高考生物一轮复习 第二部分学案45 生态系统的物质循环 新人教版
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第5课时生态系统的结构课标要求 1.阐明生态系统由生产者、消费者和分解者等生物成分以及阳光、空气、水等非生物成分组成,各组分紧密联系使生态系统成为具有一定结构和功能的统一体。
2.讨论某一生态系统中生产者和消费者通过食物链和食物网联系在一起形成复杂的营养结构。
考点一生态系统的组成成分及其关系1.生态系统的概述(1)概念:生态系统是在一定空间内,由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体。
(2)范围:有大有小,地球上最大的生态系统是生物圈。
(3)结构:由组成成分和营养结构(食物链和食物网)构成。
(4)类型:一般可分为自然生态系统和人工生态系统两大类。
(5)功能:进行物质循环、能量流动、信息传递。
2.生态系统的组成成分(1)组成成分:非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。
(2)三种生物成分的比较项目生产者消费者分解者作用可通过光合作用合成有机物,固定太阳能加快生态系统的物质循环。
有助于植物传粉和种子传播将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物地位生态系统的基石生态系统最活跃的成分生态系统的关键成分营养方式自养型异养型实例主要是绿色植物主要是动物主要是细菌和真菌(3)生态系统的结构模型生产者和分解者是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁”。
源于选择性必修2 P50“概念图内容”:判断以下生物属于生态系统的什么成分?①菟丝子②硝化细菌③玉米④噬菌体⑤秃鹫⑥蜣螂⑦蓝细菌⑧结核杆菌⑨蘑菇生产者包括②③⑦;消费包括①④⑧;分解者包括⑤⑥⑨。
生态系统的概念分析(1)如图甲为热带雨林的一个场景,图乙为海洋生物的一个场景,两图中的生物和非生物成分均有植物、动物、阳光、空气、水、土壤等。
图甲与图乙中的生物能否相互交换,为什么?提示不能。
每种生物生活的环境不同,都与自己生活的非生物环境相适应,生态系统就是生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体。
(2)如图为种群、群落及生态系统之间的关系,据图分析它们之间的关系。
第30课 生态系统的物质循环一、碳循环1.(1)碳循环及存在形式①在非生物环境中:主要以CO 2和碳酸盐的形式存在。
②在生物群落内部:以含碳有机物的形式传递。
③在生物群落和非生物环境之间:以CO 2的形式循环。
(2)碳出入生物群落的途径①碳进入生物群落的途径:生产者的光合作用或化能合成作用。
②碳返回非生物环境的途径⎩⎪⎨⎪⎧生产者、消费者的呼吸作用分解者的分解作用化石燃料的燃烧2.运用单、双箭头判断生态系统碳循环图中的成分说明:在碳循环中,只有生产者与大气中的CO 2库(非生物的物质和能量)之间是双箭头。
生产者、消费者、分解者都有箭头指向大气中的CO 2库。
除大气中的CO 2库外,生产者、消费者都有箭头指向分解者。
(1)图甲——先根据双箭头判断:A 和B 应分别为生产者和大气中的CO 2库。
再根据A →C →D ,A →D 判断:D 为分解者,C 为消费者。
(2)图乙——根据A 与C 之间的双箭头判断:A 是生产者,C 是大气中的CO 2库。
根据A 、B 、D 的箭头都流向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 之间的双箭头判断:A 为大气中的CO 2库,E 为生产者。
然后观察剩余的几个成分,其中其他生物部分的箭头都指向C ,所以C 是分解者,剩余的B 、D 、F 则为消费者。
图解中的食物链是E →F →D →B 。
【方法规律】“三看法”快速确认碳循环的各环节3.碳循环的破坏——温室效应项目 温室效应形成原因 大量化石燃料的燃烧,导致大气中的CO 2含量迅速增加,打破了生物圈中碳循环的平衡主要影响使气温升高,加快极地和高山冰川的融化,导致海平面上升,进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁解决思路 减少化石燃料燃烧;植树造林;开发清洁能源4.物质循环又叫生物地球化学循环(1)概念:组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素,都在不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环过程。
第3节生态系统的物质循环生态系统的物质循环与生物富集)自主梳理1.物质循环的实例、定义、特点与应用2.生物富集(1)物质循环中的“物质”指的是组成生物体的各种化合物。
(×)提示物质循环中的“物质”指的是组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素,而非化合物。
(2)沼渣等作为肥料还田,使物质能够循环利用。
(√)(3)碳循环在生物群落内部以CO2形式进行。
(×)提示碳循环在生物群落内部以有机物形式进行。
(4)化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因。
(√)(5)碳元素在非生物环境与生物群落之间传递时,只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的,其他成分间是单向的。
(√)[应用示例] (多选)关于生态系统的物质循环的叙述,正确的是()A.化石燃料的大量开采和使用加剧了温室效应B.所指的物质是指组成生物体的各种化学元素C.所说的生态系统是地球上最大的生态系统——生物圈D.温室效应及生物富集现象都具有全球性解析化石燃料的大量开采和使用大大增加了二氧化碳的排放,加剧了温室效应,A正确;物质循环指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素在生物群落和非生物环境之间不断循环的过程,即所指的物质是指组成生物体的元素,B正确;物质循环具有全球性,所说的生态系统是地球上最大的生态系统——生物圈,C正确;一些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,因此生物富集现象具有全球性,D正确。
答案ABCD[对点小练] (2019·郑州七中高一期末)下列关于碳循环的说法,正确的是()A.在生物群落与非生物环境之间主要是以CO2形式进行B.在生物群落之间是以有机物的形式循环的C.在整个生物圈是以CO2的形式循环的D.非生物环境中的碳都是以光合作用的形式进入生物群落的解析碳元素通过生物群落的光合作用与化能合成作用以CO2的形式进入生物群落,同时通过生物群落的呼吸作用以CO2的形式返回非生物环境,A正确、D错误;碳元素在生物群落中是以有机物的形式传递的,B错误;生态系统中的碳在生物群落与非生物环境之间是以CO2的形式循环的,而碳在生物群落内的传递形式是有机物,C错误。
生态系统的物质循环【课前复习】在学习新课前,应该复习巩固“绿色植物的光合作用”和“细胞呼吸”以及“人和动物体三大营养物质代谢”等知识,及时复习生态系统的成分及结构和能量流动的知识,使学习物质循环的新知识与这些学过的知识间建立有机的联系。
以利于知识的理解和掌握。
温故——会做了,学习新课才能有保障1.生物界中最基本的物质代谢和能量代谢是A .新陈代谢B .光合作用C .细胞呼吸D .蒸腾作用解析:新陈代谢包括物质代谢和能量代谢,是生物体内一切有序的化学反应的总称。
细胞呼吸是将生物体内的有机物分解,能量释放的过程。
蒸腾作用是水分以气体状态从体内散发到体外的过程。
这三种生理活动都涉及到物质代谢和能量代谢,但都不是最基本的。
只有光合作用,可以利用光能,将光能贮存在有机物中,为能量代谢提供基础。
可以将无机物转化为有机物,为物质代谢提供基础。
因此,光合作用是生物界中最基本的物质代谢和能量代谢。
2.下列各项中不属于光合作用意义的是A .把无机物制造成有机物B .把光能转变成化学能C .吸收CO 2放出O 2D .是生命的基本特征 解析:根据光合作用的概念可知,A 、B 、C 都属于光合作用的意义。
只有D 不是,生命的基本特征应是新陈代谢。
3.根据图8—6—1不完整的细胞呼吸示意图,解答下列问题:图8—6—1(1)填出图中方格内的物质名称______________。
(2)从图中选择有关的字母,填在题的横线上。
①有氧呼吸的途径是______________;②细胞呼吸过程中产生能量最多的是______________阶段;③细胞呼吸过程中能产生氢的阶段是______________;④氧气参与______________阶段的化学反应。
(3)在下列横线上填出相应内容:①A 与B 阶段的反应属于__________,其反应式是_______________________________。
②A 与E 阶段的反应属于__________,其反应式是_______________________________。
课题: 9 物质循环教学目标:通过联系具体的实例和认识物质循环图,学生归纳出物质循环的概念,并根据物质循环的过程得出物质循环的特点,从而分析、综合能力得到训练。
通过分析比较物质循环和能量流动,得出它们之间的关系,渗透生态系统是一个整体的观点;通过分析人类活动对碳循环的影响,学生的环保意识逐渐加强教学重点:群落的概念及其组成群落的空间结构群落的种间关系。
教学重点:物质循环的概念碳循环的过程和特点能量流动和物质循环的关系教学难点:能量流动和物质循环的关系环节一教学引入PPT展示温室效应原理示意图设问:问题1:什么是温室效应?问题2:温室效应形成与人类的哪些活动有关?除此还有别的因素可以增加空气中二氧化碳浓度?问题3:温室效应对生物圈可能造成什么影响呢?PPT新闻图瓦卢面临“灭顶之灾”央视国际2004年2月19日PPT:图片1原来美丽平静的图瓦卢图片2现在岛国居民家园一片汪洋PPT:新浪新闻,图瓦卢将成为全球第一个因海平面上升而进行举国迁移的国家,50年内将全部消失。
问题4从学生所学的生态学的知识的角度去分析,气温是一项很重要的生态因素,气温上升,气候变化了会对生物造成什么影响?对人类本身的影响?过渡:如何控制温室效应的影响?环节二学习新知碳循环的过程1.PPT演示碳循环的过程图要求学生观察图并回答问题:1)碳在大气中以什么形式存在?2)碳怎样从无机环境进入生物群落的?在生物群落中以什么形式存在?3)碳通过什么方式进入无机环境2.问题:如何控制温室效应的影响?物质循环的概念1归纳以上问题引导学生描述碳在无机环境与生物群落之间往复循环,,从而得出物质循环的概念2.简单介绍氮循环,出示氮循环图片物质循环的特点引导学生与能量流动对比,说出物质循环的特点物质循环与能量流动的关系1.PPT:草原生态系统图,有生产者,消费者,分解者,非生物的物质和能量。
引导学生说出生态系统各生物成分(生产者,消费者,分解者)的物质循环和能量流动的关系。
用心 爱心 专心 1 第九单元 生物与环境 学案45 生态系统的物质循环 考纲要求 生态系统物质循环的基本规律及应用(Ⅱ) 复习要求 1.以碳循环为例,分析生态系统中的物质循环 2.了解土壤微生物的分解作用。 3.说明能量流动和物质循环的关系。 4.解释碳循环平衡失调与温室效应的关系。 基础自查 一、生态系统的物质循环 范 围 生物圈(全球) 物质对象 形 式 动 力 重要生物类群 特 点 二、实例——碳循环 1.无机环境中的存在形式: 生物群落中的主要存在形式: 无机环境与生物群落之间的循环形式: 2.循环过程
3.温室效应 (1)形成原因:
(2)影响:
三、能量流动与物质循环的关系及意义 用心 爱心 专心 2
1.与能量流动的关系:
2.意义:
想一想:有人认为:“物质是能量的载体,物质是往复循环的,能量自然也应该伴随着物质的循环而循环。”你认为这句话对吗?如果有错误,请指出原因。 课堂深化探究 一.碳循环 1.循环特点:
2.过程图解
解读: (1)大气中的碳元素进入生物群落:
(2)碳元素循环的主要形式: 大气中CO2的主要来源 3.温室效应 (1)成因
(2)危害
缓解措施
特别提醒 有关碳循环示意图中生态系统成分的判断 (1)首先判断双箭头的两端是生产者和大气中的CO2库,除双箭头外生产者(A)只有出发箭头,大气(B)只有接受箭头。 (2)消费者(C)接受一个箭头而出发两个,分解者(D)则接受两个出发一个,两者之间物质流用心 爱心 专心 3
动方向是从消费者(C)到分解者(D)。 二 物质循环和能量流动的关系 能量流动与物质循环之间的关系图解
解读: 解读:(1)从图中可以看出, 。 (2)生产者主要是指绿色植物,它是消费者和分解者能量的源泉,也是生态系统存在和发展的基础,因此,生产者是生态系统的主要成分。 (3)绿色植物同化的CO2等物质,大约90%需经分解者的分解作用返回无机环境,被生产者重新利用,因此,从物质循环角度看,分解者在生态系统中占有重要地位。 二者同时进行,相互依存,不可分割,主要体现在
。 特别提醒 1.能量流动具有单向流动、逐级递减的特点,能在各级生态系统中进行。 物质循环是在生物群落与无机环境之间反复循环,不具递减性,具有全球性。 2.任何一个生态系统中,能量流动和物质循环都保持着相对的平衡,这是决定一个生态系统相对稳定的重要保证。 三 、探究土壤微生物的分解作用 1.实验原理
2.实验流程 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 用心 爱心 专心 4
实 验 设 计 实验组 对照组
自变量
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
B B1 B2 结论分析 特别提醒1.探究活动最好在实验室中进行,以便控制变量,避免环境中不可控制的因素的影响。 2.各地气候与环境等因素不同,微生物分解落叶的能力也不同,需要的时间也有差异,一般需要温暖、湿润的条件。 对应训练 1.下图为生态系统中碳循环的模式图。相关叙述正确的是( )
A.1代表生产者,5可以代表化能合成作用 B.碳元素在1、2、3、4间以含碳有机物的形式传递 C.在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是1 D.1、2、3中含有的有机物可以作为动力来促进碳元素在群落和环境之间循环 2.(2010·广东理综,26)气候变化与生态系统的碳循环密切相关。下表为A、B两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况。 时期 碳吸收量(kg C·a-1) 碳释放量(kg C·a-1) A 1.20×1014 1.20×1014 B 1.20×1014 1.26×1014 (1)生态系统碳的吸收主要是通过________作用实现的,碳的释放主要是通过________作用实现的。 (2)表中________时期的生态系统处于稳定状态,原因是______________________。 (3)由于过度的人工碳排放,破坏了生态系统的______________________________, 导致大气中______________增加并引起全球气候变化。 (4)人们正在积极开发新能源以减少碳排放。如“叶绿素太阳能电池”是模仿类囊体吸收光用心 爱心 专心 5
能的特性而制造的,类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的________阶段;又如经改造的蓝藻能在细胞内将光合作用产生的__________________________________________直接发酵转化为燃料乙醇。 3.图1是某生态系统碳循环示意图,其中A、B、C、D是生态系统内各生物成分,1、2、3、4、5表示有关的生理过程;图2为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况,请分析回答:
(1)在图1中,B、C分别属于________________。碳元素在生物群落内传递是沿________实现的。 (2)图1中表示呼吸作用过程的是________(填序号)。A、C、D为B提供____________。 (3)若图1中的C产生60 mol氧气,则流入D的能量一般不超过相当于________mol葡萄糖的能量。如果A发生瘟疫,D发生的变化是________________________。 (4)在图2的食物链中,②/①的比值代表________(生物之间)的能量传递效率,③和④分别属于________和________(生物)间的同化量的一部分。 4. (2011·泰州联考)同学们在课外活动中发现植物的落叶在土壤里会逐渐腐烂,形成腐殖质。他们猜测落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用,不同生态系统的土壤微生物分解能力不同,并设计了实验进行验证。 (1)实验设计首先要遵循的是________________原则和________________原则。 (2)以带有同种落叶的土壤为实验材料,均分为A和B两组。实验时A组不做处理(自然状态);B组用塑料袋包好,放在60℃的恒温箱中灭菌1小时。B组处理的目的是________________________________________________________________________。 (3)(2)中实验的自变量是________________________,因变量是________________,无关变量是___________________________________________________(至少写出两点)。 (4)如果同学们的猜测是正确的,若干天后(2)中B组的落叶________________。 用心 爱心 专心 6
(5)如果同学们用带有相同量同种植物落叶的冻土苔原和热带雨林的等量土壤为实验材料,分别模拟原生态系统的无机环境条件进行C组和D组的实验,定期抽样检测样品土壤中未腐烂的落叶的含量,请根据预测结果在右图中绘出相应的曲线。 5.如图是热带雨林和极地针叶林两个生态系统中腐殖质总量随时间的变化情况,则图中生态系统A是________,B是________。
实验探究 同学们在课外活动中发现植物的落叶在土壤里会逐渐腐烂,形成腐殖质。他们猜测落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用,不同生态系统的土壤微生物分解能力不同,并设计了实验进行验证。 (1)实验设计首先要遵循的是________原则和________原则。 (2)以带有同种落叶的土壤为实验材料,均分为A和B。实验时A不做处理(自然状态);B用塑料袋包好,放在60 ℃的恒温 箱中灭菌1小时。B处理的目的是________________________________________。 (3)(2)中实验的自变量是________________,因变量是________________,无关变量是____________________(至少写出两点)。 (4)如果同学们的猜测是正确的,若干天后(2)中B组的落叶用心 爱心 专心 7
_______________________________________________________________________________________。 如果同学们用带有相同量同种植物落叶的冻土苔原和热带雨林的等量土壤为实验材料,分别模拟原生态系统的无机环境条件进行C组和D组的实验,定期抽样检测样品土壤中未腐烂的落叶的含量,请根据预期结果在如图中绘出相应的曲线。
限时训练 题组一 碳循环的过程及特点 1.(2012·青岛模拟)下图表示生物圈中碳元素的循环过程,下列有关叙述中正确的是( ) A.③过程代表绿色植物的光合作用 B.图中A、B分别代表消费者和生产者 C.温室效应主要是由⑦过程造成的 D.农业生产中的松土可以增大⑤过程
(2012·济南二模)下图为生态系统中碳循环示意图,箭头表示循环方向。下列相关叙述正确的是( )
A.图中甲、乙、丙构成了该生态系统的生物群落 B.图中b、c、d过程均可表示不同生物的细胞呼吸 C.缺少类群丙则生态系统的物质循环不能正常进行 D.由于细胞呼吸的消耗,乙对食物的同化量远小于摄入量 3.下图表示生物圈中碳元素的循环过程,下列有关叙述不正确的是( )