3.3生态系统的物质循环 课件高二上学期生物人教版选择性必修2

第3章

生态系统及其稳定性3.3生态系统中的物质循环本课内容1.碳循环的特点2.生物富集现象3.能量流动和物质循环的关系4.探究土壤微生物分解作用实验生态系统的三大功能能量流动物质循环信息传递碳循环观察课本P62图像，回答：1.碳元素在非生物环境以什么形式存在？2.碳元素在生物体内以什么形式存在？3.碳元素如何进入生物体内？4.碳元素如何在生物间移动？5.碳元素如何回到非生物环境？碳循环环境CO2呼吸作用环境呼吸作用分解作用（包含呼吸作用）光合作用生产者消费者分解者捕食碳循环和人类社会物质循环的概念组成生物体的碳、氢、氮、磷、硫等元素，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，这就是生态系统的物质循环。这里所说的生态系统指地球上最大的生态系统——生物圈。物质循环具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。思考：较小的生态系统，如农田生态系统，是否进行封闭的物质循环？物质循环的特点大气环流海洋洋流全球性、循环往复总结（1）循环形式：（4）与循环有关的活动光合作用动植物的呼吸作用分解者的分解作用生产、生活的燃烧（5）特点：1.碳进生物群落3.碳出生物群落（2）碳在自然界中的存在形式：CO2和碳酸盐。（3）碳在生物体内的存在形式：含碳有机物。化能合成作用2.碳在生物体之间传递：CO2以含碳有机物的形式通过食物链（网）进行。具有全球性，循环往复研究物质循环的意义（2021·北京东城区·高三二模）稻鸭共作是我国传统的生态种养模式，在水稻栽种后至抽穗前将鸭子放养在水稻田中。鸭子可为稻田除草、灭虫；稻田可为鸭子的生长提供食物等生活条件。下列对稻鸭共作模式的生态学优点的分析不正确的是（）A．稻鸭共作模式能够减少饲料的投入，降低饲养成本B．稻鸭共作模式能够减少化学农药的使用，减轻环境污染C．稻鸭共作模式很好地实现了物质和能量的循环利用D．稻鸭共作模式的设计兼顾了生态效益和经济效益研究物质循环的意义（2021·北京东城区·高三二模）稻鸭共作是我国传统的生态种养模式，在水稻栽种后至抽穗前将鸭子放养在水稻田中。鸭子可为稻田除草、灭虫；稻田可为鸭子的生长提供食物等生活条件。下列对稻鸭共作模式的生态学优点的分析不正确的是（）A．稻鸭共作模式能够减少饲料的投入，降低饲养成本B．稻鸭共作模式能够减少化学农药的使用，减轻环境污染C．稻鸭共作模式很好地实现了物质和能量的循环利用D．稻鸭共作模式的设计兼顾了生态效益和经济效益C

更好地实现物质的循环利用；

减少饲料、化肥投入，从而降低成本；

减少化肥的使用，从而减轻环境污染；

减少废物（无废弃物农业）；

……铅元素的循环火山喷发沙尘暴大火大气降水水体植物土壤动物鱼水鸟猛禽煤燃烧金属冶炼浮游生物左图是铅循环过程的示意图。可以看出哪些特点？与之前的碳循环相比，有什么区别？生物富集水浮游生物鱼水鸟2ppm5ppm200ppm1600ppm分析水体和多种生物体内铅浓度，说明铅循环和碳循环有何区别？生物富集进入生物体内的铅不易被排出，从而积蓄在生物体内，并可沿着食物链富集。像这样，生物体内从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在体内浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集。镉、汞等重金属，DDT、六六六等有机化合物，及一些放射性物质，存在生物富集现象。（教材P64）生物富集的正面利用伴矿景天是一种具有超强镉富集能力的多年生草本植物，其地上部的镉含量可达到土壤中的百倍以上，是镉污染土壤修复的理想材料。伴矿景天遇到夏季高温、强光天气便会死亡，因此只能在秋冬季节栽培，春季收获。一个修复工程需要栽培三至五批次伴矿景天种苗。这严重限制了伴矿景天的使用。1.收获的伴矿景天秸秆如何处理？2.如何改进方案？生物富集的正面利用伴矿景天是一种具有超强镉富集能力的多年生草本植物，其地上部的镉含量可达到土壤中的百倍以上，是镉污染土壤修复的理想材料。伴矿景天遇到夏季高温、强光天气便会死亡，因此只能在秋冬季节栽培，春季收获。一个修复工程需要栽培三至五批次伴矿景天种苗。这严重限制了伴矿景天的使用。1.收获的伴矿景天秸秆如何处理？深埋（无害化处理）、化工厂提纯；绝不能焚烧、做饲料！2.如何改进方案？增加灌木、小乔木，让伴矿景天处于下层能量流动&物质循环（课本P65正文）项目能量流动物质循环(以碳循环为例)形式特点范围联系光能→化学能→热能化学元素(无机物→有机物→无机物)单向流动、逐级递减全球性、循环往复生态系统各营养级生物圈(全球性)二者同时进行、相互依存、不可分割：①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；②物质作为能量流动的载体；③能量作为动力。实验：探究土壤微生物的分解作用科学问题：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？实验目的：自变量：因变量：无关变量：实验分组：实验：探究土壤微生物的分解作用科学问题：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？实验目的：探究落叶是否是在土壤微生物的作用下腐烂的。自变量：有无土壤微生物（如何在不影响无关变量的情况下，改变自变量？）因变量：落叶腐烂的程度（直接观察定性、称量干重）无关变量：土壤的各种理化性质、作用的时间实验分组：对照组不做特殊处理（自然状态/有土壤微生物）实验组无土壤微生物作用实验细节枯枝落叶层有机碎屑层腐殖质层淀积层土壤的消毒：用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中处理1h。这样可以尽可能地避免土壤理化性质的改变。其他方式：土壤、土壤提取液都进行彻底的灭菌。土壤分为两组，一组加入未灭菌的土壤提取液，一组加入灭菌的土壤提取液。实验：探究土壤微生物对淀粉的分解作用实验目的1：探究土壤微生物能否加快淀粉的分解。实验目的2：分离出能分解淀粉的土壤微生物。课本P67概念检测第1题1.能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。判断下列相关表述是否正确。（1）物质循环发生在生物群落与非生物环境之间。（）（2）能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。（）课本P67概念检测第2题2.竹子中纤维素含量很高。大熊猫每天要吃大量竹子，但一般只能利用其中一小部分纤维素。研究表明，大熊猫的基因组缺少编码纤维素酶的基因，但是肠道中有多种纤维素分解菌。（1）大熊猫与它肠道内某种纤维素分解菌的种间关系为（）A.捕食B.寄生C.互利共生D.原始合作（2）下列叙述不合理的是（）A.大熊猫是初级消费者，属于第二营养级B.大熊猫未消化的纤维素会被分解者利用C.纤维素分解菌促进了生态系统中的物质循环D.能量流动方向是竹子→大熊猫→纤维素分解菌课本P67概念检测第3题3.在生态系统中，使二氧化碳进入生物群落的生物主要是（）A.细菌B.真菌C.动物D.绿色植物课本P67拓展应用第2题2.同碳元素一样，氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢？课本P67拓展应用第2题2.同碳元素一样，氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢？①农田不是一个在物质上自给自足的系统（生物圈才是）；②农田不断地产出农产品，这些农产品中的氮元素并不能都归还土壤；③土壤氮元素的输出小于输入，因此要人工补充氮肥；④这是为了提高农产品的产量，