【生物】生态系统的物质循环课件2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第三章生态系统及其稳定性第3节生态系统的物质循环

学习目标简述生态系统物质循环的概念，概述碳循环的过程，阐明碳循环失衡与温室效应的关系。（生命观念）0102能够运用物质循环的规律来解释生活中的生命现象（科学思维）0403运用结构图构建碳循环模式图。（科学探究）关注碳循环平衡失调与温室效应。

(社会责任)问题探讨

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。讨论：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；而且，胡杨还会从土壤中吸收营养物质，因此，长有胡杨的荒漠土壤比草原的更为贫瘠。食物人体的细胞呼吸CO2植物的光合作用碳元素和氧元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环的。

生物体和大气中的碳的含量是怎样维持相对稳定的呢一、碳循环课本P61呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大气中。这些二氧化碳分子离开你后，会开始怎样的旅行？一、碳循环课本P61-62分析碳循环的过程，构建概念模型思考·讨论1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？②在生物体中：主要是有机物的形式①在非生物环境中：主要是CO2的形式资料1

二氧化碳能溶于水，因此可在大气和海洋、河流之间进行交换。此外，碳还可以长期固定或保存在非生命系统中，如固定于煤、石油或木材中。人类对煤和石油等能源的利用，向大气中排放了大量的二氧化碳。一、碳循环课本P61-62碳循环示意图2、碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)？（请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。）一、碳循环课本P61-622、碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)？（请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。）遗体和排出物摄食燃烧生产者消费者分解者化石燃料呼吸作用呼吸作用光合作用大气中的CO2库分解作用非生物环境生物群落一、碳循环2.碳进入生物群落的途径是什么？3.碳在生物群落内传递的渠道：食物链、食物网①生产者的光合作用（主要）②化能合成作用1.流动形式①生物群落与非生物环境间：CO2②生物群落内部：含碳有机物全球性、循环往复5.碳循环的特点：4.碳返回非生物环境（大气圈）的途径：②分解者的分解作用(实质是呼吸作用)①生产者、消费者的呼吸作用③化石燃料的燃烧碳循环图解中各成分的判定方法(1)先看双箭头：双箭头代表生产者、大气中的CO2库。其他所有成

分都指向的那一端(C)为大气中的CO2库。(2)除了C之外，有最多被指向箭头的为分解者，即B为分解者。大气中的温室气体(CO2、CH4、N2O等)相当于保温层。大气中CO2越多，地球上的温度升高就越快，这种现象就叫做“温室效应”。①原因非生物环境生物群落呼吸作用、分解作用光合作用、化能合成作用化石燃料燃烧增加《与社会的联系》(2)森林、草原等植被遭到大面积破坏。(1)化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放。温室效应课本P63一、碳循环1)原因化石燃料的大量燃烧（主要原因）森林、草原等植被的破坏2)危害3)缓解措施极地和高山冰川加速融化海平面上升气温升高对人类和其他生物的生存构成威胁减少化石燃料的使用，开发新能源大力植树种草，提高森林覆盖率与社会的联系—温室效应一、碳循环

今天你低碳了吗——地球1小时二、生态系统的物质循环组成生物体的C、H、O、N、P、S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。1.概念注意（易错点）:1.“物质循环”中的物质指的是碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，而不是化

合物或者单质；2.“物质循环”中的循环发生在非生物环境与生物群落之间，在生物群落内部物质是沿食物链和食物网单向流动的。二、生态系统的物质循环2.范围生物圈3.特点①全球性：物质循环的范围为生物圈。②循环往复：物质可被生物群落反复利用，对改进农业生产方式有多方面的启示，例如可以采用种养结合的模式，促进物质循环，提高经济效益。稻田养鸭，你能从物质循环角度说说它的好处吗？①动物的取食、消化能促进物质循环；③动物呼出的CO2还可为水稻的光合作用补充原料。②动物粪便被分解者分解后可供植物吸收利用；三、能量流动和物质循环的关系能量流动物质循环范围形式特点过程联系生物群落(各营养级之间)生物圈主要以有机物中的化学能的形式单向流动、逐级递减全球性、循环往复运动沿食物链、食物网单向流动在生物群落和非生物环境之间循环往返①同时进行，相互依存，不可分割；②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；③物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；④能量作为物质循环的动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。光能→化学能→热能化学元素(无机物→有机物→无机物)四、生物富集实例——铅的富集铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高煤燃烧、有色金属冶炼铅被排放进入大气沉降在土壤和植被表面进入土壤进入水体植物根吸收叶片摄入铅水生植物、浮游动物直接吸收铅，动物饮用含铅的水，直接摄入铅铅进入体内形成多种比较稳定的铅的化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被排出，积蓄在体内含铅生物被更高营养级动物食用，沿食物链聚集最终积累在食物链的顶端四、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。1.概念：2.常见存在生物富集现象的污染物①重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等②人工合成的有机化合物：如DDT、六六六等

③一些放射性物质

3.发生生物富集的物质的特点①富集物质在环境和生物体中存在形式是比较稳定的；②富集物质必须是生物体能够吸收的且不易排出的；③富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的；4.生物富集的主要渠道：食物链、食物网6.生物富集现象的特点:扩散途径：1.大气2.水3.生物迁移特点：全球性思考：在农田中大量使用的DDT杀虫剂，为什么会

在南极的企鹅体内检测到?DDT是一种不易分解并能长期残存的农药；当人们施用DDT时，真正落到植物上的只有一少部分，其余不是落到地面，就是在大气层中漂浮，以后随雨水流入地下或顺小溪流入江河，流归大海。随着大气环流作用和海水运动，DDT被运到全球各个角落，然后再沿着食物链和食物网流动，并在生物体内积累和浓缩。可见，DDT已加入生物地球化学循环，故南极企鹅体内也会含有DDT。四、生物富集探究土壤微生物的分解作用实验原理：探究·实践土壤中存在种类、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。案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？提出问题实验假设实验设计自变量实验组对照组实验现象结论分析落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂土壤中是否含微生物对土壤进行高温60℃处理1h(灭菌)对土壤不做任何处理(自然状态)相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂土壤微生物对落叶有分解作用探究土壤微生物对落叶的分解作用1.假设：土壤中的微生物对淀粉具有分解作用。2.实验材料：土壤浸出液案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用3.实验设计对照组：实验组：20℃放置7天后，取实验组和对照组的溶液分装到不同试管，分别加入斐林试剂和碘液，进行观察。蒸馏水＋淀粉糊土壤浸出液＋淀粉糊案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用淀粉糊加入土壤浸出液加入碘液AB加入蒸馏水A1A2B1B2加入碘液加入斐林试剂加入斐林试剂实验结果不变蓝出现砖红色沉淀变蓝不出现砖红色沉淀室温（20℃）环境放置7d后案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用实验结论：土壤中的微生物对淀粉具有分解作用。探究·实践

探究土壤微生物对淀粉的分解作用提出问题实验假设实验设计自变量实验组对照组实验现象加入碘液A1B1加入斐林试剂A2B2结论分析土壤微生物能分解淀粉吗？土壤微生物能分解淀粉是否有分解淀粉的土壤微生物A