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為什么億萬年來大氣中的二氧化碳仍沒有被植物吸收耗盡？除了人類活動，還有哪些自然過程會向大氣中釋放二氧化碳？

2016年4月22日，175個國家代表齊聚聯(lián)合國總部，共同簽署應(yīng)對全球氣候變化的《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

有人猜測人類活動導(dǎo)致大氣中二氧化碳濃度持續(xù)上升，進而通過溫室效應(yīng)導(dǎo)致全球變暖。為了檢驗這個猜測，科學(xué)家對地球表面溫度和大氣中二氧化碳濃度進行了半個多世紀(jì)的監(jiān)測。思考與討論：

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

球表面溫度有什么關(guān)系？

2.哪些人類活動會導(dǎo)致大氣中二氧化碳濃度持續(xù)上升？這些新產(chǎn)生的二氧化碳來自哪里？原來以

什么形式存在？1．物質(zhì)在生物群落與無機環(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)元素在無機環(huán)境與生物群落間的往復(fù)循環(huán)過程，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)：生物群落與無機環(huán)境2.循環(huán)發(fā)生在：生物群落與無機環(huán)境3.范圍：生物圈4.特點：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垃圾分解過程的作用。他們在加拿大隨機選擇了分屬于5個生態(tài)系統(tǒng)的21個點。將相同的有機物垃圾放在地表面。三年后測定各點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.從這個研究結(jié)果，推測全球平均溫度升高會如何影響物質(zhì)循環(huán)過程？

3.除了溫度，還有什么因素在這21個點間是明顯不同的？思考這對研究結(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)運動和交換，這種現(xiàn)象稱為碳循環(huán)。碳循環(huán)的過程：①碳的存在形式：

碳在無機環(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：含碳有機物碳循環(huán)的過程：②碳進入生物群落

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

有機物被消費者或分解者利用，通過呼吸作用把碳以其最初形態(tài)（二氧化碳）返回到環(huán)境中，并釋放儲存的能量。形式：碳以CO2的形式從無機環(huán)境進入生物群落。碳循環(huán)的示意圖：能量流動和物質(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)的過程：

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

水體富營養(yǎng)化是指水中氮、磷等營養(yǎng)鹽含量過多而引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象，實質(zhì)是營養(yǎng)鹽物質(zhì)的輸入和輸出失衡。在富營養(yǎng)化水體，經(jīng)常會出現(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，其分解過程會耗盡水中氧氣，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，除了直接對魚類等水生動物產(chǎn)生毒害外，還是人類肝癌等疾病的重要誘因。暴發(fā)水華的湖泊實驗：2-1調(diào)查本地一個生態(tài)系統(tǒng)的能量流動或物質(zhì)循環(huán)

能量流動和物質(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。任選本地一個常見的生態(tài)系統(tǒng)，如校園、公園等，調(diào)查其能量流動或某一元素的循環(huán)過程?！顒幽繕?biāo)：

1.說出所調(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)能量流動或某一元素循環(huán)過程的示意圖。

3.針對所調(diào)查的生態(tài)系統(tǒng)，提出促進人與自然和諧共生的改進建議。實驗：2-1調(diào)查本地一個生態(tài)系統(tǒng)的能量流動或物質(zhì)循環(huán)▲活動內(nèi)容：

確定調(diào)查對象和活動區(qū)域，通過實地觀察、搜集資料等方式收集數(shù)據(jù)和資料。

1.通過實地觀察和訪談，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.通過訪談管理部門或查閱學(xué)術(shù)資料，簡要確定該生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級的生物量或能量，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個功能群，它們的生物量（t/km2）所示。實驗：2-1調(diào)查本地一個生態(tài)系統(tǒng)的能量流動或物質(zhì)循環(huán)▲活動評價：

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

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)在生物群落與非生物環(huán)境之間循環(huán)往復(fù)運動

D．物質(zhì)在循環(huán)過程中不斷遞減1.小麥的需水量與發(fā)育時期的關(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)的簡圖，據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是()

A．甲為分解者，乙為消費者，丙為生產(chǎn)者

B．①②③表示CO2通過甲、丙、乙的呼吸作用進入大氣中

C．④主要表示大氣中CO2通過光合作用進入生物群落

D．碳元素以無機物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流動1.小麥的需水量與發(fā)育時期的關(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)