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核心内容，涵盖碳循环、生物富集及分解者作用等，以胡杨死亡不腐烂等真实问题导入，通过自主学习、模型构建（如碳循环示意图绘制）、实验探究（土壤微生物分解作用）等支架，衔接概念原理与实际应用。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，如碳循环模型构建培养建模能力，土壤微生物分解实验强化实证精神，结合温室效应防治、种养结合农业模式体现生命观念与社会责任，助力学生深化理解，教师可高效实施教学。

问题探讨 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。 讨论1.胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？ 讨论2.有研究表明，长有胡杨的荒漠土壤一般比草原的贫瘠，这是为什么？ 第三章 生态系统及其稳定性 第3节 生态系统的物质循环 Matter cycle 物质循环 1.概念： 组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素，在不断进行着从非生物环境到生物群落到非生物环境，又从生物群落到非生物环境的循环过程。 这里的物质是指？ 物质循环的范围是？ C、H、O、N、P、S等基本元素 生物群落 无机环境 2.特点： ①全球性：物质循环是在地球上最大的生态系统——生物圈内进行的，因此又叫生物地球化学循环。 ②循环性：化学元素在非生物环境与生物群落之间可以循环往复运动，不会消失。 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 【自主学习1】碳循环 4 思考✹讨论 分析碳循环的过程 问题1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？ 阅读书本，分析图3-10，回答下列问题： 问题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。） 问题1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？ 在生物群落中： 主要是含碳有机物。 在非生物环境中： 主要是CO2，少许碳酸盐。 问题2.碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节？ 碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以CO2的形式进行的。 进入生物群落的途径: 生产者的光合作用、化能合成作用 碳在生物群落内传递的途径: 食物链（网） 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 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 知识延伸 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 8 例.下图为碳循环示意图，甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分，下列叙述正确的是（　 ） 碳循环是指二氧化碳在甲与丙之间不断循环的过程 B. 乙在该生态系统中均处于第二营养级 C. 甲、乙、丙共同组成生物群落 D. 生物X不可能不具有细胞核，生物Y不可能含有线粒体 C 现学现用 9 与社会的联系--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。 The greenhouse effect 10 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。 11 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 12 【自主学习2】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，称作生物富集。 2.常见存在生物富集现象的物质： 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； ③一些放射性物质。 3.生物富集的主要途径： 食物链、食物网 在环境和生物体中存在形式是比较稳定的； 必须是生物体能够吸收的且不易排除的； 在生物代谢过程中是不易被分解的。 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 14 4.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。 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有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高 如图测定结果显示DDT浓度沿食物链放大了一千万倍 5.生物富集现象的危害： 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。 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 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) 能量流动和物质循环的关系 16 （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） （3）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。 载体 动力 例.(多选)(2024·苏州一模)人类 活动在不断改变地球的生物 化学循环，其中主要的原因 是大气中的CO2浓度不断攀升。 大气CO2浓度的升高会影响 到水体中藻类的生长，水环境中碳循环的部分过程如图所示。 下列相关叙述正确的是(　 ) A.能量作为物质的载体，使物质沿着食物链(网)流动 B.该示意图可体现碳循环具有循环往复的特点 C.藻类可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环 D.从物质循环的角度看，藻类碳元素的根本来源是大气中的CO2 BCD 现学现用 生态系统的能量流动和物质循环是同时进行的，物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；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复，A错误。 由示意图可知，物质可以从生物群落到非生物环境，又可以从非生物环境到生物群落，体现了物质循环具有循环往复运动的特点，B正确。 藻类通过呼吸作用和光合作用完成碳在生物与非生物环境间的相互转化，参与生态系统的碳循环，C正确； 由题图可知，藻类中的碳元素归根结底来源于大气中的CO2，D正确。 18 （3）图中D到C过程是通过 作用实现的，C到D过程是通过 作用实现的，B到D过程是通过 作用实现的。碳循环始终与 结合在一起。 （4）生物群落中有一部分碳以 形式储藏在地层中。碳在无机环境中以 形式存在。 C D B A （1）此生态系统的能量流动是从[ ] 固定太阳能开始的。 （2）碳元素在大气中与A、B、C之间的流动是以 形式进行的，在生态系统各成分中A为 ，B为 。 例.下图示生态系统碳循环示意图，图中D为大气，请据图回答： C 生产者 CO2 消费者 分解者 光合作用 呼吸作用 微生物的分解 能量流动 化石燃料 CO2和碳酸盐 （5）与碳循环关系最为密切的两种细胞器是 。 线粒体、叶绿体 现学现用 19 第二年春天从土中刨出的花生 1.实验原理 (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分解者。 (2)分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物，其分解速度与环境中的温度、水分等生态因子相关。 秋天刚收获的花生 探究土壤微生物的分解作用 20 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 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。 案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？ 21 1.实验原理 淀粉 碘液 变蓝 淀粉 葡萄糖 分解 产生砖红色沉淀 斐林试剂 加热 2.实验设计 实验假设 实验设计 自变量 实验组 对照组 因变量 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 淀粉糊+30mL蒸馏水 观察颜色变化 淀粉糊+30mL土壤浸出液 案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用 22 3.实验过程 （1）配制土壤浸出液 （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 加入碘液 加入斐林试剂 加入斐林试剂 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 淀粉糊 23 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 案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用 24 1.如表为“探究土壤微生物的分解作用”实验处理，下列有关叙述正确的是(　　) C     第1组 第2组 实验处理 60 ℃恒温箱处理土壤1 h + - 将落叶埋入土壤 + + 实验结果 落叶是否腐烂 否 是 注:“+”表示进行处理，“-”表示不进行处理。 A.该实验中第1组为对照组，第2组为实验组 B.将落叶埋入土壤前要用塑料袋进行密封处理 C.若第1组落叶也有轻微腐烂，可能是落叶携带的微生物所致 D.60 ℃恒温箱处理土壤1 h，土壤的理化性质不会发生任何改变 现学现用 据表分析可知,第1组土壤有处理,第2组未做任何处理,因此第1组应为实验组,第2组为对照组,A错误;落叶埋入土壤前不能用塑料袋进行密封处理,否则落叶无法接触到土壤,也无法验证土壤的分解作用,B错误;实验中灭菌处理的是土壤,落叶并未做灭菌处理,因此在相同条件下,若实验组落叶也有轻微腐烂,可能是落叶携带的微生物所致,C正确;60 ℃恒温处理土壤1 h,土壤的理化性质会有小幅改变,但对实验影响较小,D错误。 25 $