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 【課標點擊】 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. 說明能量流動和物質(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 ：分析生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。 學(xué)習(xí)難點 ：說明能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。 【導(dǎo)入設(shè)計】 教師：多媒體展示圖片： “落紅不是無情物，化作春泥更護花”這是一句著名的古詩，用我們的生物學(xué)知識來說，為什么“化作春泥更護花”呢？ 學(xué)生：這些花的枯枝敗葉被分解者分解成無機物，又被生產(chǎn)者利用，所以對促進其生長。 教師：回答的非常好，看來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】 知識點 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 1.在生態(tài)系統(tǒng)中，組成生物體的 等化學(xué)元素，不斷的進行從無機環(huán)境到 ，又從 __________回到無機環(huán)境的循環(huán)過程，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碳是如何分別進出生產(chǎn)者、消費者、消費者各個環(huán)節(jié)的（以什么形式、通過那種生命活動、形成那些產(chǎn)物等）？ 3.碳在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)主要是以 的形式循環(huán)的。 4.碳從無機環(huán)境進入生物群落通過 作用或 作用，從生物群落進入無機環(huán)境通過 ， 在生物群落之間主要以 的形式通過 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 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. 實驗：探 究土壤微生 物的分解作 用 仔細閱讀思考探究性實驗與驗證性實驗的區(qū)別 探究性實驗的一般步驟（1） （2） （3） （4） （5） 三. 能量流動 和物質(zhì)循環(huán) 的關(guān)系 閱讀課文找出 二者不同點及 聯(lián)系 不同點：物質(zhì)循環(huán)的特點是 ， 能量循環(huán)的特點是 。 聯(lián)系： 物質(zhì)作為能量的 ，使能量沿著食物鏈（網(wǎng)）流動；能量作為 ，使物質(zhì)不斷地在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)往復(fù)。 【教材精講】 一、對物質(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，都不斷進行著從無機環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無機環(huán)境的循環(huán)過程。 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)的兩個支點：無機環(huán)境與生物群落。 4.物質(zhì)循環(huán)的范圍：生物圈。 5.動力：能量流動。物質(zhì)的循環(huán)并非單純的物質(zhì)移動，而是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。 6.特點： （1）反復(fù)利用、循環(huán)流動：組成生物體的基本元素在生物群落與無機環(huán)境之間往返利用、循環(huán)流動。 （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，不能循環(huán)的，只能從低營養(yǎng)級向高營養(yǎng)級流動。 二、碳循環(huán) 1.碳存在形式 （1）無機環(huán)境：CO2和碳酸鹽。 （2）生物群落：含碳有機物。 2.碳循環(huán)過程 分析： （1）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。 （2）CO2進入生物群落是通過自養(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，以含碳有機物形式通過食物鏈或食物網(wǎng)進行傳遞，是單向的。 （4）生物群落中的含碳有機物是通過生物的呼吸作用、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的形式歸還到無機環(huán)境中。 （5）特點：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是主要氣體。 （2）原理：溫室氣體層可以讓陽光、可見光透過，但對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，干旱范圍擴大。 （5）預(yù)防措施：大力植樹種草，減少化石燃料的燃燒，開發(fā)新能源。 三、能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系 1.能量流動和物質(zhì)循環(huán)的區(qū)別 項目 物質(zhì)循環(huán) 能量流動 形式 因不同元素而異 隨著有機物流動 范圍 生物圈 生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級 過程 在無機環(huán)境和生物群落間循環(huán)往復(fù) 沿食物鏈（網(wǎng)）單向流動 特點 循環(huán)性 全球性 單向流動 逐級遞減 原因 元素不會消失，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) 營養(yǎng)級關(guān)系不能逆轉(zhuǎn)；散失熱能無法再利用 每個營養(yǎng)級均會散失部分能量；部分能量流向分解者；部分能量未被利用 2.能量流動和物質(zhì)循環(huán)的聯(lián)系——如下圖 （1）兩者同時進行，彼此相互依存，不可分割； （2）能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移、釋放，都離不開物質(zhì)的合成和分解等過程； （3）物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動；能量是推動物質(zhì)循環(huán)的動力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機環(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.所說的物質(zhì)是指組成生物體的一些基本化學(xué)元素 B.所說的生態(tài)系統(tǒng)是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈 C.所說的循環(huán)是指物質(zhì)在生物與無機環(huán)境之間的反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)流動 D.物質(zhì)在循環(huán)過程中不斷遞減 【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機環(huán)境之間的循環(huán)，在物質(zhì)循環(huán)過程中無機環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落利用，同時生物群落中的物質(zhì)也可以返回到無機環(huán)境中，物質(zhì)在循環(huán)的過程中不會減少或消失。 〖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 請據(jù)圖回答問題 （1）此生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是從〔 〕 固 D 定太陽能開始的。 （2）碳元素在大氣中與A、B、C、之間的流動是以 A B 形式進行的，在生態(tài)系統(tǒng)的各成分中，A為 ，B為 。 （3）圖中D～C過程是通過 作用實現(xiàn)的，C～D過程是通過 作用實現(xiàn)的，B～D過程是通過 作用實現(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 形式儲存在地層中，碳在生物群落與無機環(huán)境之間主要以 的形式循環(huán)。 （5）碳循環(huán)的同時一定伴隨著 。 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機環(huán)境之間循環(huán)，始終伴隨著能量流動，而生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是從綠色植物的光合作用開始的，并進入生物群落隨食物鏈而流動。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存于地層中。 【答案】（1）C 生產(chǎn)者 （2）二氧化碳 消費者 分解者 （3）光合 呼吸 分解 （4）化石燃料 二氧化碳 （5）能量流動 【例3】證明土壤微生物對植物遺體的分解作用，某同學(xué)提出了四種實驗方案，四種實驗方案的共同點是：將同一種樹的落葉分成等量的甲、乙兩組，實驗過程中滴加蒸餾水，使樹葉保持濕潤，請你判斷，哪一方案更能說明問題(　　) A.甲組放在燒烤過的土壤中，乙組放在自然條件下的土壤中 B.甲組滅菌后放在燒烤過的土壤中，乙組放在自然條件下的土壤中 C.將樹葉滅菌后再分組，甲組放在燒烤過的土壤中，乙組放在自然條件下的土壤中 D.將樹葉滅菌后再分組，甲組放在燒烤過的土壤中，乙組接種上細菌后放在自然條件下的土壤中 【答案】C　 【解析】因為實驗?zāi)康氖茄芯客寥牢⑸飳χ参镞z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菌(也就是控制細菌來自土壤)。 【達標訓(xùn)練】 一、選擇題 1．生態(tài)系統(tǒng)中，C元素進入生物群落開始于（ ） A.CO2在生物體內(nèi)的擴散作用 B.綠色植物固定CO2的光合作用 C.各種動物對有機物的同化作用 D.生物分解有機物的呼吸作用 2．碳在生物群落內(nèi)部傳遞的形式是（ ） A.碳酸鹽 B.CO2 C.含碳有機物 D.游離碳 3．在生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)中，既能使碳進入生物群落，又能使碳釋放到大氣中的生物是（ ） A.綠色植物 B.植食性動物 C.肉食性動物 D.營腐生生活的真菌 4．生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的特點不包括下列的（ ） A.具有全球性 B.物質(zhì)是指組成生物體的基本元素 C.在群落與無機環(huán)境之間循環(huán)往復(fù) D.在群落的各營養(yǎng)級之間循環(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 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 6．使用農(nóng)藥DDT的地區(qū)，雖然只占陸地面積的一小部分，可在遠離施藥地區(qū)的南極的動物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了DDT，這一現(xiàn)象說明（ ） 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)，能沿大氣到達南極 C.這種含DDT的動物曾經(jīng)在施藥的農(nóng)田里活過 D.上述說法都不對 7．與自然界的碳循環(huán)關(guān)系最為密切的兩種細胞器是（ ） 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.當狼吃掉一只兔子時，就獲得了兔子的全部能量 B.當狼把兔子肉同化為自身有機物時，能量便從第一營養(yǎng)級流向第二營養(yǎng)級 C.當生產(chǎn)者通過光合作用制造了有機物時，能量就從無機環(huán)境流入了生物群落 D.當物質(zhì)循環(huán)進行時，能量流動早已開始了 9．“氣候變暖將是一場災(zāi)難”，關(guān)于這種說法的不正確敘述是（ ） A.氣候變暖導(dǎo)致海平面上升，將給人類帶來無法估計的災(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，人類要盡可能植樹造林，保護植被 D.海水溫度升高時，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）碳在無機環(huán)境中以 的形式存在，在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)以 的形式進行。 （2）A、B、D分別代表各種生理過程： A. ，B. ， D. 。 （3）生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)首先依賴于 等過程。 （4）圖中A通過 和 兩種方式將生物組織內(nèi)的碳返回大氣中。 （5）碳循環(huán)始終與能量流動結(jié)合在一起進行，生態(tài)系統(tǒng)中能量的最終來源是 。能量流動的渠道是 。 （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)中能量流動和碳循環(huán)的關(guān)系圖，據(jù)圖回答下列問題： （1）圖中生產(chǎn)者是 ，消費者是 ，分解者是 （填代號）。 （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。 （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.徹底捕殺狼等次級消費者，以保護牛、羊的安全 B.大力防治害蟲和鼠對植被的破壞，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 無氧呼吸 （5）太陽能 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