内容正文:
第3讲 生态系统的物质循环
知识体系——定内容
核心素养——定能力
生命
观念
分析生态系统中的物质在生物群落和非生物环境之间的循环规律,建立结构与功能观。
社会
责任
举例说明利用物质循环规律,人们能够更加科学、高效地利用生态系统中的资源。
社会
责任
通过分析某些有害物质会通过食物链不断富集的现象,培养环保意识。
考点1 生态系统的物质循环
1.碳循环
(1)循环形式:碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以 CO2 的形式进行的。
(2)过程图解
图中:① 光合作用 ,② 呼吸作用 ,③ 植物 (生产者),④ 动物 (消费者),⑤ 呼吸作用 ,⑥ 分解者的分解作用 。
(3)物质循环
2.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)特点
①食物链中营养级越高,生物富集的某种物质浓度就 越大 。
②生物富集也具有 全球性 。
3.能量流动与物质循环的关系
(1)区别
项目
能量流动
物质循环
形式
太阳能→化学能→热能
过程
沿食物链(网) 单向 流动
在生物群落与非生物环境之间 循环往复
范围
生态系统各营养级
全球 (生物圈)
特点
单向流动 、 逐级递减
全球 性、循环性
(2)联系
①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。
②二者同时进行,相互依存、不可分割。
1.碳可在生物群落和非生物环境之间进行循环。(√)
2.生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与非生物环境之间往复循环。(×)
3.物质循环和能量流动是两个独立的过程。(×)
4.生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网,所以物质和能量都是循环往复的。(×)
5.只有在光照的条件下,生态系统的能量流动和物质循环才是同时进行的。(×)
1.(选择性必修2P67“练习与应用·拓展应用2”)氮元素在生物群落与非生物环境之间能循环利用。请解释还需不断向农田中施加氮肥的原因。
答案:农产品源源不断地从农田生态系统输出,其中的氮元素并不能全部归还土壤,所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。
2.(选择性必修2P67“练习与应用·拓展应用1”)生物圈是一个在“物质”上自给自足的系统,不是一个在“能量”上自给自足的系统,原因是什么?
答案:物质可以在生物圈内循环利用,而能量不能循环利用,它必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入方可维持正常运转。
1.图解碳循环的过程
2.物质循环和能量流动的关系
图中字母表示的成分依次是A(生产者),B(初级消费者),C(次级消费者),D(分解者);图中的能量形式分别是①热能,②化学能,③化学能,④热能。
(情景探究)如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,箭头表示生理过程。请据图分析:
(1)甲、乙、丙、丁分别代表生态系统的什么成分?并简述判断的理由。
答案:甲和丁之间有双向箭头,且其他几种成分都有箭头指向丁,所以丁为大气中的CO2库,甲为生产者;甲和乙都有箭头指向丙,所以丙为分解者,则乙为消费者。
(2)碳在甲、乙、丙之间的流动形式是什么?在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式又是什么?
答案:碳在甲、乙、丙之间的流动形式是含碳有机物,在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式是CO2。
(3)图中的字母分别表示什么过程?
答案:b代表光合作用或化能合成作用,d和c代表呼吸作用,f代表微生物的分解作用,a代表捕食,e和g代表动植物的遗体、排遗物等提供给分解者。
◆[提升点1] 理解能力和读图能力
1.现在所倡导的低碳生活获得普遍认同。根据如图所示碳循环的部分过程进行的有关分析,正确的是( )
A.生物群落内部进行碳循环的物质形式是CO2
B.参与②过程的生物只有生产者、消费者
C.③过程增强后②过程随之增强,不能通过增强③减少大气中CO2
D.开发太阳能、水能、核能等新能源,可减少人类对①过程的依赖
解析:D [生物群落内部进行碳循环的物质形式是含碳有机物;②过程是生物群落通过生产者、消费者的呼吸作用和分解者的分解作用以CO2的形式向大气中释放碳元素;可以通过植树造林、退耕还林(草)等来增加植物光合作用固定CO2的量,减少生物群落排放到大气中的CO2;开发太阳能、水能、核能等新能源,可以减少化石燃料的使用。]
2.某同学画出三幅表示生态系统部分碳循环示意图,下列分析错误的是( )
A.图1中C能加快生态系统的物质循环
B.若图1、图2、图3完整表示碳循环,需补充化石燃料燃烧产生CO2
C.图2中A、B、D、E构成群落,碳在其中流动的形式是有机物