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选择性必修2

第3节 生态系统的物质循环 选必2 第3章 生态系统及其稳定性 授课人 ： 叶新友 学习目标 1.通过分析生态系统生产者、消费者、分解者的生命活动，建立碳循环的基本模型。 2.通过分析大气中碳库的平衡与失衡，认同低碳生活理念，形成环保意识。 3.归纳物质循环过程的概念与特点。 4.分析铅循环的过程、特点及成因，理解生物富集现象的概念与特点； 5.尝试探究土壤微生物的分解作用； 6.归纳总结能量流动和物质循环的关系。 生物体和大气 中的碳的含量是 怎样维持相对稳 定的呢？ 大气中的CO2库 生产者 生产者 生产者 光 合 作 用 光 合 作 用 溶解 光合作用 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 呼吸作用 消费者 摄食 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 消费者 分解者 用 作 解 分 的 物 生 微 煤、 石油 一、碳循环 一、碳循环 1.碳循环的过程 非生物环境 生物 群落 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 一、碳循环 A D C E F B A B C D 【方法技巧】巧辨图形判断参与碳循环的四种成分 规律： (1)先看双箭头：双箭头代表生产者、大气中的CO2库、 其他所有成分都指向的为大气中的CO2库。 一、碳循环 A D C E F B A：生产者 B：分解者 C：大气中的CO2库 D：初级消费者 E：次级消费者 F：三级消费者 A：生产者 B：消费者 C：分解者 D：大气中的CO2库 A B C D 【方法技巧】巧辨图形判断参与碳循环的四种成分 生产者的光合作用和化能合成作用 。 (1)存在形式: ①非生物环境中： 。 ②生物群落内部： 　　　 。 CO2和碳酸盐 含碳有机物 (2)流动形式: ①生物群落与非生物环境： 。 ②生物群落内部：　 　 。 CO2 有机物 (3)进入生物群落的途径: 　　　　　　　　　　　 。 。 (4)碳在生物群落内传递的途径： 食物链（网） (5)碳循环的形式： CO2 呼吸作用、分解作用、燃烧 光合作用、化能合成作用 非生物环境 （ CO2 ） 生物群落 （有机物） 非生物环境 生物 群落 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 。 。 (6)碳返回非生物环境的途径： 呼吸作用、分解作用、燃烧 光合作用、化能合成作用 非生物环境 （ CO2 ） 生物群落 （有机物） 非生物环境 生物 群落 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 、 和 。 动植物的呼吸作用 分解者的分解作用 化石燃料的燃烧 (7)实现碳循环的关键因素： 生产者和分解者 (8)与自然界碳循环关系最为密切的 两种细胞器： 线粒体和叶绿体 (9)碳循环的特点： 。 具有全球性 (10)碳循环具有全球性的原因： CO2能够随着大气环流在全球范围内进行 一、碳循环 与社会的联系——温室效应 大气中的温室气体（CO2、CH4、N2O等）相当于保温层。大气中的CO2越多，地球上的温度升高就越快，这种现象就叫做“温室效应”。 ① 碳平衡： 在自然生态系统中，植物通过光合作用从大气中摄取碳的速率，与通过生物的呼吸作用和分解作用而把碳释放到大气中的速率大致相同。 ② 原因 Ⅰ. 化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放。 Ⅱ. 森林、草原等植被遭到大面积破坏。 非生物环境 生物 群落 呼吸作用、分解作用 光合作用、化能合成作用 化石燃料燃烧增加 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。 二、生态系统的物质循环 1.概念： 非生物环境 C、H、O、N、P、S 生物群落 生物群落到非生物环境 非生物 环境 生物群落 C、H、O、N、P、S C、H、O、N、P、S ①“物质循环”中的物质指的是碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，而不是某种化合物。 ②“物质循环”中的循环发生在非生物环境与生物群落之间，在生物群落内部物质是沿食物链和食物网单向流动的。 注意事项 回到碳循环 2.物质循环的特点： 具有全球性、循环往复运动的特点。 随堂练习 判断正误： 1. 物质循环只发生在生物群落内。（ ） 2. 生物圈是一个在物质上自给自足的系统。（ ） 3. 碳在生物群落内部的传递主要以CO2的形式进行。（ ） 4. 只要通过减少碳排放，就能实现大气圈中的碳平衡。（ ） 大气中的CO2要变成含碳有机物只能通过绿色植物的光合作用。 （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。 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。 比较稳定，生物体能够吸收且不易分解和排出 （2）物质 （3）生物富集的主要途径: （4）生物富集的危害： （5）生物富集现象的特点： 生物富集 在生物体内形成积累性中毒。 具有全球性，有害物质浓度随营养级增加而升高 食物链、食物网 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？ 11 （2021广东二模）19. 位于粤港澳大湾区的华阳湖，在20世纪末分布着众多的养殖场和电镀、漂染企业，水体与淤泥中含有较多的重金属与有毒物质。后来，当地政府按照“截污、清游、活源、治堤、修复”的思路，将其打造成“鱼翔浅底，荷花飘香，白鹭成群”的国家湿地公园。请回答：（1）清游出来的泥土可在河滩上造地并种植观赏类花卉和树木，但不宜种植蔬菜或水果，其理由是：____________。 淤泥中的重金属与有毒物质会通过生物富集作用对人体造成危害 物质循环和能量流动的关系 太阳能 光合作用 生产者 能量 次级消费者 分解者 呼吸 能量 初级消费者 能量 遗 体 遗 体 残枝败叶 能量 呼吸 呼吸 呼吸作用 ③能量是物质循环的动力 ①同时进行、相互依存、不可分割 ②物质是能量流动的载体 含C有机物 含C有机物 大气中的CO2 大气中的CO2 大 气 中 CO2 二、探究土壤微生物的分解作用 土壤中生活着各种各样的细菌、真菌和放线菌。动、植物遗体残骸中的有机物在土壤中被分解。 提出问题 作出假设 设计实验方案 进行实验 分析结果 得出结论 提出问题 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？ 分解过程中，物质(淀粉等）发生怎样的变化？ 针对现象 针对本质 外部因素 设计实验方案 表达交流 温度、湿度对于微生物的分解速率有何影响？ 问题1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？ 对照组 实验组 自变量 含土壤微生物 不含土壤微生物 设置方式 土壤不做任何处理 + 落叶 土壤进行60℃加热1h + 落叶 因变量 落叶的腐烂程度 无关变量 避免土壤理化性质的改变 落叶放入两组土壤的深度相同 设计实验方案： 相同时间后，对照组落叶腐烂，实验组不腐烂。 预测结果: 注意播放一次，格式是否有变。 问题1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？ 实验后的落叶 实验前的落叶 实验结果说明：土壤微生物对落叶有分解作用。 对照组 实验组 图片来自人教版实验视频《土壤微生物对落叶的分解作用》 16 纱布 烧杯 土壤 水 玻璃棒 水 取出 问题2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用 制备土壤浸出液 含有土壤 微生物 实验原理： 实验准备： 淀粉 葡萄糖 （碘液） （斐林试剂） 等量 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 斐林试剂 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 实验结论： 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉。 问题2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用 实验过程： 非生物环境 吸收 摄食 呼吸作用 生物群落 分解作用 碳循环： 探究土壤微生物分解作用的生态学意义 土壤中的微生物能够分解有机物，是物质循环中重要的一环。 如果没有分解者，动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山，生态系统就会崩溃。 本节知识小结 物质循环 碳循环 生态系统的物质循环 碳的存在形式、循环形式、模型 全球性、循环反复运动 生物富集 土壤微生物的分解作用 物质循环与能量流动的关系 概念 原因 两者相互依存，不可分割 促进物质从生物群落回归非生物环境 特点 20 随堂练习 判断正误： 1.DDT在营养等级越低的生物中富集量越多。（ ） 2.能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。（ ） 3.土壤中的微生物促进了生态系统的物质循环。（ ） 课后练习 P67 二、拓展应用 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 A B C D E Hg 17.8 61.9 70.4 117.0 112.0 Pb 27.3 34.9 52.5 84.3 75.8 Cd 8.8 14.1 10.3 21.9 41.6 A B、C D、E 因为Hg、Pb、Cd都属于重金属物质，随营养级升高，重金属物质的含量也会增多。 $$