3.3生态系统的物质循环导学案（有答案）-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修2
文档属性
| 名称 | 3.3生态系统的物质循环导学案（有答案）-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修2 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 596.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-02-05 14:36:34 | ||
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文档简介
3.3生态系统的物质循环
学习目标：
1．通过对案例的分析和讨论，概述生态系统中物质循环的类型和过程。（生命观念）
2．阐明生态系统中物质循环与能量流动及信息传递的关系。（科学探究）
3．举例说出物质循环在生态系统中的作用。（科学思维）
4．举例说出物质循环在农业生产中的应用，并会利用物质循环解决实践问题。（科学思维、社会责任）
学习重点：
了解物质循环在生态系统中的作用
学习难点：
物质循环在生态系统中的作用
知识梳理
一、生态系统的物质循环
组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素，不断进行的从无机环境到生物群落，再从生物群落到无机环境的往复循环过程。
1.研究的对象是基本元素而不是化合物；
2.研究的范围是整个生物圈，而不是某个具体的生态系统；
3.特点是循环往复，全球性。
二、碳循环的过程
1.碳循环中各成分包括:生产者、消费者、分解者和大气中的CO2库。
2.双箭头的一端是生产者（除双箭头外，其余箭头都向外指），另一端是无机环境（除双箭头外，其余箭头都指向自己）。
3.碳在无机环境的主要存在形式是CO2和碳酸盐。
4.碳在生物群落内部以有机物形式存在。
5.系统分析法分析碳循环
主要物质形式 主要参与生物 主要生理作用
无机环境→生物群落 CO2 生产者 光合作用
生物群落内部 有机物 生产者、消费者、分解者 捕食、寄生、腐生
生物群落→无机环境 CO2 生产者、消费者、分解者 呼吸租用
三、生物富集
生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。
归纳总结
1.研究对象：某种元素或难以降解的化合物：人工合成的有机物：如DDT、六六六，重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)。
2.富集途径：植物从环境吸收，人和其他生物沿食物链从食物吸收。
3.富集效应：随着营养级升高浓度升高。
四、土壤微生物对落叶的分解作用
1.实验原理：土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主要与环境温度和湿度有关。
2.参考案例
提出问题 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
实验假设 落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂
实验设计 自变量 土壤中是否含微生物
实验组 对土壤灭菌处理
对照组 对土壤不做任何处理(自然状态)
实验现象 相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂
结论分析 土壤微生物对落叶有分解作用
五、土壤微生物对淀粉的分解作用
1.实验原理：土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主要与环境温度和湿度有关。
2.实验步骤：配制土壤浸出液→在淀粉糊中分别加入土壤浸出液和等量蒸馏水分解处理→检测土壤分解效果。
达标检测
1．下列关于生态系统物质循环的说法，正确的是（ ）
A．碳循环指的是二氧化碳在生物群落和非生物环境之间循环往复的过程
B．如果大气中的二氧化碳发生局部短缺，水圈中的二氧化碳能及时进入大气进行补充
C．由于生态系统中物质是循环的，所以没有必要进行农田施肥
D．某热带雨林占全球森林面积的20%，且内部生物种类繁多，可以独立地进行物质循环
2．下图为生态系统的碳循环示意图，其中c是大气中的CO2库。相关叙述错误的是（ ）
A．碳以二氧化碳的形式在c和d之间循环 B．碳以有机物的形式从d流向a再流向b
C．温室效应主要是由于b→c过程进行得太快 D．图中的d、a1、a2、a3可以构成较复杂的食物网
3．生物富集系数（BCF）＝生物体中某种物质的浓度/环境中同种物质的浓度，BCF用以表示生物富集的效率。下图为某一水域中某一有害物质在不同水生动物体内的富集情况。下列相关叙述错误的是（ ）
A．生物可直接从环境中摄取物质，也可通过食物链间接摄取
B．BCF值的大小与物质在生物体内分解的难易程度密切相关
C．牡蛎体内可能缺乏分解有害物质的酶，使其出现富集现象
D．图中所示的生物体均存在生物富集现象，对鱼类危害最大
4．能量流动与物质循环是生态系统的主要功能，两者之间存在一定的关系。下列相关叙述错误的是（ ）
A．生态系统中消费者的存在可以加快物质循环的过程
B．能量流动和物质循环的主要渠道是食物链和食物网
C．在物质循环中，组成生物体的C、H、O等元素可以被生物群落反复利用
D．物质循环是能量流动的动力，二者可以将生态系统各组分联系在一起
5．为探究土壤微生物的分解作用，教材设计了两个实验方案。方案 1:以带有落叶的土壤为实验材料，观察落叶在土壤微生物的作用下的腐烂情况；方案 2:以土壤浸出液和淀粉糊为材料，检测土壤微生物对淀粉的分解情况。下列关于方案设计的分析，合理的是（ ）
A．方案 1 和方案 2 都遵循了单一变量原则，采用了对比实验的方法
B．方案 1 应设置两组，实验组土壤应不做处理，对照组土壤进行灭菌处理
C．方案 1 土壤灭菌处理要尽量避免土壤理化性质改变，这属于控制无关变量
D．方案 2 可加入碘液或斐林试剂直接通过颜色变化检测淀粉糊的分解情况
6．图甲为某农田生态系统的碳循环的部分示意图，图乙为能量流向卷叶螟的过程，图中字母表示各种能量数值，M为摄入量。下列分析错误的是（ ）
A．用图甲中各种生物的同化量可以构建能量金字塔
B．细菌、蚯蚓等分解有机物是物质循环过程中的重要环节
C．能量流动和物质循环是两个相互依存、不可分割的过程
D．如果碳释放量远远大于碳吸收量，会引起温室效应
7．土壤生物在土壤形成和发育过程中起主导作用。如图表示自然林地土壤与农耕地土壤的有机物供给情况。下列叙述正确的是（ ）
A．自然林地的土壤小动物都属于生态系统组成成分中的消费者
B．农耕地的土壤中有机物蓄积少，只与农作物的产品输出有关
C．若要探究土壤微生物对落叶的分解作用，实验组土壤应保持自然状态
D．除草除虫可调整农耕地的能量流动关系，使能量更多流向对人类最有益的部分
8．落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？某生物兴趣小组采用对照实验的办法，探究了落叶腐烂与土壤微生物的关系。关于该对照实验的分析，下列叙述错误的是（ ）
A．将实验组的土壤放在60℃恒温箱中处理1h的目的是排除土壤微生物的作用
B．落叶的种类、数目、大小、取样地点等因素都有可能影响实验结果的可靠性
C．该实验结果表明土壤微生物通过分泌多种水解酶催化落叶中有机物分解
D．若在不同的温度环境中进行多组实验，还可探究温度对落叶腐烂的影响
9．凡纳滨对虾是华南地区养殖规模最大的对虾种类。放苗1周内虾苗取食藻类和浮游动物，1周后开始投喂人工饵料，1个月后对虾完全取食人工饵料。1个月后虾池生态系统的物质循环过程见下图。下列叙述正确的是（ ）
A．1周后藻类和浮游动物增加，水体富营养化程度会减轻
B．1个月后人工饵料在虾池的物质循环过程中处于主要地位
C．浮游动物摄食藻类、细菌和有机碎屑，属于消费者和分解者
D．异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物提供营养
10．丹顶鹤是我国一级保护动物，丹顶鹤作为杂食性动物，最喜欢在低矮的碱蓬地里捕食天津厚蟹来补充能量。盐城海滩生态系统中部分食物关系如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．该食物网中，丹顶鹤所处的营养级有三个
B．弹涂鱼与轮虫既有捕食关系又有种间竞争关系
C．天津厚蟹同化的氮元素全部流向丹顶鹤科植物的嫩茎
D．若图中海滩受重金属镉污染，则丹顶鹤体内镉浓度最高
答案
BCDDC ADCCC
学习目标：
1．通过对案例的分析和讨论，概述生态系统中物质循环的类型和过程。（生命观念）
2．阐明生态系统中物质循环与能量流动及信息传递的关系。（科学探究）
3．举例说出物质循环在生态系统中的作用。（科学思维）
4．举例说出物质循环在农业生产中的应用，并会利用物质循环解决实践问题。（科学思维、社会责任）
学习重点：
了解物质循环在生态系统中的作用
学习难点：
物质循环在生态系统中的作用
知识梳理
一、生态系统的物质循环
组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素，不断进行的从无机环境到生物群落，再从生物群落到无机环境的往复循环过程。
1.研究的对象是基本元素而不是化合物；
2.研究的范围是整个生物圈，而不是某个具体的生态系统；
3.特点是循环往复，全球性。
二、碳循环的过程
1.碳循环中各成分包括:生产者、消费者、分解者和大气中的CO2库。
2.双箭头的一端是生产者（除双箭头外，其余箭头都向外指），另一端是无机环境（除双箭头外，其余箭头都指向自己）。
3.碳在无机环境的主要存在形式是CO2和碳酸盐。
4.碳在生物群落内部以有机物形式存在。
5.系统分析法分析碳循环
主要物质形式 主要参与生物 主要生理作用
无机环境→生物群落 CO2 生产者 光合作用
生物群落内部 有机物 生产者、消费者、分解者 捕食、寄生、腐生
生物群落→无机环境 CO2 生产者、消费者、分解者 呼吸租用
三、生物富集
生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。
归纳总结
1.研究对象：某种元素或难以降解的化合物：人工合成的有机物：如DDT、六六六，重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)。
2.富集途径：植物从环境吸收，人和其他生物沿食物链从食物吸收。
3.富集效应：随着营养级升高浓度升高。
四、土壤微生物对落叶的分解作用
1.实验原理：土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主要与环境温度和湿度有关。
2.参考案例
提出问题 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
实验假设 落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂
实验设计 自变量 土壤中是否含微生物
实验组 对土壤灭菌处理
对照组 对土壤不做任何处理(自然状态)
实验现象 相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂
结论分析 土壤微生物对落叶有分解作用
五、土壤微生物对淀粉的分解作用
1.实验原理：土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主要与环境温度和湿度有关。
2.实验步骤：配制土壤浸出液→在淀粉糊中分别加入土壤浸出液和等量蒸馏水分解处理→检测土壤分解效果。
达标检测
1．下列关于生态系统物质循环的说法，正确的是（ ）
A．碳循环指的是二氧化碳在生物群落和非生物环境之间循环往复的过程
B．如果大气中的二氧化碳发生局部短缺，水圈中的二氧化碳能及时进入大气进行补充
C．由于生态系统中物质是循环的，所以没有必要进行农田施肥
D．某热带雨林占全球森林面积的20%，且内部生物种类繁多，可以独立地进行物质循环
2．下图为生态系统的碳循环示意图，其中c是大气中的CO2库。相关叙述错误的是（ ）
A．碳以二氧化碳的形式在c和d之间循环 B．碳以有机物的形式从d流向a再流向b
C．温室效应主要是由于b→c过程进行得太快 D．图中的d、a1、a2、a3可以构成较复杂的食物网
3．生物富集系数（BCF）＝生物体中某种物质的浓度/环境中同种物质的浓度，BCF用以表示生物富集的效率。下图为某一水域中某一有害物质在不同水生动物体内的富集情况。下列相关叙述错误的是（ ）
A．生物可直接从环境中摄取物质，也可通过食物链间接摄取
B．BCF值的大小与物质在生物体内分解的难易程度密切相关
C．牡蛎体内可能缺乏分解有害物质的酶，使其出现富集现象
D．图中所示的生物体均存在生物富集现象，对鱼类危害最大
4．能量流动与物质循环是生态系统的主要功能，两者之间存在一定的关系。下列相关叙述错误的是（ ）
A．生态系统中消费者的存在可以加快物质循环的过程
B．能量流动和物质循环的主要渠道是食物链和食物网
C．在物质循环中，组成生物体的C、H、O等元素可以被生物群落反复利用
D．物质循环是能量流动的动力，二者可以将生态系统各组分联系在一起
5．为探究土壤微生物的分解作用，教材设计了两个实验方案。方案 1:以带有落叶的土壤为实验材料，观察落叶在土壤微生物的作用下的腐烂情况；方案 2:以土壤浸出液和淀粉糊为材料，检测土壤微生物对淀粉的分解情况。下列关于方案设计的分析，合理的是（ ）
A．方案 1 和方案 2 都遵循了单一变量原则，采用了对比实验的方法
B．方案 1 应设置两组，实验组土壤应不做处理，对照组土壤进行灭菌处理
C．方案 1 土壤灭菌处理要尽量避免土壤理化性质改变，这属于控制无关变量
D．方案 2 可加入碘液或斐林试剂直接通过颜色变化检测淀粉糊的分解情况
6．图甲为某农田生态系统的碳循环的部分示意图，图乙为能量流向卷叶螟的过程，图中字母表示各种能量数值，M为摄入量。下列分析错误的是（ ）
A．用图甲中各种生物的同化量可以构建能量金字塔
B．细菌、蚯蚓等分解有机物是物质循环过程中的重要环节
C．能量流动和物质循环是两个相互依存、不可分割的过程
D．如果碳释放量远远大于碳吸收量，会引起温室效应
7．土壤生物在土壤形成和发育过程中起主导作用。如图表示自然林地土壤与农耕地土壤的有机物供给情况。下列叙述正确的是（ ）
A．自然林地的土壤小动物都属于生态系统组成成分中的消费者
B．农耕地的土壤中有机物蓄积少，只与农作物的产品输出有关
C．若要探究土壤微生物对落叶的分解作用，实验组土壤应保持自然状态
D．除草除虫可调整农耕地的能量流动关系，使能量更多流向对人类最有益的部分
8．落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？某生物兴趣小组采用对照实验的办法，探究了落叶腐烂与土壤微生物的关系。关于该对照实验的分析，下列叙述错误的是（ ）
A．将实验组的土壤放在60℃恒温箱中处理1h的目的是排除土壤微生物的作用
B．落叶的种类、数目、大小、取样地点等因素都有可能影响实验结果的可靠性
C．该实验结果表明土壤微生物通过分泌多种水解酶催化落叶中有机物分解
D．若在不同的温度环境中进行多组实验，还可探究温度对落叶腐烂的影响
9．凡纳滨对虾是华南地区养殖规模最大的对虾种类。放苗1周内虾苗取食藻类和浮游动物，1周后开始投喂人工饵料，1个月后对虾完全取食人工饵料。1个月后虾池生态系统的物质循环过程见下图。下列叙述正确的是（ ）
A．1周后藻类和浮游动物增加，水体富营养化程度会减轻
B．1个月后人工饵料在虾池的物质循环过程中处于主要地位
C．浮游动物摄食藻类、细菌和有机碎屑，属于消费者和分解者
D．异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物提供营养
10．丹顶鹤是我国一级保护动物，丹顶鹤作为杂食性动物，最喜欢在低矮的碱蓬地里捕食天津厚蟹来补充能量。盐城海滩生态系统中部分食物关系如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．该食物网中，丹顶鹤所处的营养级有三个
B．弹涂鱼与轮虫既有捕食关系又有种间竞争关系
C．天津厚蟹同化的氮元素全部流向丹顶鹤科植物的嫩茎
D．若图中海滩受重金属镉污染，则丹顶鹤体内镉浓度最高
答案
BCDDC ADCCC