3.3 生态系统的物质循环课件-2023-2024学年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 请准备：书本+讲学练 1 上一年未利用 呼吸消耗 植物同化量 流入下一营养级 b、d：分解者或未利用 讲学练P45 第8题 A．b+c+d+e为本年度流入该生态系统的总能量 B．c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量 C．b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量 D．初级消费者粪便中所含的能量是包含在c中的 讲学练P45 第8题 √ 生产者固定的太阳能 归属于上一营养级 生产者流向分解者的能量 √ √ b或d 第3节 生态系统的物质循环 4 一、碳循环 呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大气中。 食物 人体的细胞呼吸 CO2 植物的光合作用 这些二氧化碳分子离开你后，会开始怎样的旅行？ 碳元素和氧元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环的。 生物体和大气中的碳的含量是怎样维持相对稳定的 5 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，向大气中排放了大量的二氧化碳。 讨论： 1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？ 在非生物环境中： 主要是CO2，少许碳酸盐。 在生物群落中： 主要是含碳有机物。 煤、石油 生物群落中的有机物 大气中的二氧化碳库 碳元素存在形式： 6 2. 碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节(以什么 形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)？ （请用关键词、 线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。） 生产者 呼吸作用 呼吸作用 光合或化能合成作用 摄食 燃烧 分解作用 （1）过程: (2)流动形式： ①生物群落与非生物环境间： ②生物群落内部: CO2 含碳有机物 消费者 分解者 化石燃料 大气中CO2库 1.碳循环 CO2 CO2 含碳有机物 含碳有机物 CO2 含碳有机物 CO2 CO2 7 (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 (5)碳返回非生物环境的途径: ②分解者的分解作用 ①生产者、消费者的呼吸作用 ③化石燃料的燃烧 (4)碳在生物群落内传递的途径: 食物链（网） CO2 (6)碳循环的形式： 非生物环境 （ CO2 ） 生物群落 （有机物） 光合作用、 化能合成作用 呼吸作用、 分解作用 8 水圈中的CO2库 ①海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用 ②当大气中CO2含量增加，水圈中的CO2含量也随之增加；如果大气中的CO2发生局部短缺，水圈中的CO2也能及时进入大气。 (7)海洋对碳循环的调节： 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 (8)碳循环的特点 ②具有全球性 ①循环往复 CO2能够随着大气环流在全球范围内流动 10 与社会的联系 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。 11 2、温室效应 （1）原因 森林、草原等植被遭到大面积破坏。 主要原因 化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放。 12 （2）危害 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 （3）措施 减少二氧化碳排放：开发新能源，减少化石燃料燃烧。 增加二氧化碳的吸收和固定量：大力植树种草，提高森林覆盖率。 提高秸秆还田率，提高土壤储碳量。 13 又叫做生物地球化学循环,指组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，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。 1.物质循环： 二、物质循环 特点1：全球性 特点2：循环性 1.你身上的碳元素，不就就可能变成外面那棵大树，物质是共享的，物质是不灭的，全球性，简称而已 水 植物 小鱼 大鱼 鱼鹰 1.概念: 2.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。 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稳定的； ②必须是生物体能够吸收的且不易排出的； ③在生物代谢过程中是不易被分解的； 4.生物富集的主要途径——__________________ 食物链、食物网 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。 过渡：是不是所有物质都能较快地通过食物链回归非生物环境？ 15 5.生物富集现象的特点： ①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 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 随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象。 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 17 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 18 能量流动 物质循环 主要以有机物中化学能形式 主要以无机物形式(群落和非生物环境间主要以CO2的形式) 沿食物链（网）单向流动(开放型) 在无机环境与生物群落之间循环往返(封闭型) 各营养级间(生物群落) 生物圈 单向流动，逐级递减(能量来自于太阳) 全球性、循环性(物质由地球提供) 形式： 过程： 范围： 特点： 6.能量流动和物质循环的关系 微信公众号：中学生物科学，欢迎关注！ 二者都是生态系统的主要功能，是生态系统动态变化过程中的两个方面，同时进行，相互依存，不可分割，生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，才能紧密地联系在一起，形成一个统一的整体； ●能量的固定、转移、储存、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往复循环的动力 ●能量流动和物质循环是联结生态系统各组成成分的纽带 6.能量流动和物质循环的关系 4.这个过程其实是能量驱动的，表面上你是想吃牛肉，想吃粮食，实际上要的是里边的能量，但能量需要一种物质来承载，就是一种含碳的物质，就使碳元素得以传递， 归纳小结 化石燃料 【方法技巧】巧辨图形判断参与碳循环的四种成分 大气中的CO2库 生产者 分解者 消费者 生产者 初级消费者 大气中的CO2库 次级消费者 分解者 大气中的CO2库 生产者 初消 次消 三级消 分解者 1．图1——先根据双向箭头确定A和B应为生产者和非生物的物质和能量，不能写“无机环境”，也不能写“生物类别”，再根据A→D和C→D，确定A为生产者，D为分解者，则C为消费者。 2．图2——根据A与C之间是双向箭头判断：A和C中一个是生产者，另一个是非生物的物质和能量。根据A、B、D都有箭头指向E，可进一步判断：A是生产者，B是初级消费者，C是非生物的物质和能量，D是次级消费者，E是分解者。 3．图3——首先找出相互之间具有双向箭头的两个成分，即A和E，一个为生产者，则另一个是大气中的CO2库。又因为其他各个成分都有箭头指向A，所以A为大气中的CO2库，E为生产者。然后观察剩余的几个成分，其中其他生物部分的箭头都指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F则为消费者。整个图解中，食物链是E→F→D→B。 12.22生物作业： 1.整理课堂笔记并以照片形式提交； 2.讲学练P48-50，（第9、10、11题不做）完成并提交。 $$