3.3生态系统的物质循环 第1课时 教学课高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

问题探讨生物的生命活动不断吸进氧气释放CO2，但空气中:氧气为什么不会被耗尽也不会全充满CO2呢？学习目标：1、简述碳循环的过程2、阐明什么是物质循环？3、通过分析生物富集的过

程，说明生物富集的危

害，认同应采取措施减

少危害。第三章生态系统及其稳定性第三节生态系统的物质循环第一课时一、碳的循环

碳是构成生物体的基本元素，糖、脂肪、蛋白质、核酸等都是以碳链为骨架形成的化合物。碳元素大约占生物体干重的49％，没有碳就没有生命。

那么碳元素如何从非生物环境进入生物群落，又如何从生物群落返回非生物环境的？1、碳在非生物环境中主要以何种形式存在？在生物体内主要以何种形式存在？3、碳在生物群落内部通过什么渠道进行传递？食物链（网)

通过摄食CO2、碳酸盐光合作用化能合成作用有机物4、碳通过哪些途径从生物群落返回到非生物环境？呼吸、分解、燃烧光合作用溶解光合作用微生物的分解作用水体中的HCO3-等岩石中的CaCO3等非生物环境生物群落C光合作用、化能合成作用呼吸作用、微生物分解作用、煤、石油燃烧大气中的二氧化碳库碳的循环过程碳在非生物机环境与生物群落间是以的形式循环。CO2

碳在生物群落内部以

进行。含碳有机物的形式呼吸作用呼吸作用煤、石油煤、石油摄食SzLwhSzLwh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（请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型）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。海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。（1）碳循环的形式：（2）碳在自然界中的存在形式：（3）碳在生物体内的存在形式：（4）碳进入生物体的途径：（5）碳在生物体之间传递途径：（6）碳进入大气的途径：CO2；CO2和碳酸盐；含碳有机物；光合作用；化能合成作用食物链；食物网①生物的呼吸作用②分解者有分解作用③化石燃料的燃烧(7)碳循环的特点:反复出现,循环流动,全球性碳循环的小结二．物质循环的概念：

组成生物体的

等基本元素，在

和

之间往返循环利用的过程，称为生态系统物质循环。

生物群落

非生物环境C、H、O、N、P、S1.物质：组成生物体C、H、O、N、P、S等基本元素。而不是单质，也不是化合物。2.范围：地球上最大的生态系统——生物圈。3.特点：具有全球性，反复利用，循环流动.所以物质循环所以又叫生物地球化学循环。施用农药DDT的地区，虽然只占陆地面积的一小部分，可是在远离施药地区的南极动物企鹅体内也发现了DDT，南极动物体内为何会出现DDT？此现象说明了什么？全球性思考：1.下列有关生态系统的物质循环的叙述中，不正确的是（）。

A．所指的物质是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素

B．所说的生态系统是地球上最大的生

态系统

C．所说的循环是指物质在生物和非生物环境之间反复出现、循环流动

D．物质在循环过程中不断递减课堂训练D2、下图是自然界碳循环的简图。图中的甲、乙、丙各代表什么

甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者课堂训练大气中的CO2库生产者消费者分解者化石燃料(1)碳从无机环境进入生物群落的途径有：_____作用和____________作用。(4)在生物群落内部，碳通过______________，以含____

的形式传递。(3)在无机环境与生物群落之间,碳以_____的形式循环.(2)碳进入大气的途径有：______________________光合呼吸作用、分解作用、燃烧CO2碳有机物食物链和食物网化能合成课堂训练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。1.概念：三、生物富集（P64）2.常见存在生物富集现象的物质①重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等②人工合成的某些有机化合物：如DDT、六六六等③放射性元素等3.发生生物富集的物质的特点。①比较稳定的；②不易排出；③不易被分解；4.生物富集的主要途径：食物链、食物网生物富集作用随着食物链的延长而不断加强。水浮游生物鱼水鸟2ppm5ppm200ppm1600ppm<<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铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高5.生物富集实例——铅的富集扩散途径：1.大气2.水3.生物迁移

全球性下面是甲乙丙丁四个种群在一个达到生态平衡的环境中含有的总能量和残留农药的DDT的平均浓度。种群甲乙丙丁能量2.8×1091.3×1089.1×1072.9×107DDT浓度0.040.350.393.41）这四个种群中属于生产者的是______2)写出四个种群的能量流动渠道：___________3)在能量流动的渠道中，_______越高，生物体内的DDT浓度越高，这种现象称为_____

__甲乙甲丙丁营养级生物富集学习目标：1、辨析能量流动与物质循环的关系2、探究土壤微生物的分解作用第三章生态系统及其稳定性第三节生态系统的物质循环第二课时能量流动物质循环形式过程范围特点联系1、能量流动的过程离不开物质的合成与分解；2、物质是能量沿食物链流动的载体；3、能量是物质在生态系统中往复循环的动力。是生态系统主要功能，同时进行，相互依存，不可分割四、物质循环与能量流动的关系P65主要以有机物形式主要以无机物形式

沿食物链（网）单向流动

在非生物环境与生物群落之间反复循环

生态系统各营养级全球（生物圈）单向流动，逐级递减反复循环具有全球性能量流动和物质循环关系分析（1）能量流动和物质循环相伴而行，但能量在传递过程中由

→

→

，而物质在循环过程中（以碳循环为例），由

→

→

。（2）能量流动的终点是热能散失到非生物环境中，能

量

（能/不能）循环利用。而物质循环产生的CO2又被重新利用，所以没有终点。不能光能化学能热能无机物（CO2）有机物无机物（CO2）1.下列关于物质循环和能量流动的关系叙述不正确的是：

（

）物质为能量的载体，使能量在生态系统中流动能量作为动力，使物质在生物群落与无机环境之间循环往复先进行物质循环，后发生能量流动二者相互依存，不可分割C针对练习2.如图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析错误的是（）A.生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足B.A是消费者，C是生产者，碳在各成分间以CO2的形式传递C.对E过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡D.碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体B大气中的CO2库生产者分解者消费者化石燃料的燃烧课堂训练1.实验原理：五、探究土壤微生物的分解作用（1）土壤中存在细菌、丝状真菌和呈放

射状的放线菌，它们在生态系统中的成分为分解者，能分解有机物。分解速度主要与环境温度和湿度有关。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）土壤微生物通过分泌淀粉酶能将淀粉分解为还原性糖

（麦芽糖、果糖、葡萄糖），通过碘液检测，可以证明

淀粉被分解；通过斐林试剂（水浴加热）的检测，可

以证明淀粉被分解为还原性糖。碘液斐林试剂加热2.探究实验的一般过程：（1）观察现象，提出问题（2）作出假设（3）实验验证（4）分析实验结果（5）得出结论

控制变量实验过程3.参考案例：提出问题一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提出问题二实验假设实验设计自变量实验组对照组实验过程实验现象加入碘液A1B1加入斐林试剂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+30mL土壤浸出液B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸馏水土壤浸出液中的微生物能分解淀粉不变蓝变蓝出现砖红色沉淀不出现砖红色沉淀1.配制土壤浸出液纱布烧杯土壤水水玻璃棒取出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室温（20℃）环境放置7d后2.另取两只烧杯，编号A、B加热加热（淀粉分解成还原糖）（淀粉没有分解）1、右图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，则分解者作用强弱依次是A、a＞b＞cB、c＞b＞aC、c＝b＞aD、a＞c＝bA针对训练2.下列关于“探究土壤微生物对淀粉的分解作用”的课题，设计不合理的是（）

A.用等量土壤浸出液和蒸馏水处理等量淀粉糊B.实验应分别对土壤浸出液和蒸馏水进行高温消毒后再处理淀粉糊

C.应在20℃左右下处理7天后，再进行相关检测D.用碘液检测淀粉，用斐林试剂检测还原糖B3.兴趣小组设计实验来探究土壤微生物对落叶的分解作用，下列操作及分析正确的是（）A．可采用加热烘干的方法除去实验组中的土壤微生物

B．将实验组和对照组的土壤放在隔绝空气的条件下进行C．对照组中落叶的分解速度明显高于实验组的分解速度D．实验组和对照组可以分别选择不同种类的落叶进行实验C2.在生态系统中，使二氧化碳进入生物群落的生物主要是（）

A.细菌B.真菌C.动物D.绿色植物一、概念检测1.能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。判断下列相关表述是否正确。（1）物质循环发生在生物群落与非生物环境之间。（）（2）能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。（）D课后训练3.竹子中纤维素含量很高。大熊猫每天要吃大量竹子，但一般只能利用其中一小部分纤维素。研究表明，大熊猫的基因组缺少编码纤维素酶的基因，但是肠道中有多种纤维素分解菌。（1）大熊猫与它肠道内某种纤维素分解菌的种间关系为（）A.捕食B.寄生C.互利共生D.原始合作（2）下列叙述不合理的是（）

A.大熊猫是初级消费者，属于第二营养级B.大熊猫未消化的纤维素会被分解者利用C.纤维素分解菌促进了生态系统中的物质循环D.能量流动方向是竹子→大熊猫→纤维素分解菌CD1.生物圈是不是一个在物质上自给自足的系统？为什么？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？二、拓展应用【提示】是。生物圈是指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。【提示】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。3.下表为生活在某库区水域中层的几种鱼体内重金属的含量（单位：ng・g-1）。请据表推测，这几种鱼中，草食性的鱼是

，杂食性的鱼是

，肉食性的鱼是

，为什么？鱼的种类ABCDEHg17.861.970.4117.0