生物选择性必修2第3章 生态系统及其稳定性第3节 生态系统的物质循环备课ppt课件

这是一份生物选择性必修2第3章 生态系统及其稳定性第3节 生态系统的物质循环备课ppt课件，共44页。PPT课件主要包含了问题探讨，碳循环，碳的存在形式，主要是含碳有机物，生产者，出呼吸作用，消费者，分解者，CO2，呼吸作用等内容，欢迎下载使用。
碳循环生物富集能量流动和物质循环的关系探究土壤微生物的分解作用
胡杨能抗干旱、御风沙、耐盐碱，可顽强地在荒漠中生存繁衍。然而，受水资源短缺的影响，一些远离水源的胡杨也难逃死亡的厄运。这些死亡的胡杨虽历经烈日和荒漠的摧残，却依然傲立于大漠，其枝干往往呈现出千姿百态的奇特造型。
1.胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？
荒漠中缺乏水分，分解者的数量很少，因此死亡后的胡杨无法被快速分解。
2.有研究表明，长有胡杨的荒漠土壤一般比草原的贫瘠，这是为什么？
荒漠中生产者的种类与数量很少，能制造的有机物总量就少；消费者与分解者也少、物质循环缓慢；土壤中可供分解者分解的动植物遗体等很少，且分解速度较慢，因此土壤中积累的营养物质很少。
下面请同学们深呼吸，全班人一起呼气的时候，呼出了很多二氧化碳分子，想象一下，这些二氧化碳分子离开你后，会开始怎样的旅行？
请大家以小组为单位，绘制一幅“碳先生”的旅行的图片。
生物体和大气中的碳的含量是怎样维持相对稳定的
1.碳在非生物环境和生物体内分别以 什么形式存在？2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的（以什么形式、通过哪种生命活动、 形成哪些产物等）？请用关键词、线段、箭头、方框等表 示讨论的结果。
在非生物环境中在生物群落中
1.碳在非生物环境和生物体内分别以 什么形式存在？
主要是二氧化碳，少许碳酸盐。
2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的（以什么形式、通过哪种生命活动、 形成哪些产物等）？
进：光合作用
将二氧化碳转化为有机物；
将有机物分解为二氧化碳。
进：摄食
将前一营养级的有机物转化为自身的有机物；
进：食腐、腐生
将现成有机物转化为自身有机物；
③煤、石油等化石燃料的开采与使用。将有机物分解为二氧化碳等。
①CO2与HCO3-的相互转化；
②CaCO3与HCO3-的相互转化；
（1）碳以什么形式在无机环境和生物群落之间循环？（2）碳如何从无机环境进入群落？（3）碳怎样从一种生物传递给另一生物？（4）生物群落中的碳以什么途径回归大气圈？
1.3人类活动对碳循环的影响
作为中学生，我们应该怎么做自己力所能及的事情，以响应低碳生活的号召？举例说明。
1.3 物质循环的概念
组成生物体的碳、氢、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，这就是生态系统的物质循环。
指地球上最大的生态系统——生物圈。物质循环具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。
（4）与循环有 关的活动
（5）特点：具有全球性，循环往复。
3.碳出生 物群落
（2）碳在自然界中的存在形式：
（3）碳在生物体内的存在形式：
2.碳在生物体之间传递：
以含碳有机物的形式通过食物链（网）进行。
（2020·全国高考真题）生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述，错误的是（ ）A．消费者没有参与碳循环的过程B．生产者的光合作用是碳循环的重要环节C．土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节D．碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环
【答案】A【详解】A、消费者能通过呼吸作用将有机物中的碳转化为无机物CO2，释放到无机环境中，参与了碳循环，A错误；B、生产者的光合作用能将无机环境中的无机碳转化为含碳有机物，是碳进入生物群落的重要途径，因此是碳循环的重要环节，B正确；C、土壤中的微生物的分解作用，能将有机物中的碳转化为无机物释放到无机环境中，是碳返回无机环境的重要过程，C正确；D、碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2的形式循环，在生物群落内部的传递形式是含碳有机物，D正确。故选A。
（2021·北京东城区·高三二模）稻鸭共作是我国传统的生态种养模式，在水稻栽种后至抽穗前将鸭子放养在水稻田中。鸭子可为稻田除草、灭虫；稻田可为鸭子的生长提供食物等生活条件。下列对稻鸭共作模式的生态学优点的分析不正确的是（　　）A．稻鸭共作模式能够减少饲料的投入，降低饲养成本B．稻鸭共作模式能够减少化学农药的使用，减轻环境污染C．稻鸭共作模式很好地实现了物质和能量的循环利用D．稻鸭共作模式的设计兼顾了生态效益和经济效益
【答案】C【详解】A、鸭子可为稻田除草、灭虫，使能量更多的流向水稻，鸭粪中的有机物被微生物分解成无机物供水稻利用，即通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，减少饲料的投入，降低饲养成本，A正确；B、鸭子可为稻田除草、灭虫，采用生物防治的方法使害虫、杂草的数量维持在较少的水平上，控制了害虫的数量，较少了农药的使用，减少了环境污染，与传统的工程相比，生态工程是一类：少消耗、 多效益、 可持续的工程体系，B正确；C、稻鸭共作模式很好地实现了物质循环和能量的多级利用，C错误；D、人类进行生态工程建设的根本目的：遵循自然界 的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到生态效益和经济效益的同步发展，因此稻鸭共作模式的设计兼顾了生态效益和经济效益，D正确。故选C。
（2021·广东高考真题）为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰（CO2排放量达到峰值），力争在2060年前实现碳中和（CO2排放量与减少量相等），这是中国向全世界的郑重承诺，漳显了大国责任。回答下列问题：（1）在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持___________。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是___________。（2）生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是___________，消费者通过食物网（链）取食利用，___________。（3）全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少___________和增加___________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。
【答案】碳平衡 极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等 光合作用和化能合成作用、捕食、分解作用 从而将碳元素以含碳有机物的形式进行传递 碳释放 碳存储 【详解】（1）在自然生态系统中，植物光合作用摄取碳的速率与生物的呼吸作用和微生物的分解作用释放碳的速率大致相等。随着现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤、石油等化学燃料，使地层中经过千百万年而积存的碳元素，在很短的时间内释放出来，打破了生物圈中碳平衡，使大气中的CO2浓度迅速增加，引起全球气候变暖，导致极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等严重的生态后果。
【详解】（2）生产者主要通过光合作用和化能合成作用获取碳元素，从而碳元素将通过生产者进入生态系统，消费者通过摄食生产者和低营养级的消费者来获取碳元素，分解者通过分解生产者的遗体残骸和消费者的粪便、遗体残骸来获取碳元素。消费者通过食物网（链）取食利用，从而将碳元素以含碳有机物的形式进行传递。（3）全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，一方面从源头上减少二氧化碳的排放，主要是减少化石燃料的燃烧、开发新能源等来减少二氧化碳，另一方面增加二氧化碳的去路，主要可以通过植树造林、退耕还林、扩大森林面积、保护森林等，增加碳存储和减少碳释放是实现碳达峰和碳中和的重要举措。
（2021·河北高考真题）为探究全球气候变暖对生态系统的影响，研究者将20个人工淡水池塘均分成两组，对照组保持环境温度，实验组始终比对照组高4℃（利用温控装置），并从附近淡水栖息地搜集水生生物投入池塘。连续多年观测发现，池塘逐渐形成主要由浮游植物和浮游动物组成的群落。第15年时，池塘中浮游植物和浮游动物生物量（单位体积水体中生物体的质量）的检测结果如图。
回答下列问题：（1）池塘生物群落区别于湖泊生物群落的重要特征为____________________，池塘生物群落从简单到复杂的过程中发生了____________________演替。（2）某种水生生物被投入池塘后，其种群数量将呈__________型增长，若该生物种群密度在较长时期保持相对稳定，表明其种群数量已达到了__________。（3）从能量流动角度分析，升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是____________________。（4）碳在池塘生物群落中主要以__________的形式传递，碳循环具有全球性的主要原因是____________________。
【答案】群落的物种组成 次生 “S” 环境容纳量 生物自身呼吸消耗增加，分解者分解作用加快 含碳有机物 碳在生物群落和无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行 ，大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动 【详解】（1）要认识一个群落，首先要分析该群落的物种组成，群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。池塘生物群落从简单到复杂的过程中，由于原有的土壤条件等都有保留，所以该过程中发生了群落的次生演替。
【详解】（2）某种水生生物被投入池塘后，由于池塘空间和资源有限，其种群数量增长会呈“S”型曲线增长。当该种群密度处于较长期的相对稳定阶段，表明其种群数量已达到了环境容纳量。（3）食物链中每一营养级同化的能量除了自身呼吸消耗和被下一营养级同化以外，还有一部分能量被分解者分解利用。从生态系统的能量流动角度分析，升高温度可能会导致每一营养级生物自身呼吸消耗增加，分解者分解作用加快，从而导致生态系统总生物量降低。（4）碳在无机环境中主要以CO2和碳酸盐形式存在，碳在生物群落的各类生物体中以含碳有机物的形式存在，并通过食物链在生物群落中传递；碳在生物群落和无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行，大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动，所以具有全球性。
（2021·浙江高考真题）原产于北美的植物——加拿大一枝黄花具有生长迅速、竞争力强的特性，近年来在我国某地大肆扩散，对生物多样性和农业生产造成了危害。回答下列问题：（1）加拿大一枝黄花入侵了某草本群落，会经历定居→扩张→占据优势等阶段，当它取得绝对的优势地位时，种群的分布型更接近_________。为了清除加拿大一枝黄花，通常采用人工收割并使之自然腐烂的方法，收割的适宜时机应在_________（填“开花前”或“开花后”）。上述处理方法改变了生态系统中生产者的组成格局，同时加快了加拿大一枝黄花积聚的能量以化学能的形式流向________。
（2）加拿大一枝黄花与昆虫、鸟类和鼠类等共同组成群落，它们之间建立起以_______关系为纽带的食物网。某种鸟可以在不同的食物链中处于不同的环节，其原因是_________。若昆虫与鸟类单位体重的同化量相等，昆虫比鸟类体重的净增长量要高，其原因是鸟类同化的能量中用于维持________的部分较多。（3）加拿大一枝黄花虽存在危害，但可以运用生态工程中的_______技术，在造纸、沼气发酵、肥田等方面加以利用。
【答案】均匀分布 开花前 分解者 营养 该种鸟的取食对象处于不同的营养级 体温 物质良性循环 【详解】（1）均匀分布是种内竞争的结果，当加拿大一枝黄花入侵了某草本群落，取得绝对的优势地位时，种群内的个体种内竞争激烈，故其分布型更接近均匀分布，有利于种群个体发展；为了清除加拿大一枝黄花，通常采用人工收割并使之自然腐烂的方法，收割的适宜时机应在开花前，防止该种群开花后结种子，否则自然腐烂后会将种子留在土壤中；收割后的加拿大一枝黄花自然腐烂是分解者的作用，加快了加拿大一枝黄花积聚的能量以化学能的形式流向分解者。
【详解】（2）加拿大一枝黄花与昆虫、鸟类和鼠类等共同组成群落，它们之间建立起以吃与被吃的营养关系为纽带的食物网；由于在食物网中，某种鸟的取食对象处于不同的营养级，故其可以在不同的食物链中处于不同的环节；鸟类是恒温动物，需要分解有机物释放热能以维持体温的恒定，故若昆虫与鸟类单位体重的同化量相等，由于鸟类同化的能量中用于维持体温的部分较多，故昆虫比鸟类体重的净增长量要高（说明鸟类用于生长、发育和繁殖的能量更少）。（3）由于加拿大一枝黄花具有生长迅速的特性，故它虽存在危害，但可运用生态工程中的物质良性循环技术，在造纸、沼气发酵、肥田等方面加以利用。
（2020·全国高考真题）假设某种蓝藻（A）是某湖泊中唯一的生产者，其密度极大，使湖水能见度降低。某种动物（B）是该湖泊中唯一的消费者。 回答下列问题：（1）该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是_______ （答出2 点即可）。（2）画出该湖泊生态系统能量流动的示意图_______。（3）假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物（C）后，C种群能够迅速壮大，则C和B的种间关系是_______。
【答案】水体富营养化，没有其他生产者的竞争 竞争 【详解】（1）A是蓝藻，是该湖泊唯一的生产者，所以其种群密度极大的原因可能有该水域污染，水体富营养化，造成蓝藻爆发和缺少其他生产者竞争。（2）该生态系统存在唯一一条食物链A→B，所以能量流动关系如图：（3）C和B都以A为食，所以二者是竞争关系。
（1）该人工生态系统的能量来自于　　 　 　。（2）鸭粪能促进浮游植物生长的原因是　　　 　　 　　 　。（3）养殖户甲过度增大了鸭子的养殖密度，导致鸭粪对鱼塘污染严重，鲢鱼大量死亡。鲢鱼大量死亡的原因可能是　　 　　　　。
浮游植物固定太阳能和人提供的饲料中的能量
鸭粪在水中微生物分解为无机物，分解的某些无机物可以被浮游植物吸收利用，从而促进浮游植物生长。
鸭子密度过大，产生的粪便增多，一方面使鱼塘污染，另一方面使浮游植物大量繁殖，造成水体缺氧。
（2021年广州一模）19．（10分）某地开发了鱼鸭混养的养殖模式，鱼塘内养殖鲢鱼，鱼塘边建立鸭棚（鸭群可进入鱼塘）。鲢鱼生活在鱼塘的上层水域，主要以浮游植物为食，鸭主要以饲料为食，鸭粪散落在水中可促进浮游植物的增多。鱼鸭混养取得了良好的经济效益。回答下列问题：
（4）养殖户乙为进一步优化鱼鸭混养的养殖模式，增养鳙鱼。鳙鱼主要以浮游动物为食，而浮游动物主要以浮游植物和现成有机物碎屑为食。综合分析，养殖户乙增养鳙鱼的优势有　 　　　　 　（写出两点）。
养殖户乙增养鳙鱼的优势有：一可以增加物种，增强了该生态系统的稳定性，二增加收益。
（2021年深圳一模）19. （12分）下图是某农业生态系统模式图。请据图作答。
（1）请根据该模式图，画出相应的能量流动图解。（2）①中的部分有机物不能直接被农作物吸收利用，需要经过 。为促进农作物生长，可将 等作为有机肥施放到农田。（3）农田生态系统由于 ，抵抗力稳定性差。农田中要不断施用氮肥，原因是 。
【答案】（12分）（1）
(写出太阳能或光能1分，顺序1分，写出分解者、呼吸作用等不扣分)（2）微生物的分解(分解者分解) 各种植物的残枝败叶，动物遗体、人畜粪便等(答出一项即得2分)（3）生物种类较少，营养结构简单 氮元素输出的比输入的多，不能维持农田生态系统的稳定（农田土壤中的氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断的由农田生态系统输出，其中的氮元素不能全部归还土壤，所以需要不断的施加氮肥）（4分）