3.3 生态系统的物质循环课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

3.3 生态系统的物质循环 组成生物体的________________________等______，都在不断进行着从_____________到__________，又从__________到____________的_____过程，这就是生态系统的物质循环。 碳、氢、氧、氮、磷、硫 元素 非生物环境 生物群落 生物群落 非生物环境 循环 一、生态系统的物质循环概念: 注意：物质循环中的“物质”指的是元素，而非化合物，也非单质（如O2） 1、碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？ 非生物环境： 生物体内： 2、碳在非生物环境和生物群落之间主要以什么形式进行循环的？循环的范围如何？ CO2和碳酸盐 （含碳）有机物 CO2 生物圈 分析碳循环的过程 思考∙讨论 1、碳元素的作用与大气中碳的主要存在形式 碳是构成生物体的重要元素之一，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成的。 二、碳循环 大气中的碳主要是二氧化碳。 3、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）？ 进生产者 生产者的光合作用 生产者的化能合成作用 消费者的摄食 出生物体 生产者、消费者呼吸作用 微生物的分解作用 进消费者 进分解者 遗体、排遗物、残枝败叶等 大气中的二氧化碳库 煤、石油 生态系统中产生CO2的非生物途径 水体中的HCO3-等 岩石中的CaCO3等 二、碳循环 海洋对调节大气中碳含量起着非常重要的作用 化石燃料的燃烧 水圈释放CO2 大气中的CO2库 燃 烧 光 合 作 用 呼 吸 作 用 生产者 消费者 摄食 微生物的 分 解 作 用 呼 吸 作 用 动植物的遗体和排遗物 泥炭、煤、石油、化石燃料 分解者 1、碳循环示意图 海洋 溶解 释放 特点： 全球性 循环往复运动 2.碳循环相关知识点小结 （1）存在形式 ①非生物环境中： ②生物群落内部： （2）流动形式 ①生物群落与非生物环境之间： ②生物群落内部： 碳在生物体之间传递途径： 食物链和食物网 CO2（主要）和碳酸盐 （含碳）有机物 CO2 （含碳）有机物 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成的。 （3）进入生物群落的途径 （4）返回非生物环境的方式 （5） 对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。 ①主要：光合作用 ②化能合成作用 ①生产者、消费者的呼吸作用 ②分解者的分解作用 ③化石燃料的燃烧 海洋 2.碳循环相关知识点小结 （6）特点： 全球性 二氧化碳能够随大气环流在全球范围内流动。 4、你如何看待人类活动对碳循环的影响？ 人类活动对煤和石油等能源的利用，会向大气中排放大量的CO2；大力开展植树造林、开发新能源、发展节能产业等，有利于降低大气中的CO2浓度，维持生物圈的碳氧平衡。 3、碳循环与温室效应 化石燃料的燃烧 冰川融化 （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； ②森林、草原等植被遭到大面积破坏。 （2）危害： 引起全球性气候变化； （3）缓解措施： ①减少二氧化碳排放：开发新能源，减少化石燃料燃烧； ② 大力植树种草，提高森林覆盖率； ③提高秸秆还田率，提高土壤储碳量。 冰川加速融化，海平面上升 作为中学生，我们应该怎么做自己力所能及的事情，以响应低碳生活的号召？结合模型，举例说明。 个人低碳生活 4、人类活动对碳循环的影响 戒奢侈、捐旧衣 点适量、不浪费 重隔热、简装修 乘公交、少开车 关水电、节约纸 在农业方面的应用 物质在生态系统中循环往复运动的特点，对改进农业生产方式有多方面的启示。 例如，可以可采用种养结合的模式，在稻田中养鸭养鱼，动物的摄取食、消化能促进物质循环，它们排出的粪便中氮、磷等可供水稻吸收利用，它们呼出的二氧化碳还可以为水稻的光合作用补充原料。 5、生态系统的物质循环 （1）参与物质循环的对象是含有碳的糖类、脂肪、蛋白质等有 机物 （　　 ） （2）物质循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统 （　 　） （3）沼渣等作为肥料还田，使物质能够循环利用 （　 　） （4）在碳循环中生产者只起固定CO2的作用 （　 　） （5）由于过度地开采和使用化石燃料，破坏了生态系统的碳平衡，导致 大气中二氧化碳浓度增加并引起全球气候变化 （　 　） （6）海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用 （　 　） 5.判断常考语句，澄清易混易错 三、能量流动和物质循环的关系 能量流动 物质循环 范围 形式 特点 过程 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 二者是生态系统的主要功能，它们同时进行，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）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） 三、能量流动和物质循环的关系分析 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。（ ） 2.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 √ × D 练习与应用 3、在生态系统碳循环中，既能使CO2进入生物群落，又能将其释放到大气中的生物是( ) D A.分解者 B.植食动物 C.肉食动物 D.绿色植物 4、与自然界的碳循环关系最为密切的两种细胞器是( ) A.内质网和高尔基体 B.叶绿体和线粒体 C.核糖体和叶绿体 D.核糖体和高尔基体 B 5、生态系统中的物质循环中的物质，一般指的是组成生物体的( ) A．各种化合物 B．各种有机物 C．各种无机物 D．各种基本元素 D 6、下面是生态系统的碳循环示意图，请回答： （1）生态系统中碳循环首先依赖于_________________ （2）图中分解者通过________和________两种分解方式将自身组织内的碳放回大气中。 （3）图中A里的碳，除碳酸盐外，通过_____过程回到大气中。 （4）在生态系统 中，碳元素主要以 ________形式进行 循环，碳循环始终 与________结合在 一起进行。 绿色植物的光合作用 有氧呼吸 无氧呼吸 燃烧 CO2(气体) 能量流动 能量 物质循环具有全球性 农田 南极的企鹅 DDT杀虫剂 这些有毒物质都能较快回归非生物环境吗？ 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 煤和矿石中的铅 铅被排放进入大气 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 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 燃烧冶炼 三、 生物富集 1.概念: 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。 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.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 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 1.下列关于生态系统物质循环的叙述，不正确的是(　　) A.所说的物质是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素 B.所说的生态系统是指地球上最大的生态系统——生物圈 C.所说的循环是指物质在生物群落与非生物环境之间反复出现、循环流动 D.物质在循环过程中递减 拓展提升 解析：物质在循环过程中是不会递减的，因为物质只能进行转移和变化，不会消失。 答案：D 2.下面是碳循环简图，据图分析正确的是(　　) A.人类减少对③的依赖是当前缓解温室效应的重要措施 B.②过程增强后①过程随之增强，故不能通过增强②减少大气中的CO2的量 C.生物群落内部碳循环的物质形式主要是CO2 D.参与②过程的生物包括生产者、消费者和分解者 答案：A 3.下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，错误的是(　　) A.使用粪便作为肥料，其能量可以流向植物，实现了对能量的循环利用 B.碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的 C.非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用 D.能量流动和物质循环是同时进行的，彼此相互依存，不可分割 A 4.（2020·新课标Ⅲ）生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述，错误的是（ ） A. 消费者没有参与碳循环的过程 B. 生产者的光合作用是碳循环的重要环节 C. 土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节 D. 碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环 A 5.下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，正确的是（ ） A.富营养化水体出现蓝藻水华的现象，可以说明能量流动的特点 B.生态系统中能量的初始来源只有太阳能 C.食物链各营养级中10%～20%的能量会被分解者利用 D.无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用 D 探究土壤微生物的分解作用 秋天刚收获的花生 第二年春天从土中刨出的花生 【探究·实践】 1.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 探究土壤微生物的分解作用 案例一 土壤进行处理，排除土壤微生物的作用 土壤不进行处理，自然状态 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？ 注意：实验组的土壤要进行处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变（例如，将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中处理一小时。 实验结果： 落叶未腐烂 落叶腐烂 为探究落叶是否在土壤微生物的作用下腐烂，下列各项构成了一个实验设计，其中不符合实验目的和步骤的是(　　) A.可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛出落叶和土壤 B.将落叶平均分成两份，把土壤也平均分成两份 C.将土壤分为两组，对照组土壤进行接种微生物处理，实验组土壤不做处理 D.将落叶分别埋入两组土壤中，观察腐烂情况 C 演练获得 纱布 烧杯 土壤 水 玻璃棒 水 取出 碘液 斐林试剂 加热 案例2 探究土壤微生物对淀粉的分解作用 1.配制土壤浸出液 一、实验原理 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 二、实验步骤 2.另取两只烧杯，编号A、B 淀粉糊 加入土壤浸出液 加入碘液 A B 加入蒸馏水 A1 A2 B1 B2 加入碘液 加入斐林试剂 加入斐林试剂 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 1.为了解土壤微生物能否分解农药，并尽快得出实验结论，有人用“敌草隆”(一种除草剂)进行实验：取等量砂土分装于相同的两容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌。下列有关叙述正确的是(　　) ①向a、b中喷入等量的“敌草隆”，再置于同一恒温箱中培养相同时间 ②检测“敌草隆”的消失情况，预计a中的“敌草隆”含量不变，b中的全部消失 ③只用砂土，实验效果不如用几种典型土壤混合后的好 ④各再增加c组作为对照，不喷入“敌草隆”，其他处理与a、b组相同 A.①　　　 B.②③　　 C.①③　　 D.①③④ C 拓展提升 归纳小结 化石燃料 $$