第3章 第3节 生态系统的物质循环（Word教师用书）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中生物选择性必修2 生物与环境（人教版2019）

第3节　生态系统的物质循环 课程标准 核心素养目标 1．分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环的规律。 2．举例说明利用物质循环和能量流动规律，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。 3．阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。 1．以碳循环为例，构建生态系统中物质循环模式图。(生命观念、科学思维) 2．运用演绎与推理思维，分析物质循环特点以及物质循环与能量流动的关系。(科学思维) 3．基于物质循环规律的学习，对生产生活实践中的节能减排和低碳生活进行科学指导。(社会责任) [对应学生用书P55] 知识点一 碳循环 1．过程 2．温室效应 (1)形成原因：化石燃料的开采和使用。 (2)形成结果：大气中二氧化碳含量迅速增加。 (3)措施：减少二氧化碳的排放；大力植树种草，提高森林覆盖率。 3．物质循环的概念 (1)循环的物质：组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素。 (2)循环的途径：生物群落和非生物环境。 (3)循环的范围：生物圈。 4．物质循环的特点 (1)具有全球性。 (2)循环往复运动。 知识点二 生物富集 1．概念 生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。 2．物质种类 (1)重金属：如铅、镉、汞等。 (2)人工合成的有机化合物：如DDT、六六六等。 (3)某些放射性物质。 3．特点 (1)沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端。 (2)具有全球性。 知识点三 能量流动和物质循环的关系 1．区别 (1)物质循环具有全球性和循环性。 (2)能量流动是逐级递减的，是单方向不循环的。 2．联系 (1)两者同时进行，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非生物环境之间循环往返。 知识点四 探究土壤微生物的分解作用 1．实验原理 (1)土壤中生活着细菌、真菌、放线菌等微生物，它们在生态系统中主要充当分解者。在不同的气候与环境条件下，落叶在土壤中被分解的时间不同。 (2)土壤中的微生物能将淀粉分解成还原糖。 2．案例设计 项目 类别 案例1 案例2 实验假设 土壤微生物能分解落叶使之腐烂 土壤微生物能分解淀粉 实验设计 实验组 对土壤进行高温灭菌处理 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液＋淀粉糊 对照组 对土壤不做处理 B烧杯中加入30 mL蒸馏水＋与A等量的淀粉糊 自变量 土壤中是否含有微生物 是否加土壤浸出液 1．参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。(　　×　　) 提示：参与循环的物质是组成生物体的各种元素。 2．碳循环在生物群落内部以有机物的形式进行。(　　√　　) 3．植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。(　　√　　) 4．化石燃料的大量使用，加剧了温室效应现象。(　　√　　) 5．能量流动与物质循环是两个独立的过程。(　　×　　) 提示：能量流动与物质循环相互依存，不可分割。 6．可采用加热烘干的方法除去实验组中的土壤微生物。(　　×　　) 提示：对实验组的处理要尽可能避免土壤理化性质的改变，可以将土壤用塑料袋包好，放在60 ℃恒温箱中灭菌1 h。 [对应学生用书P56] 探究一　碳循环及能量流动和物质循环的关系 ►情境探究 如图是自然界碳循环的简图，据图思考回答： 1．请说出图中各序号代表的意义。 提示：①表示微生物的分解作用，②③表示呼吸作用，④表示光合作用或化能合成作用，⑤表示捕食关系。 2．图中参与碳循环不可缺少的成分是什么？说出判断的依据。 提示：参与碳循环不可缺少的成分是甲和丙。丙是生产者，是生态系统的基石；甲是分解者，将动植物遗体及其排遗物中的有机物分解为无机物回归到非生物环境，故参与碳循环不能缺少生产者(丙)和分解者(甲)。 3．碳元素在甲与乙之间以什么形式流动？ 提示：碳元素在甲与乙之间以含碳有机物的形式传递。 ►素养凝练 1．生态系统碳循环的循环形式 (1)在生物群落与非生物环境间：主要以二氧化碳的形式进行。 (2)在生物群落内：以含碳有机物的形式进行。 (3)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用和化能合成作用。 (4)碳返回非生物环境的途径：生产者、消费者的呼吸作用，分解者的分解作用，化石燃料的燃烧。 (5)海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。 2．生态系统的能量流动与物质循环的区别和联系 (1)区别 项目 能量流动 物质循环 形式 光能→化学能→热能(一般形式) 以化学元素形式流动 过程 沿食物链(网)单向流动 在非生物环境和生物群落间往复循环 范围 生态系统各营养级 生物圈 特点 单向流动，逐级递