,不能将“敌草隆”分解,预计a的“敌草隆”基本不变,b组不灭菌,存在土壤微生物,可能将“敌草隆”分解,预计b的“敌草隆”含量减少,但不会全部消失,错误;不同土壤中微生物的种类和数量不同,只用砂土实验效果不如几种典型土壤混合后的好,正确;本实验是探究土壤中的微生物是否对农药“敌草隆”具有分解作用,若不喷入“敌草隆”,则不能得出结论,错误。 答案:C,探究点一,探究点二,探究点三,温故知新要点速记 1.生态系统的物质循环 (1)循环的对象:化学元素。 (2)循环的范围:无机环境和生物群落。 (3)循环的特点:具有全球性;循环利用。 2.大气中CO2的三个主要来源 (1)生产者、消费者的呼吸作用。 (2)分解者的分解作用。 (3)化石燃料的燃烧。 3.能量流动和物质循环的两个关系 (1)物质是能量流动的载体。 (2)能量是物质循环的动力。,