【公开课课件】生态系统的物质循环课件高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

第3节生态系统的物质循环

生态系统的物质循环过程生物富集的成因和危害物质循环与能量流动的关系

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。讨论：1.胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？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。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。二氧化碳能溶于水，因此能在大气和海洋、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，向大气排放了大量的二氧化碳。活动1构建碳循环模型1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在?

阅读教材P61-62，思考下列问题：2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的（以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等）?3.生物群落中的碳以什么形式和途径进入非生物环境？4.海洋对调节大气碳循环有何作用？5.哪种形式的开发会打破碳平衡？活动1构建碳循环模型大气中的二氧化碳库碳的存在形式：②在生物群落中主要是含碳有机物的形式①在非生物环境中主要是CO2的形式少许碳酸盐活动1构建碳循环模型碳的循环过程：大气中的二氧化碳库呼吸作用煤、石油溶解光合作用光合作用生产者：光合作用等将二氧化碳转化为有机物；呼吸作用等将有机物分解为二氧化碳。活动1构建碳循环模型碳的循环过程：大气中的二氧化碳库呼吸作用煤、石油摄食生产者：光合作用等将二氧化碳转化为有机物；呼吸作用等将有机物分解为二氧化碳。消费者：摄食等将前一营养级的有机物转化为

自身的有机物；

呼吸作用等将有机物分解为二氧化碳。活动1构建碳循环模型碳的循环过程：大气中的二氧化碳库煤、石油生产者：光合作用等将二氧化碳转化为有机物；呼吸作用等将有机物分解为二氧化碳。消费者：摄食等将前一营养级的有机物转化为

自身的有机物；

呼吸作用等将有机物分解为二氧化碳。分解者：分解、呼吸作用食腐、腐生等将现成有机物转化为自身有机物；呼吸作用等将有机物分解为二氧化碳。活动1构建碳循环模型碳的循环过程：大气中的二氧化碳库煤、石油生产者：光合作用等将二氧化碳转化为有机物；呼吸作用等将有机物分解为二氧化碳。消费者：摄食等将前一营养级的有机物转化为

自身的有机物；

呼吸作用等将有机物分解为二氧化碳。分解者：食腐、腐生等将现成有机物转化为自身有机物；呼吸作用等将有机物分解为二氧化碳。其他途径：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。活动1构建碳循环模型大气中的CO2大气中的二氧化碳库煤、石油海洋对调节大气碳循环有何作用？水圈中的CO2活动1构建碳循环模型煤、石油根据以上分析，请用关键词、线段、箭头、方框等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库分解作用水圈中的CO2库非生物环境生物群落根据碳循环过程思考并回答下列问题。1.碳以什么形式在非生物环境和生物群落之间循环？2.碳在生物群落内部传递的主要途径和形式分别是什么？主要以CO2形式以含碳有机物形式沿食物链、食物网传递根据碳循环过程思考并回答下列问题。3.碳进入生物群落的主要途径是什么？光合作用4.生物群落中的碳以什么途径回归大气圈？①生物的呼吸作用；②分解者的分解作用；③化石燃料的燃烧化能合成作用根据碳循环过程思考并回答下列问题。5.实现碳循环的关键因素是什么？生产者和分解者6.与自然界碳循环关系最为密切的两种细胞器是什么？叶绿体和线粒体7.碳循环具有什么特点？全球性人类活动对碳循环的影响化石燃料的大量燃烧大气中CO2含量增加温室效应消极影响：全球性气候变化积极影响：开发新能源、植树造林、秸秆还田等降低大气中的CO2浓度国家环保行动提高质量标准垃圾分类回收号召节约粮食发展清洁能源无废弃物农业天然林保护工程退耕还林工程沙漠治理行动城市绿化物质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。概念：特点：非生物环境生物群落C、H、O、N、P、S等元素全球性：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。循环性：物质在生态系统中循环往复运动。物质循环①动物的取食、消化能促进物质循环；稻田养鸭养鱼，你能从物质循环角度说说它的好处吗？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，其中的N、P可供植物吸收利用，④其在水里游动，加快水稻对养分吸收，也改良了土壤通透性1.2020年9月22日，习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论会上指出，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，CO2排放量力争2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。碳中和是指CO2吸收量和CO2排放量达到平衡，实现CO2的“零排放”。研究碳循环是实现“碳中和”的重要基础。下列说法错误的是A.碳在生物群落和非生物环境之间主要以CO2的形式循环B.大气中的CO2主要通过绿色植物的光合作用进入生物群落C.控制生物体呼吸产生的CO2量是实现碳中和的重要措施D.植树造林、增加绿地面积有助于降低大气中的CO2浓度√A.图中①代表光合作用、③代表有氧呼吸B.①～④过程伴随能量的输入、传递、转

化和散失C.碳在非生物环境和生物群落之间的循环

形式主要是CO2D.CO2在大气圈和水圈之间的交换有利于

调节大气中的碳含量√解析①代表光合作用或化能合成作用，③代表细胞呼吸，主要是有氧呼吸2.如图为碳循环示意图，下列有关叙述错误的是（

）活动2对比归纳能量流动和物质循环的关系（阅读教材P65）项目能量流动物质循环形式特点范围联系主要以有机物为载体化学元素（无机物、有机物）生态系统的各营养级之间同时进行，相互依存，不可分割。能量的固定、储存、转移和释放，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循环往返的动力单向流动，逐级递减循环往复生物圈(全球性)像DDT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——生物富集实例——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

资料1：铅对人体血液、血管、肾脏、生殖腺和神经系统等均有毒害作用。在儿童中，铅中毒症状尤为明显。

自2013年起，联合国环境规划署和世界卫生组织联合号召：每年十月底在全球开展“预防铅中毒国际行动周”活动。

资料2：铅在植物组织中可致光合作用及脂肪代谢的强度减弱，吸水量减少，耗氧量增大，阻碍植物生长，甚至导致死亡。

资料3：铅对微生物也具有毒害作用。危害实例——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实例——铅的富集:铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高1.发生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2.生物富集的主要途径？食物链、食物网3.生物富集的特点？①具有全球性实例——铅的富集:1.发生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2.生物富集的主要途径？食物链、食物网3.生物富集的特点？①具有全球性鱼鹰（2.5×10-5）大鱼（2×10-6）小鱼（5×10-7）植物（4×10-8）水（3×10-12）DDT在生物体内的浓度②有害物质会沿食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端DDT浓度沿食物链放大了一千万倍(即随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象)实例——铅的富集:4.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5.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。下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分请据图回答：（1）生态系统的碳循环是指碳元素在___________________之间不断循环的过程。生物群落与无机环境（2）X与甲中图示生物类群的能量来源不同，X代表的生物为_____________；Y的细胞结构与丙中图示生物不同，Y的细胞结构最主要的特点是____________________。化能自养细菌有核膜包围的细胞核下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分（3）大气中的CO2在甲中图示的____处（在a～d中选择）合成有机物；含碳有机物在甲中图示的______处（在a～d中选择）可以分解为CO2。ca和b（4）化石燃料除燃烧外，还可以通过______________途径产生CO2。微生物的分解实验原理(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______。(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实验流程提出问题作出假设123设计实验方案进行实验45分析结果、得出结论表达和交流6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案例一落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？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加入斐林试剂，水浴加热A2B2结论分析案例二探究土壤微生物对淀粉的分解作用案例一落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？土壤进行处理土壤不进行处理，自然状态注意：实验组的土壤要进行处理，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（例如，将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中处理一小时）实验结果：落叶未腐烂落叶腐烂实验结论：土壤微生物对落叶有分解作用土壤中是否含微生物自变量：案例二探究土壤微生物对淀粉的分解作用土壤水取出1.配制土壤浸出液淀粉糊加入土壤浸出液加入碘液AB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室温（20℃）环境放置7d2.另取两只烧杯，编号A、B实验结论土壤浸出液中的微生物能分解淀粉2.同碳元素一样，氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢?农田是人工生态系统，是以提高农作物的产