生态系统的物质循环【教学课件】 2025-2026学年高二上学期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生态系统的物质循环荒漠中缺乏水分，分解者数量很少

①生产者的种类与数量很少，制造的有机物总量就少；②消费者与分解者少，物质循环缓慢；③动植物遗体很少，分解速度较慢，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，因此，长有胡杨的荒漠土壤比草原的更为贫瘠。课本61页碳、氧元素在

和

之间是不断循环的。呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大气中。这些二氧化碳分子离开你后，会开始怎样的旅行？食物人体的细胞呼吸CO2植物的光合作用生物群落非生物环境课本61页生物体和大气中的碳的含量是怎样维持相对稳定的?任务一：认真观看视频，结合图3-10，完成以下问题。3.生态系统物质循环的概念和特点？一、实例：碳循环1、碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？在非生物环境中：主要是CO2在生物群落中：主要是含碳有机物。2、碳在非生物环境和生物群落之间循环形式？主要是CO23、碳在生物群落内部传递的形式？主要传递途径？

含碳有机物食物链、食物网4、生物群落中的碳回归大气圈的途径？生产者和消费者的呼吸作用，分解者的分解作用1.1碳循环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)？碳循环示意图生产者出：呼吸作用等将有机物分解为CO2进：光合作用等将CO2转化为有机物；消费者进：摄食等将前一营养级的有机物转化为自身的有机物出：呼吸作用等将有机物分解为CO2分解者进：腐生生物将现成有机物转化为自身有机物；出：呼吸作用等将有机物分解为CO2一、实例：碳循环1.1碳循环碳的进出除生产者、消费者、分解者外，还有没有其他途径？（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。大气中的二氧化碳库煤、石油水体中的HCO3-等岩石中的CaCO3等一、实例：碳循环结合图3-10，碳循环包括哪些过程？用箭头和简短的文字表明碳元素在下述各成分之间的联系碳循环示意图碳循环：在非生物环境与生物群落之间；在生物群落内部；从生物群落到地质碳库（化石燃料的形成）；从地质碳库重返大气碳库的过程（化石燃料的燃烧）1.1碳循环一、实例：碳循环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1.1碳循环一、实例：碳循环光合、化能合成作用大气中的CO2库生产者消费者分解者摄食残枝败叶呼吸呼吸呼吸遗体、粪便生态系统的碳循环模式图1.双向箭头为“生产者”和“大气中的CO2库“（众望所归）2.多进一出为“分解者”3.其余为“消费者”规律总结一、实例：碳循环1.1碳循环“三看法”巧判碳循环模型中的成分：一看双箭头，双箭头互指的一方为生产者、另一方为大气中的二氧化碳库；二看多箭头，多箭头指入的为大气中的二氧化碳库，多箭头指出的为生产者；三看单(多)箭头指向，箭头指出的为消费者、指入的为分解者。大气中的CO2库生产者分解者消费者生产者初级消费者大气中的CO2库次级消费者分解者大气中的CO2库生产者初消次消三级消分解者一、实例：碳循环课本63页1.2人类活动对碳循环的影响

自2020年9月22日，习近平主席在第75届联合国大会上提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的目标后，“碳达峰碳中和”已经成为全社会关注的焦点和热点。碳达峰：指在某一个特定时间点，人类社会生产生活产生的二氧化碳排放量达到历史最高值，之后排放量逐步回落。碳中和：指在一定时间内，人类社会直接或间接产生的二氧化碳排放总量，通过植树造林、节能减排、使用清洁能源等方式，使二氧化碳吸收和排放达到相对平衡状态，实现二氧化碳的“净零排放”。（碳中和时生产者固定的CO2量＝所有生物释放的CO2量＋化石燃料燃烧释放的CO2量）1.3生态系统的物质循环1.概念：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。注意：不是所有元素都能在生物群落和非生物环境中快速循环，如铅、镉、汞等重金属元素难以循环或者循环极其缓慢。光合作用、化能合成作用呼吸作用；微生物分解作用非生物环境生物群落C、H、O、N、P、S等元素2.特点：（1）全球性：物质循环中所说的“生态系统”指的是地球上最大的生态系统——

生物圈，因此又叫生物地球化学循环。（2）物质在生态系统中循环往复运动。(循环性)二、生态系统的物质循环任务二：阅读课本P63-64，完成以下问题。1、生物富集的概念。2、生物富集的主要途径。3、生物富集的特点及原因。（1）物质：（1）物质：（2）物质特点：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；一些放射性物质。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三、生物富集煤燃烧、有色金属冶炼铅被排放进入大气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沉降在土壤和植被表面三、生物富集（3）实例：（4）概念：生物体从周围环境__________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。（5）特点：①有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断____；吸收、积蓄超过在农田中大量使用的DDT杀虫剂，在南极的企鹅体内检测到②全球性。升高三、生物富集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。(水俣病，日本经典公害病）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。任务三：阅读课本P65第一二段，思考以下问题。1、物质循环与能量流动有什么关系。2、物质循环与能量流动各有什么特点？（1）联系：①能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，同时进行，渠道均为___________。②能量的____、____、转移和释放，离不开物质的____、___。③物质是能量沿__________流动的_____。能量是物质在________和__________中往复循环的____。（2）区别：太阳能热能固定

储存合成

分解食物链（网）食物链(网)载体生物群落动力非生物环境能量流动：单向流动，逐级递减。物质循环：反复利用，循环流动；全球性。四、能量流动和物质循环的关系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)四、能量流动和物质循环（生态系统主要功能）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？探究土壤微生物的分解作用任务四：阅读课本P65-66，思考讨论以下问题。课本65页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）1案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？1.实验原理淀粉碘液变蓝淀粉葡萄糖产生砖红色沉淀分解斐林试剂加热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2案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用（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A1A2B1B2（1）配制土壤浸出液案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用3.实验过程生态系统的物质循环物质循环对象：组成生物体的元素特点：全球性，循环性碳循环生物富集范围：生物圈实例过程概念生物富集的特点能量流动和物质循环的关系联系区别

课堂小结√×课本67页CD课本67页D是。生物圈是地球上所有生物与其非生物环境的总和，它们通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。

农田是以提高农作物的产量，使能量更多地流向人类为目的的。拓展——氮循环

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？

①农田土壤