3.3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

第三章生态系统及稳定性第3节

生态系统的物质循环课前回顾(1)单向流动：

原因：(2)逐级递减：沿食物链（网）流动，捕食关系不可逆释放的热能不能被重新利用（不循环）原因：①每一营养级呼吸作用消耗③一部分能量未被利用②一部分能量被分解者分解1.能量流动的特点及原因能量金字塔2.生态金字塔生物量金字塔：数量金字塔：成因：能量在流动中总是逐级递减的。特点：通常都是上窄下宽的正金字塔形。大多也是上窄下宽的正金字塔形。

一般是上窄下宽的正金字塔形，也可以是上宽下窄的倒金字塔形（树和昆虫）。课前回顾3.能量流动的实践意义：意义1：可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。意义2：可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。目的：意义3：还可以帮助人们合理的调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向人类最有益的部分。（1）甘蔗和大豆间种(间作套种），蔬菜大棚多层育苗，稻-萍-蛙立体农业（2）秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率（3）合理确定草场的载畜量，稻田除草、除虫等。

C、O这两种元素在生物群落和非生物环境之间不断循环。（P61第一段最后句）

呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大气中。你能想象这些二氧化碳分子的去向吗？

食物人体的细胞呼吸CO2植物的光合作用思考·讨论？

二氧化碳溶于水，可在大气和海洋、河流之间进行交换。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。分析碳循环的过程1、碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？CO2和碳酸盐含碳有机物根据课本P62-63及图3-10，回答以下问题：（P62蓝色区域）？2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的（形式、哪种生命活动、哪些产物）？光合作用等：将二氧化碳转化为有机物；呼吸作用：将有机物分解为二氧化碳。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。食腐、腐生等：将现成有机物转化为自身有机物；微生物的分解作用等：将有机物分解为二氧化碳。生产者消费者分解者进--出--进--出--进--出--

摄食生产者消费者分解者燃烧化石燃料大气中的CO2库分解作用非生物环境生物群落遗体和排出物呼吸作用呼吸

作用光合作用分析碳循环的过程思考·讨论P62？2.请用关键词、线段、箭头、方框等表示碳进出生产者、消费者、分解者的形式、通过的生命活动、形成哪些产物等。【碳循环示意图变式分析】A_____________B________________C______________D________________A______________________B______________________C______________________D______________________E______________________F______________________生产者大气中的CO2库消费者分解者大气中的CO2库三级消费者分解者次级消费者生产者初级消费者融会贯通①生产者、消费者的

。②分解者的

(实质是呼吸作用)。③化石燃料的

。一、碳循环主要以CO2的形式存在，还有碳酸盐主要以含碳有机物的形式存在2、碳的循环形式：①在生物群落和非生物环境之间：碳主要以

形式循环。（P62第一段）②在生物群落内部：碳以

形式沿食物链、食物网传递。含碳有机物CO2（组成生物体的蛋白质、糖类、脂质和核酸等都是以碳链为基本骨架形）P611、碳的存在形式非生物环境中：在生物体内：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4、碳返回非生物环境的途径：呼吸作用分解作用燃烧5、实现碳循环的关键成分：生产者和分解者是否只有碳能循环？？

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，这就是生态系统的物质循环，又叫生物地球化学循环。1.物质循环概念：物质循环的物质是指？这里的生态系统是指？--C、H、O、N、P、S等基本元素--生物圈2.特点：①具有全球性：物质循环的范围为生物圈。（P63第一段最后句）②循环往复运动：

物质可被生物群落反复利用，对改进农业生产方式有多方面的启示，例如可以采用种养结合的模式，促进物质循环，提高经济效益。在哪里循环？--生物群落与无机环境之间二、生态系统的物质循环3.在农业方面的应用：——种养结合模式鱼稻共生稻田养鸭①动物的取食、消化能促进物质循环；③动物呼出的CO2也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可供植物吸收利用，二、生态系统的物质循环3.你如何看待人类活动对碳循环的影响？消极影响：积极影响：温室效应（1）形成原因：①化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放（主要原因）②森林、草原等植被遭到大面积破坏。（2）危害：气温升高、冰川加速融化、海平面上升与社会的联系大力开展植树造林、开发新能源、发展节能产业是不是所有物质都能较快地通过食物链回归非生物环境？铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等元素的循环过程是怎样的？科学家经过研究发现，水体和多种水生生物体内的铅浓度如图所示。思考·讨论？1、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，铅以小颗粒被排放进入大气进入土壤进入水体植物根、叶吸收水生植物、动物直接吸收铅、饮用含铅的水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，积蓄在体内三、生物富集三、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。1.概念：2.常见存在生物富集现象的污染物①重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等②人工合成的有机化合物：如DDT、六六六等（P63旁栏）3.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:①全球性（P64最后一段）②有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高5.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四、能量流动和物质循环的关系(P65)能量流动物质循环范围形式特点渠道联系生物群落各营养级之间生物圈主要以有机物中的化学能的形式单向流动、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①同时进行，相互依存，不可分割②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；③物质是能量沿食物链网流动的载体；④能量是物质循环的动力。光能→化学能→热能化学元素(无机物→有机物→无机物)一、实验原理

土壤中存在种类、数目繁多的细菌、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。分解速度主要与气候与环境（温度和湿度）有关。探究土壤微生物的分解作用案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？提出问题落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？实验假设实验设计自变量因变量无关变量预测结果结论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60℃处理1h(灭菌：排除微生物作用)对土壤不做任何处理(自然状态)二、案例分析落叶腐烂程度（实验前后叶片干重的变化量）落叶的量、土壤的量等（保证适宜且相同）对照组(土壤不灭菌)的叶片比实验组(土壤灭菌)的叶片腐烂程度严重。落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的。实验组对照组取出纱布烧杯土壤水玻璃棒将取自农田、林地或花盆等处的土壤放入里面垫有厚纱布的烧杯中，加水搅拌，然后将纱布连同土壤一起取出。将留在烧杯中的土壤浸出液静置一段时间备用。1.制备土壤浸出液二、案例分析案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用提出问题土壤微生物能分解淀粉吗？实验假设实验设计自变量实验组对照组因变量无关变量预测结果结论二、案例分析案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用土壤微生物能分解淀粉蒸馏水(空白对照)土壤浸出液(含土壤微生物)土壤中是否含微生物淀粉是否被水解(用碘液或斐林试剂检测)蒸馏水和土壤浸出液的量，两组所处的温度等(适宜且相等)淀粉糊加入碘液AB加入蒸馏水A1A2B1B2加入碘液加斐林试剂加斐林试剂实验结果：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7d后结论：土壤微生物对淀粉有分解作用实验组对照组二、案例分析案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用加入土壤浸出液练习与应用一、概念检测：√×CDD二、拓展应用1.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。2.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.B和CD和EA这三种重金属(Hg、Pb、Cd)会富集在鱼体内，并沿食物链逐渐在鱼体内聚集，营养级越高，它们的相对含量越高。A鱼体内三种重金属的含量都是最低的，因此A为草食性鱼B和C鱼体内，三种重金属的含量都高于A，但低于D和E，因此B和C可能是杂食性鱼；D和E鱼体内，三种重金属的含量都远高于A、B和C，因此D和E可能是肉食性鱼。生态系统的物质循环概念特点实例：碳循环生物富集探究土壤微生物的分解作用概念条件污染物过程探究原理实验流程技术要求非生物环境元素生物群落循环性全球性概念碳的存在形式碳出入生物群落的途径碳循环失调--温室效应课堂小结【课堂小结】练一练

1.（2021·广东高考真题）为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰（CO2排放量达到峰值），力争在2060年前实现碳中和（CO2排放量与减少量相等），这是中国向全世界的郑重承诺，漳显了大国责任。回答下列问题：（1）在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持___________。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是_________________