生态系统的物质循环-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第3节生态系统的物质循环第3章生态系统及其稳定1.结合生活案例，构建碳循环模型，概述生态系统物质循环概念及特点。2.阐明温室效应和生物富集的原理，保护环境。生产者：水稻、杂草、树木消费者：昆虫、鼠类、鸟类分解者：土壤微生物非生物环境：空气、土壤、河水活动1：下列提供了某生态系统的部分组成成分，通过小组合作的方式尝试构建正常状态下的矿区碳循环模型，用箭头和文字进行表示。（3min）含碳有机物CO2碳酸盐思考1：碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？一、碳循环P62主要以CO2的形式主要以有机物的形式大气中的CO2库生产者（水稻、杂草等）消费者（昆虫、鸟等）分解者（微生物）思考2：结合图3-10分析碳是如何进出生产者、消费者、分解者的

（以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物）？P62活动1：下列提供了某生态系统的部分组成成分，通过小组合作的方式尝试构建正常状态下的矿区碳循环模型，用箭头和文字进行表示。（3min）一、碳循环碳循环模型大气中的CO2库生产者光合作用呼吸作用分解作用呼吸作用燃烧捕食化石燃料遗体、粪便枯枝败叶枯枝败叶遗体、粪便消费者分解者水圈中的CO2库不一定，还可能形成煤、石油等化石燃料思考3：动植物遗体一定会被分解者分解吗？一、碳循环1.碳的存在形式:非生物环境中:

；生物群落中:

。CO2含碳有机物3.碳进入生物群落的途径：①光合作用（主要）4.碳在生物群落内传递的途径：食物链和食物网2.碳的流动形式:生物群落与非生物环境之间：

；生物群落内部：

。CO2含碳有机物5.碳返回非生物环境的途径：①生产者和消费者的呼吸作用②分解者的分解作用（本质上是分解者的呼吸作用）③化石燃料的燃烧②化能合成作用活动2：归纳总结，根据碳循环模型思考并回答下列问题（2min）一、碳循环课堂检测甲：

；乙：

；丙：

；①：

②：

③：

生产者分解者消费者分解作用呼吸作用呼吸作用方法技巧：①碳循环中，只有生产者与大气中的CO2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。请说出下列碳循环模型中甲、乙、丙所代表的生态系统组成成分，并判断①②③分别表示什么过程。与社会的联系——温室效应开采化石燃料燃烧化石燃料1.温室效应形成的原因：②森林、草原等植被遭到大面积破坏①化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放草原退化2.温室效应造成的危害：①气温升高②加快极地冰川融化海平面上升3.温室效应缓解措施：①减少化石燃料的使用，开发新能源②大力人工植树种草，提高森林覆盖率思考4：如何看待人类活动对碳循环的影响？一、碳循环组成生物体的碳、氢、氧、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。生物群落非生物环境组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素反复循环②循环往复运动①具有全球性----反复利用、循环流动----物质循环的范围为生物圈生态系统的物质循环1、生态系统的物质循环概念2、特点水循环示意图氮循环示意图一、碳循环稻田养鸭稻田养鱼学以致用：稻田养鸭养鱼（种养结合模式），请从物质循环角度说说它的好处：（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农业生产方面——采用种养结合的模式生态系统的物质循环一、碳循环课堂检测与常规施肥的普通稻田相比，稻鸭共生稻田土壤有机质含量更高，体现了该模式的物质循环优势，相关叙述正确的是（）A.鸭粪还田为土壤直接提供大量无机营养B.鸭粪中的有机物经分解者分解补充土壤有机质C.水稻秸秆还田会降低这类生态模式的作用D.该模式下需要额外投放大量肥料，提高土壤肥力B二、生物富集

思考：分解者能够分解有机物，消费者能够加快物质循环的过程。那么，是不是所有物质都能较快地回归到非生物环境呢？如图为水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图水浮游生物鱼水鸟2ppm5ppm200ppm1600ppm为什么生物体内的铅含量比水体中的铅含量高？为什么营养等级越高，体内含有的铅浓度越大？【阅读课本63-64页回答下列问题】在体内形成多种比较

，分布于组织细胞中，导致

含铅生物被更高营养级动物食用，

最终积累在

煤燃烧、有色金属冶炼铅被排放进入

进入

进入

植物

吸收、叶片摄入

吸收、

大气土壤水体根水生植物、浮游动物动物饮用沿食物链聚集稳定的铅的化合物铅不易被排出食物链的顶端【分析铅富集的过程】二、生物富集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.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1.概念：一些放射性物质5.生物富集的特点：_____________________________________。①全球性②随食物链逐渐积累如上图测定结果显示DDT浓度沿食物链放大了一千万倍鱼鹰（2.5×10-5）大鱼（2×10-6）小鱼（5×10-7）植物（4×10-8）水（3×10-12）在农田中大量使用的DDT杀虫剂，在南极的企鹅体内检测到二、生物富集6.生物富集的危害：在生物体内形成积累性中毒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7.减少生物富集的的措施：合理利用资源，减少排放有害物质；实施垃圾分类；种植能富集有害重金属元素的植物。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。二、生物富集假设你是一名生态工程师，请借鉴本节课知识，为“保护矿区生态，重建碳循环平衡”提出至少两条具体治理措施，并阐明其生物学原理。措施1：在污染土壤上种植特定的超富集植物（如蜈蚣草对砷有强富集能力）

措施2：人工增补土壤微生物和腐生动物（如蚯蚓）

拓展应用课堂检测（1）下面是甲、乙、丙、丁四个种群在一个达到生态平衡的环境中残留农药的DDT的平均浓度：这些生物可能形成的食物链：__________________________甲→乙→丁甲→丙→丁（2）下表为生活在某库区水域中层的几种鱼体内重金属的含量(单位：ng.g-1)。请据表推测这几种鱼中，草食性的鱼是______，杂食性的鱼是_______，肉食性的鱼是_______为什么?AB、CD、E能量流动物质循环范围形式特点渠道联系生物群落(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（食物链、网）和非生物环境之间循环往返①同时进行，相互依存，不可分割②能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程；③物质是能量沿食物链网流动的载体；④能量是物质循环的动力。光能→化学能→热能化学元素(无机物→有机物→无机物)三、能量流动和物质循环的关系请阅读教材P65，完成下表（2min）课堂小结1.物质循环碳循环实例对象：组成生物体的元素特点：全球性，循环往复运动2.生物富集①沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端②全球性物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力。3.能量流动和物质循环的关系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背景资料：探究土壤微生物的分解作用提出问题实验假设实验设计自变量对照组实验组因变量无关变量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60℃处理1h(灭菌：排除微生物作用)对土壤不做任何处理(自然状态)落叶是否腐烂（比较腐烂程度）落叶的量、土壤的量等（保证适宜且相同）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。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小时灭菌探究土壤微生物的分解作用案例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土壤不进行处理，自然状态落叶未腐烂落叶腐烂实验结论：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的。探究土壤微生物的分解作用案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用1.实验原理：淀粉碘液变蓝淀粉葡萄糖分解产生砖红色沉淀斐林试剂水浴加热2.实验设计：实验假设实验设计自变量实验组对照组因变量土壤微生物能分解淀粉土壤中是否含有分解淀粉的微生物淀粉糊+30mL蒸馏水观察颜色变化淀粉糊+30mL土壤浸出液探究土壤微生物的分解作用3.实验过程：（1）配制土壤浸出液（2）另取两只烧杯，编号A、B淀粉糊加入土壤浸出液加入碘液AB加入蒸馏水加入碘液加入斐林试剂加入斐林试剂不变蓝出现砖红色沉淀变蓝不出现砖红色沉淀室温（20℃）环境放置7d后淀粉糊探究土壤微生物的分解作用A1A2B1B24.实验结论：土壤浸出液中的微生物能分解淀粉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。

（

）×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√C课堂检测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(2)下列叙述不合理的是（

）A.大熊猫是初级消费者,属于第二