第3章 第3节 生态系统的物质循环(Word教参)-【精讲精练】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境(人教版 单选)
第3节 生态系统的物质循环
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二氧化碳的形式循环。
(2)过程图解
图中:①光合作用,②呼吸作用,③植物(生产者),④动物(消费者),⑤呼吸作用,⑥分解者的分解作用。
(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,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。
2.温室效应
(1)形成原因:主要是化石燃料的开采和使用使大气中二氧化碳含量迅速增加,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:一方面要减少二氧化碳排放,另一方面要提高森林覆盖率。
3.物质循环
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二、生物富集
1.概念: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。
2.实例
3.进入生物体方式
(1)动、植物直接吸收。
(2)沿食物链在生物体内逐渐聚集,积累在食物链的顶端。
4.特点
(1)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。
(2)具有全球性。
三、能量流动和物质循环的关系
1.区别
(1)物质循环具有全球性和循环性的特点。
(2)能量流动是逐级递减的,是单方向不循环的。
2.联系
(1)二者同时进行,彼此相互依存,不可分割。
(2)物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;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。
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、真菌等微生物是分解者成分。
(2)分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物,分解速度与环境中的温度、水等生态因子相关。
2.实验流程
项目 | 案例1 | 案例2 |
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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 | 对土壤高温处理 | A烧杯中加入30 mL土壤浸出液 | ||
对照组 | 对土壤不做任何处理 | B烧杯中加入30 mL蒸馏水 | |||
自变量 | 土壤中是否含微生物 | 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 | 产生砖红色沉淀 | ||||
B | B1 | 变蓝 | |||
B2 | 不产生砖红色沉淀 | ||||
结论分析 | 微生物对落叶有分解作用 | 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?
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