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

万州上海中学 第3节 生态系统的物质循环 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。 荒漠中缺乏水分，分解者数量很少，因此死亡后的胡杨无法被快速分解。 讨 论： 1.胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？ 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？ 荒漠中生产者、消费者、分解者的种类与数量很少； 能制造的有机物总量就少，土壤中可供分解者分解的动植物遗体等很少,分解速度较慢； 物质循环缓慢，土壤中积累的营养物质很少。 而且，胡杨还会从土壤中吸收营养物质。 2 你呼出的CO2离开你后会开始怎样的旅行？ CO2 呼吸作用 光合作用 摄食 思考、讨论： 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）？ 阅读62页，结合图3-10 碳循环示意图构建碳循环模型 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 非生物环境 生物 群落 水圈中的CO2库 （一）构建模型 碳循环示意图 二氧化碳能溶于水，因此能在大气和海洋、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，向大气排放了大量的二氧化碳。 一、碳循环 （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） 1.碳的存在形式 非生物环境： CO2（主要）和碳酸盐 生物群落： 含碳有机物 （二）思考并总结： 2.碳在生物群落和非生物群落之间循环的形式： CO2 3.碳在生物群落内的传递形式： 含碳有机物 4.碳进入生物群落的途径： 光合作用（主要）和化能合成作用 5.碳在生物群落中传递的主要途径： 食物链、食物网 6.碳返回非生物环境的途径： ①生产者和消费者的呼吸作用 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.碳循环特点： 全球性、循环往复运动 7.实现碳循环的关键因素： 生产者和分解者 10.海洋对调节大气中的碳含量起着非常重要的作用 ②分解者的分解作用； ③化石燃料的燃烧； CO2能够随着大气环流在全球范围内进行，二氧化碳能溶于水，因此能在大气和海洋、河流之间进行交换。 6 碳循环失调的后果： 温室效应 （1）什么是温室效应？ 破坏碳循环的平衡 温室效应 大气中CO2含量增加 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。 （1）原因 化石燃料的大量燃烧（主因） （2）危害 （3）缓解措施 对人类和其他生物的生存构成威胁 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 气温升高 极地和高山冰川加速融化 海平面上升 碳循环失调的后果： 温室效应 P63 森林、草原等植被的破坏 生产者 大气中的CO2库 消费者 分解者 生产者 大气中的CO2库 分解者 初级消费者 次级消费者 （三）碳循环常见变式图 生产者 大气中的CO2库 分解者 消费者 二、生态系统的物质循环 1.概念 组成生物体的C、H、O、N、P、S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。 2.范围 生物圈 3.特点 ①全球性 ②循环往复运动 又叫生物地球化学循环 1.“物质循环”中的物质指的是碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，而不是化合物或者单质 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: 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.常见富集物质 三、生物富集 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。 P64 11 3.生物富集现象的特点: ⑴具有全球性； 4.生物富集的主要途径——______________ 食物链、食物网 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 ⑵有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高，呈现生物放大现象 原因： 1.能量流经各营养级时，逐级递减； 2.一些物质在生物体内形成难以降解的化合物，不易排出。 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。 生物富集 中国血蛤 铅浓度(ppm) 采样点1 采样点2 采样点3 采样点4 实例——铅的富集: 13 ge三声 13 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 P63 14 能量流动 物质循环 群落环境间主要以CO2形式 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 全球性、循环往复运动 形式 过程 范围 特点 主要以有机物中化学能 沿食物链（网）单向流动(开放型) 四、能量流动和物质循环的关系 1、二者是同时进行，彼此　　　　　　　　　　。 2、物质作为能量的　 　，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为　 　，使物质能不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。 3、生态系统中的各种成分，正是由于__________和__________，才能紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。 相互依存、不可分割 载体 动力 4、能量流动和物质循环的渠道是________。 物质循环 能量流动 食物链、食物网 能量流动 物质循环 三级消费者 次级消费者 初级消费者 生产者 分解者 四、能量流动和物质循环的关系 实验原理： （1）土壤中生活着种类繁多的微生物，通过分泌胞外酶，将底物分解为简单的分子，然后通过细胞膜吸收营养物质。 五、探究土壤微生物的分解作用 枯枝落叶层 有机碎屑层 腐殖质层 淀积层 带有落叶的土壤中含有土壤微生物较多，好氧微生物主要生活于土壤表层。 （2）淀粉在土壤微生物的分解作用下分解为还原糖，还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下会生成砖红色的沉淀。 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，这些生物的数量是极其繁多的，例如一茶匙表层土就可能含有亿万个细菌。 由于各地气候与环境等因素不同，落叶在土壤中被分解的时间也是不同的，一般在温暖、湿润的环境中需要一直数月时间。 17 参考案例1 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？ 对照组 不做处理 实验组 60℃ 1h 洗净、干燥后称重，放入叶袋 挖坑，10-20cm深处埋入叶袋 12d后取出，冲洗，干燥后称重 不宜采用剧烈条件杀死土壤微生物，以免改变土壤的理化性质。 实验假设:落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂 实验结论：土壤微生物对落叶有分解作用 1.土壤的处理 2.落叶的处理 3.埋入落叶 4.观察结果 P65 第三节 参考案例2 探究土壤微生物对淀粉的分解作用 1.制备土壤浸出液 对照组 实验组 土壤浸出液 2.制备淀粉糊 质量分数4%的淀粉糊（需灭菌） 将土壤浸出液与淀粉糊混合，室温培养7d 取样，分别滴加碘液和斐林试剂检测，观察记录 3.混合、培养 4.显色反应 分出一 半灭菌 实验假设:土壤微生物能分解淀粉 实验结论：土壤浸出液中的微生物能分解淀粉 1.下列关于生态系统的物质循环的叙述中，正确的是 （ ） A．所指的物质是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等 化学元素构成的化合物 B．碳在生物群落和非生物环境之间主要以CO2形式循环 C．物质在循环过程中不断减少的 D．在“桑基鱼塘”生态系统内实现了物质循环功能 B 即时练习 20 桑基鱼塘是种桑养蚕同池塘养鱼相结合的一种生产经营模式，在池塘附近种植桑树，以桑叶养蚕，以蚕沙、蚕蛹等作鱼饵料，以塘泥作为桑树肥料，形成池埂种桑，桑叶养蚕，蚕蛹喂鱼，塘泥肥桑的生产结构或生产链条 2.右图为碳循环示意图，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 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 即时练习 即时练习 A.在图中，B、C分别属于初级消费者、生产者 B.图中能表示呼吸作用过程的只有3、4、5 C. 图中可能的形成食物链为C→ D→A→B D.如果A发生瘟疫，D的数量将先增加后减少最后趋于稳定 D 即时练习 3.下图是某生态系统碳循环示意图，其中A、B、C、D是生态系统内各生物成分，1、2、3、4、5、6表示有关的生理过程。下列说法正确的是( ) 高考在线 4.（2020·全国）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 （2021·广东高考真题）为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰（CO2排放量达到峰值），力争在2060年前实现碳中和（CO2排放量与减少量相等），这是中国向全世界的郑重承诺，漳显了大国责任。回答下列问题： （1）在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持 。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是 。 （2）生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是： ； ； （3）全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少 和增加 是实现碳达峰和碳中和的重要举措。 碳平衡 极地冰雪和高山冰川融化；海平面上升；土地荒漠化、病虫害增加 光合作用和化能合成作用 捕食 分解作用 二氧化碳的排放 二氧化碳的去路 高考在线 时间有限，学习无限 $