3.3生态系统的物质循环课件-2023-2024学年高二上学期生物苏教版（2019）选择性必修2

第三章 生态系统 第三节 生态系统的物质循环 1 学习目标 学科核心素养 1.概述生态系统的物质循环过程。 2.通过分析生物富集的过程，说明生物 富集的危害，认同应采取措施减少危 害。 3.说明能量流动和物质循环的关系。 4.尝试探究土壤微生物的分解作用。 1.生命观念——通过学习物质循环与能量流 动的关系，使学生建立物质与能量观。 2.科学思维——通过构建碳循环过程示意 图，学会模型构建的一般方法。 3.社会责任——根据物质循环规律，更加科 学、有效地利用生态系统中的资源。 2 教材预习·必备知识全过关 3 一、生态系统的物质是不断循环的 1.物质循环的概念及特点 （1）概念 组成生物体的____、____、____、____、____、____、钙等元素，在生态系统中不断 地进行着从无机环境到__________，再回到无机环境的循环过程，这一过程称为生态 系统中的物质循环。 （2）特点 ①________——物质循环是在地球上最大的生态系统——________中进行的，又称为 生物地球化学循环。 ②________——化学元素在无机环境与生物群落之间可以循环往复运动，不会消失。 碳 氢 氧 氮 磷 硫 生物群落 全球性 生物圈 循环性 4 2.碳循环 （1）概念：________在生物圈中的循环过程称为碳循环。 （2）碳循环的示意图 碳元素 5 图中：①__________，②__________，③______，④____________________，⑤______。 （3）碳在无机环境中的主要存在形式：_ ____________。 （4）碳在生物群落中的主要存在形式：________。 （5）碳进入生物群落的途径：__________、化能合成作用。 （6）碳返回无机环境的途径：①__________________、②__________________、③ ________________。 （7）碳在生物群落与无机环境间循环的形式： 。 3.实验：制作腐叶土 制作腐叶土的实验证明了______________参与了生态系统的碳循环。 4.生物圈的物质循环还包括________、________、________和________。 光合作用 呼吸作用 动物 微生物等的分解作用 燃烧 <m></m> 和碳酸盐 有机物 光合作用 动植物的呼吸作用 分解者的分解作用 化石燃料的燃烧 细菌等微生物 水循环 氮循环 磷循环 硫循环 6 5.物质循环与能量流动的关系 （1）能量流动与物质循环的相互联系 ①二者是同时进行的，相互依存，不可分割。 ②物质作为______，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为______，使物质能够在 生物群落和无机环境之间不断地循环往复。 （2）能量流动与物质循环的不同点 ①物质循环中，组成生物体的元素可以在__________和__________之间循环往复。 ②能量流动是______的，不能循环，而且逐级递减。 载体 动力 生物群落 无机环境 单向 7 二、有害物质通过食物链呈现富集现象 1.有害物质循环的概念 指那些对有机体有害的物质进入生态系统，通过____________或________的过程。 2.有害物质循环的特点 （1）________：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______，最终积累在______________。 食物链富集 被分解 全球性 升高 食物链的顶端 8 3.有害物质循环的实例 （1）生物富集的概念：难以分解的化合物（如 ）或重金属（如铅、汞）在生物 体内的浓度远远超过环境中浓度的现象，称为生物富集。生物富集常伴随________而 发生。 （2） 的富集 ①两个途径进入生态系统 一是经过植物的茎、叶和根进入植物体，在体内积累起来，再依次被植食性动物和肉 食性动物逐级取食，逐级富集。二是喷洒的 落入地面，经过土壤动物（如取食土 壤中有机碎片的蚯蚓）和食虫动物（如鸡）而逐级富集。 ②食物链越______，逐级富集量越大。 食物链 复杂 9 （3）汞循环 ①两条途径进入生态系统 一是通过__________、岩石风化等自然活动。 二是经过__________（如开采、冶炼、喷洒农药）。 ②汞进入生态系统后，土壤和空气中的汞能在________体内积累，并通过________进 入人体，对人类健康产生潜在威胁。 ③一般来说，肉食性鱼体内汞含量______植食性鱼，人食用植食性鱼比肉食性鱼更安 全。食鱼的鸟在体内蓄积的汞也很多。 火山爆发 人类活动 农作物 食物链 大于 10 要点归纳·能力素养全提升 11 要点一 分析碳循环的过程 1.碳循环的过程 12 （1） （2） （3） （4） 13 2.碳循环示意图中各组成成分的判断思路 （1）根据C与D之间的双向箭头确定两者是大气中的 库、生产者。 （2）根据箭头指向判断各成分 ①D有三个箭头指出，应为生产者。 ②C有三个箭头指入，应为大气中的 库。 ③A和B中，一个为消费者，另一个为分解者，D（生产者）和A（消费者）均指向B，则B为分解者。 14 【关键点拨】 1.生态系统的物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统——生物圈，因此物质循环具有全球性。 2.生态系统的物质循环中所说的“物质”并不是指组成生物体的化合物，而是指组成生物体的化学元素，如C、 、 、 、 、 等。 3.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。 15 典例1 ［多选］[2022·江苏南通金沙中学期末检测]2020年9 月，中国向世界宣布2060年前实现碳中和的目标，即人类经 济社会活动所必需的碳排放，通过森林吸收和工程手段加以 利用，而使排放到大气中的 净增量为零。下图表示碳循 环过程，其中数字表示生理过程或化学变化。下列相关叙述 正确的是( ) AD A.碳元素进入生物群落的主要形式是 B.①推动碳循环过程，同时促进能量循环 C.②③④⑥之和等于①固定的碳总量 D.减少碳排放有利于实现碳中和的目标 [解析] 碳元素进入生物群落主要通过光合作用，形式是 ，A项正确；物质可以循 环，但能量单向流动，逐级递减，不能循环，B项错误；②③④⑥之和小于①生产者 固定的碳总量，C项错误；碳中和指特定区域（或组织）一年内所有二氧化碳排放量 与清除量达到平衡，因此减少碳排放有利于实现碳中和的目标，D项正确。 16 典例2 ［多选］[2022·江苏连云港期末质检]下图为某沼泽生态系统的碳循环简图，字 母表示生态系统的成分，下列叙述正确的是( ) ACD A.若C代表分解者，则该图中的B、D、 为消费者 B.植物都是生产者，微生物都是分解者 C.图中可能包含多条食物链，生物 是生态系统的基石 D.碳主要以 的形式在生物群落和无机环境之间循环 17 [解析] 分析题图，A表示大气中的 库， 表示生产者，B、D、 都是消费者，C表示分解者，A项正确；植物不都是生产者，如菟丝子是消费者；微生物也并不都是分解者，如硝化细菌是生产者，B项错误；图中 ，这可能是一条食物链，也可能会构成食物网，其中生物 表示生产者，是生态系统的基石，C项正确；生态系统的碳元素在生物群落与无机环境之间主要是以 的形式进行循环，即碳以二氧化碳的形式被植物吸收而进入生物群落，最后通过生物的呼吸作用，碳又以二氧化碳的形式返回无机环境，如此循环往复，D项正确。 18 对点演练1 如图表示某生态系统的碳循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的 组成成分，①～⑦表示生理过程。下列有关该图的分析，错误的是( ) D A.乙是该生态系统的基石 B.⑦过程中碳的传递形式是 C.①过程主要是指绿色植物的光合作用 D.丙中的多种生物之间只存在竞争关系 19 对点演练2 下图是生态系统中碳循环示意图，“ ”表示碳的流动方向，下列说法正确 的是( ) C A.图中 是生产者， 、 、 是消费者， 是分解者 B.该生态系统的成分包括 、 、 、非生物的物质和能量 C.当 、 、 中各只有一种生物时，该生态系统中的食物链可表示为 D. 和 的种间关系为捕食 20 [解析] 图中 与 之间为双箭头，分别为生产者和大气中二氧化碳库的其中之一，由于生产者、消费者、分解者均能进行呼吸作用产生二氧化碳流向大气中的二氧化碳库，因此 是大气中的二氧化碳库， 是生产者，则 、 为消费者， 为分解者，A项错误；该生态系统的成分包括 、 、 、 、非生物的物质（包括 ）和能量，B项错误；当 、 、 中各只有一种生物时，该生态系统中的食物链可表示为 ，C项正确； 为分解者，所以 和 的种间关系不是捕食，D项错误。 21 对点演练3 如图为生态系统碳循环示意图，图中甲、乙、丙代表生态系统组成成分， 数字表示碳的流动过程。下列叙述正确的是( ) B A.图中生产者、甲、乙、丙构成了两条食物链 B.大力增强过程①可在一定程度上缓解温室效应 C.经过程③的碳全部储存于乙体内的有机物中 D.农业上的中耕松土可以加强过程⑦ 22 要点二 能量流动、物质循环和生物富集的关系 1.能量流动、物质循环与生物富集的关系 项目 能量流动 物质循环 生物富集 区别 形式 光能 化学能 热能 不易分解的有机化合 物或重金属等 范围 生态系统的各营养级 生物圈 生态系统的各营养级 过程 沿食物链（网）单向流 动 在生物群落与无机环境 间往复循环 沿食物链（网）单向 流动 特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环性 逐级积累、全球性 23 项目 能量流动 物质循环 生物富集 联系 ①在生物群落中它们流动的渠道都是食物链和食物网，且相互联系，同 时进行，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；③某些物质在沿食物链和食物网流动时会发生生物富集； ④物质是能量沿食物链（网）流动的载体，能量是物质循环和生物富集 的动力 续表 24 2.能量流动、物质循环与生物富集的关系图解 25 典例3 [2022·江苏南通阶段质检]在煤燃烧、有色金属冶炼过程中铅会以微小颗粒被排 放进入大气，然后沉降在土壤和植物表面，而铅进入植物和动物体内后将不易被排出。 下列相关叙述错误的是( ) C A.铅能沿食物链在生物体内聚集，营养级越高的生物体内铅含量越高 B.铅随大气、水和生物迁移等途径扩散，生态系统中铅循环具有全球性 C.铅最终通过动植物的呼吸作用、分解者的分解作用和燃烧等途径返回无机环境 D.减少化石燃料的燃烧、加大清洁能源利用，可减少大气中铅的来源 26 [解析] 铅具有化学性质稳定、不易分解的特点，会在生物体内积累而不易排出，能沿食物链在生物体内聚集，营养级越高的生物体内铅含量越高，A项正确；根据题干信息“铅会以微小颗粒被排放进入大气”可推知，铅随大气、水和生物迁移等途径扩散，生态系统中铅循环具有全球性，B项正确；铅化学性质稳定，不易分解，不能最终通过动植物的呼吸作用、分解者的分解作用返回无机环境，C项错误；根据题干信息“煤燃烧、有色金属冶炼过程中铅会以微小颗粒被排放进入大气”可知大气中铅的来源之一是化石燃料的燃烧，减少化石燃料的燃烧、加大清洁能源利用，可减少大气中铅的来源，D项正确。 27 典例4 水俣病是人吃了被甲基汞污染的鱼所引起的，经检测，水俣湾海水中甲基汞的 含量为 （符合 以下的安全标准），对海水中具有营养关系的甲、 乙、丙、丁、戊五种生物体内残存甲基汞的含量进行分析，结果如下表所示。则以下 叙述错误的是( ) 生物 甲 乙 丙 丁 戊 甲基汞浓度/ 0.05 5 0.51 50 0.48 C A.生物体内甲基汞含量的积累是通过食物链的途径实现的 B.种群丁体内甲基汞含量是海水的3 000倍，对这个现象的正确解释是甲基汞沿食物链 逐级富集，此现象称生物放大 C.这五种生物最简单的能量流动过程是甲 戊 丙 乙 丁 D.该生态系统内碳循环开始于生产者 28 对点演练4 ［多选］下列关于物质循环和能量流动关系的叙述，错误的是( ) AC A.物质是能量的载体，能量在生物群落与无机环境之间循环往复 B.能量作为动力，使物质在生物群落与无机环境之间循环往复 C.物质循环的过程中伴随着能量循环 D.二者相互依存，不可分割 [解析] 生态系统中物质是能量的载体，能量单向流动，不能在生物群落与无机环境之间循环往复，A项错误；物质在生物群落与无机环境之间循环往复的动力是能量，B项正确；物质循环的过程中伴随着能量流动，能量为物质循环提供动力，C项错误；物质循环和能量流动相互依存，物质是能量的载体，能量是物质循环的动力，二者不可分割，D项正确。 29 对点演练5 生物富集作用是指通过生态系统中食物链或食物网的 各营养级，使某些污染物在生物体内逐步富集的趋势。如图为某 条食物链中各生物体内有毒物质的相对含量，其中甲、乙、丙、 丁4种生物各自只占一个营养级，且构成一条食物链。下列叙述正 确的是( ) D A.甲可能为分解者，能将有机物分解成无机物被绿色植物再利用 B.乙为次级消费者，其粪便中含有的能量是上一营养级同化量的一部分 C.丙为生产者，其同化的能量去向有以热能形式散失和流向下一营养级甲 D.通过对食物链逐级富集过程的研究可认识污染物的迁移转化规律 30 [解析] 分解者不参与食物链的构成，A项错误；乙为初级消费者，B项错误；丙为三级消费者，C项错误；由于污染物随着食物链中营养级别的升高在生物体内逐级富集，通过对食物链逐级富集过程的研究可认识污染物的迁移转化规律，D项正确。 31 $$