3.3 生态系统的物质循环课件（39张）-生物人教版选择性必修2

本节聚焦:生态系统的物质循环过程是怎样的？怎样理解生物富集的成因和危害？物质循环与能量流动的关系是怎样的？3.3生态系统的功能之二物质循环

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。沙漠守护神荒漠中缺乏水分，分解者数量很少，因此死亡后的胡杨无法被快速分解。问题1:胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？问题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。假如你在操场上运动，呼出一口气，许多CO2分子就离开你的身体。想象一下，这些CO2分子离开你之后，会开始怎样的旅行？CO2CO2CO2光合作用食物生物体和大气中的碳含量，都长期处于稳定的状态，这是怎样维持的呢?碳元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环的。【思考·讨论】分析碳循环的过程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?3.结合教材图3－10，尝试构建碳循环的模型。4.碳循环与温室效应有什么关系？如何缓解温室效应？你如何看待人类活动对碳循环的影响？阅读教材P61-62思考讨论，结合图3-10，小组合作完成以下问题。一、碳循环二氧化碳能溶于水，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。讨论：1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在?【思考·讨论】分析碳循环的过程煤、石油碳的存在形式：②在生物群落中主要是有机物的形式①在非生物环境中主要是CO2的形式大气中的二氧化碳库生物群落中的有机物少许碳酸盐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)？光合作用呼吸作用溶解光合作用生产者(2)出：呼吸作用将有机物分解为CO2。(1)进：光合作用等将CO2转化为有机物。大气中的二氧化碳库大气中的二氧化碳库呼吸作用摄食消费者(2)出：呼吸作用等:

将有机物分解为二氧化碳。(1)进：摄食等：将前一营养级的有机物转化为自身的有机物。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)？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)？大气中的二氧化碳库分解者(2)出：微生物的分解作用等：

将有机物分解为二氧化碳。(1)进：食腐、腐生等：

将现成有机物转化为自身有机物。分解者微生物的分解作用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)？煤、石油水体中的HCO3-等岩石中的CaCO3等（1）CO2与HCO3-的相互转化；（2）CaCO3与HCO3-的相互转化；（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。其他途径大气中的二氧化碳库3.结合教材图3－10，尝试构建碳循环的模型。生产者消费者分解者化石燃料大气中的CO2库3.结合教材图3－10，尝试构建碳循环的模型。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水圈中的CO2库(2)碳的流动形式：①生物群落与非生物环境之间：

。②生物群落内部：

。(3)碳进入生物群落的途径：

。(4)碳返回非生物环境的途径：

、

、

和

。(1)碳的存在形式：①非生物环境中：

。②生物群落内部：

。CO2和碳酸盐含碳有机物CO2含碳有机物生产者的光合作用或化能合成作用生产者和消费者的呼吸作用分解者的分解作用化石燃料的燃烧(5)实现碳循环的关键成分：

。生产者和分解者最为密切的两种细胞器是

。叶绿体和线粒体4.根据碳循环过程思考并回答下列问题。A生产者B大气中的CO2库C消费者D分解者A生产者B初级消费者C大气中的CO2库D次级消费者E分解者注意：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。辨图要点：1.碳循环中，只有生产者与非生物环境之间的箭头是双向的；2.箭头指向最多的是大气中的CO2库，其次是分解者。碳循环模式图中生态系统成分的判断A大气中的CO2库B三级消费者C分解者D次级消费者E生产者F初级消费者A大气中的CO2库B生产者C初级消费者D分解者碳循环模式图中生态系统成分的判断积极影响

但人类又大力开展植树造林、开发新能源、发展节能产业等，有利于降低大气中的二氧化碳浓度，维持生物圈的碳平衡。消极影响

人类活动对煤和石油等资源的利用，会向大气中排放大量的二氧化碳，打破了生物圈中碳循环的平衡，加剧温室效应，引起全球性的气候变化；5.如何看待人类活动对碳循环的影响。思考：碳循环失调有什么影响呢？与温室效应有关吗？6.碳循环失调的后果：温室效应原因危害缓解措施开发新能源；减少化石燃料的使用保护植被，提高森林覆盖率提高秸秆还田率，提高土壤储碳量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化石燃料的大量燃烧森林、草原等植被的破坏减少碳排放增加碳储存

组成生物体的

等元素，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1.概念：组成生物体的其他一些元素也是可以循环利用的。阅读课本P63，找出物质循环的概念、特点。这里的物质是：在哪两者之间循环：组成生物体的元素。不是指单质，也不是化合物。这里的生态系统是指：生物圈2.特点：循环往复运动生物群落与非生物环境之间3.物质循环的过程中起重要作用的生物：

完成了物质和能量的输入；

实现了物质和能量的输出；

加快了物质循环；生产者分解者消费者全球性二、生态系统的物质循环3.生物群落中的氮最终通过什么途径返回大气中？2.大气中的氮气通过什么途径进入生物群落？拓展：氮循环过程1.植物吸收的氮以

形式存在。4.据图可知氮元素是不断循环的，但农田生态系统为什么仍需不断施加氮肥？农田土壤中氮元素的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。离子固氮生物的固氮作用反硝化作用4.在农业方面的应用：——种养结合模式（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，请在碳循环过程模型上绘制能量流动过程三、能量流动和物质循环的关系铅与人类的生活息息相关香烟食品玩具工业废气化妆品餐具燃烧容器汽车尾气日常生活中铅的应用生物富集

像铅这样，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称生物富集。请同学们自主阅读教材P63-65，思考讨论完成问题。1.什么是生物富集？生物富集的物质有什么特点？常见的参与生物富集的物质有哪些？2.生物富集的主要途径是什么？3.若某地发生铅污染，生物富集只会发生在污染地区吗？归纳总结出生物富集的特点。4.生物富集有何危害？如何有效地减少生物富集现象？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.常见的生物富集物质：如DDT、六六六等重金属：人工合成的有机化合物：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等3.发生生物富集的物质的特点：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；实例：——铅的富集过程煤燃烧、有色金属冶炼大气沉降土壤表面植被表面水体根从土壤中吸收铅叶片摄入吸附的铅水中植物、浮游动物会直接吸收水中的铅颗粒排放动物饮用含有铅的水，也会直接摄入铅生物富集的途径：食物链、食物网①具有全球性②有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高(即随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象)生物富集现象的特点【资料1】在农田中大量使用的DDT杀虫剂，会在南极的企鹅体内检测到。【资料2】如图为水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图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减少生物富集的的措施:合理利用资源，减少排放；实施垃圾分类；种植能富集有害重金属元素的植物。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

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

等过程；③物质是能量沿食物链网流动的

；④能量是物质循环的

。光能→化学能→热能化学元素(无机物→有机物→无机物)同时合成和分解载体动力请同学们自主阅读教材P65-66，思考讨论完成问题。

1.《探究土壤微生物在落叶分解中的作用》该实验的自变量、因变量、无关变量是什么？在实验中如何控制自变量？实验结果是怎样的？2.《探究土壤微生物对淀粉的分解作用》该实验的自变量和因变量是什么？实验中选用什么试剂检测因变量的变化？该实验的设计思路是什么？二、探究土壤微生物的分解作用秋天刚收获的花生第二年春天从土中刨出的花生实验原理(1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生态系统中的成分为______，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灭菌处理对土壤不做任何处理（自然状态）因变量：无关变量：腐烂情况温度、湿度等、落叶类型、土壤理化性质、处理时间、掩埋深度探究实验1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？

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。准备土壤实验组：土壤灭菌处理

对照组：土壤不做处理准备落叶1.叶片数量、大小基本一致；2.两组均做灭菌处理探究实验1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？

实验过程：一袋叶片掩埋在未做处理的土壤中，另一袋叶片掩埋在处理过的土壤相同深度，其他条件相同。实验组对照组一段时间后,检测树叶分解情况

实验现象：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。实验结论：取等量的淀粉置于两只试管中，一支试管添加土壤浸出液，另一只试管添加等量的蒸馏水，一段时间后用

检测淀粉的分解情况探究实验2：土壤微生物能分解淀粉吗？实验分析：自变量：因变量：无关变量：是否添加土壤微生物淀粉分解情况淀粉用量、时间、温度等实验设计：碘液、斐林试剂配置土壤浸出液淀粉糊加入土壤浸出液加入碘液A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土壤浸出液中的微生物能分解淀粉。实验设计：实验结论：探究实验2：土壤微生物能分解淀粉吗？

1.在煤燃烧、有色金属冶炼过程中铅会以微小颗粒被排放进入大气，然后沉降在土壤和植物表面，而铅进入植物和动物体内后将不易被排出。下列叙述错误的是（

）A.铅能沿食物链在生物体内聚集，营养级越高的生物体内铅含量越高B.铅随大气、水和生物迁移等途径扩散，生态系统中铅循环具有全球性C.铅通过动植物呼吸作用、分解者分解作用和化石燃料燃烧等返回非