3.3生态系统的物质循环课件-2024-2025学年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第3节生态系统的物质循环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？①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；②消费者与分解者也少、物质循环缓慢；③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；④胡杨还会从土壤中吸收营养物质。12碳循环目录3生物富集能量流动和物质循环的关系4探究土壤微生物的分解作用下面请大家一起深呼吸，全班人一起呼气的时候，呼出了很多二氧化碳分子，想象一下，这些二氧化碳分子离开你后，会开始怎样的旅行？碳是构成生物体的重要元素之一，组成生物体的蛋白质、糖类、脂质和核酸等都是以碳链为基本骨架形成的。1.碳循环大气中的碳主要是二氧化碳（CO2）1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的？（以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等）思考

∙讨论1.碳循环在非生物环境中在生物群落中碳的存在形式：1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？主要是二氧化碳，少许碳酸盐。主要是含碳有机物。1.碳循环思考

∙讨论进：光合作用生产者将二氧化碳转化为有机物将有机物分解为二氧化碳出：呼吸作用1.碳循环2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的？（以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等）思考

∙讨论将有机物分解为二氧化碳。将前一营养级的有机物转化为自身的有机物；1.碳循环2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的？（以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等）思考

∙讨论进：摄食出：呼吸作用消费者1.碳循环2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的？（以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等）思考

∙讨论分解者将有机物分解为二氧化碳。将现成有机物转化为自身有机物；进：食腐，腐生出：分解作用1.碳循环2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的？（以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等）思考

∙讨论1.碳循环1.碳循环大气中的二氧化碳库③煤、石油等化石燃料的开采与使用。将有机物分解为二氧化碳等。煤、石油水体中的HCO3-等岩石中的CaCO3等①CO2与HCO3-的相互转化；②CaCO3与HCO3-的相互转化；其他途径1.碳循环思考

∙讨论1.碳循环（1）碳以什么形式在无机环境和生物群落之间循环？（2）碳如何从无机环境进入群落？（3）碳怎样从一种生物传递给另一生物？（4）生物群落中的碳以什么途径回归大气圈？1.碳循环3.你如何看待人类活动对碳循环的影响？思考

∙讨论人类活动对煤和石油等能源的利用，会向大气中排放大量的CO2；大力开展植树造林、开发新能源、发展节能产业等，有利于降低大气中的CO2浓度，维持生物圈的碳氧平衡。(1)主要原因①化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放②森林、草原等植被遭到大面积破坏(2)缓解措施①减少二氧化碳排放:开发新能源，减少化石燃料燃烧；

②增加二氧化碳的吸收和固定量:大力植树种草，提高森林覆盖率；

③提高秸秆还田率：提高土壤储碳量。1.碳循环温室效应1.碳循环温室效应1.概念:组成生物体的____________________________等______，都在不断进行着从_____________到__________，又从__________到____________的_____过程，这就是生态系统的物质循环，又叫_______________________；碳、氢、氧、氮、磷、硫元素非生物环境生物群落生物群落非生物环境循环生物地球化学循环2.范围—________生物圈3.特点:(1)_________:物质循环的范围为生物圈；(2)_______________: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；全球性循环往复运动1.碳循环物质循环在稻田中养鸭养鱼，动物的取食、消化能促进物质循环；它们排出的粪便中氮、磷等可供水稻吸收利用；它们呼出的二氧化碳还可为水稻的光合作用补充原料。注意: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；3.物质循环的过程中起重要作用的生物:生产者完成了物质和能量的输入；分解者实现了物质和能量的输出；

消费者加快了物质循环1.碳循环(1)碳的存在形式及循环形式:①碳在非生物环境中的存在形式主要是

。②碳在生物群落中的存在形式主要是

。③碳在非生物环境与生物群落之间的循环的形式是

。④碳在生物体之间的传递途径是

。(2)碳出入生物群落的途径:①碳进入生物群落:

。②碳出生物群落:

、

和

。1.碳循环二氧化碳和碳酸盐含碳有机物二氧化碳食物链(和食物网)生产者的光合作用或化能合成作用动植物的呼吸作用微生物的分解作用化石燃料的燃烧碳循环中各成分的确定方法

[规律总结]生产者大气中的CO2库消费者分解者1.碳循环注意:

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。A______________B______________C______________D______________A______________B______________C______________D______________E______________F______________生产者大气中的二氧化碳库消费者分解者大气中的二氧化碳库三级消费者分解者次级消费者生产者初级消费者【思考】若使上图表示完整的碳循环，需补充__________________化石燃料的燃烧1.碳循环12碳循环目录3生物富集能量流动和物质循环的关系4探究土壤微生物的分解作用1.概念: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。2.物质人工合成的有机物:如DDT、六六六等。重金属:如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。3.发生生物富集的物质的特点:①在环境和生物体中存在形式是比较______的；②必须是生物体能够______的且____________的；③在生物代谢过程中是________________的；稳定吸收不易被分解不易排出4.生物富集的主要途径——________________食物链、食物网2.生物富集铅的富集煤和矿石中的铅空气中的铅颗粒土壤、水体中的铅生产者、浮游动物各级消费者燃烧冶炼降雨吸收捕食积累最高营养级含铅量最高2.生物富集7.生物富集具有全球性的原因:______________________________________________________________________鱼鹰大鱼小鱼植物水6.生物富集现象的特点①________②有害物质会沿________逐渐在生物__________，最终积累在食物链的_______(即随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象)全球性这些有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地食物链体内聚集顶端2.生物富集2.生物富集2.生物富集12碳循环目录3生物富集能量流动和物质循环的关系4探究土壤微生物的分解作用能量流动物质循环范围形式特点过程联系生物群落(生态系统各营养级之间)生物圈主要以有机物中的化学能的形式碳在生物群落和非生物环境间主要以二氧化碳的形式单向流动、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二者是生态系统的主要功能，它们同时进行，相互依存，不可分割:①能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程；②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；③能量作为动力，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。3.能量流动和物质循环的关系3.能量流动和物质循环的关系12碳循环目录3生物富集能量流动和物质循环的关系4探究土壤微生物的分解作用采集土壤微生物的方法4.探究土壤微生物的分解作用1.设计实验方案探究1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？对照组实验组自变量设置方式因变量无关变量注意：可以增加重复次数（每组落叶等量若干，组内设置多组等）有土壤微生物无土壤微生物落叶+土壤落叶+灭菌土壤落叶腐烂（快慢和程度）避免土壤理化性质的改变4.探究土壤微生物的分解作用2.进行实验观察和结果记录培养时间第1周第2周第3周第4周对照组落叶平均干重实验组落叶平均干重（实验组-对照组）平均干重4.探究土壤微生物的分解作用探究1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？3.分析可能的结果和得出对应的结论相同时间内（实验组-对照组）平均干重结论正值0或者负值落叶是在该土壤中微生物的作用下腐烂落叶在该土壤中微生物的作用下不腐烂4.探究土壤微生物的分解作用探究1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？4.可能的实验现象（以一片落叶为例）一个月后的落叶新采集的落叶4.探究土壤微生物的分解作用探究1：落叶是在土壤微生物的