第2課時生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)[目標導讀]1.結(jié)合教材P103圖4－15，說出生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的特點，闡明碳循環(huán)失調(diào)與溫室效應(yīng)的關(guān)系。2.通過實例分析，說明物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系。[重難點擊]1.生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程和特點。2.物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系。一、物質(zhì)循環(huán)的概念和實例1．物質(zhì)循環(huán)的概念及特點項目內(nèi)容概念物質(zhì)組成生物體的______________等元素范圍______________和__________之間特點具有______生物地球化學循環(huán)具有______物質(zhì)可以被生物群落反復利用2.實例(1)水循環(huán)：①水循環(huán)受__________、________________等因素的影響；________和________是水循環(huán)過程中的主要環(huán)節(jié)；植物的____________對水循環(huán)有重要的促進作用。②水循環(huán)過程可以進行不斷往復地________和________(固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài))。(2)碳循環(huán)①碳存在形式eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(無機環(huán)境：,生物群落：))②過程③碳循環(huán)形式項目進入生物群落生物群落內(nèi)部返回無機環(huán)境形式方式____和_______通過____________________的呼吸作用；分解者的__________；化石燃料的燃燒是否雙向是否是3.人類活動影響——水體富營養(yǎng)化(1)原因：水體中____________含量過多。(2)結(jié)果：________等過度繁殖導致生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)被破壞。問題探究1．碳是構(gòu)成生命有機體的重要元素之一。結(jié)合教材P103的內(nèi)容完善下面的碳循環(huán)模式圖，分析碳循環(huán)過程。(1)碳在無機環(huán)境中以________和碳酸鹽的形式存在；在群落中以____________的形式存在。(2)自然界中的碳元素以CO2的形式被生產(chǎn)者利用，通過________作用合成有機物儲存在生產(chǎn)者體內(nèi)。(3)碳元素在生物群落中以__________的形式，沿著__________________往下傳遞，最終流向分解者。(4)動植物的____________和分解者的______________，以及化石燃料的________都可以把有機物分解成無機物，以________的形式歸還大氣。(5)由以上分析可知①大氣中的碳元素主要是通過________________進入生物群落的。②碳在生物群落和無機環(huán)境之間是以________的形式進行循環(huán)的。③碳在無機環(huán)境與生物群落之間傳遞時，只有____________________之間的傳遞是相互的，其他各成分之間的傳遞都是單向的。2．CO2除通過生產(chǎn)者的光合作用進入生物群落外，還有進入生物群落的途徑嗎？3．如果人們大量燃燒化石燃料，或亂砍濫伐森林，對生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)有何影響？1．下圖表示生物圈中碳循環(huán)的部分示意圖。A、B、C、D構(gòu)成生物群落，箭頭①～⑨表示循環(huán)過程。下列有關(guān)說法正確的是()A．大氣中的氣體X是指二氧化碳和一氧化碳B．完成①過程的能量主要是由⑧過程提供的C．D經(jīng)⑤、⑥、⑦過程獲得的能量占A、B、C總能量的10%～20%D．C處于第三營養(yǎng)級一題多變(1)上題中的生物A的細胞中一定含有葉綠體嗎？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)適度松土可以促進圖中的什么過程？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若D中含有細胞核，則D中將含碳有機物轉(zhuǎn)化為CO2的具體場所是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)寫出圖中的食物鏈。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)圖中碳元素以有機物形式進行傳遞的過程有哪些呢？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．如圖1為科學家提供的大氣中每月平均二氧化碳濃度圖；圖2為碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的模式圖，甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)的生物成分，箭頭表示生理過程。下列相關(guān)敘述中正確的是()A．圖1所示CO2濃度逐漸升高，主要原因是植物被破壞使CO2消耗減少B．圖2中c過程代表光合作用，f過程代表微生物的呼吸作用C．圖2中甲所示的營養(yǎng)級在生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中占有的碳元素最多D．圖2中丙所代表的生物的細胞內(nèi)沒有由核膜包被的細胞核方法鏈接碳循環(huán)中各成分的確定方法圖中①與④之間為雙箭頭，故一個為生產(chǎn)者，另一個為大氣中的CO2；又因為其他各個成分都有箭頭指向④，所以④為大氣中的CO2、①為生產(chǎn)者。其他生物部分的箭頭都指向③，所以③是分解者，剩余的②為消費者。二、物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系列表比較物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系項目能量流動物質(zhì)循環(huán)形式光能→__________→熱能(一般形式)以__________形式流動過程沿__________單向流動在___________間往復循環(huán)范圍生態(tài)系統(tǒng)____________特點聯(lián)系同時進行、相互依存，不可分割：①能量的________________、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的____________；②物質(zhì)是能量沿________________流動的載體；③能量是物質(zhì)在生物群落和無機環(huán)境之間往返循環(huán)的________問題探究1．如圖是某森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量流向示意圖，h、i、j、k表示不同用途的有機物(j是未利用部分)，方框大小表示使用量，分析回答下列問題：(1)圖中h、i、k分別指代用于________________________________________的有機物量。(2)進入該生態(tài)系統(tǒng)的CO2量應(yīng)該包括________________________和______________的總和。(3)因為能量流動是________的，所以生產(chǎn)者i的量________被初級消費者同化有機物的量。(4)能量流動是__________，所以流向分解者的k________被生產(chǎn)者直接吸收利用。2．既然氮元素在生物群落和無機環(huán)境之間也是不斷循環(huán)的，為什么還要往農(nóng)田中不斷地施加氮肥？3．能量在沿食物鏈流動時逐級遞減，環(huán)境中的一些有毒物質(zhì)比如農(nóng)藥或重金屬鹽是不是濃度也越來越低？3．如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和碳循環(huán)的關(guān)系圖，據(jù)圖回答下列問題：(1)對物質(zhì)循環(huán)起關(guān)鍵作用的生態(tài)系統(tǒng)的成分是[]________和[]________。(2)圖中的①③⑤表示的生理過程分別是：①________，③____________，⑤______________。(3)c生物處于第________營養(yǎng)級，若要使c增加200kg，至少需要消耗a________kg。一題多變分析上題簡圖，不能得到的結(jié)論是()A．物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動B．能量作為動力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機環(huán)境之間往返循環(huán)C．能量2、3、4、5的總和便是生產(chǎn)者所固定的太陽能總量D．碳在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進行的方法鏈接能量流動和物質(zhì)循環(huán)關(guān)系分析(1)能量流動和物質(zhì)循環(huán)相伴而行，但能量在傳遞過程中由光能→化學能→熱能，而物質(zhì)在循環(huán)中，由無機物(CO2)→有機物→無機物(CO2)。(2)能量流動的終點是熱能散失到無機環(huán)境中，不能循環(huán)利用。而物質(zhì)循環(huán)產(chǎn)生的CO2又被重新利用，所以沒有終點。1．從物質(zhì)循環(huán)的角度看，人體內(nèi)的碳元素究其根源來自()A．燃料中的碳 B．所食動物體內(nèi)的碳C．食物中的碳 D．大氣中的二氧化碳2．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的敘述，不正確的是()A．所說的物質(zhì)是指組成生物體的一些基本化學元素B．所說的生態(tài)系統(tǒng)是地球最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈C．所說的循環(huán)是指物質(zhì)在生物與無機環(huán)境之間反復出現(xiàn)、循環(huán)流動D．物質(zhì)在循環(huán)過程中不斷遞減3．科學家把“末日之鐘”的時間從晚11點53分調(diào)至晚11點55分，警示氣候變化構(gòu)成的威脅“接近核武器的可怕水平”，“溫室效應(yīng)”將給人類帶來災(zāi)難。下面有關(guān)溫室效應(yīng)的敘述不恰當?shù)氖?)A．化石燃料的燃燒是導致溫室效應(yīng)的主要原因B．碳元素在生物群落和無機環(huán)境之間以CO2的形式循環(huán)C．碳元素在生物群落中主要以有機物的形式存在D．植樹造林、退耕還林是解決溫室效應(yīng)的最主要措施4．在自然生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)是能量的載體。下列敘述正確的是()A．能量可驅(qū)動物質(zhì)循環(huán)B．物質(zhì)和能量可循環(huán)利用C．能量只能在食物鏈中流動D．能量和生物數(shù)量金字塔均可倒置5.如圖是生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)圖解。圖中A～D代表生態(tài)系統(tǒng)的4種成分，①～⑦代表碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的途徑。請仔細分析右圖，并回答下列問題：(1)圖中A代表________，碳在C中以________形式存在。(2)圖中代表光合作用的是________，代表分解作用的是________。(3)圖中B代表________，它在生態(tài)系統(tǒng)中的作用是_________________________________________________________________________________________________。(4)碳元素在⑤和⑦中是以________形式流動，在①和⑥中是以________的形式流動。答案精析一、知識梳理1．C、H、O、N、P、Ca無機環(huán)境生物群落全球性循環(huán)性2．(1)①太陽能大氣環(huán)流降水蒸發(fā)蒸騰作用②遷移轉(zhuǎn)化(2)①CO2和碳酸鹽含碳有機物②CO2呼吸作用光合作用植物動物化石燃料③CO2含碳有機物CO2光合作用化能合成作用食物鏈或食物網(wǎng)生產(chǎn)者和消費者分解作用3．(1)氮、磷(2)藻類問題探究1．CO2光合呼吸遺體、遺物(1)CO2含碳有機物(2)光合(3)有機物食物鏈和食物網(wǎng)(4)呼吸作用分解作用燃燒CO2(5)①植物的光合作用②CO2③生產(chǎn)者與無機環(huán)境2．化能合成作用。3．大量燃燒化石燃料，會使CO2在很短時間內(nèi)釋放出來，亂砍濫伐森林，會使大氣CO2進入群落過程受阻，打破碳循環(huán)平衡，使大氣中CO2的含量增高，進而導致溫室效應(yīng)?；顚W活用1．D一題多變(1)不一定，A為生產(chǎn)者，可能是綠色植物、藍藻、光合細菌或硝化細菌等可以進行光合作用或化能合成作用的生物，而只有綠色植物細胞中含有葉綠體。(2)適度松土可促進分解者的分解作用即過程⑧。(3)細胞質(zhì)基質(zhì)或線粒體基質(zhì)。(4)A→B→C。(5)②③⑤⑥⑦。2．C[從圖中無法判斷圖1所示CO2濃度逐漸升高的主要原因，可能是植物被破壞，更可能是大量化石燃料的燃燒使CO2增多，A錯誤；圖2中c過程代表呼吸作用，b代表光合作用，f過程代表分解者的呼吸作用，B錯誤；圖2中甲所示的營養(yǎng)級是第一營養(yǎng)級，在生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中占有的碳元素最多，C正確；圖2中丙是分解者，所代表的生物是營腐生生活的細菌和真菌，也包括腐生動物等，其中原核細胞內(nèi)沒有由核膜包被的細胞核，但真核細胞內(nèi)有由核膜包被的細胞核，D錯誤。]二、知識梳理化學能化學元素食物鏈(網(wǎng))無機環(huán)境和生物群落各營養(yǎng)級全球性單向流動，逐級遞減反復出現(xiàn)，循環(huán)流動固定、儲存合成和分解食物鏈(網(wǎng))動力問題探究1．(1)細胞呼吸、流入下一營養(yǎng)級、流向分解者(2)各h產(chǎn)生的CO2總量未利用部分(3)逐級遞減大于(4)單向的不能2．物質(zhì)循環(huán)是指在生物圈范圍內(nèi)的物質(zhì)是循環(huán)的。農(nóng)田中不斷有糧食產(chǎn)出，基本元素不斷地被輸出，所以要不斷地施加氮肥。3．伴隨著物質(zhì)循環(huán)過程，環(huán)境中的一些有毒物質(zhì)會出現(xiàn)生物富集現(xiàn)象，即沿著食物鏈，營養(yǎng)級越高，富集物濃度越高?；顚W活用3．(1)a生產(chǎn)者d分解者(2)光合作用呼吸作用分解作用(3)三5000解析據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)的原理可知，a為生產(chǎn)者，①是光合作用；b是初級消費者；c為次級消費者，②③④為呼吸作用；d為分解者，⑤為分解作用。按照能量逐級遞減的原則，若使c增加200kg至少需要a的量為200×5×5＝5000kg。一題多變C課堂小結(jié)元素無機環(huán)境生物群落無機環(huán)境水當堂檢測1．D