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成才之路 生物,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 必修3,生态系统及其稳定性,第五章,第3节 生态系统的物质循环,第五章,分析生态系统中物质循环的基本规律及其应用。 情境导入： 1939年，瑞士化学家米勒发明了DDT，并用于防治农业害虫。然而，令米勒始料未及的是，DDT的危害也逐渐显露出来。施用农药DDT的地区，虽然只占陆地面积的一小部分，可是在远离施药地区的南极动物企鹅体内也发现了DDT，也就是说，DDT已经把整个地球污染了！ 问题探究：南极动物体内出现了DDT，此现象说明了什么？,学习目标： 1以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。(重、难点) 2尝试探究土壤微生物的分解作用。 3说明能量流动和物质循环的关系。(重点) 4关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。,一、碳循环 1循环形式 (1)在生物群落与无机环境间：主要以_的形式进行。 (2)在生物群落内：以含碳有机物的形式进行。 2过程图解,二氧化碳,CO2,植物,动物,3特点：具有_、循环性。 4温室效应 (1)形成原因：_很短时间内大量燃烧，使大气中_含量迅速增加，打破了生物圈中_的平衡。 (2)危害：加快极地和高山冰川的融化，导致海平面_，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。,全球性,化学燃料,二氧化碳,碳循环,上升,二、生态系统的物质循环 1概念 (1)物质：组成生物体的_等元素。 (2)循环途径：_。 (3)范围：_。 2特点 (1)循环流动。 (2)具有全球性，因此又称_。,C、H、O、N、P、S,无机环境,生物群落,生物圈,生物地球化学循环,三、能量流动和物质循环的关系 1物质循环和能量流动的联系 (1)能量流动和物质循环是生态系统的_，二者是_的，彼此相互依存，不可分割。 (2)能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成和分解等过程。物质作为能量的_，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为_，使物质不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。,主要功能,同时进行,载体,动力,2物质循环与能量流动具有不同的特点：无机环境中的物质可以被生物群落_；能量在流经生态系统各营养级时是_的，而且是_的流动，因此生态系统要不断从外界获取能量。,反复利用,逐级递减,单方向,碳循环,想一想根据对碳循环过程的分析，你认为应如何减轻温室效应的影响？ 提示：减少化学燃料的燃烧、发展清洁能源，植树造林、保护植被等。,如图表示生物圈中碳元素的循环过程，其中A、B、C表示生态系统的不同成分，下列有关叙述正确的是( ) A过程代表绿色植物的光合作用 BA、B分别代表消费者和生产者 C是温室效应的主要原因 D疏松土壤可以加快过程,解析 与大气中CO2有双向关系的为生产者(B)，而B、C共同指向的(A)为分解者，C为消费者，为植物呼吸作用产生CO2返回大气的过程，过程为化学燃料燃烧，是造成温室效应的主要原因，是分解者的分解作用，疏松土壤能提供充足的O2会促进此过程。 答案 D,右图为生态系统中碳循环的模式图。下列相关叙述正确的是( ) A代表生产者，5可以代表化能合成作用 B碳元素在间以含碳有机物的形式传递 C在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是 D中含有的有机物可以促进碳元素在群落和无机环境之间循环 答案 C,1.物质循环的概念 组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。 2特点 (1)全球性：物质循环的范围是生物圈。 (2)往复循环，重复利用：物质可以在无机环境和生物群落之间反复利用。,物质循环,想一想既然生态系统内的物质是循环的，为什么人们还不断地向农田中施肥呢？ 提示：所谓的物质循环，是指在生物圈范围内物质是循环的，是自给自足的。农田中不断有物质和能量的输出(粮食产出)，所以要不断施肥。,关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是( ) A所说的物质是指组成生物体的一些基本化学元素 B所说的生态系统是地球最大的生态系统生物圈 C所说的循环是指物质在生物与无机环境之间反复出现、循环流动 D物质在循环过程中不断递减 答案 D,生物地球化学循环是指组成生物体的基本元素( ) A在陆地生态系统中的物质循环和能量流动的复杂过程 B在能量流经生态系统各营养级时的逐级递减的全过程 C在组成生态系统的生物群落和生物体内的反复循环运动 D在生物圈的生物群落和无机环境中的反复循环运动 答案 D,生态系统的主要功能是进行能量流动和物质循环，这两大功能之间既有明显的差别，又有必然的联系。 物质循环与能量流动的关系如下：,物质循环与能量流动的关系,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三部分：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，生产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,在自然生态系统中，物质与能量的关系正确的是( ) A能量可驱动物质循环 B物质和能量可循环利用 C能量只能在食物链中流动 D能量金字塔和生物数量金字塔均可倒置 答案 A,解析 物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力，物质可循环利用，但能量是单向流动，A正确，B错误；能量除了在食物链中流动外，还可以在生物群落与无机环境之间流动，C错误；能量金字塔不可倒置，生物数量金字塔可以倒置，D错误。,(三)旁栏思考题 大力植树造林后，这些植物能大量吸收已有的二氧化碳，因而能起一定的缓解作用。但更应该控制源头温室气体的排放。,(1)图1先根据双向箭头确定A和B应为生产音和大气中的CO2库，不能写“无机环境”，也不能写“生物类别”，再根据AD，CD，确定A为生产者，B为大气中的CO2库，D为分解者，C为消费者。 (2)图2根据A与C之间是双向箭头判断：A和C一个是生产者，一个是大气中的CO2库。根据A、B、D的碳都流向E，且A、B、D、E都有碳流向C，可进一步判断：A是生产者，B是初级消费者，C是大气中的CO2库，D是次级消费者，E是分解者。,(3)图3首先找出相互之间具有双向箭头的两个成分，即A和E，一个为生产者，一个是大气中的CO2库。又因为其他各个成分都有箭头指向A，所以A为大气中的CO2库，E为生产者。然后观察剩余的几个成分，其中其他各个成分都有箭头指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F则为消费者。整个图解中，存在一条食物链是EFDB。,A在碳循环过程中，同时伴随着能量流动 B由于某种原因造成图中E生物数量大量减少，推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是D增多，F减少 C该生态系统的消费者包括图中的D、E、F、B DAC过程中碳主要以CO2的形式进行循环，FB过程中以含碳有机物的形式进行流动,解析 分析图形，A、B、D、E、F均有箭头指向C，则C是大气中的CO2库。A、C之间为双向箭头，A为生产者。A、D、E、F均有箭头指向B，则B为分解者，D、E、F为消费者。图示中包含的食物链为ADEF，故E减少，短时间内D增多，F减少。碳在生物群落与无机环境之间主要以CO2的形式循环，在生物群落内部是以含碳有机物的形式流动。 答案 C,答案 B 解析 因为研究对象为碳循环，所以要考虑生物、大气中的CO2库，只有生产者才能吸收CO2，生产者、消费者和分解者都要产生CO2，所以a为生产者，b为分解者，f为大气中的CO2库，图中只有一条食物链。,2研究生态系统的物质循环问题时，要注意以下几个方面的知识 (1)物质循环与能量流动是同时进行、相互统一的，在物质循环的过程中伴随着能量的流动。 (2)物质循环的特点是具有全球性，反复出现，循环流动。 (3)在生态系统的物质循环中，首先要根据双向箭头的指向判断出生产者与非生物的物质和能量，然后依据食物关系判定消费者和分解者。 (4)在分析物质循环时，要结合新陈代谢的有关知识，如光合作用、呼吸作用等。,(5)在物质循环过程中，有些物质不易分解，因此通过食物链传递，在生物体内富集，营养级越高，富集浓度就越高。 (6)富集作用 生物富集作用是指环境中的一些污染物(如重金属、化学农药)通过食物链在生物体内大量聚集的过程。 发生富集作用的物质一般具有化学性质稳定而不易分解，在生物体内积累而不易排出等特点。 生物富集作用是沿着食物链进行富集的，并且随着食物链的延长而不断增强。,一、选择题 1生态系统的物质循环的特点不包括下列的( ) A带有全球性 B物质是指组成生物体的基本元素 C在群落与无机环境之间循环往复 D在群落的各营养级之间循环往复 答案 D 解析 组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落的循环往复流动，各营养级之间是单向流动的。,2某同学完成了土壤微生物的分解作用的对照实验，对照组是( ) A土壤不作处理，自然状态 B土壤进行处理 C排除土壤微生物的作用 D尽可能避免改变土壤理化性质 答案 A 解析 对照实验，应是不做处理，自然状态的一组实验。,3在浮游植物浮游动物鱼这条食物链中，碳是以哪种形式流动的( ) A二氧化碳 B有机物 C碳酸盐 D二氧化碳和有机物 答案 B 解析 碳在食物链中(生物群落内部)是以有机物形式流动，而在生物群落和无机环境之间以CO2的形式循环。,4施用农药DDT的地区，虽然占陆地面积一小部分，可是在远离施药地区的南极，动物体内也发现了DDT，这种现象说明了 ( ) ADDT是挥发性物质 BDDT已加入全球性的生物地球化学循环 C考察队将DDT带到了南极 D南极动物也偶尔到施用农药的地区寻食 答案 B,解析 DDT是一种不易分解并能长期残存的农药。当人们施用DDT时，真正作用在植物上的大约只有5%，其余95%不是落到地面，就是在大气中漂浮，以后随雨水流入地下，或顺小溪流入江河，流归大海。随着大气环境作用和海水运动，DDT被运到全球各个角落，然后再沿着食物链和食物网进行物质循环，故南极动物体内也会含有DDT。,5下列哪项叙述是不正确的( ) A生态系统的主要功能是能量流动 B物质是能量流动的载体 C能量是物质循环的动力 D能量在流经生态系统各个营养级的时候，是逐级递减的 答案 A 解析 生态系统的主要功能是能量流动和物质循环。,6生态系统的碳循环与生物群落的哪些活动有关( ) 光合作用 呼吸作用 蒸腾作用 微生物的分解作用 A B C D 答案 B,二、非选择题 7下面是生态系统中碳循环的简明示意图，请根据图回答下列问题： (1)图中缺少的一个重要箭头是_。 (2)A过程是_的_作用，这一过程有_和_两种类型。,(3)与A过程本质相同的有_过程(用图中字母代号表示)。 (4)碳在无机环境中以_形式存在，而在无机环境与生物群落之间以_形式进行循环。碳循环始终与_结合在一起进行。 (5)生态系统的四种成分通过_和_紧密联系在一起而形成一个整体。 答案 (1)从大气中的CO2库到绿色植物 (2)分解者 分解 有氧呼吸 无氧呼吸 (3)B、C (4)CO2或碳酸盐 CO2 能量流动 (5)物质循环 能量流动,解析 碳循环与光合作用和呼吸作用及燃烧等密切相关。答题时应认真观察示意图。从图中可以看出，本图少了一个非常重要的箭头从大气中的CO2库到绿色植物。因为这是大气中的CO2进入生物群落的途径，如果没有这一光合作用的途径，碳循环就不能进行；图中A表示分解者的分解作用，它将有机物氧化分解，释放出能量，同时产生CO2，也属于生物的呼吸作用，(4)、(5)小题主要考查的是物质循环和能量流动的关系。生态系统的四种成分是通过物质循环和能量流动结合在一起的。,8如图所示生态系统碳循环示意图，图中A、B、C、D为生态系统不同的成分，请据图回答： (1)此生态系统的能量流动是从 _固定太阳能开始的。 (2)碳元素在大气中与A、B、C之间的流动是以_形式进行的，在生态系统的各成分中，A为_，B为_。,(3)图中DC过程是通过_作用实现的，CD过程是通过_作用实现的，BD过程是通过_作用实现的。 (4)生物群落中的一部分碳返回大气中，而另一部分则以_形式储存在地层中，碳在生物群落与无机环境之间主要以_的形式循环。 (5)碳循环的同时一定伴随着_。 答案 (1)C生产者 (2)二氧化碳 消费者 分解者 (3)光合 呼吸 分解 (4)化学燃料 二氧化碳 (5)能量流动,1(2014江苏，10)下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，正确的是( ) A富营养化水体出现蓝藻水华的现象，可以说明能量流动的特点 B生态系统中能量的初始来源只有太阳能 C食物链各营养级中10%20%的能量会被分解者利用 D无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用 答案 D,解析 富营养化是指水体中N、P等物质过度排放，导致水中的藻类植物大量繁殖，产生水华、赤潮等现象，这不是能量流动的特点，能量流动是单向的逐级递减的；生态系统中能量的来源主要来自太阳能，也有部分来自化学能；食物链中相邻营养级的能量传递效率是10%20%，而不是分解者利用的能量比例；物质循环的特点是具有全球性，物质在生物群落和无机环境之间往返运动，多次利用。,回答下列问题： 一般来说，生态系统的主要功能包括_、_，此外还具有信息传递等功能。碳对生物和生态系统具有重要意义，碳在_和_之间的循环主要以CO2的形式进行。 答案 物质循环 能量流动 生物群落 无机环境,
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