2026届高三生物一轮复习课件20 生态系统的物质循环

该高中生物学高考复习课件聚焦“生态系统的物质循环”核心考点，涵盖碳循环过程及图解分析、生物富集现象、物质循环与能量流动关系、土壤微生物分解作用探究等高考高频内容，对接高考评价体系中对生命观念（物质与能量观、生态观）和科学思维的考查要求，通过梳理碳循环途径（占比约30%）、生物富集特点（常考题型占25%）等考点权重，归纳图解辨析、实验设计等典型题型，提升备考针对性。 课件亮点在于“考点拆解+真题回扣+素养落地”策略，如以碳循环双向箭头辨图（生产者与无机环境双向箭头为关键）、生物富集食物链铅浓度逐级递增案例为突破点，培养学生科学思维和探究实践素养，结合判断题（如“碳在生物群落内以CO₂形式循环”的易错点分析）和实验设计步骤（自变量控制、因变量检测）指导，帮助学生掌握答题逻辑，教师可依此精准定位薄弱环节，助力高效复习冲刺。

1 第3章 生态系统及其稳定性 第3节 生态系统的物质循环 1 讨论： 1. 碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？ · 非生物环境中：主要以CO2的形式存在(还有碳酸盐)； · 生物群落中：含碳有机物。 二氧化碳溶入水，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。 1 碳循环 煤、石油 燃烧 大气中的CO2库 生产者 消费者 光合作用 呼吸作用 呼吸作用 摄食 分解者 分解作用 （有机物） 食物链和食物网 思考： 动植物遗体一定都会被分解者分解吗？ 海洋等水体中碳酸氢根 岩石中的碳酸钙 溶解 分解 分析碳循环示意图 2.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）？ 1 碳循环 3 海洋对于调节大气中碳含量起着非常重要的作用 海洋的碳含量是大气圈碳含量的56倍。海洋对大气中二氧化碳的吸收是平衡大气中二氧化碳的重要因素。海洋生物利用海洋中所溶解的二氧化碳进行光合作用，其中一部分生物的残体分解释放出二氧化碳，另一部分形成生物碳酸盐沉积，与无机碳酸盐一道固定在岩石圈中， 直到受地质作用被抬升到地表经风化作用而重新释放出二氧化碳。 1 碳循环 4 a. 在生物群落和非生物环境之间：碳主要以 形式循环。 碳的存在形式： 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 非生物环境中： 在生物体内： 碳的循环形式: CO2 b. 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 （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） 碳进入生物群落的途径: 生产者的光合作用（主要）和化能合成作用 1 碳循环 5 01 碳返回非生物环境的途径: a. 生产者、消费者的 。 b. 分解者的 (实质是呼吸作用)。 c. 化石燃料的 。 呼吸作用 分解作用 燃烧 实现碳循环的关键因素: 生产者和分解者 碳在生物群落中传递的主要途径： 食物链、食物网 碳循环特点： 全球性（循环往复运动） 碳循环具全球性的原因： CO2能够随着大气环流在全球范围内进行 1 碳循环 6 1 碳循环 C__________ D__________ A__________ B__________ C__________ D__________ A__________ B__________ 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 辨图要点： 1、碳循环中，只有生产者与无机环境之间的箭头是双向的 2、箭头指向最多的是大气中的CO2库，其次是分解者 E__________ F__________ 若使两图表示完整的碳循环，需补充____________ 化石燃料的燃烧 碳循环图解变形 7 思考·讨论 分析碳循环的过程P61 ？ 3.你如何看待人类活动对碳循环的影响？ 碳循环失调的后果： 温室效应 （1）温室气体： 二氧化碳等 （2）主要原因： ①化石燃料的开采和使用大大增加了CO2的排放 ②森林、草原等植被遭到大面积破坏 （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增加CO2的吸收和固定量：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 打破了生物圈中碳循环的平衡 1 碳循环 国家环保行动 提高质量标准 垃圾分类回收 号召节约粮食 退耕还林工程 天然林保护工程 沙漠治理行动 城市绿化 注释：国家一方面通过天然林保护工程，退耕还林工程，沙漠治理行动，城市绿化等行动增加植物覆盖率，加大对碳的吸收和固定；另一方面通过倡导垃圾分类回收，号召节约粮食，提高质量标准，发展无废弃物农业，发展清洁能源等方面，减少资源的浪费和利用，从而减少碳的释放。从法律上和行动上助力碳中和。 发展清洁能源 无废弃物农业 1 碳循环 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 个人低碳生活 1 碳循环 10 分析氮循环过程 根据氮循环示意图，思考并回答下列问题。 (1)植物吸收的氮以什么形式存在？ 离子。 固氮生物的固氮作用。 (3)生物群落中的氮最终通过什么途径返回大气中？ 反硝化作用。 (2)大气中的氮气通过什么途径进入生物群落？ 2 生态系统的其他物质循环 分析氮循环过程 根据氮循环示意图，思考并回答下列问题。 (4)据图可知氮元素是不断循环的，但农田生态系统为什么仍需不断施加氮肥？ 农田土壤中氮元素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。 2 生态系统的其他物质循环 除了这个之外，还有水循环 提一嘴就行了 12 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.概念： 这里的物质是指？ 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。 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。 2 生态系统的其他物质循环 13 物质循环特点应用——种养结合模式 鱼稻共生 鱼菜共生 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还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， 是不是所有物质都能较快地通过食物链回归到非生物环境呢？ 2 生态系统的其他物质循环 种养分离的农业缺点： 1.农业生产需要施加大量化肥、农药；2.养殖业产生大量畜禽粪便污染 14 15 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 铅的富集实例 3 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 3.发生生物富集的物质的特点 ①富集物质在环境和生物体中存在形式是比较稳定的； ②富集物质必须是生物体能够吸收的且不易排出的； ③富集物质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 3 生物富集 水 水底沉积物 中国血蛤 资料1：不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内铅浓度 结果：铅在中国血蛤体内的浓度超过环境浓度。 中国血蛤 （Hiatula chinensis） 铅浓度(ppm) 采样点1 采样点2 采样点3 采样点4 例：铅的富集——分析铅浓度在生物体中的特点 5.生物富集现象的特点: 3 生物富集 资料2：置于0.48 nmol/g铅溶液中美国钩虾体内铅浓度随时间的变化 美洲钩虾 （Hyalella azteca） 时间（天） 体内铅浓度(nmol/g) 结果：生物富集随暴露时间延长而加剧。 例：铅的富集——分析生物富集随暴露时间的变化 5.生物富集现象的特点: 3 生物富集 资料3：水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图 结果：铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高。 水 浮游生物 鱼 水鸟 < < 2 ppm 5 ppm 200 ppm 1600 ppm 生物放大 例：铅的富集——分析铅浓度在生物群落内的特点 5.生物富集现象的特点: 3 生物富集 原因：成因：铅在生物体内形成难以降解的化合物，且不易排出。并且高营养级要吃很多低营养级的 19 5.生物富集现象的特点（小结）: 扩散途径： 1.大气 2.水 3.生物迁移 特点①：全球性 思考：在农田中大量使用的DDT杀虫剂，为什么会在南极的企鹅体内检测到? 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 ②有害物质会沿食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端(即随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象) 3 生物富集 资料一：铅对人体血液、血管、肾脏、生殖腺和神经系统等均有毒害作用。在儿童中，铅中毒症状尤为明显。 自2013年起，联合国环境规划署和世界卫生组织联合号召：每年十月底在全球开展“预防铅中毒国际行动周”活动。 资料二：铅在植物组织中可致光合作用及脂肪代谢的强度减弱，吸水量减少，耗氧量增大，阻碍植物生长，甚至导致死亡。 资料三：铅对微生物也具有毒害作用。 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 6. 生物富集的危害 3 生物富集 a.在湖泊里种植大量芦苇，芦苇可以吸收水中的有毒物质，而且芦苇抗毒能力非常强，然后将芦苇进行封存，防止有毒物质重新进入环境。 b.某些有益的物质(如：黄金、钽等珍贵稀有物质)也可沿食物链浓缩，这就为人类从生物体中提取某些稀有物质或元素提供一种方法。 21 22 能量流动 物质循环 范围 形式 特点 过程 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) 4 能量流动与物质循环的关系 22 1.物质循环和能量流动的起点和终点是否相同？ 不同。能量流动的起点是生产者固定的太阳能，终点是以热能的形式散失。物质循环没有起点和终点。 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？ 因为农民要不断地从农田中收获农产品，会带走大量的氮元素，因此要通过往农田中不断地施加氮肥，以维持农田氮循环的稳定。 4 能量流动与物质循环的关系 (6)由于人工碳排放过度，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。( ) (7)铅可沿食物链进入人体，在人体内的浓度可能超过环境浓度。( ) (1)参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。( ) (2)碳的循环在生物群落内部是以CO2的形式进行的。( ) (3)光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环。( ) (4)植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。( ) (5)碳循环的进行伴随着能量流动，但由于生物体不能在代谢中利用热能，所以能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。( ) × × × √ √ √ √ 判断题 练习 下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述，错误的是 A.生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程为生态系统的能量流动 B.当生产者通过光合作用合成有机物时，能量就从非生物环境流入生物群落 C.物质是能量的载体，生态系统中的能量是伴随着物质循环而循环利用的 D.碳在生物群落与非生物环境之间的循环是以二氧化碳的形式进行的 √ 练习 秋天刚收获的花生 第二年春天从土中刨出的花生 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。分解速度主要与环境温度和湿度有关。 5 探究土壤微生物的分解作用 参考案例1：探究土壤微生物对落叶的作用 提出问题 实验假设 实验设计 自变量 实验组 对照组 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） 5 探究土壤微生物的分解作用 实验步骤 第1步：分组编号 取两个玻璃容器，一个贴上“甲组”标签，另一个贴上“乙组”标签。 第2步：设置自变量 将准备好的土壤分别放入两个玻璃容器中，将乙组放入恒温箱60℃灭菌1h，作为实验组。甲组不做处理(自然状态)，作为对照组。 第3步：无关变量处理 取大小、形态相同的落叶，清洗干净后均分成2份，分别用纱布包好，埋入2个容器中，深度约5cm。 参考案例1：探究土壤微生物对落叶的作用 5 探究土壤微生物的分解作用 第4步：因变量检测 将2个容器放于实验室相同的环境中，一段时间后，取纱布包，观察比较对照组与实验组落叶的腐烂程度。 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。 提示：检测因变量的其他方法 实验前称叶片干重的重量，实验后称叶片干重的重量，比较实验前后叶片干重的变化量。 实验结果 实验结论 5 探究土壤微生物的分解作用 实验假设 实验设计 自变量 因变量 无关 变量 土壤中的微生物对淀粉具有分解作用 对照组：蒸馏水 (空白对照) 实验组：土壤浸出液(含土壤微生物) 是否含有 土壤微生物 淀粉是否被水解 检测方法：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) 参考案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用 5 探究土壤微生物的分解作用 实验步骤 第1步：制备土壤浸出液 另取两只烧杯，编号为A、B，放入等量淀粉糊。在A烧杯中加人30 mL土壤浸出液，B烧杯中加人30 mL蒸馏水。 第2步：分组编号，设置自变量 第3步：无关变量处理 在室温(20℃左右)下放置7天后，分别取A、B烧杯中的溶液20 mL，各放人两支试管中，分别编号为A1、A2， B1、B2 。 在A1、B1中加人碘液，在A2、B2中加人斐林试剂。观察试管中溶液的颜色变化，记录实验结果。 第4步：检测因变量 5 探究土壤微生物的分解作用 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 实验结论： 土壤中的微生物对淀粉具有分解作用。 实验步骤 5 探究土壤微生物的分解作用 $