2023学年度选择性必修2人教版生态系统的物质循环教案.docx

第 3 节 生态系统的物质循环课程标准 素养达标1.生命观念、科学思维——运用物质与能量观，分析生态系统中的物质在生物群落和非生物环境之间1. 分析生态系统中的物质在生物群落与非生物环境之间不断循环2. 理解生态系统的碳循环以及物质循环和能量流淌的关系3. 说明某些有害物质会通过食物链不断富集的现象不断循环的过程及特点2. 生命观念、科学思维——运用物质与能量观，说明某些有害物质会通过食物链不断富集的现象3. 社会责任——基于对物质循环的理解，构建碳循环模式图，并利用模式图解释碳循环失衡与温室效应的关系，强化社会责任研习 1 碳循环与生物富集1. 碳循环(1) 循环形式：在生物群落与非生物环境间主要以 的形式循环2) 过程图解图中：① ，② ，③植物(生产者)，④动物(消费者)，⑤ ，⑥ 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， 中的二氧化碳含量也随之增加；假设大气中的二氧化碳发生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能准时 4) 温室效应①形成缘由：主要是 的开采和使用使大气中 含量快速增加，打破了生物圈 的平衡②应对方法：一方面要 ，另一方面要提高 5) 物质循环①物质：组成生物体的 等元素。

②范围： 与 之间循环③特点：具有 性、 性又称为生物地球化学循环④应用：农业生产中承受 的模式答案：(1)CO2 (2)光合作用 呼吸作用 呼吸作用 微生物的分解作用 (3)水圈 进入大气 (4)①化石燃料 CO2 碳循环②减少二氧化碳的排放 森林掩盖率 (5)①C、H、O、N、P、S ②生物群落 非生物环境 ③全球 循环 ④种养结合2. 生物富集(1) 铅积蓄在体内的过程在 燃烧、 冶炼的过程中，铅以微小颗粒被排放进入 ，然后沉降在土壤和植被外表一局部铅颗粒随降雨进入 ，另一局部进入水体植物的根从土壤中吸取铅，叶片也会摄入吸附的铅在水中生活的植物、浮游动物会直接吸取水中的铅动物饮用含有铅的水，也会直接摄入铅进入体内的铅，能够形成多种比较 的铅化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅 ，从而积蓄在体内2) 概念： 是指生物体从四周环境吸取、积蓄某种元素或 ，使其在机体内浓度 环境浓度的现象3) 特点①一旦含有铅的生物被更高养分级的动物食用，铅就会沿着食物链渐渐在生物体内聚拢，最终积存在食物链的 ②镉、汞等重金属， 、 等有机化合物以及一些放射性物质，也存在这样的生物富集现象。

由于这些有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径集中到世界各地，因此，这种现象也是 的答案：(1)煤 有色金属 大气 土壤 稳定 不易被生物体排出 (2)难以降解的化合物 超过 (3)①顶端 ②DDT 六六六 全球性[自查自纠](1) 物质循环中的“物质”指的是组成生物体的各种化合物 ( )(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 形式进展 )(4) 化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要缘由 )(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 )答案：(1) 解析：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)√(3) 解析：碳循环在生物群落内部以有机物形式进展4)√ (5)√[互动探究] 1．以以下图是某生态系统碳循环的示意图，请据图思考争论：(1) 图中属于生物群落的是什么？(用字母答复)，碳在生物群落内部主要是以什么形式进展流淌的？(2) 碳从非生物环境中进入生物群落的途径①和从生物群落进入非生物环境的途径③分别表示的是什么？(3) 据图提出一项实现“低碳”减缓温室效应的措施。

答案：(1)A、B、C、D；(含碳)有机物2) 光合作用和化能合成作用；呼吸作用3) 削减化石燃料的使用(或者植树造林，增加植被；或开发水能、太阳能等能源)2．DDT 是一种有机氯农药，化学构造稳定，在环境中不易被降解，作为杀虫剂具有广谱杀虫、药效强劲长期、简洁生产等诸多优点然而大规模使用 DDT 对以游隼为代表的猛禽来说，却是一场噩梦的开头思考争论：(1) DDT 作为杀虫剂使用，为什么会在顶级捕食者游隼体内的脂肪中大量积存？(2) 争论觉察，世界各分布区的游隼体内均有不同程度的 DDT 积存，这反映诞生态系统的物质循环具有什么特点？答案：(1)提示：DDT 是一种有机氯农药，化学构造稳定，在环境中不易降解，通过生物富集现象在顶级捕食者游隼体内的脂肪中大量积存2)提示：全球性1. 结合模式图，明确碳循环的四个要点í(1) 存在形式ìï非生物环境中：主要是CO2和碳酸盐ïî生物群落内部：主要是含碳有机物í(2) 流淌形式ìï生物群落与非生物环境之间：CO2ïî生物群落内部：含碳有机物í(3) 进入生物群落的途径ìï光合作用ïî化能合成作用返回非生物机ìï①生产者、消费者的呼吸作用(4) í②分解者的分解作用环境的途径 ïî③化石燃料的燃烧2. 辨析物质循环的三个易误点(1) 生态系统的物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统——生物圈，因此物质循环具有全球性。

2) 生态系统的物质循环中所说的“物质”并不是指组成生物体的化合物，而是指组成生物体的化学元素，如 C、H、O、N、P、S 等3) 碳在生态系统各成分之间的传递并不都是双向的，只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递均是单向的3. 碳循环平衡的破坏——温室效应(1) 成因：生物圈中碳循环的平衡被打破①化石燃料的大量开采和使用，增加了大气中 CO2 的含量②森林、草原等绿色植物被大面积破坏，降低了对大气中 CO2的利用和调整2) 危害：导致气温上升，加快极地和高山冰川的溶化，导致海平面上升，对人类和其他很多生物的生存构成威逼3) 缓解措施①实行乐观措施，如开发清洁能源，削减 CO2 的排放②植树种草，提高森林、草原掩盖率特别提示】碳循环形式工程进入生物群落二氧化碳生物群落内部含碳有机物返回非生物环境形式二氧化碳方式光合作用和化能合成作用通过食物链和食物网①生产者和消费者的呼吸作用；②分解者的分解作用；③化石燃料的燃烧4. 生物富集(1) 生物个体或处于同一养分级的很多生物种群，从四周环境中吸取并积存某种元素或难分解的化合物，导致生物体内该物质的平衡浓度超过环境中浓度的现象，叫生物富集，又叫生物浓缩。

2) 生物富集常用富集系数或浓缩系数(即生物体内污染物的平衡浓度与其生存环境中该污染物浓度的比值)来表示此外还有人用生物累计、生物放大等术语来描述生物富集现象前者是指同一生物个体在生长发育的不同阶段生物富集系数不断增加的现象；后者指在同一食物链上，生物富集系数从低位养分级到高位养分级逐级增大的现 象3) 污染物是否沿着食物链积存，取决于以下三个条件：即污染物的浓度在环境中必需是比较稳定的，污染物必需是生物能够吸取的，污染物是不易被生物代谢所分解的目前最典型的还是DDT 在生态系统中的转移和积存4) 在生态系统中，污染物的浓度在沿食物链流淌过程中随养分级的上升而增加，其富集系数在各养分级中可到达极其惊人的含量易错易混】比较生物富集与碳循环的异同工程生物富集碳循环不同点一样点不易排出，养分级越高浓度越高全球性简洁排出1. 如图表示某生态系统的碳循环过程中 4 种成分之间的关系以下相关表达中正确的选项是( )A．1 和 2 包含着全部种群构成的群落B．3 代表确实定是原核生物C．①代表光合作用，②代表呼吸作用D．4 可以表示大气中的 CO2 库答案：D2解析：据图分析，1 是生产者，2 是消费者，3 是分解者，4 是非生物的物质和能量，而群落是指确定区域内的全部生物，A 错误；3 是分解者，主要指腐生的细菌和真菌，另外也包括一些动物，如蚯蚓， 真菌、动物不是原核生物，B 错误；①代表 1 被 2 捕食，②代表 2 进展呼吸作用向大气中释放CO ，C 错误；生态系统中，通过生物的呼吸作用向大气中释放 CO2，同时又通过光合作用将 CO2转化成有机物，所以 4 可以表示大气中的CO2库，D 正确。

2. 如图是生态系统碳循环示意图，箭头表示碳的流淌方向，以下说法正确的选项是( )A．该生态系统的构造包括 A、B、C、D、E B．该生态系统中的食物链可表示为：A→D→E→B C．碳循环进展的同时确定伴随着能量流淌和信息传递D．碳是以二氧化碳的形式在生物群落与非生物环境之间及生物群落内部往复循环的，这种循环带有全球性答案：C解析：生态系统的构造包括生态系统的组成成分和养分构造，故该生态系统的构造包括A、B、C、D、E 以及由生产者和消费者构成的食物链、食物网，A 错误；B 是分解者，不参与食物链组成，B 错误；碳循环进展的同时确定伴随着能量流淌和信息传递，C 正确；碳主要是以二氧化碳的形式在生物群落与非生物环境之间循环，以有机物的形式在生物群落内部流淌，碳循环带有全球性，D 错误3. 如图表示生物圈中碳循环的局部示意图A、B、C、D 构成生物群落，箭头①～⑨表示循环过程以下有关说法正确的选项是( )A．大气中的气体 X 是指二氧化碳和一氧化碳B．完成①过程的能量主要是由⑧过程供给的C．D 经⑤⑥⑦过程获得的能量占 A、B、C 总能量的 10%～20%D．C 处于第三养分级答案：D解析：生物群落与非生物环境之间的碳循环是以 CO2 的形式进2行的，故图中大气中的气体 X 代表 CO ；完成①过程的能量主要由太阳能转化的活泼的化学能供给；捕食食物链中相邻两养分级之间的能量传递效率约为 10%～20%，D 为分解者，不存在于捕食食物链中；图中A 为生产者，B 为初级消费者(其次养分级)，C 为次级消费者(第三养分级)。

研习 2 能量流淌和物质循环的关系1. 能量流淌与物质循环的关系(1) 联系：物质作为能量的 ，使能量沿着食物链(网)流淌； 能量作为 ，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间 生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流淌和物质循环，才能够严密地联系在一起，形成一个统一的整体2) 区分：在物质循环过程中，非生物环境中的物质可以被生物群落 ；能量流淌则不同，能量在流经生态系统各养分级时，是 的，而且流淌是单方向不循环的答案：(1)载体 动力 循环来回 (2)反复利用 逐级递减2. 图解。