3.3 生态系统的物质循环（讲义）-【讲义+分层练】2023-2024学年高二生物同步备课优质资源（人教版2019选择性必修2）

《第3章 生态系统及其稳定性》教学讲义[高中生物学 选择性必修2] 第3节 生态系统的物质循环 内容索引 知识点总结 必会知识一 生态系统物质循环的实例——碳循环 必会知识二 生态系统的物质循环的概念及特点 必会知识三 生物富集 必会知识四 物质循环与能量流动的关系 必会知识五 探究土壤微生物的分解作用 必会知识六 碳循环常见变式图解分析 题型概括 必备技能一 物质循环的概念 必备技能二 碳循环的过程及特点 必备技能三 能量流动和物质循环的关系 必备技能四 生物富集 必备技能五 探究士壤微生物的分解作用 练习提升 必刷好题 必会知识 考点梳理拓展延伸易错警示 必会知识一 生态系统物质循环的实例——碳循环 1．碳循环 (1)碳循环过程分析 ①碳循环的形式：主要是二氧化碳。 ②碳在自然界中的存在形式：主要为二氧化碳和碳酸盐(存在于石灰岩、珊瑚礁等中)。 ③碳在生物体内的存在形式：主要为含碳有机物。 ④碳在生物群落内传递的途径：食物链(网)。 ⑤碳循环的全球性：二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内流动。 (2)碳循环失调——温室效应 ①形成原因：a.大量化石燃料的燃烧，导致大气中的二氧化碳含量迅速增加：b.森林、草原等植被遭到了大面积破坏，降低了植被覆盖率，导致植被对大气中二氧化碳的吸收能力减弱。 ②影响：导致气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。 ③改善措施：a.调整能源结构，开发新能源，减少化石燃料的燃烧；b.保护植被，增加绿地面积，秸秆还田。 必会知识二 生态系统的物质循环的概念及特点 1．物质循环的概念：组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。这里所说的生态系统指的是地球上最大的生态系统一生物圈，物质循环具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。 (1)特点 ①全球性：物质循环是在地球上最大的生态系统一生物圈内进行的，因此又叫生物地球化学循环； ②循环性：化学元素在非生物环境与生物群落之间可以循环往复运动，不会消失。 (2)对生态系统物质循环的理解 ①参与物质循环的是组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等元素，并非这些元素组成的单质或化合物。组成生物体的这些元素在生物群落及非生物环境之间循环，同时伴随着复杂的物质变化与能量变化。 ②循环范围：在生物群落和非生物环境之间。 必会知识三 生物富集 1．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，称作生物富集(bio-concentration)。 2．造成生物富集的元素和化合物 3．生物体吸收环境中物质的情况有三种 (1)藻类植物、原生动物和多种微生物等，它们主要靠体表直接吸收； (2)高等植物，它们主要靠根系吸收； (3)大多数动物，它们主要靠吞食进行吸收。 4．铅的循环及其生物富集 (1)铅的循环：铅原本以比较稳定的形式存在于环境中，但人类活动加速了铅的循环，改变了铅在环境中的分布。 (2)铅的来源及进入生物体的途径 (3)铅的生物富集：一旦含有铅的生物被更高营养级的动物食用，铅就会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。 5．生物富集的特点 (1)全球性：有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。 (2)有害物质沿着食物链逐级递增，最终积累在最高营养级。 生物富集、生物积累与生物放大的区别 (1)生物积累指的是随着年龄的增长，生物不断地从环境中吸收某种元素或难以降解的化合物，使得该物质在体内逐渐积累的过程。 (2)生物放大是指在食物链上，由于高营养级生物以低营养级生物为食，某种元素或难分解的化合物在机体中的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象。 这三个概念虽然都是关于污染物的积累或传递，但视角各不相同。生物富集侧重生物与环境之间污染物浓度的差距，从而体现“富集”；生物积累侧重同一生物自身不同阶段的对比而体现“积累”；生物放大则是高营养级的生物与低营养级的相比，体现污染物含量的“放大”。 5．研究意义：生物富集作用的研究，在阐明物质在生态系统内的迁移和转化规律、评价和预测污染物进入生物体后可能造成的危害，以及利用生物体对环境进行监测和净化等方面具有重要的意义。 必会知识四 物质循环与能量流动的关系 生态系统的三要功能是进行能量流动和物质循环(还有信息传递)，这两大功能之间既有明显的差别，又有必然的联系。 项目 能量流动 物质循环 形式 以有机物为载体 主要以无机物形式 过程 沿食物链(网)单向流动 在无机环境与生物群落间往复循环 特点 单向传递、逐级递减 全球性、往复性 范围 生态