幻灯片 1第2课时 生态系统中的物质循环
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幻灯片 2----
幻灯片 3课程标准
分析生态系统中的物质循环的基本规律及其应用
课标解读
1．以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。
2．举例说出生态系统的物质循环具有全球性。
3．说明物质循环与能量流动的关系。
4．关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。
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幻灯片 4概念：物质循环又称为_________________，是指在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、Ca等元素，不断进行着从_________到_________ ，再回到_________的循环过程。
[思维激活1] 物质循环具有哪些特点？
提示 具有全球性、反复利用、循环流动的特点。
物质循环的概念和实例
1．
生物地球化学循环
无机环境
生物群落
无机环境
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幻灯片 5实例
(1)水循环
①水循环受_______、_________等因素的影响，_____和_____是水循环过程中的主要环节，植物的_________对水循环有重要的促进作用。
②水循环过程可以进行不断往复地_____和_____(固态、液态和气态)
(2)碳循环
①碳在无机环境中的主要存在形式是_____和_______ ，在生物群落与无机环境之间的循环形式是_____ ，在生物群落内以___________形式流动。
2．
太阳能
大气环流
降水
蒸发
蒸腾作用
迁移
转化
CO2
碳酸盐
CO2
含碳有机物
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幻灯片 6②碳由无机环境进入生物群落是通过生产者的_________或化能合成作用；而返回无机环境途径有：动植物的_________ 、微生物的_________ 。
(3)氮循环
大气中的氮主要以___的形式存在，只有通过固氮作用(_____固氮、_____固氮和_____固氮等)才能将游离的氮转变为可被植物吸收与利用的______和___等物质。氮是构成______和_____的主要元素，对生物的各项生命活动具有重要意义。
(4)磷循环
磷是_____、 _____ 、 ______等的主要成分，磷循环中的磷来源于_____ ，___________是其主要来源，这使磷的循环与其他物质的循环不同。
光合作用
呼吸作用
分解作用
N2
生物
工业
光电
硝酸盐
氨
蛋白质
核酸
核酸
磷脂
ATP
岩石
磷酸盐岩石
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幻灯片 7人类活动影响 ——水体富营养化
(1)原因：水体中_______含量过多。
(2)结果：_____等过度繁殖导致生态系统的稳态被破坏。
3．
氮、磷
藻类
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幻灯片 8对物质循环概念的理解
无机环境 生物群落
①物质循环的范围：地球上最大的生态系统——生物圈。
②参与循环的物质：组成生物体的化学元素如C、H、O、N、P、Ca等，而不是指由这些元素组成的单质或化合物。
③具有全球性、反复利用、循环流动的特点。
1．
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幻灯片 9水循环主要过程
2．
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幻灯片 10碳循环过程图解
3．
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幻灯片 11名师点津 (1)大气中CO2的来源有三个：一是分解者的分解作用；二是动植物的呼吸作用；三是化石燃料的燃烧。
大气中CO2的去路有两个：一是绿色植物的光合作用，这是主要去路，二是化能合成细菌的化能合成作用。
(2)碳在生物群落中主要是以含碳有机物的形式存在，在无机自然界中是以CO2、碳酸盐等形式存在。
(3)碳在生物群落和无机环境之间主要是以CO2的形式进行循环的。
碳元素在生物群落中的传递主要靠食物链和食物网，传递形式为有机物。
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幻灯片 12知识拓展 碳循环平衡的破坏——温室效应
(1)概念
大气中的二氧化碳越多，对地球上热量逸散到外层空间的阻碍作用就越大，从而使地球温度升高得越快，这种现象就叫温室效应。
(2)造成温室效应的主要原因
①化石燃料在短时间内的大量燃烧，打破了生物圈中碳循环的平衡，这是形成温室效应的最主要原因。
②人类活动造成植被的大面积破坏也是加速温室效应的原因之一。
(3)温室效应对人类和其他生物的威胁
温室效应会加快极地和高山冰川的融化，导致海平面的升高，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
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幻灯片 13(4)解决方案
①开发新能源，减少二氧化碳的排放量。
②植树造林，保护森林、绿地，增加二氧化碳进入生物群落的量。
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幻灯片 14氮循环过程图解
4．
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幻灯片 15名师点津 1.氮在无机环境和生物群落之间主要以N2、NH3、NO3－、NO2－等形式进行循环。
2．大气中的氮气进入生物群落途径主要有三条
①生物固氮(NH3)；
②光电固氮(NO3－)；
③工业固氮(氮素化肥如NH3、NO3－、尿素等)。
3．生物群落中的氮返回无机环境的途径
①反硝化作用(N2)；
②动植物遗体、遗物经微生物分解成为氨。
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幻灯片 16碳循环与氮循环的比较
5．
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幻灯片 17 生物地球化学循环是指组成生物的基本元素( )。
A．在陆地生态系统中的物质循环和能量流动的复杂过程
B．在能量流经生态系统的各营养级时逐级递减的全过程
C．在生物群落的生物体内反复循环运动
D．在生物圈的生物群落与无机环境之间反复循环运动
解析 本题考查对物质循环概念的理解。生物的物质循环又称生物地球化学循环，是指组成生物体的C、H、O、N、P、Ca等基本元素，都在不断地进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环往复过程。
答案 D
【巩固1】
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幻灯片 18 如图是自然界碳循环的简图，图中的甲、乙、丙各代表 ( )。
A．甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者
B．甲为消费者，乙为分解者，丙为生产者
【巩固2】
C．甲为分解者，乙为生产者，丙为消费者
D．甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者
解析 碳在生物群落内部以含碳有机物形式进行传递，在生物群落与无机环境之间则以CO2形式进行循环。无机环境中的碳进入哪一类，哪一类即是生产者，而生产者、消费者均指向的那一类应为分解者，且分解者、生产者、消费者均有指向无机环境的箭头(即它们均通过细胞呼吸产生CO2)。
答案 A
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幻灯片 19能量流动的特点是_____流动， _____递减，而物质循环的特点是：具有全球性、_________、 _________ 。
物质循环的动力来自_____，而物质又是能量的_____ ，以保证能量从_________转变为___________。
能量流动和物质循环的关系
1．
2．
单向
逐级
反复利用
循环流动
能量
载体
一种形式
另一种形式
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幻灯片 20物质循环和能量流动的关系
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幻灯片 21续表
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幻灯片 22 有关生态系统能量流动和物质循环的叙述不正确的是 ( )。
A．能量流动和物质循环是生态系统的两个主要功能
B．能量流动和物质循环是沿着食物链(网)进行的
C．能量流动和物质循环密切联系、相互依存
D．能量流动是伴随着物质循环而循环的
解析 在生态系统中，能量流动和物质循环都是沿食物链和食物网进行的，二者紧密联系在一起。能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成和分解等过程，物质的循环利用离不开能量的推动，但能量流动是单向的、不循环的。
答案 D
【巩固3】
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幻灯片 23 右图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述正确的是 ( )。
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．农业生产中的中耕松土可以增大
⑤过程
【例1】
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幻灯片 24思维导图：
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幻灯片 25深度剖析 从图可知，A为分解者，B为生产者，C为消费者。③⑤⑧代表各种生物的呼吸作用，④代表生产者的光合作用，⑦代表化石燃料的燃烧。由于现代工业的发展，大量的化石燃料燃烧，释放大量的CO2到大气中，打破了大气中CO2的平衡，导致温室效应。中耕松土可促进土壤中微生物的有氧呼吸增大⑧过程。
答案 C
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幻灯片 26 温室效应的主要原因是大气中CO2增多，是否会造成地球生态系统中碳元素含量增加？为什么？
提示 不会，地球上所含碳元素的总量是不变的。
【思维变式】►
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幻灯片 27 2010年11月29日～12月10日，《联合国气候变化框架公约》第16次缔约方会议暨《京都议定书》第6次缔约方会议在墨西哥海滨城市坎昆举行，“节能减排”和“森林保护”是本次会议的重要议题，低碳经济和绿色生活方式越来越受到人们重视。下图表示碳循环局部示意图，分析回答下面的问题。
【例2】
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幻灯片 28(1)碳在生物群落内以________的形式进行流动，煤是“高碳”能源，通过燃烧，碳主要以________的形式进入大气圈。
(2)图中表示生产者的字母是________，若因环境污染造成生产者锐减，则对F、D数量的影响是____________________。
(3)流入该生态系统的总能量为________，能量流动的特点是________，若D增加1 kg，则至少需消耗E________kg。
思维导图：
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幻灯片 29深度剖析 由图可知，E为生产者，F、D、B分别为初级消费者、次级消费者和三级消费者，A为CO2，C为分解者。碳在生物群落内以有机物的形式进行流动。煤是“高碳”能源，通过燃烧，碳主要以CO2的形式进入大气圈。生产者减少，将导致初级消费者减少，进而使次级消费者也减少。生产者通过光合作用固定的太阳能是流入该生态系统的总能量，能量流动的特点是单向流动、逐级递减。若D增加1 kg，则至少需要消耗E的量为：1÷20%÷20%＝25(kg)。
答案 (1)有机物 CO2 (2)E 减少(降低)
(3)生产者(或E)通过光合作用所固定的太阳能 单向流动，逐级递减 25
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幻灯片 30 二氧化碳是影响地球能量平衡的一个重要方面。能量主要以光的形式到达地球，其中一部分被吸收，并通过各种方式转化为热量，热量最后以红外(热)辐射形式从地球再辐射出去。在大气层中，二氧化碳对光辐射没有阻碍，但是能吸收红外线并阻挡红外线通过，就像温室的玻璃顶罩一样，能量进来容易出去难。大气中的二氧化碳越多，对地球上热量逸散到外层空间的阻碍作用就越大，从而使地球温度升高得越快，这种现象就叫做温室效应。
科学家预测，今后大气中二氧化碳增加1倍，全球平均气温将上升1.5～4.5 ℃，而两极地区的气温升幅要比平均值高3倍左右。因此，气温升高不可避免地使极地冰层
思维拓展
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幻灯片 31部分融化，引起海平面上升。海平面上升对人类社会的影响是十分严重的。如果海平面升高1 m，直接受影响的土地约5×106 km2，人口约10亿，耕地约占世界耕地总量的1/3。如果考虑到特大风暴潮和盐水侵入，沿海海拔5 m以下地区都将受到影响，这些地区的人口和粮食产量约占世界的1/2。一部分沿海城市可能要迁入内地，大部分沿海平原将发生盐渍化或沼泽化，不适于粮食生产。同时，对江河中下游地带也将造成灾害。当海水入侵后，会造成江水水位抬高，泥沙淤泥加速，洪水威胁加剧，使江河下游的环境急剧恶化。温室效应和全球气候变暖已经引起了世界各国的普遍关注，目前正在推进制订国际气候变化公约，减少二氧化碳的排放已经成为大势所趋。
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幻灯片 32下列关于生态系统中的能量流动和物质循环的叙述，不正确的是 ( )。
A．能量流动和物质循环是独立进行的两个过程
B．能量流动和物质循环是相互依存的一个过程的两个方
面
C．物质循环的进行需要能量的推动
D．能量流动的载体是各种有机物
答案 A
1.
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幻灯片 33下列关于碳循环的叙述中，正确的是 ( )。
①全过程在生物群落中进行 ②碳元素只能通过光合作用进入生物群落 ③生物群落的碳元素通过细胞呼吸回归无机环境 ④其循环过程中伴随着能量的转换
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
答案 B
2．
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幻灯片 34下图是生态系统中碳循环示意图，“→”表示碳的流动方向，下列说法正确的是 ( )。
A．CO2只能通过光合作用从无机环境到生物群落
B．有机物中的碳只有通过呼吸作用返回无机环境
C．该生态系统中食物网可表示为：
D．E每增加1 kg的体重，至少需要25 kg的A
3．
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幻灯片 35解析 A选项错误：CO2可通过光合作用和化能合成作用从无机环境到生物群落；B选项错误：有机物中的碳可通过生物的呼吸作用返回无机环境，也可通过燃烧进入大气中。
答案 D
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幻灯片 36科学家把“末日之钟”的时间从晚11点53分调至晚11点55分，警示气候变化构成的威胁“接近核武器的可怕水平”，“温室效应”将给人类带来灾难。下面有关温室效应的叙述不恰当的是 ( )。
A．化石燃料的燃烧是导致温室效应的主要原因
B．碳元素在生物群落和无机环境之间以CO2的形式循环
C．碳元素在生物群落中主要以有机物的形式存在
D．植树造林、退耕还林是解决温室效应的最主要措施
4．
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幻灯片 37解析 本题以社会热点为背景，以生态系统中碳循环为考点，引导关注人类生活环境，关注人类的命运。温室效应是由于大气中CO2等气体含量增加，使全球气温升高的现象。产生的主要原因是化石燃料的燃烧。开发新能源，减少化石燃料的燃烧是解决温室效应的最主要措施。
答案 D
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幻灯片 38如图是生态系统中碳循环示意图，图中D为大气，请据图回答下面的问题。
(1)此生态系统的能量流动是从[C]________固定太阳能开始的。
5．
(2)碳元素在大气与A、B、C之间的流动是以________的形式进行的， 在生态系统各成分中，A为________，B为________。
(3)图中D→C过程是通过________作用实现的，C→D是通过________作用实现的。
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幻灯片 39(4)生物群落中的一部分碳返回大气中，而另一部分则以________的形式储藏在地层中，碳在无机环境中以________和________的形式存在。
(5)碳循环始终与________结合在一起进行。
答案 (1)生产者
(2)CO2 消费者 分解者
(3)光合作用和化能合成 呼吸
(4)化石燃料 CO2 碳酸盐
(5)能量流动
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幻灯片 40
课堂小结
生态系统中的物质循环
概念
碳循环
氮循环
磷循环
物质循环和能量流动的关系
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