2.3 物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)利用（精講課件）-高二生物同步高效課堂（滬科版2020選擇性必修2）

物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)利用第三節(jié)第2章

生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能生物選擇性必修2為什么億萬(wàn)年來(lái)大氣中的二氧化碳仍沒(méi)有被植物吸收耗盡？除了人類活動(dòng)，還有哪些自然過(guò)程會(huì)向大氣中釋放二氧化碳？

2016年4月22日，175個(gè)國(guó)家代表齊聚聯(lián)合國(guó)總部，共同簽署應(yīng)對(duì)全球氣候變化的《巴黎協(xié)定》，承諾減排二氧化碳、控制全球平均氣溫上升。植物每年通過(guò)光合作用能將大氣中約1500億噸二氧化碳轉(zhuǎn)化為固態(tài)的有機(jī)物質(zhì)。材料閱讀：大氣中二氧化碳濃度增加與全球變暖

有人猜測(cè)人類活動(dòng)導(dǎo)致大氣中二氧化碳濃度持續(xù)上升，進(jìn)而通過(guò)溫室效應(yīng)導(dǎo)致全球變暖。為了檢驗(yàn)這個(gè)猜測(cè)，科學(xué)家對(duì)地球表面溫度和大氣中二氧化碳濃度進(jìn)行了半個(gè)多世紀(jì)的監(jiān)測(cè)。思考與討論：

1.從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)繪制的折線圖來(lái)看，地球表面溫度呈現(xiàn)出怎樣的變化趨勢(shì)？大氣中二氧化碳濃度與地

球表面溫度有什么關(guān)系？

2.哪些人類活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致大氣中二氧化碳濃度持續(xù)上升？這些新產(chǎn)生的二氧化碳來(lái)自哪里？原來(lái)以

什么形式存在？1．物質(zhì)在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境間不斷循環(huán)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)：

組成生物體的基本化學(xué)元素在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落間的往復(fù)循環(huán)過(guò)程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，也稱生物地球化學(xué)循環(huán)。物質(zhì)循環(huán)：1.物質(zhì)：生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境2.循環(huán)發(fā)生在：生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境3.范圍：生物圈4.特點(diǎn)：循環(huán)性和全球性(生物地球化學(xué)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)的類型：拓展訓(xùn)練：溫度如何影響物質(zhì)循環(huán)中的分解過(guò)程？

為了探討不同溫度條件下，溫度如何影響物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)，某科研小組研究了溫度對(duì)垃圾分解過(guò)程的作用。他們?cè)诩幽么箅S機(jī)選擇了分屬于5個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的21個(gè)點(diǎn)。將相同的有機(jī)物垃圾放在地表面。三年后測(cè)定各點(diǎn)的垃圾分解率和年平均溫度，如圖所示。思考與討論：

1.圖中分解率與溫度是什么關(guān)系？

2.從這個(gè)研究結(jié)果，推測(cè)全球平均溫度升高會(huì)如何影響物質(zhì)循環(huán)過(guò)程？

3.除了溫度，還有什么因素在這21個(gè)點(diǎn)間是明顯不同的？思考這對(duì)研究結(jié)果可能的影響。2．二氧化碳的固定和釋放是碳循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)碳循環(huán)：

維持生命的有機(jī)物主要由碳元素組成。碳元素主要貯存在化石燃料、土壤、沉積物、海洋、生物體以及大氣中，并在各組分間持續(xù)運(yùn)動(dòng)和交換，這種現(xiàn)象稱為碳循環(huán)。碳循環(huán)的過(guò)程：①碳的存在形式：

碳在無(wú)機(jī)環(huán)境中的存在形式：CO2和碳酸鹽

碳在生物群落中的存在形式：含碳有機(jī)物碳循環(huán)的過(guò)程：②碳進(jìn)入生物群落

在綠色植物將大氣中的CO2經(jīng)光合作用轉(zhuǎn)化成有機(jī)物并釋放O2。形式：碳以CO2的形式從無(wú)機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落。碳循環(huán)的過(guò)程：③碳返回?zé)o機(jī)環(huán)境

有機(jī)物被消費(fèi)者或分解者利用，通過(guò)呼吸作用把碳以其最初形態(tài)（二氧化碳）返回到環(huán)境中，并釋放儲(chǔ)存的能量。形式：碳以CO2的形式從無(wú)機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落。碳循環(huán)的示意圖：能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系：3．降水、蒸發(fā)和徑流是水循環(huán)的主要環(huán)節(jié)水循環(huán)：

降水到達(dá)地面后，轉(zhuǎn)化為地表水和地下水，最后以徑流的形式返回海洋，完成水循環(huán)。水循環(huán)的過(guò)程：

通過(guò)水循環(huán)，海洋持續(xù)向陸地輸送淡水，補(bǔ)充陸地上的淡水資源，從而使水成為可再生資源。水循環(huán)通過(guò)侵蝕、搬運(yùn)、沉積等過(guò)程，形成豐富多彩的地形地貌。拓展補(bǔ)充：水體富營(yíng)養(yǎng)化和水華

水體富營(yíng)養(yǎng)化是指水中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽含量過(guò)多而引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象，實(shí)質(zhì)是營(yíng)養(yǎng)鹽物質(zhì)的輸入和輸出失衡。在富營(yíng)養(yǎng)化水體，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)藍(lán)細(xì)菌大量繁殖，在水面形成一層藍(lán)綠色而有惡臭味的浮沫，稱為水華。

大量繁殖的藍(lán)細(xì)菌死亡后，其分解過(guò)程會(huì)耗盡水中氧氣，從而造成魚類等大量水生生物的死亡。藍(lán)細(xì)菌還能產(chǎn)生毒素，除了直接對(duì)魚類等水生動(dòng)物產(chǎn)生毒害外，還是人類肝癌等疾病的重要誘因。暴發(fā)水華的湖泊實(shí)驗(yàn)：2-1調(diào)查本地一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)或物質(zhì)循環(huán)

能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的基本功能，關(guān)系著人與環(huán)境和諧共生。任選本地一個(gè)常見(jiàn)的生態(tài)系統(tǒng)，如校園、公園等，調(diào)查其能量流動(dòng)或某一元素的循環(huán)過(guò)程?！顒?dòng)目標(biāo)：

1.說(shuō)出所調(diào)查的生態(tài)系統(tǒng)的各組分，明確其主要食物鏈。

2.繪制所調(diào)查的生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)或某一元素循環(huán)過(guò)程的示意圖。

3.針對(duì)所調(diào)查的生態(tài)系統(tǒng)，提出促進(jìn)人與自然和諧共生的改進(jìn)建議。實(shí)驗(yàn)：2-1調(diào)查本地一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)或物質(zhì)循環(huán)▲活動(dòng)內(nèi)容：

確定調(diào)查對(duì)象和活動(dòng)區(qū)域，通過(guò)實(shí)地觀察、搜集資料等方式收集數(shù)據(jù)和資料。

1.通過(guò)實(shí)地觀察和訪談，確定所調(diào)查的生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者是哪些生物類群，非生物因素有哪些。

2.根據(jù)各生物類群的生活習(xí)性，梳理它們之間的種間關(guān)系，從而確定該生態(tài)系統(tǒng)的主要食物鏈或食物網(wǎng)。

3.通過(guò)訪談管理部門或查閱學(xué)術(shù)資料，簡(jiǎn)要確定該生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量或能量，或者某一元素在生態(tài)系統(tǒng)各組分中的含量。以上海某濕地生態(tài)系統(tǒng)為例，該生態(tài)系統(tǒng)面積約2km2,平均水深約5m。該生態(tài)系統(tǒng)共有13個(gè)功能群，它們的生物量（t/km2）所示。實(shí)驗(yàn)：2-1調(diào)查本地一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)或物質(zhì)循環(huán)▲活動(dòng)評(píng)價(jià)：

1.畫出該生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)或某一元素循環(huán)過(guò)程的示意圖。

2.分析該生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的合理與不合理之處，有什么改進(jìn)建議？

3.該生態(tài)系統(tǒng)與其他同學(xué)調(diào)查的生態(tài)系統(tǒng)有什么不同？不同生態(tài)系統(tǒng)是如何聯(lián)系在一起的？課堂小結(jié)技能訓(xùn)練選擇題：1.下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的物質(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)在生物群落與非生物環(huán)境之間循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)

D．物質(zhì)在循環(huán)過(guò)程中不斷遞減1.小麥的需水量與發(fā)育時(shí)期的關(guān)系是怎樣的？D技能訓(xùn)練選擇題：2．下圖是自然界碳循環(huán)的簡(jiǎn)圖，據(jù)圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是()

A．甲為分解者，乙為消費(fèi)者，丙為生產(chǎn)者

B．①②③表示CO2通過(guò)甲、丙、乙的呼吸作用進(jìn)入大氣中

C．④主要表示大氣中CO2通過(guò)光合作用進(jìn)入生物群落

D．碳元素以無(wú)機(jī)物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流動(dòng)1.小麥的需水量與發(fā)育時(shí)期的關(guān)系是怎樣的？D技能訓(xùn)練選擇題：3.施用農(nóng)藥DDT的地區(qū)，雖然占陸地面積的一小部分，可是遠(yuǎn)離施藥地區(qū)