3.3生态系统的物质循环【深学深研】高二上学期生物人教版选择性必修2

辅助环节

自学环节精讲环节达标环节

问题导入

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。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，因此无法被快速分解。辅助环节

自学环节精讲环节达标环节

问题导入呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大气中。食物人体的细胞呼吸CO2植物的光合作用这些二氧化碳分子离开你后，会开始怎样的旅行？☞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辅助环节

自学环节精讲环节达标环节生态系统的物质循环第三章第三节辅助环节

自学环节精讲环节达标环节

学习目标1.概述生态系统的物质循环过程。2.通过分析生物富集的过程，说明生物富集的危害，认同应采取措施减少危害。3.说明能量流动和物质循环的关系。4.尝试探究土壤微生物的分解作用。自学环节

辅助环节精讲环节达标环节自学指导：碳循环请大家用五分钟时间阅读课本p61-p63内容，完成金版p77第一次先学后教1.碳循环(1)概念：________在生物圈中的循环过程称为碳循环。(2)碳循环过程图解图中：①__________和化能合成作用，②__________，③生产者，④消费者，⑤呼吸作用，⑥__________________。碳元素光合作用呼吸作用分解者的分解作用精讲环节

辅助环节自学环节达标环节

精讲环节

辅助环节自学环节达标环节(3)温室效应①形成原因：主要是__________的开采和使用，使大气中CO2含量迅速增加，打破了生物圈碳循环的平衡。②应对方法：一方面要减少___________，另一方面大力植树种草，提高森林覆盖率，增加CO2的吸收。化石燃料CO2排放精讲环节

辅助环节自学环节达标环节C、H、O、N、P、S全球性种养结合化石燃料的过量使用对环境可能会有什么影响?怎么缓解这种影响?引起温室效应。缓解措施：开发清洁能源，减少化石燃料的燃烧；植树造林，增加绿地面积。2.生态系统的物质循环精讲环节

辅助环节自学环节达标环节一、碳循环1.过程大气中CO2库生产者分解者消费者化石燃料呼吸作用呼吸作用光合作用摄食燃烧分解作用2.流动形式（2）群落与非生物环境间（3）生物群落内部（1）无机环境中的存在形式CO2和碳酸盐CO2含碳有机物精讲环节

辅助环节自学环节达标环节3.进入生物群落的途径4.碳在生物群落内传递的途径生产者的光合作用、化能合成作用食物链（网）5.碳返回非生物环境的途径②分解者的分解作用①生产者、消费者的呼吸作用③化石燃料的燃烧6.碳循环的形式

非生物环境（CO2）生物群落（有机物）光合作用、化能合成作用呼吸作用、分解作用CO2➻主要是呼吸作用精讲环节

辅助环节自学环节达标环节7.海洋对碳循环的调节海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用✯✯。当大气中二氧化碳含量增加，水圈中的二氧化碳含量也随之增加。如果大气中的二氧化碳发生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能及时进入大气。生产者分解者消费者化石燃料呼吸作用呼吸作用光合作用摄食燃烧分解作用大气中CO2库水圈中的CO2库精讲环节

辅助环节自学环节达标环节8.碳循环的特点煤石油大气中的CO2库溶解光合作用摄食光合作用分解作用呼吸作用燃烧②具有全球性①循环往复运动

CO2能够随着大气环流在全球范围内流动。精讲环节

辅助环节自学环节达标环节思考：如果滥伐森林、大量化石燃料燃烧，对生态系统的碳循环

及生态环境有何影响？破坏碳循环的平衡大气中CO2含量增加温室效应

能量主要以光的形式到达地球，其中大部分最后以红外线的形式从地球再辐射出去。在大气层中，CO2对光辐射没有阻挡，但是能吸收红外线并阻挡红外线通过，就像温室的玻璃顶罩一样，能量进入容易出去难。精讲环节

辅助环节自学环节达标环节1.原因森林、草原等植被遭到大面积破坏。主要原因

的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放。温室效应化石燃料精讲环节

辅助环节自学环节达标环节2.危害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3.措施减少二氧化碳

：增加二氧化碳的

：排放吸收和固定量开发新能源，减少化石燃料燃烧。②提高秸秆还田率，提高土壤储碳量。①大力植树种草，提高森林覆盖率。精讲环节

辅助环节自学环节达标环节二、物质循环1.概念组成生物体的

等基本元素，在不断进行着从

到

，又从

的循环过程。非生物环境C、H、O、N、P、S生物群落生物群落到非生物环境这里的物质是指？这里的生态系统是指？C、H、O、N、P、S等基本元素生物圈生物群落无机环境2.特点①具有全球性(生物地球化学循环)②循环性(反复利用，循环流动)精讲环节

辅助环节自学环节达标环节3.物质循环在农业方面的应用物质在生态系统中循环往复运动的特点，对改进农业生产方式

有多方面的启示。鱼稻共生种养结合模式稻田的水给鱼提供生长环境，鱼可吃害虫，排泄物可为水稻提供有机肥，鱼和水稻形成了一个无公害的生物微循环鱼菜共生大棚里，既养鱼又种菜，不影响产量还能节水节肥，实现养鱼不换水，种菜不施肥的神奇效果。鱼帮菜、菜帮鱼，和谐互助鸭子可吃掉水稻叶片上害虫及虫卵，粪便可作有机肥料，其在水里游动，加快水稻对养分吸收，也改良了土壤通透性，达到了生态高效种植效果稻田养鸭精讲环节

辅助环节自学环节达标环节4.分解者和消费者在物质循环中的作用土壤中的微生物能够分解有机物，这是物质循环过程中的

重要一环。生态系统中的消费者能够加快物质的循环过程。精讲环节

辅助环节自学环节达标环节常见物质循环模型精讲环节

辅助环节自学环节达标环节1.图1中，A为生产者，B为大气中CO2库，C为消费者，D为分解者。2.图2中，A为生产者，B为大气中CO2库，C为初级消费者，

D为次级消费者，E为分解者。3.图3中，E为生产者，A为大气中CO2库，B、D、F为消费者，

C为分解者。常见物质循环模型精讲环节

辅助环节自学环节达标环节当堂达标:1.参与物质循环的对象是含有碳的糖类、脂肪、蛋白质等有机物。 ()2.物质循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统。 ()3.碳在生物群落内部可以实现循环。 ()4.生态系统的生物成分中，只有消费者可以加快物质循环。 ()5.海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。 ()×√××√达标环节

辅助环节自学环节精讲环节自学环节

辅助环节精讲环节达标环节自学指导：生物富集请大家用五分钟时间阅读课本p63-p65内容，完成金版p69第二次先学后教1.生物富集(1)概念：生物体从__________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______环境浓度的现象。(2)实例周围环境超过精讲环节

辅助环节自学环节达标环节(3)常见物质①重金属，如Pb、Cd、Hg等。②人工合成的有机化合物，如DDT、六六六等。(4)进入生物体的方式①动、植物直接______。②沿________逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的______。(5)特点①食物链中营养级越高，生物富集的某种物质浓度就______。②生物富集具有________。吸收食物链顶端越大全球性精讲环节

辅助环节自学环节达标环节微思考如何有效地减少生物富集现象?提示：合理利用资源，减少污染物排放，实施垃圾分类，种植能吸收有害重金属元素的植物。精讲环节

辅助环节自学环节达标环节2.能量流动和物质循环的区别与联系项目能量流动物质循(以碳循环为例)形式光能→化学能→热能(主要形式)

过程沿食物链(网)单向流动在非生物环境和生物群落间往复循环特点单向流动、逐级递减全球性、循环性范围生态系统各营养级生物圈联系同时进行，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等过程；②物质是能量沿食物链(网)流动的载体；③能量是物质在生物群落和非生物环境之间循环往返的动力精讲环节

辅助环节自学环节达标环节一、生物富集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

环境浓度的现象。超过2.物质（2）人工合成的有机物:如DDT、六六六等。（1）重金属:如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。3.生物富集的主要途径食物链、食物网精讲环节

辅助环节自学环节达标环节4.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水植物小鱼大鱼鱼鹰5.生物富集现象的特点（1）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（2）有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高。精讲环节

辅助环节自学环节达标环节6.生物富集的危害

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精讲环节

辅助环节自学环节达标环节煤燃烧、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铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高铅的富集二、生物放大比较项目生物富集生物放大区别联系有害物质在生物体内形成稳定的不易排出的物质通过食物链逐步浓缩生物富集是生物放大的前提鱼鹰（2.5×10-5）大鱼（2×10-6）小鱼（5×10-7）植物（4×10-8）水（3×10-12）有害物质在生物体内的浓度如图测定结果显示DDT浓度沿食物链放大了一千万倍精讲环节

辅助环节自学环节达标环节三、生物放大的作用1.在湖泊里种植大量芦苇，芦苇可以吸收水中的有毒物质，而且芦苇抗毒能力非常强，然后将芦苇进行封存，防止有毒物质重新进入环境。2.某些有益的物质(如：黄金、钽等珍贵稀有物质)也可沿食物链浓缩，这就为人类从生物体中提取某些稀有物质或元素提供一种方法。精讲环节

辅助环节自学环节达标环节精讲环节

辅助环节自学环节达标环节一、能量流动和物质循环的关系区别能量流动物质循环形式过程范围特点主要以有机物中化学能形式主要以无机物形式(群落和非生物环境间主要以CO2的形式)沿食物链（网）单向流动(开放型)在无机环境与生物群落之间循环往返(封闭型)各营养级间(生物群落)生物圈单向流动，逐级递减(能量来自于太阳)全球性、循环性(物质由地球提供)联系能量的固定、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

，使能量沿着食物链（网）流动；

能量作为

，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。能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，它们同时进行，

相互依存，不可分割。四、能量流动和物质循环的关系载体动力精讲环节

辅助环节自学环节达标环节1.物质循环和能量流动的起点和终点是否相同？

不同。能量流动的起点是生产者固定的太阳能，终点是以热能的形式散失。物质循环没有起点和终点。习题巩固精讲环节

辅助环节自学环节达标环节1.生物富集的物质会沿着食物链、食物网在生物体内聚集。 ()2.营养级越高的生物，其体内富集的有害物质的浓度越高。 ()3.能量流动伴随着物质循环在生态系统中反复利用。 ()4.生态系统的物质循环和能量流动是独立进行的。 ()5.沼渣、沼液作为肥料还田，使物质能够循环利用。 ()√√××√达标环节

辅助环节自学环节精讲环节自学环节

辅助环节精讲环节达标环节自学指导：探究土壤微生物的分解作用请大家用五分钟时间阅读课本p65-p66内容，完成金版p71第三次先学后教1.实验原理(1)土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，它们在生态系统中的成分是________。(2)由于各地____________等因素不同，落叶在土壤中被分解的时间也是不同的。分解者气候与环境精讲环节

辅助环节自学环节达标环节2.实验方案(具体操作见教材P65~P66)

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设计实验组对土壤______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______________自变量土壤中_______________是否含有微生物高温30

mL蒸馏水是否含有微生物精讲环节

辅助环节自学环节达标环节

案例1案例2实验现象在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组AA1不变蓝A2产生________沉淀BB1变蓝B2无________沉淀结论分析微生物对落叶有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉砖红色砖红色精讲环节

辅助环节自学环节达标环节微思考1.在“探究土壤微生物在落叶分解中的作用”实验中的自变量和因变量分别是什么?提示：自变量是土壤中微生物的有无；因变量是落叶的分解程度。2.在“探究土壤微生物在落叶分解中的作用”实验中是如何控制自变量的?提示：实验组的土壤进行处理(例如，将土壤用塑料袋包好，放在60

℃恒温箱中处理1

h)，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变；对照组的土壤不做处理。精讲环节

辅助环节自学环节达标环节二、探究土壤微生物的分解作用第二年春天从土中刨出的花生(1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌、呈放射状的放线菌等微生物，它们在生态系统中的成分为_______。(2)分解者的作用是将环境中的_______分解为_______，其分解速度与环境中的______、水分等生态因子相关。分解者有机物无机物温度秋天刚收获的花生1.实验原理精讲环节

辅助环节自学环节达标环节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高温处理（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不能加热烘干，会导致土壤理化性质发生改变，可将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1小时灭菌二、探究土壤微生物的分解作用土壤进行处理，排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变。