3.3生态系统的物质循环课件-高二上学期生物苏教版选择性必修2

生态系统的物质循环第三章

生态系统【学习目标】1.分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环2.阐明某些有害物质会通过食物链不断富集的现象积极思维瑞士科学家穆勒因发现了DDT的杀虫功效而荣获1948年的诺贝尔生理学或医学奖。但使用多年后，DDT对环境的危害也逐步显现出来，科学家甚至从生活在南极的企鹅脂肪组织内也检测出了DDT，而南极大陆从来没有使用DDT的记录。实际上，这与地球上的物质循环有关。地球上的物质是怎样循环的呢？目录生态系统的物质是不断循环的01有害物质通过食物链呈现富集现象02积极思维地球上的水是怎样循环的?事实：1.水从地球表面通过蒸发进入大气圈，同时又不断从大气圈通过降水而回到地球表面。每年地球表面的蒸发量和全球降水量基本相等，因此这两个相反的过程就达到了一种平衡状态。降水蒸发植物的蒸腾作用降水蒸发水在全球迁移和变化示意图地下径流积极思维降水蒸发植物的蒸腾作用降水蒸发水在全球迁移和变化示意图地下径流2.地球表面是由陆地和海洋组成的，陆地的降水量大于蒸发量，而海洋的蒸发量大于降水量，陆地上多余的水通过江河源源不断地输送给大海，以弥补海洋因蒸发而丧失的水。3.虽然植物在光合作用中要消耗一定量的水，但是植物通过呼吸作用和蒸腾作用又把大部分的水送回了大气圈。【思考】蒸发和降水推动了水在全球范围内进行循环。蒸发和降水过程是怎样进行的？生态系统的物质是不断循环的1.水循环方式：降水和蒸发是水循环的两种方式动力：由太阳能推动海洋陆地大气中的水降水降水蒸发蒸发地表径流降水蒸发植物的蒸腾作用降水蒸发水在全球迁移和变化示意图地下径流生态系统的物质是不断循环的各种生命活动都离不开水，水和水循环对于生态系统具有特别重要的意义。除了水，由于碳、氧、氮、磷等对生命活动也很重要，科学家对它们的循环过程也进行了深入研究。物质循环的概念：组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙等元素，在生态系统中也不断地进行着从无机环境到生物群落，再回到无机环境的循环过程，这一过程称为生态系统中的物质循环。物质循环是在地球上最大的生态系统——生物圈中进行的，具有全球性，因此又称为生物地球化学循环。生态系统的物质是不断循环的1.碳循环碳元素在生物圈中的循环过程称为碳循环2.存在形式（从含量角度）最多：碳酸盐（岩石圈）其次：化石燃料中的碳生物可直接利用的碳：二氧化碳（水圈、大气圈）存在形式（从生物群落和非生物环境角度）无机环境：CO2和碳酸盐生物群落：有机物生态系统的物质是不断循环的流动形式生物群落与非生物环境之间：CO2生物群落内部：含碳有机物碳循环的主要形式：CO23.碳循环的特点全球性、循环性生态系统的物质是不断循环的4.碳循环模式图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水圈中的CO2库生态系统的物质是不断循环的总结：1.碳以什么形式在非生物环境和生物群落之间循环？CO22.进入生物群落的途径生产者的光合作用、化能合成作用3.碳在生物群落内传递的途径食物链、食物网4.碳返回非生物环境的途径生物的呼吸作用分解者的分解作用化石燃料的燃烧生态系统的物质是不断循环的5.几种碳循环模式图分析（1）辨图要点：碳循环中，只有生产者与无机环境之间的箭头是双向的箭头指向最多的是大气中的CO2库，其次是分解者E为

；F、D、B都为

；C为

；A为

。大气中的CO2库生产者分解者消费者生态系统的物质是不断循环的（2）【思考】若将上图改为生态系统组成成分之间关系的示意图，应做什么修改？应将“大气中的CO2库”改为“非生物环境”A为

；B为

；C为

；D为

。大气中的CO2库生产者分解者消费者生态系统的物质是不断循环的（3）（4）A为

；C为

；B为

；D为

。大气中的CO2库生产者分解者消费者A为

；B、C为

；D为

。生产者分解者消费者生态系统的物质是不断循环的6.碳循环特点（1）碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，在生物群落之间是以有机物的形式进行的（2）具全球性、反复循环流动CO2能够随着大气环流在全球范围内流动生物群落无机环境CO2有机物边做边学：制作腐叶土微生物等分解者在碳循环中发挥了重要作用，这在生产实践中也有很多实用价值。例如，农业生产中常采用堆肥等方法提高土壤肥力。实践1.采用堆肥的方法，以小组为单位在校园的树林下就地取材，收集不同种落叶乔木的落叶，并尝试用落叶来制作腐叶土2.在室外避风向阳的地方挖一个深度约为0.5m的土坑。在土坑中先放一层土壤，再放一层落叶（堆放前土壤和落叶中最好掺入适量的防虫剂），土壤与落叶交替堆放数层。注意在堆积时不能挤压太紧。边做边学：制作腐叶土3.堆积完成后，用淘米水或含有少量尿素的水溶液浇灌。控制浇灌量，用手抓起一把堆积物握紧，略微有水流出即可。最后在堆积层的顶部堆土封严或用塑料布盖严。4.经过一段时间的高温发酵，堆积物充分腐熟。取出堆积物，晾晒杀菌，捣碎后过筛，即成为腐叶土。未腐熟的残渣可重新堆积。腐叶土可用来种植花卉、蔬菜等实验证明了细菌等微生物参与了生态系统的碳循环生态系统的物质是不断循环的氮循环磷循环其他物质循环：硫循环生态系统的物质是不断循环的项目能量流动物质循环形式主要以有机物为载体无机物、有机物特点单向流动，逐级递减循环往复范围生态系统的各营养级之间生物圈（全球性）联系同时进行，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物质是能量沿食物链(网)流动的载体；③能量是物质在生态系统中循环往返的动力有害物质通过食物链呈现富集现象1.概念有害物质循环是指那些对有机体有害的物质进入生态系统，通过食物链富集或被分解的过程2.物质重金属：如铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）等人工合成的有机物：如DDT、六六六等一些放射性物质3.生物富集的主要途径

食物链、食物网有害物质通过食物链呈现富集现象4.发生生物富集的物质的特点富集物质在环境和生物体中存在形式是比较稳定的富集物质必须是生物体能够吸收的且不易排出的富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的5.生物富集现象的特点具有全球性：导致生物富集的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生物放大作用：有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高有害物质通过食物链呈现富集现象难以分解的化合物（如DDT）或重金属（如铅、汞）在生物体内的浓度远远超过环境中浓度的现象，称为生物富集。DDT是如何富集的？1.经过植物的茎、叶和根进入植物体，在体内积累起来，再依次被植食性动物和肉食性动物逐级取食，逐级富集2.喷洒的DDT落入地面，经过土壤动物（如取食土壤中有机碎片的蚯蚓）和食虫动物（如鸡）而逐级富集。所以，食物链越复杂，逐级富集量越大。有害物质通过食物链呈现富集现象汞循环煤燃烧、有色金属冶炼汞进入大气、水、土壤进入土壤进入水体植物根吸收叶片摄入汞被生物吸收，转变为毒性更大的有机汞海水汞浓度为0.0001mg/kg时，浮游生物可达0.001~0.002mg/kg，小鱼可达0.2~0.5mg/kg，大鱼体内的汞比海水高1万~5万倍含汞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汞在生物体内的浓度沿食物链不断升高有害物质通过食物链呈现富集现象6.生物富集的危害——在生物体内形成积累性中毒进入人体的甲基汞在体内代谢缓慢，且不易排出，严重时会引起中毒。通过血脑屏障进入大脑的汞会侵害脑神经，导致脑萎缩1952年，日本5万多只猫集体跳海自尽2017年9月24日《水俣公约》第一届缔约国会议开幕日本患者呼吁加强管控有害物质通过食物链呈现富集现象课堂总结生态系统的物质循环物质循环碳循环对象：组成生物体的元素特点：全球性，循环性范围：生物圈物质循环与能量流动的关系过程生物富集概念特点实例1.图为生态系统碳循环示意图，图中A、B、C代表生态系统成分，数字表示碳的流动。下列叙述正确的是()A.图中生产者、B，C，A构成了两条食物链B.①②⑥⑦为CO2形式，③④⑤为有机物形式C.③④⑤⑥⑦之和等于生产者同化的碳的总量D.经③流向B的碳全部储存于B体内的有机物中解析：A、据图分析，A表示大气中的二氧化碳库，B表示消费者，C表示分解者，它们不能构成食物链，A错误；B、①表示光合作用，②表示呼吸作用，⑥表示分解者的分解作用，⑦表示消费者的呼吸作用，这些过程的碳元素为CO2形式，③表示捕食关系，④表示生产者的碳元素以残枝败叶形式流向分解者，⑤表示消费者的碳元素以遗体粪便流向分解者，碳元素都是为有机物形式，B正确；C、生产者同化的碳的总量为光合作用固定的太阳能总量，也等于各生物的呼吸消耗的碳的量之和，即①与④⑤⑥⑦之和相等，C错误；D、经③流向B的碳大部分通过呼吸作用以二氧化碳形式散失，少量的碳元素储存于B体内的有机物中，D错误。随堂练习B2.是生态系统中碳循环示意图，其中“→”表示碳的流动方向。下列叙述错误的是()A.在碳循环过程中，同时伴随着能量流动B.由于某种原因造成图中E生物数量大量减少，推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是D增多，F减少C.该生态系统的消费者包括图中的D、E、F、BD.在A→C过程中碳主要以CO2的形式进行循环，在F→B过程中以含碳有机物的形式进行流动解析：A、物质是能量的载体，能量是物质循环的动力，物质循环总是伴随着能量流动，二者不可分割，A正确；B、分析题图，A表示生产者，D、E、F表示消费者，分析相应的食物网可知，若E生物数量大量减少，则短期内生物数量发生的变化是D增加，A减少，F减少，B正确；C、由图可知，A是生产者，C是非生物环境中的二氧化碳，B是分解者，其余生物是消费者，即D、E、F是消费者，C错误；D、A→C过程指的是碳从生产者到大气中的二氧化碳库的过程，碳流动主要是以CO2的形式进行的，F→B过程指的是碳从消费者到分解者的过程，碳流动是以含碳有机物的形式进行的，D正确。C3.生物富集作用是指通过生态系统中食物链或食物网的各营养级，使某些污染物在生物体内逐步聚集的趋势。如图为某条食物链中各生物体内有毒物质的相对含量，其中甲、乙、丙、丁4种生物各自只占一个营养级，且构成一条食物链。下列叙述正确的是()A.甲可能为分解者，能将有机物分解成无机物被绿色植物再利用B.乙为次级消费者，其粪便中含有的能量是上一营养级同化量的一部分C.丙为生产者，其同化的能量去向有以热能形式散失和流向下一营养级甲D.通过对食物链逐级富集过程的研究可认识污染物的迁移转化规律解析：A、题意显示，甲、乙、丙、丁4种生物各自只占一个营养级，且构成一条食物链，而食物链中包含的两种生