2019-2020年高中生物 第五章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性 第3節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修3.doc

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2019-2020年高中生物 第五章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性 第3節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修3 【課標(biāo)點(diǎn)擊】 1. 以碳循環(huán)為例，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。 2. 嘗試探究土壤微生物的分解作用。 3. 說(shuō)明能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。 4. 關(guān)注碳循環(huán)平衡失調(diào)與溫室效應(yīng)的關(guān)系。 學(xué)習(xí)重點(diǎn) ：分析生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。 學(xué)習(xí)難點(diǎn) ：說(shuō)明能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。 【導(dǎo)入設(shè)計(jì)】 教師：多媒體展示圖片： “落紅不是無(wú)情物，化作春泥更護(hù)花”這是一句著名的古詩(shī)，用我們的生物學(xué)知識(shí)來(lái)說(shuō)，為什么“化作春泥更護(hù)花”呢？ 學(xué)生：這些花的枯枝敗葉被分解者分解成無(wú)機(jī)物，又被生產(chǎn)者利用，所以對(duì)促進(jìn)其生長(zhǎng)。 教師：回答的非常好，看來(lái)枯枝敗葉中的這些元素又被重新利用了，他們是如何是被利用的呢，我們一起來(lái)學(xué)習(xí)第三節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。 【自主探究】 知識(shí)點(diǎn) 觀察與思考 歸納與結(jié)論 一. 碳循環(huán) 1.物質(zhì)循環(huán) 的概念 2碳循環(huán) 1.物質(zhì)循環(huán)的范圍 2.物質(zhì)循環(huán)的“物質(zhì)” 指什么？ 3.物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn) 1.在生態(tài)系統(tǒng)中，組成生物體的 等化學(xué)元素，不斷的進(jìn)行從無(wú)機(jī)環(huán)境到 ，又從 __________回到無(wú)機(jī)環(huán)境的循環(huán)過(guò)程，叫生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。 2. 物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)是一方面具有 ，另一方面可以被生物群落 利用。 4.觀察圖5–11思考 ⑴碳在自然界中的主要存在形式 ⑵碳是如何分別進(jìn)出生產(chǎn)者、消費(fèi)者、消費(fèi)者各個(gè)環(huán)節(jié)的（以什么形式、通過(guò)那種生命活動(dòng)、形成那些產(chǎn)物等）？ 3.碳在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以 的形式循環(huán)的。 4.碳從無(wú)機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落通過(guò) 作用或 作用，從生物群落進(jìn)入無(wú)機(jī)環(huán)境通過(guò) ， 在生物群落之間主要以 的形式通過(guò) 或 傳遞。 5.溫室效應(yīng)的成因，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)表自己的觀點(diǎn) 5. 溫室效應(yīng)形成的主要原因是大量化石燃料的 燃燒，打破了生物圈中 的平衡，使大氣中 含量迅速增加造成的。 二. 實(shí)驗(yàn)：探 究土壤微生 物的分解作 用 仔細(xì)閱讀思考探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的區(qū)別 探究性實(shí)驗(yàn)的一般步驟（1） （2） （3） （4） （5） 三. 能量流動(dòng) 和物質(zhì)循環(huán) 的關(guān)系 閱讀課文找出 二者不同點(diǎn)及 聯(lián)系 不同點(diǎn)：物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)是 ， 能量循環(huán)的特點(diǎn)是 。 聯(lián)系： 物質(zhì)作為能量的 ，使能量沿著食物鏈（網(wǎng)）流動(dòng)；能量作為 ，使物質(zhì)不斷地在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往復(fù)。 【教材精講】 一、對(duì)物質(zhì)循環(huán)概念的理解 1.概念：指組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，都不斷進(jìn)行著從無(wú)機(jī)環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無(wú)機(jī)環(huán)境的循環(huán)過(guò)程。 2.參與循環(huán)的物質(zhì)：指組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，而不是這些元素組成的單質(zhì)或化合物。 3.循環(huán)的兩個(gè)支點(diǎn)：無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落。 4.物質(zhì)循環(huán)的范圍：生物圈。 5.動(dòng)力：能量流動(dòng)。物質(zhì)的循環(huán)并非單純的物質(zhì)移動(dòng)，而是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。 6.特點(diǎn)： （1）反復(fù)利用、循環(huán)流動(dòng)：組成生物體的基本元素在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間往返利用、循環(huán)流動(dòng)。 （2）全球性：物質(zhì)循環(huán)的范圍是生物圈，所以又稱為生物地球化學(xué)循環(huán)。 【提醒】在生態(tài)群落中，物質(zhì)循環(huán)的渠道是食物鏈和食物網(wǎng)，所以是單向流動(dòng)，不能循環(huán)的，只能從低營(yíng)養(yǎng)級(jí)向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)流動(dòng)。 二、碳循環(huán) 1.碳存在形式 （1）無(wú)機(jī)環(huán)境：CO2和碳酸鹽。 （2）生物群落：含碳有機(jī)物。 2.碳循環(huán)過(guò)程 分析： （1）碳在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)“主要”是以CO2的形式進(jìn)行的。 （2）CO2進(jìn)入生物群落是通過(guò)自養(yǎng)型生物的光合作用和化能合成作用完成的。 （3）在生物群落內(nèi)部，以含碳有機(jī)物形式通過(guò)食物鏈或食物網(wǎng)進(jìn)行傳遞，是單向的。 （4）生物群落中的含碳有機(jī)物是通過(guò)生物的呼吸作用、微生物的分解作用和化石燃料的燃燒被分解成CO2和H2O，以CO2的形式歸還到無(wú)機(jī)環(huán)境中。 （5）特點(diǎn)：①全球性；②循環(huán)往復(fù)、反復(fù)利用。 3. 碳循環(huán)失衡——溫室效應(yīng) （1）溫室氣體：CO2、CH4、氮的氧化物等氣體，其中CO2是主要?dú)怏w。 （2）原理：溫室氣體層可以讓陽(yáng)光、可見(jiàn)光透過(guò)，但對(duì)地球向宇宙釋放的紅外線起阻礙作用，并吸收轉(zhuǎn)化為熱量，使地球表面溫度升高。 （3）主要煤、石油、泥炭等化石燃料的燃燒。 （4）主要危害：全球變暖、冰川融化，海平面上升，干旱范圍擴(kuò)大。 （5）預(yù)防措施：大力植樹(shù)種草，減少化石燃料的燃燒，開(kāi)發(fā)新能源。 三、能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系 1.能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的區(qū)別 項(xiàng)目 物質(zhì)循環(huán) 能量流動(dòng) 形式 因不同元素而異 隨著有機(jī)物流動(dòng) 范圍 生物圈 生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí) 過(guò)程 在無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落間循環(huán)往復(fù) 沿食物鏈（網(wǎng)）單向流動(dòng) 特點(diǎn) 循環(huán)性 全球性 單向流動(dòng) 逐級(jí)遞減 原因 元素不會(huì)消失，只是呈現(xiàn)形式不同 只有在生物圈中才能完成正常循環(huán) 營(yíng)養(yǎng)級(jí)關(guān)系不能逆轉(zhuǎn)；散失熱能無(wú)法再利用 每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)均會(huì)散失部分能量；部分能量流向分解者；部分能量未被利用 2.能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的聯(lián)系——如下圖 （1）兩者同時(shí)進(jìn)行，彼此相互依存，不可分割； （2）能量的固定、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移、釋放，都離不開(kāi)物質(zhì)的合成和分解等過(guò)程； （3）物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng)；能量是推動(dòng)物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返。 四、 探究土壤微生物的分解作用 【例題精析】 〖例1〗下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的敘述，不正確的是（ ） A.所說(shuō)的物質(zhì)是指組成生物體的一些基本化學(xué)元素 B.所說(shuō)的生態(tài)系統(tǒng)是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈 C.所說(shuō)的循環(huán)是指物質(zhì)在生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)流動(dòng) D.物質(zhì)在循環(huán)過(guò)程中不斷遞減 【答案】D 【解析】生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是指組成生物體的基本元素在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)，在物質(zhì)循環(huán)過(guò)程中無(wú)機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落利用，同時(shí)生物群落中的物質(zhì)也可以返回到無(wú)機(jī)環(huán)境中，物質(zhì)在循環(huán)的過(guò)程中不會(huì)減少或消失。 〖例2〗右圖示生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，圖中D為大氣， C 請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題 （1）此生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是從〔 〕 固 D 定太陽(yáng)能開(kāi)始的。 （2）碳元素在大氣中與A、B、C、之間的流動(dòng)是以 A B 形式進(jìn)行的，在生態(tài)系統(tǒng)的各成分中，A為 ，B為 。 （3）圖中D～C過(guò)程是通過(guò) 作用實(shí)現(xiàn)的，C～D過(guò)程是通過(guò) 作用實(shí)現(xiàn)的，B～D過(guò)程是通過(guò) 作用實(shí)現(xiàn)的。 （4）生物群落中的一部分碳返回大氣中，而另一部分則以 形式儲(chǔ)存在地層中，碳在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間主要以 的形式循環(huán)。 （5）碳循環(huán)的同時(shí)一定伴隨著 。 解析：在生態(tài)系統(tǒng)中，碳元素主要以二氧化碳的形式在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)，始終伴隨著能量流動(dòng)，而生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是從綠色植物的光合作用開(kāi)始的，并進(jìn)入生物群落隨食物鏈而流動(dòng)。生物群落中的碳是以二氧化碳的形式返回到大氣中，但其中一部分碳則以化石燃料的形式儲(chǔ)存于地層中。 【答案】（1）C 生產(chǎn)者 （2）二氧化碳 消費(fèi)者 分解者 （3）光合 呼吸 分解 （4）化石燃料 二氧化碳 （5）能量流動(dòng) 【例3】證明土壤微生物對(duì)植物遺體的分解作用，某同學(xué)提出了四種實(shí)驗(yàn)方案，四種實(shí)驗(yàn)方案的共同點(diǎn)是：將同一種樹(shù)的落葉分成等量的甲、乙兩組，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中滴加蒸餾水，使樹(shù)葉保持濕潤(rùn)，請(qǐng)你判斷，哪一方案更能說(shuō)明問(wèn)題(　　) A.甲組放在燒烤過(guò)的土壤中，乙組放在自然條件下的土壤中 B.甲組滅菌后放在燒烤過(guò)的土壤中，乙組放在自然條件下的土壤中 C.將樹(shù)葉滅菌后再分組，甲組放在燒烤過(guò)的土壤中，乙組放在自然條件下的土壤中 D.將樹(shù)葉滅菌后再分組，甲組放在燒烤過(guò)的土壤中，乙組接種上細(xì)菌后放在自然條件下的土壤中 【答案】C　 【解析】因?yàn)閷?shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯客寥牢⑸飳?duì)植物遺體的分解作用，所以應(yīng)殺滅落葉原有的雜菌，并且不能接種其他細(xì)菌(也就是控制細(xì)菌來(lái)自土壤)。 【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】 一、選擇題 1．生態(tài)系統(tǒng)中，C元素進(jìn)入生物群落開(kāi)始于（ ） A.CO2在生物體內(nèi)的擴(kuò)散作用 B.綠色植物固定CO2的光合作用 C.各種動(dòng)物對(duì)有機(jī)物的同化作用 D.生物分解有機(jī)物的呼吸作用 2．碳在生物群落內(nèi)部傳遞的形式是（ ） A.碳酸鹽 B.CO2 C.含碳有機(jī)物 D.游離碳 3．在生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)中，既能使碳進(jìn)入生物群落，又能使碳釋放到大氣中的生物是（ ） A.綠色植物 B.植食性動(dòng)物 C.肉食性動(dòng)物 D.營(yíng)腐生生活的真菌 4．生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)不包括下列的（ ） A.具有全球性 B.物質(zhì)是指組成生物體的基本元素 C.在群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往復(fù) D.在群落的各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間循環(huán)往復(fù) 5．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.能量隨物質(zhì)循環(huán)而流動(dòng) 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(dòng) D.能量和生物數(shù)量金字塔均可倒置 6．使用農(nóng)藥DDT的地區(qū)，雖然只占陸地面積的一小部分，可在遠(yuǎn)離施藥地區(qū)的南極的動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了DDT，這一現(xiàn)象說(shuō)明（ ） A.DDT已加入全球化的生物地球化學(xué)循環(huán) B.DDT是揮發(fā)性物質(zhì)，能沿大氣到達(dá)南極 C.這種含DDT的動(dòng)物曾經(jīng)在施藥的農(nóng)田里活過(guò) D.上述說(shuō)法都不對(duì) 7．與自然界的碳循環(huán)關(guān)系最為密切的兩種細(xì)胞器是（ ） A.高爾基體和葉綠體 B.葉綠體和線粒體 C.線粒體和高爾基體 D.核糖體和高爾基體 8．下列敘述正確的是（ ） A.當(dāng)狼吃掉一只兔子時(shí)，就獲得了兔子的全部能量 B.當(dāng)狼把兔子肉同化為自身有機(jī)物時(shí)，能量便從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向第二營(yíng)養(yǎng)級(jí) C.當(dāng)生產(chǎn)者通過(guò)光合作用制造了有機(jī)物時(shí)，能量就從無(wú)機(jī)環(huán)境流入了生物群落 D.當(dāng)物質(zhì)循環(huán)進(jìn)行時(shí)，能量流動(dòng)早已開(kāi)始了 9．“氣候變暖將是一場(chǎng)災(zāi)難”，關(guān)于這種說(shuō)法的不正確敘述是（ ） A.氣候變暖導(dǎo)致海平面上升，將給人類帶來(lái)無(wú)法估計(jì)的災(zāi)難 B.為防止氣候變暖，人類要盡量減少CO2的排放量 C.為防止氣候變暖，人類要盡可能植樹(shù)造林，保護(hù)植被 D.海水溫度升高時(shí)，海水向大氣釋放的CO2 二．非選擇題 10．下列是生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，分析回答： （1）碳在無(wú)機(jī)環(huán)境中以 的形式存在，在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)以 的形式進(jìn)行。 （2）A、B、D分別代表各種生理過(guò)程： A. ，B. ， D. 。 （3）生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)首先依賴于 等過(guò)程。 （4）圖中A通過(guò) 和 兩種方式將生物組織內(nèi)的碳返回大氣中。 （5）碳循環(huán)始終與能量流動(dòng)結(jié)合在一起進(jìn)行，生態(tài)系統(tǒng)中能量的最終來(lái)源是 。能量流動(dòng)的渠道是 。 （6）從物質(zhì)循環(huán)的角度看，人體內(nèi)的碳元素究其根源來(lái)自（ ） A.食物中的碳 B.大氣中的CO2 C.燃料中的碳 D.生物環(huán)境中的碳 11．如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和碳循環(huán)的關(guān)系圖，據(jù)圖回答下列問(wèn)題： （1）圖中生產(chǎn)者是 ，消費(fèi)者是 ，分解者是 （填代號(hào)）。 （2）圖中的①③⑤表示的生理過(guò)程分別是：① ，③ ，⑤ 。 （3）C生物處于第 營(yíng)養(yǎng)級(jí)，若要使C增加200kg至少需要消耗A kg。 （4）若該圖表示某溫帶草原生態(tài)系統(tǒng)，牧民為了提高畜牧產(chǎn)量，采取了如下措施，其中正確的做法是（多選）（ ） A.徹底捕殺狼等次級(jí)消費(fèi)者，以保護(hù)牛、羊的安全 B.大力防治害蟲(chóng)和鼠對(duì)植被的破壞，使能量盡可能流向?qū)θ祟愑幸娴姆较? C.加大對(duì)牧草的水肥管理 D.大量繁殖牛、羊 參考答案 1.B　2.C　3.A　4.D　5.A　6.A　7.B　8.C　9.D　 10.（1）碳酸鹽和CO2 CO2 （2）微生物的分解作用 動(dòng)物的呼吸作用 綠色植物的光合作用 （3）綠色植物的光合作用 （4）有氧呼吸 無(wú)氧呼吸 （5）太陽(yáng)能 食物鏈和食物網(wǎng) （6）B 11. （1）A B、C D （2）光合作用 呼吸作用 分解作用 （3）三 5 000 （4）B、C