3.3 生态系统的物质循环 课件 高二上学期生物人教版选择性必修2

生态系统的物质循环一、碳循环②在生物体中主要是有机物的形式①在非生物环境中主要是CO2的形式1.碳元素的存在形式①碳进入生物群落的方式碳通过光合作用和化能合成作用从无机环境进入生物群落。2.碳循环的过程一、碳循环煤石油大气中的CO2库溶解光合作用摄食光合作用分解作用呼吸作用燃烧②碳返回无机环境的方式碳通过生产者和消费者的呼吸作用，分解者的分解作用和化石燃料等有机物的燃烧返回到无机环境。2.碳循环的过程一、碳循环煤石油大气中的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库水圈中的CO2库分解作用非生物环境生物群落2.碳循环的过程一、碳循环碳循环示意图

生产者CO2库消费者分解者一、碳循环A：生产者B：分解者ABCDEFC：大气中的CO2库D：初级消费者E：次级消费者F：三级消费者碳循环示意图一、碳循环非生物环境生物群落呼吸作用、分解作用、燃烧光合作用、化能合成作用2.碳循环的过程一、碳循环①进入生物群落的途径：

②碳在生物群落内传递的途径：食物链（网）③碳返回非生物环境的途径：含碳有机物二氧化碳④碳循环的形式：

碳在生物群落内传递的形式：④碳循环的特点大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动，因此，碳循环具有全球性。2.碳循环的过程一、碳循环煤石油大气中的CO2库溶解光合作用摄食光合作用分解作用呼吸作用燃烧3.温室效应一、碳循环3.你如何看待人类活动对碳循环的影响？4.阅读生态系统物质循环的的概念，构建其概念图，并分析物质循环的特点思考：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。一、碳循环一、碳循环（1）原因化石燃料的大量燃烧（主要原因）森林、草原等植被的破坏（2）危害（3）缓解措施减少化石燃料的使用开发新能源保护植被，增大绿化面积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冰川融化化石燃料的燃烧3.与社会的联系——温室效应

组成生物体的

等基本元素，在不断进行着从

到

，又从

的循环过程。非生物环境C、H、O、N、P、S范围：物质：

循环过程：特点：

生物圈，又叫生物地球化学循环C、H、O、N、P、S等非生物环境

生物群落循环往复运动，全球性生物群落生物群落到非生物环境2、1、概念：二、生态系统的物质循环二、物质循环思考：同碳元素一样，氮元素在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。那么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量，使能量更多地流向人类，满足人类需要为目的的。农田土壤中氮元素的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾加强“种养结合循环农业”的建设种养分离的现代农业缺点：1.畜禽粪便污染；2.农药污染环境；3.土地利用率低等。如：牧草-作物-牛/羊；稻-鸭/鱼种养结合养殖业种植业牧草农作物饲料有机肥家禽家畜鱼苗木3、应用实例：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，也改良了土壤通透性，达到了生态高效种植效果稻田养鸭二、物质循环

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？

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

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：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。非生物环境生物群落进入回归三、生物富集问题探讨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。是不是所有物质都能较快地通过食物链回归非生物环境呢?三、生物富集如图为不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内铅浓度。据图分析，写出分析结果：___________________________________________铅在中国血蛤体内的浓度超过环境浓度中国血蛤（Hiatulachinensis）大气中铅的微小颗粒铅在生物体内积累的原因环境中的铅土壤植物表面水体陆生植物水生生物陆生动物非生物环境生物群落三、生物富集铅在体内形成比较稳定的铅化合物，不易被生物体排出，从而积蓄在生物体内，很难回归到非生物环境中。1.生物富集的定义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。称作生物富集(bio-concentration)。2.存在生物富集现象的物质铅(Pb)镉(Cd)汞(Hg)DDT六六六一些放射性物质DDT，即双对氯苯基三氯乙烷，是一种人工合成的有机氯杀虫剂，它不易分解，易溶于脂肪并积累在动物脂肪中。三、生物富集3.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三、生物富集如图为水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图。

据图分析，写出分析结果：________________________________铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高。生物富集的主要途径——______________食物链、食物网4.生物富集现象的特点②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①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三、生物富集三、生物富集5．生物富集对生物体有危害吗？如何有效地减少生物富集现象？

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③具有全球性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，因此，生物富集也是全球性的。④生物放大作用（生态浓缩）有害物质在生物体内的浓度沿食物链不断升高，营养级越高，积累剂量越大，这种现象称为生物放大作用。环境/生物海水浮游植物蛤银鸥DDT浓度5.0×10-11g4.0×10-8g4.2×10-7g75.5×10-6g四、生物富集2.生物富集的定义海水沉积物浮游植物浮游动物无脊椎动物鱼海鸟海洋哺乳动物0.000002mg/L0.005~0.16mg/L8mg/kg10mg/kg5~11mg/kg1~37mg/kg110mg/kg160mg/kg生物放大④生物放大作用PCB(多氯联苯)通过食物链的放大四、生物富集④生物放大作用应用a.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。b.某些有益的物质(如：黄金、钽等珍贵稀有物质)也可沿食物链浓缩，这就为人类从生物体中提取某些稀有物质或元素提供一种方法。四、生物富集生物富集与生物放大的区别与联系比较项目生物富集生物放大区别联系有害物质在生物体内形成稳定的不易排出的物质通过食物链逐步浓缩生物富集是生物放大的前提四、生物富集四、能量流动和物质循环的关系学生活动：请在碳循环过程模型上绘制能量流动过程。（用虚线，小组合作完成）项目物质循环能量流动特点循环往复、全球性单向流动、逐级递减范围联系生物群落各营养级之间生物圈①同时进行、相互依存不可分割②能量的固定、转移、储存、释放离不开物质的合成和分解③物质是能量流动的载体④能量是物质反复循环的动力⑤生态系统的各种成分，由于物质循环和能量流动而紧密的联系在一起，形成统一的整体四、能量流动和物质循环的关系秋天刚收获的花生第二年春天从土中刨出的花生实验原理(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五、探究土壤微生物的分解作用五、探究：土攘微生物的分解作用学生活动：阅读教材65页探究、实践，完成下列任务（自主完成）1.学习笔记49页的表格和判断正误2.分析两个案例的自变量、因变量，无关变量的控制，分析实验结果和结论。五、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实验组对照组实验现象结论