3.3 生态系统的物质循环-【同步辅导】2023-2024学年高二生物精品讲义（2019人教版选择性必修2）

第3节 生态系统的物质循环 课程内容 掌握要求 1. 碳循环 2. 物质循环 3. 生物富集 4. 能量流动和物质循环的关系 5. 探究土壤微生物的分解作用 1. 了解碳循环的过程并掌握图像判断的方法 2. 明确物质循环的定义和特点 3. 了解生物富集的原因、对象及其特点 4. 掌握能量流动和物质循环的联系和差异 5. 了解探究土壤微生物的分解作用的实验 一．碳循环 1.碳的形式与循环途径 （1）碳的存在形式 非生物环境中：二氧化碳和碳酸盐 生物群落内部：含碳有机物 （2）碳的流动形式 碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。 碳在生物群落内部以含碳有机物的形式流动（主要以食物链为渠道）。 （3）碳的流动途径 ①碳进入生物群落的途径：光合作用和化能合成作用。 ②碳返回无机环境的途径：生产者、消费者的呼吸作用、分解者的分解作用和化石燃料的燃烧。 2.碳循环的特点 由于二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内进行，因此碳循环具有全球性。 3.海洋的作用 海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。当大气中二氧化碳含量增加，水圈中的二氧化碳含量也随之增加；如果大气中的二氧化碳发生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能及时进入大气。 4.碳循环的过程 （1）碳循环的过程图 注：生产者：以植物为主；消费者以动物为主；化石燃料：以煤和石油为主。 （2）碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的，只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递均是单向的。 （3）判断碳循环图像的方法（类似于生态系统组成成分） ①找到双箭头，两边分别为生产者和大气中的二氧化碳库。其中，除了双箭头外，都被箭头指向的是大气中的二氧化碳库，都指向其他的是生产者。 ②余下的两个中，消费者通过箭头指向分解者。 ③由生产者和消费者虚线指向的（需要经过漫长的时间转化），并且最终指向大气中的二氧化碳库的是化石燃料。 5.与社会的联系 世界范围内，化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放，加剧了温室效应，引起全球性的气候变化。我国一方面采取积极措施减少二氧化碳排放，另一方面大力植树种草，提高森林覆盖率，这在吸收和固定二氧化碳方面发挥了重要作用。研究发现，我国大面积人工林的成长显示出巨大的固碳潜力。20多年来，由于采取秸秆还田等措施，我国农田表层土也储存了大量的碳。如果进一步提高秸秆还田率，农田土壤储碳量还可以进一步提高。 典型考法—— 【例】如图为某生态系统的碳储环示意图，图中汉字为生态系统的组成成分、数字代表生理过程。下列分析错误的是（    ） A．碳元素在群落与甲之间主要以CO2的形式进行循环 B．图中①为生产者的呼吸作用，②主要为光合作用 C．丁为分解者、微生物都是生态系统中的分解者 D．大气中的CO2局部短缺时水圈中的CO2能及时进入大气 【例】碳中和是指在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。碳中和已成为全球共识，以下是生态系统中碳循环示意图。下列说法正确的是（    ） A．碳循环和水循环都是以无机物的形式进行的 B．碳在非生物环境中有多种存在形式 C．过程③主要是光合作用，大力植树造林是实现碳中和的唯一措施 D．过程②和④是导致碳循环平衡被破坏的主要原因 二．物质循环 1.定义：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。 注意：这里所说的生态系统指的是地球上最大的生态系统——生物圈。 2.特点：物质循环具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。 3.应用 物质在生态系统中循环往复运动的特点，对于改进农业生产方式有多方面的启示。例如，可采用种养结合的模式，在稻田中养鸭养鱼，动物的取食、消化能促进物质循环，它们排出的粪便中氮、磷等可供水稻吸收利用，它们呼出的二氧化碳还可为水稻的光合作用补充原料。 典型考法—— 【例】下列关于生态系统物质循环的叙述，不正确的是（    ） A．所指的物质是指组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等化学元素 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非生物环境之间反复出现、循环流动 D．物质在循环过程中不断递减 三．生物富集 1.定义 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，称为生物富集。 2.对象及其特点 （1）对象人类活动向环境中排放了很多有害物质，包括一些重金属，如铅、镉、汞等，以及人工合成的有机化合物，如DDT（有机氯杀虫剂）、六六六（用于防治蝗虫、稻螟虫、蚊、蝇等）。 （2）特点