第3章 第3节 生态系统的物质循环(课件PPT)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物选择性必修2（人教版2019 单选）

第3节　生态系统的物质循环 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 课堂探究 重难突破 02 课前预习 自主落实 01 课后检测 知能达标 04 随堂巩固 基础夯实 03 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 01 课前预习 自主落实 栏目导航 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 二氧化碳 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 光合作用 呼吸作用 呼吸作用 分解者的分解作用 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 水圈 进入大气 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 化石燃料 二氧化碳 二氧化碳排放 森林覆盖率 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 C、H、O、N、P、S 全球性 种养结合 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 某种元素或难以降解的化合物 超过环境浓度 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 吸收 食物链 顶端 聚集 积累 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 全球性 循环性 逐级递减 同时进行 载体 动力 生物群落和非生物环境 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 分解者 有机物 温度 水 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 高温 不做任何 土壤中是否含微生物 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 砖红色沉淀 砖红色沉淀 分解 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 × × √ √ 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 02 课堂探究 重难突破 栏目导航 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 03 随堂巩固 基础夯实 栏目导航 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 04 课后检测 知能达标 栏目导航 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 谢谢观看 栏目导航 第3章　生态系统及其稳定性 1 学习 目标 1.以碳循环为例，说出物质循环的概念、过程和特点。 生命观念 2.说明能量流动和物质循环的关系，建立物质与能量观。 科学思维、 生命观念 3.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。 社会责任 4.尝试探究土壤微生物的分解作用。 科学探究 一、碳循环 1．碳循环 (1)循环形式：在生物群落与非生物环境间主要以____________的形式循环。 (2)过程图解 图中：①____________，②____________，③植物(生产者)，④动物(消费者)，⑤____________，⑥____________________。 (3)大气和海洋在碳循环之间的关系 当大气中二氧化碳含量增加，________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____________。 2．温室效应 (1)形成原因：主要是__________的开采和使用使大气中___________含量迅速增加，打破了生物圈碳循环的平衡。 (2)危害：引起全球性的气候变化。 (3)应对方法：一方面要减少________________，另一方面要提高______________。 3．物质循环 二、生物富集 1．概念：生物体从周围环境吸收、积蓄___________________________，使其在机体内浓度________________的现象。 2．实例 3．进入生物体方式 (1)动、植物直接________。 (2)沿__________在生物体内逐渐聚集，积累在食物链的________。 4．特点 (1)沿着食物链逐渐在生物体内________，最终________在食物链的顶端。 (2)具有全球性。 三、能量流动和物质循环的关系 1．区别 (1)物质循环具有__________和__________的特点。 (2)能量流动是____________的，是单方向不循环的。 2．联系 (1)二者____________，彼此相互依存，不可分割。 (2)物质作为能量的________，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为________，使物质能够不断地在________________________之间循环往返。 四、探究土壤微生物的分解作用 1．实验原理 (1)土壤中存在的细菌、真菌等微生物是__________成分。 (2)分解者的作用是将环境中的__________分解为无机物，分解速度与环境中的________、______等生态因子相关。 2．实验流程 项目 案例1 案例2 实验假设 微生物能分解落叶使之腐烂 微生物能分解淀粉 实验设计 实验组 对土壤________处理 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液 对照组 对土壤____________处理 B烧杯中加入30 mL蒸馏水 自变量 ______________________ 溶液中是否含有分解淀粉的微生物 实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组 A A1 不变蓝 A2 产生______________ B B1 变蓝 B2 不产生____________ 结论分析 微生物对落叶有________ 作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉 注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂并加热。 3．实验结论 土壤中的微生物具有分解作用。 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。结合所学知识判断： (1)碳的循环在生物群落内部是以CO2的形式进行的。( ) (2)光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环。( ) (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)二氧化碳的排放增加加剧温室效应的形成。( ) 探究点一　碳循环的过程及能量流动和物质循环的关系 1．下图为生态系统中碳循环过程示意图，其中甲、乙、丙、丁构成生态系统的生物群落，箭头表示物质循环方向，请思考并回答下列问题。 (1)图中的X是什么物质？甲、乙、丙、丁分别又是什么生物类群？ 提示：X是CO2；甲、乙、丙、丁分别是分解者、生产者、初级消费者、次级消费者。 (2)过程①②主要是指什么生理过程？过程③④指的是什么过程？碳元素在此过程中主要以什么形式传递？ 提示：①是光合作用，②是呼吸作用。③④指的是捕食过程。碳元素在此过程中以含碳有机物的形式传递。 (3)温室效应的加剧原因是什么？如何缓解温室效应？ 提示：根本原因是化石燃料的大量燃烧。根本的缓解措施是减少CO2的排放，此外，还可以通过大力植树造林、开发新能源等措施缓解。 2．请在碳循环过程模型上绘制能量流动过程 提示：如图所示 1．碳循环相关知识点小结 (1)存在形式：①非生物环境中：CO2和碳酸盐。②生物群落内部：含碳有机物。 (2)流动形式：①生物群落与非生物环境之间：CO2。②生物群落内部：含碳有机物。 (3)进入生物群落的途径：①光合作用。②化能合成作用。 (4)返回非生物环境的方式：①生产者、消费者的呼吸作用。②分解者的分解作用。③化石燃料的燃烧。 2．物质循环与能量流动的关系 项目 能量流动 物质循环 形式 主要以有机物为载体 无机物、有机物 过程 沿食物链(网)单向流动 在非生物环境和生物群落间循环往复 特点 单向流动，逐级递减 循环往复 范围 生态系统中的各营养级 生物圈(全球性) 联系 同时进行，相互依存，不可分割：①能量的输入、传递、转化和散失，离不开物质的合成和分解；②物质是能量沿食物链(网)流动的载体；③能量是物质在生态系统中循环往返的动力 1．某同学画出三幅表示生态系统部分碳循环的示意图，下列分析错误的是(　　) A．碳循环中只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的，故三幅图中生产者都是A B．图1中C能促进生态系统的物质循环和能量流动 C．生态系统的碳循环是指碳元素在非生物环境和生物群落中的往返循环 D．图2中的碳在A、B、D、E中流动的形式是含碳有机物 解析　在碳循环过程中，生产者与大气中二氧化碳库之间的传递是双向的，而其他生物只能通过呼吸作用向大气中释放二氧化碳，由此可知，图1～图3中属于生产者的分别是A、A、F，A错误；图1中C为消费者，其能促进生态系统的物质循环和能量流动，B正确；生态系统的碳循环指的是碳元素在非生物环境和生物群落中的往返循环，C正确；图2中A为生产者，C为非生物环境，E为分解者，B、D为消费者，碳在A、B、D、E构成的生物群落中流动的形式是含碳有机物，D正确。 答案　A 碳循环示意图中各组成成分的判断 (1)图甲，先根据A、B之间为双向箭头且指向B的箭头最多可判断：B为大气中的二氧化碳库，A为生产者。再根据A、C的箭头都指向D判断：D为分解者，C为消费者。 (2)图乙，根据A、C之间为双向箭头且指向C的箭头最多可判断：A是生产者，C是大气中的二氧化碳库。根据A、B、D的箭头都指向E可进一步判断：E是分解者，B是初级消费者，D是次级消费者。 2．分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，不能得到的结论是(　　) A．物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动 B．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 C．能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量 D．碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的 解析　生产者所固定的太阳能总量是指生产者总的同化量，①②③④的总和小于生产者所固定的太阳能总量。 答案　C 分析能量流动和物质循环关系的两个注意点 (1)能量流动和物质循环相伴而行，但能量在传递过程中由光能→化学能→热能，而物质在循环中，由无机物(CO2)→有机物→无机物(CO2)。 (2)能量流动的终点是以热能形式散失到非生物环境中，不能再利用；而物质循环产生的CO2又被重新利用，所以没有终点。 探究点二　生物富集现象及其成因 1．瑞士一位化学家因合成DDT于1948年获得诺贝尔生理学或医学奖。20世纪上半叶，DDT是防治农业害虫的有效杀虫剂，但我国南极科考队却从企鹅体内检测到了一定浓度的DDT。请思考并回答下列问题。 (1)这种现象说明了什么问题？你从中得到了怎样的启示？ 提示：DDT已进入全球性的物质循环。人类排放的有毒物质进入生态系统后，有毒物质会通过食物链不断积累，危害生态系统中的许多生物，最终威胁人类自身。我们要有环保意识，减少对环境的污染。 (2)还有哪些有害物质也有与DDT类似的现象？ 提示：镉、汞等重金属，六六六等人工合成的有机化合物及一些放射性物质。 (3)生物富集对生物体有危害吗？生物富集现象也有全球性吗？说出你的理由。 提示：对生物体有害，而且富集的物质会沿着食物链积累，最终威胁食物链顶端的生物(包括人类)。它们可通过大气、水和生物迁移等途径扩散，因此具有全球性。 (4)如何有效地减少生物富集现象？ 提示：合理利用资源，减少排放，实施垃圾分类，种植能富集有害重金属元素的植物等。 2．根据下面水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图，分析出现结果的原因是什么？ 提示：铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高。 重金属盐和DDT等农药的生物富集作用 生物富集作用与能量流动正好相反，能量在沿食物链流动时逐级递减，而农药或重金属盐则存在“生物富集作用”，即营养级越高，该物质浓度越高。如图所示： 3．(2024·湖北联考)生活在北极圈附近的因纽特人常年以海豹、海鲸为食，体内富集了大量人工合成的有害物质DDT。通过哺乳、胎盘以及血液传播的方式传给婴幼儿，导致婴幼儿的神经受到损伤，无法做精细化的工作。DDT能在动物脂肪中积累，会受热挥发，在低温时沉降到地球表面。图示为不同物种中DDT含量(ppm)。下列相关叙述错误的是(　　) A．DDT在生物体内不易被降解 B．营养级越高的生物体内DDT的浓度越高 C．因纽特人体内脂肪细胞中的DDT含量最高 D．DDT只能通过降雨或降雪进入北极圈生态系统 解析　DDT难以降解，在食物链中具有富集现象，营养级越高生物体内的DDT含量越高，A、B正确；因纽特人常年以海豹、海鲸为食，营养级最高，体内富集了大量人工合成的有害物质DDT，DDT能在动物脂肪中积累，因此爱斯基摩人体内脂肪细胞中的DDT含量最高，C正确；DDT不是只能通过降雨或降雪进入北极圈生态系统，D错误。 答案　D 4．铅、镉、汞等重金属在生物体内存在生物富集现象。如表为生活在某海洋中层的几种鱼体内重金属的含量(单位：ng·g－1)，已知这些鱼有草食性鱼、杂食性鱼和肉食性鱼。下列说法正确的是(　　) 鱼的种类 A B C D E 汞Hg 17.8 61.9 70.4 117.0 112.0 铅Pb 27.3 34.9 52.5 84.3 75.8 镉Cd 8.8 14.1 10.3 41.9 41.6 A．A、B可能是杂食性鱼 B. C、D、E最可能是肉食性鱼 C．铅会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终在食物链顶端的生物体内含量最多 D．水生动物有分层现象，其分层现象与食物有关，与光照等无关 解析　由生物富集现象的特点和表中各种鱼体内不同重金属的含量特点(A种鱼体内重金属含量最低，B、C种鱼体内重金属含量较高且相近，D、E种鱼体内重金属含量最高且相近)可判断，A为草食性鱼，B、C最可能为杂食性鱼，D、E最可能为肉食性鱼，A、B错误；由于铅可在生物体内形成难以降解的化合物，所以铅会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终在食物链顶端的生物体内积累，C正确；水生动物的分层现象既与食物有关，也与光照等其他因素有关，D错误。 答案　C [课堂小结] [课堂巩固] 1．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 解析　物质在循环过程中是不会递减的，因为物质只能进行转移和变化，不会消失。 答案　D 2．如图是自然界碳循环的简图。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．甲为分解者，乙为消费者，丙为生产者 B．①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中 C．④主要表示大气中CO2通过光合作用进入生物群落 D．碳元素以无机物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流动 解析　根据丙和大气中的二氧化碳库间存在双向箭头，可判断丙为生产者，根据围绕甲的箭头“多进一出”可判断甲为分解者，则乙为消费者，A正确；甲是分解者，乙是消费者，丙是生产者，三者均可通过细胞呼吸产生二氧化碳进入大气中，因此①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中，B正确；生产者可以通过光合作用吸收二氧化碳，也能通过呼吸作用释放二氧化碳，因此④主要表示大气中CO2通过光合作用进入生物群落，C正确；碳元素以有机物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流动，D错误。 答案　D 3．下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述，正确的是(　　) A．使用粪便作肥料，其能量可以流向植物，实现了对能量的多级利用 B．物质是能量的载体，生态系统的能量是伴随物质而被循环利用的 C．碳在生物群落中循环主要是以CO2的形式进行的 D．非生物环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用 解析　植物只能利用太阳能，不能利用有机物中的能量；能量不能循环利用；碳在生物群落和非生物环境之间主要是以CO2的形式进行循环的；非生物环境中的物质可通过多种途径被生物群落反复利用。 答案　D 4．(2024·德州高二校考周测)某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5 cm左右)为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤处理情况见下表。与此有关的叙述错误的是(　　) 组别 1组 2组 3组 4组 土壤 处理 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌 湿润 湿润 较干燥 较干燥 A．探究的问题是不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用 B．预期结果是1、3组的落叶不被分解，2、4组中的落叶被不同程度的分解 C．为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理 D．该实验的自变量为土壤是否灭菌处理，实验中的对照组是1和3 解析　实验组2组和4组可以形成对照，变量是土壤的湿润程度，来研究土壤微生物对落叶的分解作用，A正确；1组和3组由于灭菌后没有微生物，落叶不被分解，2组和4组由于有微生物，落叶不同程度地被分解，B正确；为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理，消除微生物的影响，C正确；该实验的变量有两个，一个是灭菌、不灭菌，一个是湿润、不湿润。自变量是灭菌、不灭菌，在湿润条件下1、2形成对照，在干燥条件下3、4形成对照，所以1、3分别是两组对照实验的对照组，D错误。 答案　D 5．下面是生态系统的碳循环示意图，请据图回答下列问题。 (1)生态系统中碳循环首先依赖于绿色植物的____________。 (2)图中分解者通过________或________方式将生物组织内的碳释放到大气中。 (3)图中A里的碳，除碳酸盐外，通过________的形式返回大气中。 (4)在非生物环境与生物群落之间，碳元素主要以____________的形式进行循环，循环始终与____________结合在一起进行，碳元素在生物群落中以____________的形式存在。 解析　(1)碳循环中，碳元素以二氧化碳的形式通过光合作用进入生物群落。 (2)分解者可以通过有氧呼吸和无氧呼吸将生物组织内的碳释放到大气中。 (3)A表示化石燃料和碳酸盐，化石燃料中的碳通过燃烧以二氧化碳的形式返回大气中。 (4)碳循环过程中，碳元素是以二氧化碳的形式在生物群落与非生物环境之间进行循环的。碳元素在循环过程中，始终伴随着能量流动，碳元素在生物群落中是以含碳有机物的形式存在的。 答案　(1)光合作用　 (2)有氧呼吸　无氧呼吸 (3)二氧化碳　 (4)二氧化碳　能量流动　含碳有机物 $$