高中生物选择性必修二课件：3.3生态系统的物质循环

1、图瓦卢-即将沉入海底的国家3.3 生态系统的物质循环 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，因此死亡后的胡杨无法被快速分解。问题探讨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。一、碳循环呼一口气，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

2、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分析碳循环的过程 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？在非生物环境中：主要是CO2，少许碳酸盐。在生物群落中：主要是含碳有机物。煤、石油生物群落中的有机物大气中的二氧化碳库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

3、物等)？ （请用关键词、 线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。）生产者呼吸作用呼吸作用光合或化能合成作用摄食燃烧分解作用（1）过程:(2)流动形式：群落与非生物环境间：生物群落内部:非生物环境中：CO2和碳酸盐CO2含碳有机物消费者分解者化石燃料大气中CO2库1.碳循环(3)碳进入生物群落的途径:生产者的光合作用、化能合成作用(5)碳返回非生物环境的途径:分解者的分解作用生产者、消费者的呼吸作用化石燃料的燃烧(4)碳在生物群落内传递的途径:食物链（网）CO2(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、分解作用大气中的CO2库生产者食物链和食物

4、网消费者捕食遗体残骸遗体残骸水圈中的CO2库化石燃料呼吸作用光合作用化能合成作用呼吸作用遗体分解者遗体分解作用燃烧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CO2含量增加，水圈中的CO2含量也随之增加；如果大气中的CO2发生局部短缺，水圈中的CO2也能及时进入大气。(7)海洋对碳循环的调节：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(8)碳循环的特点具有全球性 循环往返 CO2能够随着大气环流在全球范围内流动 碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的，只有生产者和无机环境之间的传递是双向的，在生物群落内部，沿食物链传递时，只能由低营养级向高营养级单向传递；与社

5、会的联系思考：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。2、温室效应（1）原因森林、草原等植被遭到大面积破坏。主要原因化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放。（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）措施减少二氧化碳排放：开发新能源，减少化石燃料燃烧。增加二氧化碳的吸收和固定量：大力植

6、树种草，提高森林覆盖率。提高秸秆还田率，提高土壤储碳量。 又叫做生物地球化学循环,指组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，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。概念中的物质是什么?物质循环的两个端点?为何又称地球化学循环?组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等化学元素 生物群落非生物环境 概念中所说的生态系统指的是生物圈 。1.物质循环：二、物质循环资 料 1 根据科学家掌握的资料，人类从未在南极使用过DDT，但研究人员早在20世纪60年代初就从阿德利企鹅的脂肪内检测出DDT。这一现象说明了什么？可以得到哪些启示。特点1：全球性(生物地球化学循环)资 料 2

7、生态系统依靠太阳不断地提供能量，而物质却都是由地球提供的。为什么维持生态系统所需的大量物质，亿万年来却没有被生命活动所耗尽？特点2：循环性(循环往复运动)2.物质循环的特点3.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

8、性，达到了生态高效种植效果稻田养鸭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。水植物小鱼大鱼鱼鹰1.概念: 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.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_的；必须是生物体能够_的且 的；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、食物网三、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。5.生物富集

9、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有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高鱼鹰（2.510-5）大鱼（210-6）小鱼（510-7）植物（410-8）水（310-12）有害物质在生物体内的浓度如右图测定结果显示DDT浓度沿食物链放大了一千万倍随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象。铅的富集: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

10、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能量流动物质循环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

11、性、循环性(物质由地球提供)形式：过程：范围：特点：6.能量流动和物质循环的关系 二者都是生态系统的主要功能，是生态系统动态变化过程中的两个方面，同时进行，相互依存，不可分割，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，才能紧密地联系在一起，形成一个统一的整体；能量的固定、转移、储存、释放离不开物质的合成和分解物质是能量沿食物链（网）流动的载体能量是物质在生态系统中往复循环的动力能量流动和物质循环是联结生态系统各组成成分的纽带6.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.实验原理(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

12、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四、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。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2.实验设计参考案例1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加入碘液A1B1加斐林试剂，水浴加热A2B2结论分析土壤微生物能分解淀粉吗？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A杯中加入适量淀粉糊+3