3.3生态系统的物质循环课件-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

该高中生物学课件聚焦生态系统物质循环，以碳循环为核心，涵盖生物富集、能量流动与物质循环关系及分解者作用。通过胡杨抗逆性、CO₂旅行等问题导入，结合“辅助-自学-精讲-达标”环节，用图解、案例构建知识脉络，助力学生形成生态观与物质能量观。 其亮点在于问题驱动激发科学思维，“先学后教”促进自主探究，如碳循环图解建模、土壤微生物分解实验设计（对照实验分析）培养科学探究能力。联系温室效应、种养结合农业等实际，强化态度责任，教师可借此高效落实核心素养，提升教学效果。

辅助环节 自学环节 精讲环节 达标环节 问题导入 胡杨能抗干旱、御风沙、耐盐碱，可顽强地在荒漠中生存繁衍。然而，受水资源短缺的影响，一些远离水源的胡杨也难逃死亡的厄运。这些死亡的胡杨虽历经烈日和荒漠的摧残，却依然傲立于大漠，其枝干往往呈现出千姿百态的奇特造型。 1.胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？ 荒漠中缺乏水分，分解者数量很少，因此无法被快速分解。 第 1 页 成人成才同步教育 辅助环节 自学环节 精讲环节 达标环节 问题导入 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 第 1 页 成人成才同步教育 辅助环节 自学环节 精讲环节 达标环节 生态系统的物质循环 第三章第三节 第 1 页 成人成才同步教育 辅助环节 自学环节 精讲环节 达标环节 学习目标 1.概述生态系统的物质循环过程。 2.通过分析生物富集的过程，说明生物富集的危害，认同应采取措施减少危害。 3.说明能量流动和物质循环的关系。 4.尝试探究土壤微生物的分解作用。 第 1 页 成人成才同步教育 自学环节 辅助环节 精讲环节 达标环节 自学指导：碳循环 请大家用五分钟时间阅读课本p61-p63内容，完成金版p77 第一次先学后教 第 1 页 成人成才同步教育 1.碳循环 (1)概念：________在生物圈中的循环过程称为碳循环。 (2)碳循环过程图解 图中：①__________和化能合成作用，②__________，③生产者，④消费者，⑤呼吸作用，⑥__________________。 碳元素 光合作用 呼吸作用 分解者的分解作用 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 a.存在形式 b.循环形式 c.进入生物群落的途径 d.返回非生物环境的途径 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 (3)温室效应 ①形成原因：主要是__________的开采和使用，使大气中CO2含量迅速增加，打破了生物圈碳循环的平衡。 ②应对方法：一方面要减少___________，另一方面大力植树种草，提高森林覆盖率，增加CO2的吸收。 化石燃料 CO2排放 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 C、H、O、N、P、S 全球性 种养结合 化石燃料的过量使用对环境可能会有什么影响?怎么缓解这种影响? 引起温室效应。缓解措施：开发清洁能源，减少化石燃料的燃烧；植树造林，增加绿地面积。 2.生态系统的物质循环 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 一、碳循环 1.过程 大气中CO2库 生产者 分解者 消费者 化石燃料 呼吸作用 呼吸作用 光合作用 摄食 燃烧 分解作用 2.流动形式 （2）群落与非生物环境间 （3）生物群落内部 （1）无机环境中的存在形式 CO2和碳酸盐 CO2 含碳有机物 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 10 3.进入生物群落的途径 4.碳在生物群落内传递的途径 生产者的光合作用、化能合成作用 食物链（网） 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 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 CO2 ➻主要是呼吸作用 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 11 7.海洋对碳循环的调节 海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用✯✯。 当大气中二氧化碳含量增加，水圈中的二氧化碳含量也随之增加。 如果大气中的二氧化碳发生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能 及时进入大气。 生产者 分解者 消费者 化石燃料 呼吸作用 呼吸作用 光合作用 摄食 燃烧 分解作用 大气中CO2库 水圈中的CO2库 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 12 8.碳循环的特点 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 ②具有全球性 ①循环往复运动 CO2能够随着大气环流在全球范围内流动。 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 13 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。 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 14 1.原因 森林、草原等植被遭到大面积破坏。 主要原因 的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放。 温室效应 化石燃料 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 15 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 ： 增加二氧化碳的 ： 排放 吸收和固定量 开发新能源，减少化石燃料燃烧。 ②提高秸秆还田率，提高土壤储碳量。 ①大力植树种草，提高森林覆盖率。 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 16 二、物质循环 1.概念 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。 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 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 生物群落 无机环境 2.特点 ①具有全球性(生物地球化学循环) ②循环性(反复利用，循环流动) 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 17 3.物质循环在农业方面的应用 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。 鱼稻共生 种养结合模式 稻田的水给鱼提供生长环境，鱼可吃害虫，排泄物可为水稻提供有机肥，鱼和水稻形成了一个无公害的生物微循环 鱼菜共生 大棚里，既养鱼又种菜，不影响产量还能节水节肥，实现养鱼不换水，种菜不施肥的神奇效果。鱼帮菜、菜帮鱼，和谐互助 鸭子可吃掉水稻叶片上害虫及虫卵，粪便可作有机肥料，其在水里游动，加快水稻对养分吸收，也改良了土壤通透性，达到了生态高效种植效果 稻田养鸭 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 18 4.分解者和消费者在物质循环中的作用 土壤中的微生物能够分解有机物，这是物质循环过程中的 重要一环。 生态系统中的消费者能够加快物质的循环过程。 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 19 常见物质循环模型 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 20 1.图1中，A为生产者，B为大气中CO2库，C为消费者，D为分解者。 2.图2中，A为生产者，B为大气中CO2库，C为初级消费者， D为次级消费者，E为分解者。 3.图3中，E为生产者，A为大气中CO2库，B、D、F为消费者， C为分解者。 常见物质循环模型 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 21 当堂达标: 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.碳在生物群落内部可以实现循环。 ( ) 4.生态系统的生物成分中，只有消费者可以加快物质循环。 ( ) 5.海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。 ( ) × √ × × √ 达标环节 辅助环节 自学环节 精讲环节 第 1 页 成人成才同步教育 自学环节 辅助环节 精讲环节 达标环节 自学指导：生物富集 请大家用五分钟时间阅读课本p63-p65内容，完成金版p69 第二次先学后教 第 1 页 成人成才同步教育 1.生物富集 (1)概念：生物体从__________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______环境浓度的现象。 (2)实例 周围环境 超过 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 (3)常见物质 ①重金属，如Pb、Cd、Hg等。 ②人工合成的有机化合物，如DDT、六六六等。 (4)进入生物体的方式 ①动、植物直接______。 ②沿________逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的______。 (5)特点 ①食物链中营养级越高，生物富集的某种物质浓度就______。 ②生物富集具有________。 吸收 食物链 顶端 越大 全球性 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 微思考 如何有效地减少生物富集现象? 提示：合理利用资源，减少污染物排放，实施垃圾分类，种植能吸收有害重金属元素的植物。 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 2.能量流动和物质循环的区别与联系 项目 能量流动 物质循(以碳循环为例) 形式 光能→化学能→热能(主要形式)   过程 沿食物链(网)单向流动 在非生物环境和生物群落间往复循环 特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环性 范围 生态系统各营养级 生物圈 联系 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，离不开物质的合成和分解等过程； ②物质是能量沿食物链(网)流动的载体； ③能量是物质在生物群落和非生物环境之间循环往返的动力 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 一、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 环境浓度的现象。 超过 2.物质 （2）人工合成的有机物: 如DDT、六六六等。 （1）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 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 28 4.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______的； ②必须是生物体能够______的且 的； ③在生物代谢过程中是____________的。 稳定 吸收 不易被分解 不易排出 水 植物 小鱼 大鱼 鱼鹰 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。 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 29 6.生物富集的危害 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 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 30 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 铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高 铅的富集 第 1 页 成人成才同步教育 31 二、生物放大 比较 项目 生物富集 生物放大 区别 联系 有害物质在生物体内形成稳定的不易排出的物质 通过食物链逐步浓缩 生物富集是生物放大的前提 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 如图测定结果显示DDT浓度沿食物链放大了一千万倍 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 32 三、生物放大的作用 1.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。 2.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。 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 33 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 一、能量流动和物质循环的关系 区别 能量流动 物质循环 形式 过程 范围 特点 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) 第 1 页 成人成才同步教育 联系 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。物质作为能量的 ，使能量沿着食物链（网）流动； 能量作为 ，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。 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， 才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。 能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，它们同时进行， 相互依存，不可分割。 四、能量流动和物质循环的关系 载体 动力 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 35 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。 习题巩固 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 36 1.生物富集的物质会沿着食物链、食物网在生物体内聚集。 ( ) 2.营养级越高的生物，其体内富集的有害物质的浓度越高。 ( ) 3.能量流动伴随着物质循环在生态系统中反复利用。 ( ) 4.生态系统的物质循环和能量流动是独立进行的。 ( ) 5.沼渣、沼液作为肥料还田，使物质能够循环利用。 ( ) √ √ × × √ 达标环节 辅助环节 自学环节 精讲环节 第 1 页 成人成才同步教育 自学环节 辅助环节 精讲环节 达标环节 自学指导：探究土壤微生物的分解作用 请大家用五分钟时间阅读课本p65-p66内容，完成金版p71 第三次先学后教 第 1 页 成人成才同步教育 1.实验原理 (1)土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，它们在生态系统中的成分是________。 (2)由于各地____________等因素不同，落叶在土壤中被分解的时间也是不同的。 分解者 气候与环境 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 2.实验方案(具体操作见教材P65~P66)   案例1 案例2 实验 假设 微生物能分解 落叶使之腐烂 微生物能分解淀粉 实验 设计 实验组 对土壤______处理 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液 对照组 对土壤不做任何处理 B烧杯中加入______________ 自变量 土壤中_______________ 是否含有微生物 高温 30 mL蒸馏水 是否含有微生物 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育   案例1 案例2 实验 现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组 A A1 不变蓝 A2 产生________沉淀 B B1 变蓝 B2 无________沉淀 结论 分析 微生物对落叶 有分解作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉 砖红色 砖红色 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 微思考 1.在“探究土壤微生物在落叶分解中的作用”实验中的自变量和因变量分别是什么? 提示：自变量是土壤中微生物的有无；因变量是落叶的分解程度。 2.在“探究土壤微生物在落叶分解中的作用”实验中是如何控制自变量的? 提示：实验组的土壤进行处理(例如，将土壤用塑料袋包好，放在60 ℃恒温箱中处理1 h)，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；对照组的土壤不做处理。 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 二、探究土壤微生物的分解作用 第二年春天从土中刨出的花生 (1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、 丝状真菌、呈放射状的放线菌等微生物，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 秋天刚收获的花生 1.实验原理 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 43 提出问题 实验假设 实验设计 自变量 实验组 对照组 实验现象 结论分析 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） 相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂 土壤微生物对落叶有分解作用 不能加热烘干，会导致土壤理化性质发生改变，可将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1小时灭菌 二、探究土壤微生物的分解作用 土壤进行处理，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。 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 44 提出问题 实验假设 实验设计 自变量 实验组 对照组 实验现象 加入 碘液 A1 B1 加入斐林试剂，水浴加热 A2 B2 结论分析 土壤微生物能分解淀粉吗？ 土壤微生物能分解淀粉 土壤中是否含有分解淀粉的微生物 A杯中加入适量淀粉糊+30mL土壤浸出液 B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸馏水 不变蓝 变蓝 产生砖红色沉淀 不产生砖红色沉淀 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉 二、探究土壤微生物的分解作用 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 45 1.可采用直接加热烘干的方法除去实验组中的土壤微生物。 ( ) 2.应将实验组和对照组的土壤放在隔绝空气的条件下。 ( ) 3.对照组中落叶的分解速度明显高于实验组。 ( ) 4.实验组和对照组可以分别选择不同种类的落叶进行实验。 ( ) × × √ × 达标环节 辅助环节 自学环节 精讲环节 第 1 页 成人成才同步教育 达标环节 辅助环节 自学环节 精讲环节 当堂达标: 在第19届杭州亚运会开幕式中“数字人点火，零碳主火炬”是我们实现“双碳”目标的举措之一。中国提出“双碳”目标具有重要的全球性意义，下列不属于其具有全球性原因的是 A.碳循环具有全球性 B.生物圈具有全球性 C.大气环流具有全球性 D.每条食物链具有全球性 D 第 1 页 成人成才同步教育 达标环节 辅助环节 自学环节 精讲环节 某同学利用学校花园土壤研究“土壤中微生物对枯枝落叶的分解作用”。下列叙述正确的是 A.土壤中的微生物均依靠分解土壤中的有机物而获取能量 B.该实验中对照组为高温灭菌后的土壤，实验组为不做任何处理 C.为防止土壤理化性质的改变，实验所用土样应敞开置于室温下保存 D.用碘液检测土壤微生物对淀粉的分解作用，加入土壤浸出液的淀粉溶液蓝色变浅 D 第 1 页 成人成才同步教育 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 课堂小结： 第 1 页 成人成才同步教育 课后作业 达标环节 辅助环节 自学环节 精讲环节 第 1 页 成人成才同步教育 $