新教材同步备课系列2023高中生物3.3生态系统的物质循环课件新人教版选择性必修2

第三章生态系统及其稳定性第3节生态系统的物质循环学习目标以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环（生命观念、科学思维）0102说明能量流动和物质循环的关系（生命观念、科学思维）尝试探究土壤微生物的分解作用（科学探究）0304关注碳循环平衡失调与温室效应，关注生物富集（社会责任）···问题探讨荒漠地区相对干燥，极度炎热的环境很难滋生各种微生物，所以胡杨死后，很长时间都没有腐烂胡杨能抗干旱、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比一般的草原贫瘠，这是为什么？①与草原相比，长有胡杨的荒漠气候干燥，土壤中不容易滋生微生物；②胡杨代谢会产生一种叫“胡桃醌”的产物，进入土壤后对其他植物有很强的杀灭作用，致使胡杨周围没有其他植物生长。③由于土壤中植物的残枝败叶和微生物的活动较少，长有胡杨的荒漠土壤一般比草原贫瘠。新课讲授1一、碳循环过程大气中的CO2库分解者化石燃料燃烧太快、太多导致温室效应分解作用粪便遗体呼吸作用消费者生产者呼吸作用光合作用残枝败叶思考·讨论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，向大气排放了大量的二氧化碳。1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？碳在非生物环境中以二氧化碳、碳酸盐等形式存在；在生物体内主要以含碳有机物形式存在思考·讨论分析碳循环的过程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）？大气中的CO2库分解者化石燃料燃烧太快、太多导致温室效应分解作用粪便遗体呼吸作用消费者生产者呼吸作用光合作用残枝败叶（1）生产者将CO2转化为碳水化合物中的碳，可表示为CO2+H2O糖类、蛋白质等。生产者（2）含碳有机物

各级消费者。食物链大气中的CO2库分解者化石燃料燃烧太快、太多导致温室效应分解作用粪便遗体呼吸作用消费者生产者呼吸作用光合作用残枝败叶（3）有机物

CO2+H2O大气中生产者、消费者、分解者呼吸作用释放（4）生产者、消费者的遗体、排泄物等

CO2

大气中分解者释放（5）煤、石油等化石燃料

CO2

大气中燃烧排放大气中的CO2库分解者化石燃料燃烧太快、太多导致温室效应分解作用粪便遗体呼吸作用消费者生产者呼吸作用光合作用残枝败叶非生物环境

（CO2）光合作用、化能合成作用概括起来可表述为呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料燃烧生物群落（有机物）知识延伸①“物质”在非生物环境与生物体内的相互转化是依靠生物体内的生化反应完成的。②物质循环中起决定作用的是生物群落。③参与非生物环境中的物质与生物体内生命物质相互转化的生理过程主要有光合作用、化能合成作用、呼吸作用。④生态系统的物质循环离不开能量流动。碳循环分析（1）碳的存在形式：非生物环境中的碳以CO2、碳酸盐的形式存在；生物群落中的碳则以含碳有机物的形式存在（2）碳的循环形式：碳在生物群落与非生物环境间的循环形式是CO2；在生物群落内部的传递形式是含碳有机物。（3）碳进入生物群落的途径：大气中的碳进入生物群落，主要通过绿色植物的光合作用，其次是某些微生物（如硝化细菌）的化能合成作用。（4）碳返回非生物环境的途径：①生产者、消费者的呼吸作用；②分解者的分解作用；③化石燃料等的燃烧（5）碳在生物之间传递的途径：食物链和食物网（6）实现碳在生物群落和非生物环境之间循环的关键成分：生产者和分解者（7）碳传递的方向：碳在生物群落与非生物环境之间的传递是双向的；碳在生物内部各成分间的传递均是单向的。新课讲授2二、生态系统的物质循环的概念及特点物质循环的概念（1）概念：组成生物体的

，都在不断进行着从

，

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。这里所说的生态系统指的是地球上最大的生态系统——生物圈，物质循环具有

，因此又叫生物地球化学循环。碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素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全球性（2）图示：非生物环境C、H、O、N、P等元素全球性、循环性生物群落生物圈（3）对概念的理解①参与循环的物质是C、H、O、N、P、S等元素，而不是这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物体所特有的物质。②物质循环是指组成生物体的基本元素在生物群落与非生物环境之间的往返运动，其中伴随着复杂的物质变化和能量转化，并不是单纯的物质移动。物质循环离不开能量的流动。③循环的范围：生物圈（全球）（4）形式：在生物群落与非生物环境间为无机物，在生物群落内为有机物。新课讲授3三、生物富集概念

生物体从周围环境

某种

或

，使其在机体内浓度

的现象，称作生物富集吸收、积蓄元素难以降解的化合物超过环境浓度生物体吸收环境中物质的情况有三种（1）藻类植物、原生动物和多种微生物等，它们主要靠体表直接吸收；（2）高等植物，它们主要靠根系吸收；（3）大多数动物，它们主要靠吞食进行吸收。在上述的三种情况中，前两种属于直接从环境中摄取，后一种则需要通过食物链进行摄取。环境中的各种物质进入生物体后，立即参加到新陈代谢的各项活动中。其中一部分生命必需的物质参加到生物体的组成中，多余的以及非生命必需的物质则很快地分解掉并且排出体外，只有少部分不容易分解的物质如（DDT、铅、汞、镉等）会长期残留在生物体内。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。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食物链、食物网发生生物富集的物质的特点生物富集的主要途径生物富集实例——铅的富集铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高煤燃烧、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生物富集现象的特点①具有全球性原因：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②有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高鱼鹰（2.5×10-5）大鱼（2×10-6）小鱼（5×10-7）植物（4×10-8）水（3×10-12）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新课讲授4四、物质循环与能量流动的关系项目能量流动物质循环形式过程特点范围联系生物群落（生态系统各营养级之间）生物圈主要以有机物中的化学能的形式碳在生物群落和非生物环境间主要以二氧化碳的形式单向流动、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

二者同时进行，相互依存，不可分割：①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；②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；③能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。1注意说明①碳元素进入和离开生物群落都是以CO2的形式进行的。②碳元素进入和离开生物群落分别通过光合作用（或化能合成作用）和呼吸作用来实现。探究·实践探究土壤微生物的分解作用实验原理表层土中含有大量的土壤微生物，主要是细菌和真菌两大类。微生物能分泌细胞外酶，把复杂的有机物分解为简单的无机物。秋天刚收获的花生第二年春天从土中刨出的花生1探究·实践实验设计与结论实验步骤案例1案例2实验假设微生物能分解落叶，使之腐烂微生物能分解淀粉实验设计实验组对土壤高温处理A烧杯中加入30mL土壤浸出液对照组对土壤不做任何处理B