1、1 新情境激趣引航温室效应(英语：Green House Effect)又称“花房效应”，是指星球的大气层透过捕捉辐射使不同部位地区的气温相对稳定的效应。不少研究指出，人为因素使地球上的温室效应加强，而造成全球暖化的效应。温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的，因此减少碳排放有利于改善温室效应状况。2 新知识预习探索 学习目标 1.以碳循环为例，分析生态系统的物质循环。2.说明能量流动和物质循环的关系。3.尝试探究土壤微生物的分解作用。4.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。新知预习一、碳循环1循环形式(1)在生物群落与无机环境间：主要以
2、 CO2 的形式进行。(2)在生物群落内：以含碳有机物的形式进行。2过程图解3特点：具有全球性、循环性。4温室效应(1)形成原因：化学燃料短时间内大量燃烧使大气中 CO2 含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。(2)危害：加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。思维探究 1：碳元素通过什么生理过程进入生物群落？大气中二氧化碳的来源有哪些？提示：碳元素通过生产者的光合作用或化能合成作用进入生物群落。大气中的二氧化碳主要来自于动植物的呼吸作用、分解者的分解作用(实质仍然是呼吸作用)、化学燃料的燃烧。二、生态系统的物质循环1概念(1)物质：组成生物体的
3、C、H、O、N、P、S 等元素。(2)循环途径：无机环境生物群落。(3)范围：生物圈。2特点：具有全球性、循环性。思维探究 2：物质循环中的“物质”是指元素还是化合物？提示：物质循环中的“物质”指组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等化学元素。三、能量流动和物质循环的关系能量流动和物质循环是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。1能量离不开物质能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程。物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动。2物质离不开能量能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。思维探究 3：结合能量流动和物质循环过程，说一下生产者的作用。提
4、示：在能量流动中，生产者固定太阳能，使能量流入生物群落；在物质循环中，生产者将无机物转化成有机物。3实验：探究土壤微生物的分解作用项目案例 1案例 2实验假设微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解淀粉实验组对土壤灭菌处理A烧杯中加入 30 mL土壤浸出液对照组对土壤不做任何处理B 烧杯中加入 30 mL 蒸馏水 3 新课堂互动探究考点一 碳循环与温室效应1物质循环的实例碳循环(1)由甲图可知：大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的光合作用或化能合成作用。碳在生物群落和无机环境之间循环是以 CO2 的形式进行的。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。大气中 CO2 的
5、来源有三个：一是分解者的分解作用；二是动植物的细胞呼吸；三是化学燃料的燃烧。(2)由乙图可知：碳在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是相互的，其他各成分之间的传递都是单向的。煤、石油、天然气等化学燃料的燃烧，使大气中的 CO2 浓度增高，是形成“温室效应”的最主要原因。2碳循环平衡的破坏温室效应(1)导致温室效应的原因：化学燃料的大量燃烧，在短时间内使大气中 CO2 的浓度升高。森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了植物对大气中 CO2的调节能力。(2)防止或减缓温室效应的主要措施：改善能源结构，开发新能源(核能、水能等)，尽量减少煤炭的燃烧量(减少 CO2 的来源
6、)。大力推行植树造林活动(增加 CO2 的去路)。典例精析 如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。下列相关叙述中，正确的是()Ad 过程代表光合作用，b 过程代表呼吸作用B丁所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多C碳元素在甲、乙、丙之间以无机物的形式传递D碳元素可在无机环境和生物群落之间反复利用【解析】据图可知甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者，丁是大气当中的二氧化碳库，d 过程代表呼吸作用，b 过程代表光合作用，A 项错误；生产者是生态系统中的第一营养级，在食物链中占有的碳元素最多，B 项错误；碳元素在甲、乙、丙之间(生物群落内部)以无
7、机物的形式传递，C 项错误；碳元素在无机环境和生物群落之间可以反复利用，D 项正确。【答案】D跟踪训练1下图为生态系统中碳循环的部分示意图，下列说法不正确的是()A物质循环伴随着能量的流动B能完成该循环的生物一定含有叶绿体和线粒体CAB 所示的物质循环具有全球性D进行 A 过程的生物是自养型生物【解析】生态系统中物质循环伴随着能量的流动，A 正确；图中 A 过程为光合作用或化能合成作用，B 过程为呼吸作用或分解者的分解作用，能完成该循环的生物不一定含有叶绿体和线粒体，B 错误；碳循环具有全球性，C 正确；进行 A 过程的生物是自养型生物，属于生产者，D 正确。【答案】B考点二 能量流动和物质循
8、环的关系细解教材项目能量流动物质循环形式光能化学能热能化学元素(无机物有机物无机物)特点单向流动、逐级递减往复循环范围生态系统各营养级生物圈(全球性)联系同时进行，相互依存，不可分割。能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；物质是能量沿食物链(网)流动的载体；能量是物质在生态系统中往复循环的动力。图示特别提醒(1)绘制物质循环图解时，注意物质是可以循环的，即物质循环的箭头可以是双向的。(2)能量流动是单向的，生产者的能量可流向消费者和分解者，但消费者与分解者中的能量不能流向生产者。(3)绘制能量流动图解时，只要存在有机物传递即伴随着能量的传递(如动植物遗体、残枝败叶沼气池；沼渣食
9、用菌等，均既有物质传递，又有能量流动)。典例精析 下图表示生态系统能量流动的“十分之一定律”图解，根据所学知识回答：(1)表示草原生态系统的组成成分，则羊属于_。属于自养生物的是_(填图中序号)。(2)从 图 中 可 见，生 态 系 统 能 量 流 动 的 特 点 是_。(3)生态系统中能量流动和物质循环是同时进行的，碳在生物群落中的主要存在形式是_，碳在无机环境与生物群落间循环的主要形式是_。(4)生 态 系 统 成 分 中 除 了 上 述 图 解 中 的 成 分 外，还 包 括_。单向流动，逐级递减有机物CO2分解者和非生物的物质和能量【解析】(1)分析图形可知，分别表示草原生态系统的生产
10、者、初级消费者、次级消费者、三级消费者；羊是食草动物，属于初级消费者；生产者属于自养生物。(2)生态系统能量流动的特点是单向流动，逐级递减。(3)生态系统中能量流动和物质循环是同时进行的，碳在生物群落中的主要存在形式是有机物，碳在无机环境与生物群落间循环的主要形式是 CO2。(4)生态系统成分中除了上述图解中的成分外，还包括分解者和非生物的物质和能量。跟踪训练2下图表示某生态系统的碳循环，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分，A、B、C、D 为该生态系统中的四种生物，请据图回答下列问题。(1)图中表示的过程主要是_，该生态系统的成分中，联系生物群落与非生物环境的两大“桥梁”是_。(2)图中丁
11、是_，其主要来源除图中所示过程外，还有_；图中以 CO2 形式流动的过程有_(填序号)。(3)图中 D 的数量下降，导致 C 的数量先增多后减少，最后趋于稳定，说明生态系统具有_能力，其大小取决于_。(4)能量传递效率为 1020%，体现了能量流动的特点是_。若 C 增加 1 kg，至少消耗第一营养级_kg。光合作用生产者和分解者(甲和丙)大气中的 CO2化石燃料燃烧自我调节物种多样性和营养结构的复杂程度逐级递减25【解析】(1)生态系统的组成成分包括非生物的物质与能量、生产者、消费者和分解者，图中甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者，丁是非生物的物质与能量；表示生产者的光合作用，联系生物群落与
12、非生物环境的两大“桥梁”是生产者和分解者。(2)图中丁是大气中的 CO2，其主要来源除图中所示过程外，还有化石燃料燃烧；图中以CO2 形式流动的过程有，在生物群落内部以含碳的有机物形式流动。(3)能量随食物链流动时逐渐递减，图中 D 是三级消费者，其数量下降会导致 C(次级消费者)的数量先增多后减少，最后趋于稳定，说明生态系统具有自我调节能力，其大小取决于物种多样性和营养结构的复杂程度。(4)能量传递效率为 1020%，体现了能量流动的特点是逐级递减。若 C(次级消费者)增加 1 kg，至少消耗第一营养级1/20%/20%25 kg。4 新思维随堂自测1在生态系统中，碳在生物群落与无机环境之间
13、循环的主要形式是()A二氧化碳 B碳水化合物C碳酸D碳酸盐【解析】碳在无机环境中的存在形式主要是碳酸盐和 CO2，在生态系统中，碳在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是 CO2，A 项正确，B、C、D 项错误。【答案】A2下列不属于生物群落中的碳返回大气的途径是()A生物的呼吸作用B某些细菌的化能合成作用C分解者的分解作用D森林火灾【解析】细菌的化能合成作用是利用氧化外界无机物获得生长所需要的能量，通过以二氧化碳为主要碳源，无机含氮化合物为氮源，合成所需的细胞物质的过程。显然不属于生物群落中碳返回到大气的途径，B 错误。【答案】B3一般情况下，能表示碳循环主要渠道的正确图解是()【解析】分解
14、者能将有机物分解成无机物归还给无机环境，因此应是分解者无机环境，A 错误；根据捕食关系，应该是生产者消费者，B 错误；应是消费者分解者、分解者无机环境，C 错误；碳循环发生在生物群落与无机环境之间，无机环境中的碳元素通过生产者进入生物群落，生物群落内有机物中的碳元素经生产者、消费者和分解者的呼吸作用重新返回无机环境，D 正确。【答案】D4如图为生物圈中碳循环的主要途径，有关叙述错误的是()AA 为生态系统的主要成分BB、D 之间碳是以有机物的形式传递的CC 为食物链中的第三营养级DA、B、C、D 之间为捕食关系【解析】据图可知，A 是生产者，是生态系统的主要成分，故A 正确；碳在生物群落内部是
15、以有机物的形式传递，故 B 正确；C 处于食物链的第三营养级，故 C 正确；D 是分解者，不参与构成食物链，故 D 错误。【答案】D5下列有关生物圈中碳循环的叙述，不正确的是()A碳在无机环境中主要以 CO2 和碳酸盐的形式存在B消费者不参与生物圈中碳循环过程C碳元素主要通过绿色植物的光合作用进入群落D碳在生物群落中沿着食物链(网)进行流动【解析】生态系统中各种生物成分都要参与碳循环，B 错。【答案】B6甲图是生态系统的碳循环示意图，乙图表示一个长期有效的生态系统中的食物网，请回答下列问题：(1)甲图生态系统中碳循环首先依赖于 _。图中过程中碳流动形式的不同点是_。(2)碳循环是指在_和_之间
16、循环往复。(3)图甲中分解者通过_和_两种方式将碳放回大气中。(4)乙图食物网中的肉食动物是_，若人们想通过此生态系统 更 多 地 得 到 种 群 X，你 认 为 达 到 此 目 的 的 最 有 效 手 段 是_。生产者的光合作用过程中以 CO2 的形式流动，过程中以含碳有机物的形式流动生物群落无机环境有氧呼吸无氧呼吸X、H除去此生态系统中的 G、S 种群【解析】(1)碳循环首先依赖于光合作用固定二氧化碳，图中过程中以 CO2的形式流动，过程中以含碳有机物的形式流动。(2)碳循环指在生物群落和无机环境之间循环往复。(3)分解者分解物质通过有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。(4)由图可知，肉食动物是
17、XH，除去生态系统中 G、S 种群，可使能量更多流向 X。5 新视点名师讲座生物富集作用1概念生物富集作用又叫生物浓缩，是指生物体通过对环境中某些元素或难以分解的化合物的积累，使这些物质在生物体内的浓度超过环境中浓度的现象。2富集物特点化学性质稳定，不易被分解，在生物体内积累而不易排出。3过程主要通过食物链和食物网。生物体吸收环境中物质的情况有三种：一种是藻类植物、原生动物和多种微生物等，它们主要靠体表直接吸收；另一种是高等植物，它们主要靠根系吸收；再一种是大多数动物，它们主要靠吞食进行吸收。在上述三种情况中，前两种属于直接从环境中摄取，后一种则需要通过食物链进行摄取。环境中的各种物质进入生物体后，立即参与到新陈代谢的各项活动中。其中，一部分生命必需的物质参加到生物体的组成中，多余的以及非生命必需的物质则很快地分解掉并且排出体外，只有少数不容易分解的物质(如 DDT)长期残留在生物体内。4研究生物富集作用的意义生物富集作用的研究，在阐明物质在生态系统内的迁移和转化规律，评价和预测污染物进入生物体后可能造成的危害，以及利用生物体对环境进行监测和净化等方面，具有重要的意义。