第3章 生态系统及其稳定性 章末 核心素养统率下的单元整体教学设计(课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中生物选择性必修2 生物与环境（人教版2019 单选）

章末 核心素养统率下的单元整体教学设计 CONTENTS 目录 1 2 3 4 1 生命观念 2 科学思维 4 社会责任 3 科学探究 NO.1 1 生命观念 生态系统是由生物群落与非生物环境组成的统一整体，包含多种组分，呈现一定的结构，结构不同，功能也有差别。一切生命活动都离不开能量，能量摄入并在生态系统中流动，这个过程伴随物质的变化，保证了生命活动的进行，而信息在其中起重要的调控作用。生态系统具有反馈调节能力，保证了生态系统处于动态平衡中，这种调节能力又与生态系统的组分和结构相关，物种数目越多，营养结构越复杂，生态系统的调节能力越强。通过本章的学习，强化生命的物质与能量观、信息与系统观、结构与功能观以及稳态与平衡观。 √ [浸润素养] 1．下列关于生态系统中的物质循环、能量流动和信息传递的叙述，错误的是(　　) A．物质循环是指组成生物体的元素在生物群落和非生物环境之间循环往返的过程 B．生态系统能量流动都是从生产者固定太阳能开始的，具有单向递减特征 C．一个完整的信息传递过程由信息源、信道和信息受体三个环节构成 D．生态系统信息传递和能量流动促进物质循环，有利于稳态的维持 解析：生态系统物质循环是指组成生物体的元素在生物群落和非生物环境之间循环往返的过程，A正确； 生态系统能量流动不都是从生产者固定太阳能开始的，如深海热泉附近以化能自养细菌为生产者的生态系统，B错误； 完整的信息传递过程包括信息源、信息传递途径(信道)和信息受体，C正确； 生态系统信息传递和能量流动促进物质循环，有利于稳态的维持，D正确。 2．下图表示不同生态系统中环境变化对生物群落的影响，a和b表示两个不同的生物群落。下列有关叙述错误的是(　　) A．a群落代表高多样性生物群落，b群落代表低多样性生物群落 B．a群落遭到生物入侵时，其抵抗力稳定性可能降低 C．b群落物种单一，容易随环境的变化而变化 D．a、b群落均具备一定的缓冲外来冲击的能力 √ 解析：由图分析可知，a群落类型比b群落类型稳定，说明a群落所在生态系统的抵抗力稳定性强，a群落生物种类更多，所以a群落代表高多样性生物群落，b群落代表低多样性生物群落，A正确； a群落遭到生物入侵后可能会使生态系统结构变简单，抵抗力稳定性下降，B正确； b群落物种不一定单一，只是抵抗力稳定性比a群落差，容易随环境的变化而变化，C错误； a、b群落均具备一定的缓冲外来冲击的能力，只是能力大小不一样，D正确。 3．某淡水湖中小岛众多，风景优美，吸引大量游客观光。因排入富含N、P等元素的生活污水引起了水华现象。回答下列问题。 (1)大量排入污水导致湖面漂浮着一层“绿膜”，形成“绿膜”的主要生物是________和绿藻。 解析：形成“绿膜”的主要生物是蓝细菌和绿藻。 蓝细菌 (2)研究人员对该湖泊中有机碳生产率进行研究，结果如图所示。5、7月份水深0.2 m处有机碳的生产率很高，而水深0.6 m以下有机碳生产率较低，主要原因是______________________________________ ______________________________。 解析：在垂直方向上，该群落具有明显的分层现象。5、7月份水深0.2 m处有机碳的生产率很高，而水深0.6 m以下有机碳生产率较低，主要原因是浮游生物(蓝细菌等)大量生长，堆积在表层，使下层水体中光照强度明显减弱，从而导致较浅的位置有机碳的生产率很高，较深的位置有机碳生产率较低。 浮游生物(蓝细菌等)大量生长，堆积在表层，　 使下层水体中光照强度明显减弱 (3)受周边农业、旅游等人类活动的影响，湖泊中N、P污染物超标。请你根据生态学相关知识，提出一条合理的水环境治理措施：__________________________________。 解析：受周边农业、旅游等人类活动的影响，湖泊中N、P污染物超标，可以因地制宜，种植一些能快速吸收N、P的本地植物。 种植一些能快速吸收N、P的本地植物 (4)污水治理时，相关人员在岸边大量种植挺水植物，其中水生美人蕉能向水中分泌萜类化合物抑制藻类生长，也能开花吸引昆虫，这一现象体现了生态系统的信息传递能够__________________________ ________________________________________。 解析：水生美人蕉能向水中分泌萜类化合物，抑制藻类的生长，也能开鲜艳的花，吸引昆虫，体现了生态系统信息传递能够调节种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定；促进生物种群的繁衍。 调节种间关系，进而维持生 态系统的平衡与稳定；促进生物种群的繁衍 (5)在污染严重的水域周围建立人工湿地，从湿地进水口到出水口的不同地段，分别种植不同的湿地植物，这体现了群落的______结构。 解析：从湿地进水口到出水口的不同地段，分别种植不同的湿地植物，这体现了群落的水平结构。 水平 (6)结合题意，流经该湖泊的总能量包括______________________________________________。 解析：结合题意，流经该湖泊的总能量包括生产者固定的太阳能和污水中有机物含有的化学能。 生产者固定的太阳能和污水中有机物含有的化学能 NO.2 2 科学思维 本章注重训练建构模型的科学思维，侧重概念模型，如生态系统的结构模型、能量流动模型、生态金字塔模型、碳循环模型等。 (一)“拼图法”分析能量流动的过程 1．自然生态系统中，输入第一营养级(生产者)的能量W1被分为两部分：一部分(A1)在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了；另一部分(B1＋C1＋D1)用于生产者的生长、发育和繁殖。而后一部分的能量包括现存的植物体中的能量(未利用的能量)B1、流向分解者的能量C1、流入下一个营养级的能量D1。 2．流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。将图中第三营养级同化的总能量D2“拼回”第二营养级，则A2＋B2＋C2＋D2刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则A1＋B1＋C1＋D1刚好等于生产者固定的总能量W1。 3．分析能量流动模型的注意事项 (1)图中箭头上的字母(W1、D1、D2)代表流入某一营养级的能量，即同化量。 (2)拼图是按照定量定时分析的，所以同化量包含四条去向：自身呼吸作用消耗(A1、A2)，流入下一营养级(D1、D2)被分解者分解利用(C1、C2)和未被利用(B1、B2)。 [浸润素养] 1．下图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图[单位J/(cm2·a)]，据图分析，下列有关说法正确的是(　　) A．该生态系统第二营养级同化的能量是100 J/(cm2·a) B．第二营养级流向分解者的能量为20 J/(cm2·a) C．第二营养级的同化量有50%通过呼吸作用以热能形式散失了 D．无法计算第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率 解析：据图可知，该生态系统中第二营养级同化的能量是摄入量－粪便量，即100－20＝80 J/(cm2·a)，A错误； √ 图中由A流向E的20 J/(cm2·a)属于第一营养级的同化量，第二营养级流向分解者的能量应包括遗体残骸和下一营养级粪便中的能量，B错误； 第二营养级同化的能量是80 J/(cm2·a)，通过呼吸作用散失的能量是50 J/(cm2·a)，则第二营养级的同化量有50/80×100%＝62.5%通过呼吸作用以热能形式散失了，C错误； 能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，从图中不能确定第三营养级同化的能量是多少，因此不能计算出第二营养级到第三营养级的能量传递效率，D正确。 2．下图为某生态系统的能量流动模型，其中P代表生产者固定的太阳能，a代表呼吸作用释放的能量，b代表未被利用的能量，c代表流向分解者的能量。下列相关叙述错误的是(　　) A．P大于a1、a2、a3之和 B．植食性动物粪便中的能量属于c1 C．图中b1＋c1＋d1为生产者用于生长、发育、繁殖的能量 D．生产者到植食性动物的能量传递效率为(b2＋c2＋d2)/d1×100% √ 解析：P代表生产者固定的太阳能，是流经该生态系统的总能量，a代表呼吸作用释放的能量，来自各营养级同化量的一部分，所以P大于a1、a2、a3之和，A正确； 植食性动物粪便中的能量属于上一营养级(生产者)的能量，这部分能量最终被分解者利用，属于c1，B正确； 输入生产者的能量，一部分在生产者的呼吸作用中以热能形式散失，一部分用于生产者的生长、发育、繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中，根据题图信息分析，a1属于生产者呼吸作用散失的能量，b1＋c1＋d1的总能量为生产者储存在植物体中用于生长、发育、繁殖的能量，C正确； 生态系统中相邻营养级能量的传递效率等于它们同化量的比值，因此生产者到植食性动物的能量传递效率可表示为d1/P×100%或d1/(a1＋b1＋c1＋d1)×100%，D错误。 (二)碳循环过程中各组成成分的判断 1．碳循环图中生态系统中各种成分的判断模型 2．碳循环常见模式图解分析 (1)图甲——先根据双向箭头判断，a和b分别为生产者和大气中的CO2库，再根据a和c均指向d，判断d为分解者，剩下的c为消费者。 (2)图乙——根据a与c之间的双向箭头以及其他成分均有指向c的箭头判断，a是生产者，c是大气中的CO2库；根据a、b、d都有箭头指向e，可进一步判断，b是初级消费者，d是次级消费者，e是分解者。 (3)图丙——根据a与e之间的双向箭头以及其他成分均有指向a的箭头判断，a为大气中的CO2库，e为生产者。然后观察剩余的几个成分，其中各成分都有箭头指向c，所以c是分解者，剩余的b、d、f则为消费者。整个图解中，食物链是e→f→d→b。 (4)图丁——根据CO2与A之间的双向箭头判断，A是生产者，A、B、C均有箭头指向动植物遗体和动物的排遗物，其箭头又指向D，说明D是分解者，进一步判断B为初级消费者，C为次级消费者。 [浸润素养] 3．图甲为碳循环过程示意图，图乙是某生态系统各营养级之间的能量传递效率为10%的食物网。下列叙述不正确的是(　　) A．图甲中①～⑤所表示的生理过程是生物圈维持稳定的重要因素 B．增加图中A、D、E等各营养级生物的种类可提高该生态系统营养结构的复杂程度 C．图乙中，若生产者有10 000 kg，则位于最高营养级的生物最多有100 kg D．图乙中的生物包括图甲中的A、B、D、E √ 解析：图甲中①表示光合作用，②表示生产者的呼吸作用，③④表示消费者的呼吸作用，⑤表示分解作用。参与碳循环的生理过程主要是生产者的光合作用、生产者和消费者的呼吸作用以及分解者的分解作用，这些都是生物圈维持稳态的重要因素，A正确。 图甲中A是生产者，D是初级消费者，E是次级消费者。生态系统中，生物种类越多，食物链和食物网的结构越复杂，生态系统抵抗力稳定性越高，B正确。 图乙中生产者(戊)有10 000 kg，位于最高营养级的生物是丁，在能量传递效率为10%的情况下，要使丁的质量最大，则食物链应最短，则有10 000×10%×10%＝100(kg)，C正确； 图甲中的B为分解者，图乙表示的食物网中不含分解者，D错误。 4．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．在图1和图2中的A都是生产者，图3中的A是大气中的CO2库 B．生态系统的碳循环是指含碳化合物在非生物环境和生物群落中的往复循环 C．图1中C能促进生态系统的物质循环和能量流动 D．图3中的碳在E、F、D、B中流动的形式是含碳有机物 √ 解析：根据箭头的指向，图1中A为生产者，图2中A为生产者，图3中A是大气中的CO2库，A正确； 碳循环是指碳元素在非生物环境和生物群落间的循环往复，B错误； 图1中的C是消费者，能够促进生态系统的物质循环和能量流动，C正确； 图3中E为生产者，A为大气中的CO2库，C为分解者，F、D、B为消费者，碳在E、F、D、B中流动的形式是含碳有机物，D错误。 NO.3 3 科学探究 |通过调查、探究、制作等活动提升探究能力和实践能力| 本章安排了3个“探究·实践”和多个“思考·讨论”活动，前者包括调查、探究、制作等不同形式的活动，后者有分析生态系统的结构、分析生态系统中的能量流动、分析碳循环的过程、设计提高生态系统稳定性的方案等。这些活动可以进一步提高学生的探究能力和实践能力，增强团队合作精神、探究精神等。 [浸润素养] 1．某小组为探究土壤微生物的分解作用，进行了相关实验。下列相关叙述错误的是(　　) A．本实验设置的因变量是土壤中微生物的种类以及数量 B．根据土壤中同种落叶的腐烂程度可以判断土壤微生物的作用 C．将土壤在60 ℃恒温箱中处理1 h的目的是杀死土壤中的微生物 D．实验中土壤的含水量、落叶的种类和大小都应保持相同且适宜 √ 解析：本实验设置的因变量是落叶的腐烂程度，A错误； 土壤中同种落叶的腐烂程度可以作为检测的指标，B正确； 放在60 ℃恒温箱1 h目的是灭菌，同时避免土壤的理化性质改变，C正确； 实验中土壤的温度和含水量、落叶的种类和大小属于无关变量，无关变量应保持相同且适宜，D正确。 2．设计制作生态缸应该遵循一定的原理和要求，下列叙述合理的是(　　) A．白天应该将生态缸放置于室外通风、光线较强的地方 B．生态缸中生产者的种类、数目和比例越大，生态瓶保持稳定的时间就越长 C．生态缸中放置的生物必须具有较强的生活力，放置生物的比例要合适 D．为保证足够的氧气供应，生态缸要连通氧气泵，从而保证瓶中生物的呼吸 √ 解析：生态缸密封后应放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直射，A错误； 生态缸中各组分的种类、数量比例应该合适，稳定性才高，不是生产者的种类、数目和比例越大，生态缸保持稳定的时间就越长，B错误； 生态缸中放置的生物必须具有较强的生活力，放置生物的比例要合适，C正确； 生态缸是密闭的生态系统，不需要通入氧气，D错误。 3．科研人员对某海域生态系统能量流动情况进行研究，其中第二、三、四营养级能量分配情况如下表所示[单位：kJ/(km2·a)]。下列叙述错误的是(　 ) 营养级 被捕食量 海产品捕捞量 流向碎屑量 呼吸量 同化的总能量 二 356.6 2.06 1 508 2 910 4 777 三 22.89 1.249 153.8 178.7 356.6 四 1.206 0.288 8.923 12.47 22.89 A．分解者利用的是流向碎屑的能量 B．能量在第二、三营养级间的传递效率约为6.4% C．第一营养级同化的总能量是流经生态系统的总能量 D．第四营养级大部分能量通过呼吸作用以热能形式散失 √ 解析：该研究中分解者利用的是流向碎屑的能量，A正确； 能量传递效率是相邻两个营养级同化量的比值，则能量在第二、三营养级间的传递效率为356.6/4 777×100%≈7.5%，B错误； 生产者固定的能量是流经一个生态系统的总能量，C正确； 据表格可知，第四营养级同化的总能量为22.89 kJ/(km2·a)，呼吸量为12.47 kJ/(km2·a)，所以大部分能量通过呼吸作用以热能形式散失，D正确。 NO.4 4 社会责任 (一)强化生态意识·树立生态文明 1．“中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”，这是我国对世界做出的承诺。“碳达峰”指在某一个时间点，二氧化碳的排放不再增长而达到峰值，之后逐步回落；“碳中和”是指在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳(温室气体)排放总量和通过一定途径吸收的二氧化碳总量相等，实现二氧化碳“零排放”。下列有关叙述错误的是(　　) A．实现碳达峰后生态系统的碳循环会明显减慢 B．实现碳中和有助于解决全球温室效应加剧的问题 C．实现碳达峰后空气中二氧化碳浓度并不会立即降低 D．植树造林和减少化石燃料燃烧有助于实现碳中和 解析：碳在生物群落和非生物环境之间主要是以二氧化碳的形式进行循环，实现碳达峰后生态系统的碳循环还是可以顺利进行，不会明显减慢，A错误。 √ 实现碳中和后大气中的二氧化碳能保持稳态，有助于解决全球温室效应加剧的问题，B正确。 实现碳达峰后，由于气候、化石燃料的燃烧、火山爆发等因素的影响，空气中二氧化碳浓度仍可能增加，C正确。 大气中的CO2主要通过绿色植物的光合作用进入生物群落，因此植树造林、增加绿地面积有助于降低大气中CO2浓度，以实现碳中和；化石燃料燃烧会释放CO2，减少化石燃料燃烧也有助于实现碳中和，D正确。 2．首届中原生态文明与绿色创新论坛在河南郑州召开。论坛以“中国式现代化环境治理创新与发展”为主题，围绕中国式现代化背景下的美丽中国建设、生态安全保障、黄河流域生态保护治理等主题作报告。下列关于生态工程和生态系统的叙述正确的是(　　) A．在生态环境治理时，大量引进适应能力强的树种 B．新建黄河湿地生态系统的自我调节能力比森林生态系统的强 C．建设新的湿地公园和森林公园，会增加当地动物的种类和数量 D．退耕还林建设森林生态系统提高了生态系统的恢复力稳定性 √ 解析：在生态环境治理时，大量引进树种有造成外来物种入侵的风险，A错误； 新建黄河湿地生态系统的组成成分和营养结构没有森林生态系统的复杂，因此自我调节能力也没有森林生态系统强，B错误； 建设新的湿地公园和森林公园，动物有了更多的栖息空间和食物，动物的种类和数量就会增加，C正确； 退耕还林建设森林生态系统提高了抵抗力稳定性，D错误。 (二)科学实践·应用发展 3．果树—草菇立体农业是利用树下微弱的光照、较高的湿度和较小的风速等环境条件，在果树下人工栽培草菇(大型食用真菌)的生产方式。下列叙述正确的是(　　) A．流入该生态系统的能量包括果树和草菇固定的太阳能 B．利用栽培草菇剩下的有机质作肥料可为果树提供能量 C．该立体农业运用了种群的垂直分层原理，充分利用了空间资源 D．栽培草菇可促进该生态系统的物质循环并实现能量的充分利用 √ 解析：草菇为真菌，属于分解者，不能固定太阳能，A错误； 果树不能直接利用有机物中的能量，只能吸收利用经分解者分解后产生的无机物，B错误； 垂直结构是指群落中不同生物在垂直方向的分层分布，而非种群的特征，C错误； 草菇属于分解者，可将有机物分解为无机物，促进该生态系统的物质循环，并实现能量的充分利用，D正确。 4．稻—蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式，常使用灯光诱虫杀虫。水稻为蟹提供遮蔽场所和氧气，蟹能摄食害虫、虫卵和杂草，其粪便可作为水稻的肥料。下列叙述正确的是(　　) A．该种养模式提高了营养级间的能量传递效率 B．采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递 C．硬壳蟹(非蜕壳)摄食软壳蟹(蜕壳)为捕食关系 D．该种养模式可实现物质和能量的循环利用 √ 解析：能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，该模式提高了能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，A错误； 生态系统的物理信息有光、声、温度、湿度等，采用灯光诱虫杀虫利用了光，是物理信息的传递，B正确； 捕食关系是指群落中两个物种之间的关系，硬壳蟹(非蜕壳)和软壳蟹(蜕壳)属于同一物种，两者之间的摄食关系不属于捕食，C错误； 生态系统中的能量传递是单向的，不能循环利用，D错误。 章末质量检测（三） (单击进入电子文档) 本课结束 $$