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

温故知新 1.生态系统的能量流动的过程是怎样的？ 2.生态系统的能量流动的特点？ 3.研究生态系统的能量流动的意义？ 情境导入 你每时每刻都在呼吸。你能想象一下，你呼出的CO2会去哪里呢？ 植物吸入进行光合作用生成有机物 植物、动物通过呼吸作用形成CO2并呼出 有机物被摄入在食物链传递 化石燃料等 思考：上述过程之间有联系吗？ 第3章 生态系统及其稳定性 第3节 生态系统的物质循环 人教版选择性必修2 本节聚焦： 1. 生态系统的物质循环过程是怎样的？ 2. 怎样理解生物富集的成因和危害？ 3. 物质循环与能量流动的关系是怎样的 3 分析碳循环的过程 （课本P61） 碳是构成生物体的重要元素之一，是生物大分子的基本骨架。 核心问题：生物体和大气中的碳含量是怎样维持相对稳定的？ 思考.讨论 1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？ 大气中的CO2库 生物群落中的有机物 ①非生物环境：主要以 形式存在； CO2 ②生物群落：主要以 形式存在。 有机物 4 大气中的CO2库 生产者 溶解 光合作用 呼吸作用 生产者 光合作用 呼吸作用 生产者 光合作用等将CO2转化为有机物。 呼吸作用将有机物分解为CO2 消费者 消费者 摄食 呼吸作用 消费者 摄食将上一营养级的有机物转化为自身有机物 呼吸作用将有机物分解为CO2 2.碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者的(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)？ 分解者 微生物的分解作用等将有机物分解为CO2 腐生等将现成有机物转化为自身有机物。 分解者 分解作用 大气中的CO2库 生产者 溶解 光合作用 呼吸作用 生产者 光合作用 呼吸作用 消费者 消费者 摄食 呼吸作用 分解者 分解作用 3.碳的进出除生产者、消费者、分解者外，还有没有其他途径？ （1）CO2与HCO3-的相互转化（水中）； （2）煤、石油等化石燃料的开采与使用将有机物分解为CO2等。 煤、石油 水体中的HCO3- 4.海洋对碳循环的作用？ 海洋可以调节大气中的碳含量 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、 化能合成作用 大气中的CO2库 水圈中的CO2库 分解作用 非生物环境 生物 群落 建构模型 非生物环境 生物群落 光合作用、化能合成作用 呼吸作用、微生物分解、燃烧 （CO2） （有机物） （CO2） 探索新知1 一、碳循环 （课本P63） 1.生态系统的物质循环的概念：组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫 等 ，都在不断进行着从_____________到__________，又从__________到______________的_____过程。 非生物环境 生物群落 生物群落 非生物环境 循环 全球性、循环往复运动 2.物质循环的特点： 非生物环境 生物群落 C、H、O等元素 物质是沿食物链和食物网流动的 元素 思考：P67生物圈是不是一个在物质上自给自足的系统?为什么? 8 拓展新知1 一、碳循环 （课本P61） 9 N2 拓展：氮循环 (1)植物吸收的氮以 形式存在。 (2)大气中的氮气通过 途径进入生物群落；(3)生物群落中的氮最终通过 途径返回大气中。 离子 固氮生物的固氮作用 反硝化作用 （NO3-） 尿素及遗体 探索新知1 一、碳循环 （课本P63） 3.迁移知识，解释现象和解决问题： （1）改进农业生产方式： 如稻蟹共生、稻-萍-鱼等模式，能促进物质循环，提高光合作用效率，减少施肥，降低对环境产生不良影响。 思考：P67氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田不断地施加氮肥呢？ 提示：农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量，使能量更多地流向人类，满足人类需要为目的。 农田土壤中氮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。这与物质循环并不矛盾。 11 问题探讨：P61胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？为什么长有胡杨的荒漠土壤一般比草原的贫瘠? 探索新知1 一、碳循环 （课本P63） 3.迁移知知，解释现象和解决问题： （2）解释生活现象： 荒漠中缺乏水分，分解者数量很少，因此死亡后的胡杨分解缓慢。 荒漠中生产者少，制造的有机物总量少；消费者与分解者也少，物质循环缓慢，因此土壤中积累的营养物质很少； 胡杨还会从土壤中吸收营养物质，因此，长有胡杨的荒漠土壤比草原的更为贫瘠。 12 学以致用 （金版学案P） C 探索新知1 一、碳循环 （课本P63） 3.迁移知知，解释现象和解决问题： （3）社会联系，热点议题： 原因： 危害： 我国采取的措施： ①极地和高山冰川加速融化； ②海平面上升 ①化石燃料的大量燃烧 ②森林、草原等植被的破坏 ①减少化石燃料的使用，开发新能源（减少“碳源”） ②大力植树种草，提高森林覆盖率（增加“固碳”） ③提高秸秆还田率，提高农田土壤储碳量 温室效应 14 探索新知1 一、碳循环 （课本P63） 3.迁移知知，解释现象和解决问题： （3）社会联系，热点议题： 我国争取2060实现碳中和，什么是碳达峰？什么是碳中和？ 作为中学生，可以采取哪些行为响应碳中和？ 2019年“澳大利亚大火”、2021年日本决定将核污水排放大海、2023年2月3日“美国的氯乙烯泄漏污染事件”，为什么需要关注外国大事？ 15 (2024·广东卷)“碳汇渔业”，又称“不投饵渔业”，是指充分发挥生物碳汇功能，通过收获水产品直接或间接减少CO2的渔业生产活动，是我国实现“双碳”目标、践行“大食物观”的举措之一。下列生产活动属于“碳汇渔业”的是(　　) A.开发海洋牧场，发展深海渔业 B.建设大坝鱼道，保障鱼类洄游 C.控制无序捕捞，实施长江禁渔 D.增加饵料投放，提高渔业产量 A 学以致用 生态系统的物质循环 开发海洋牧场,发展深海渔业可获取水产品且不需要投饵,直接或间接减少CO2,属于“碳汇渔业”,A符合题意;建设大坝鱼道,保障鱼类洄游、控制无序捕捞,实施长江禁渔,均没有收获水产品,不属于“碳汇渔业”,B、C不符合题意;“碳汇渔业”又称“不投饵渔业”,增加饵料投放,不符合“不投饵渔业”,不属于“碳汇渔业”,D不符合题意。 16 学以致用 (2021·广东卷)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，力争在2060年前实现碳中和。这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。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)生态系统中生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是____________________________________，消费者通过食物网(链)取食利用，________________________________________。 (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________是实现碳达峰碳中和的重要举措。 碳排放　 碳平衡 极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等　 光合作用和化能合成作用、捕食、分解作用　 从而将碳元素以含碳有机物的形式进行传递　 碳吸收 探索新知1 一、碳循环 （课本P63） 3.迁移知知，解释现象和解决问题： （4）社会联系，热点议题： 18 1.工业排放的汞会进行物质循环吗？它的循环过程与碳循环相同吗? 2.还有哪些有害物质与汞有类似的现象？ 3.若机体内的某种元素超过环境浓度的现象称作什么？ 探索新知2 二、生物富集 （课本P63-64） 材料：在日本水俣湾曾出现过“水俣病”,它是工业废水排放的汞通过食物链进入人体，形成比较稳定的汞化合物，导致汞不易被生物体排出，最终使脑萎缩。回答下列问题： 会。不相同，汞较稳定，不易分解被排出，从而积蓄在生物体内。 镉、铅等重金属，DDT、六六六等化合物。 生物富集 19 探索新知2 二、生物富集 （课本P63-64） 材料：在日本水俣湾曾出现过“水俣病”,它是工业废水排放的汞通过食物链进入人体，形成比较稳定的汞化合物，导致汞不易被生物体排出，最终使脑萎缩。回答下列问题： 4.生物富集的特点是什么？ 5.如何能有效减少生物富集现象 ①有害物质可通过大气、水和生物迁移等途径扩散，具有全球性； ②会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端。 减少排放；实施垃圾分类；可利用某些植物能富集有害重金属元素 20 学以致用 （课本P67） 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? 二、拓展应用 B、C A 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 D、E 探索新知3 三、能量流动和物质循环关系 （课本P64） 项目 能 量 流 动 物 质 循 环 范围 形式 过程 特点 联系 生态系统各营养级之间 生物圈 主要以有机物中的化学能的形式 在生物群落和非生物环境间主要以CO2的形式 单向流动、逐级递减 全球性、循环往复运动 沿食物链（网）单向流动 在生物群落和非生物环境之间循环往复 二者是生态系统的主要功能，它们同时进行，相互依存，不可分割： ①能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程； ②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动； ③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返。 【任务2】阅读P65，完成下列表格： 22 学以致用 课本P60 二、拓展应用 1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。 （1）分析这两幅图， 完成这两个生态系统的能量流动图解。 23 探究 实践 探究土壤微生物的分解作用 （课本P65） (1)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_____、 等有关。 分解者 有机物 无机物 湿度 1.实验原理: 温度 秋天刚收获的花生 残留在土中的花生 枯枝落叶层 有机碎屑层 腐殖质层 淀积层 不同层次的土壤结构 24 探究 实践 探究土壤微生物的分解作用 （课本P65） 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 案例1 注意：土壤选取表层土；实验组的土壤要进行处理，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（例如，将 土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中处理一小时。） 25 探究 实践 探究土壤微生物的分解作用 （课本P65） 案例2 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 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 26 知识网络 学以致用 课本P67 1.能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。判断下列相关表述是否正确。 (1)物质循环发生在生物群落与非生物环境之间。 （ ） (2)能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。 （ ） 2.竹子中纤维素含量很高。大熊猫每天要吃大量竹子，但一般只能利用其中一小部分纤维素。研究表明，大熊猫的基因组缺少编码纤维素酶的基因，但是肠道中有多种纤维素分解菌。 (1)大熊猫与它肠道内某种纤维素分解菌的种间关系为（ ） A.捕食 B.寄生 C.互利共生 D.原始合作 √ × 一、概念检测 C 28 学以致用 课本P67 (2)下列叙述不合理的是（ ） A.大熊猫是初级消费者，属于第二营养级 B.大熊猫未消化的纤维素会被分解者利用循环 C.纤维素分解菌促进了生态系统中的物质 D.能量流动方向是竹子→大熊猫一纤维素分解菌 3.在生态系统中，使二氧化碳进入生物群落的生物主要是（ ） A.细菌 B.真菌 C.动物 D.绿色植物 一、概念检测 D D 29 分析碳循环的过程 （课本P61） 碳是构成生物体的重要元素之一，是生物大分子的基本骨架。 核心问题：生物体和大气中的碳含量是怎样维持相对稳定的？ 【任务1】阅读P61-62，回答下列问题： 1.碳元素在大气、水圈中、生物体内分别主要以什么形式存在？ 2.碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者的(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)？ 3.碳的进出除生产者、消费者、分解者外，还有没有其他途径？ 4.海洋对碳循环的作用？ 5.构建碳循环模型? 思考.讨论 30 1.碳元素在大气、水圈中、生物体内分别主要以什么形式存在？ 2.碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者的(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)？ 碳在大气、水圈（非生物环境）中主要以二氧化碳的形式存在。 碳在生物体内主要以有机物的形式存在； 进入生物群落 出到无机环境 生产者 消费者 分解者 光合作用:CO2→有机物 呼吸作用:有机物→CO2 摄食:从上一营养级获取有机物 呼吸作用:有机物→CO2 腐生:获取现成的有机物 分解作用:有机物→CO2 分析碳循环的过程 （课本P61） 思考.讨论 31 光合作用 呼吸作用 溶解 光合作用 大气中的二氧化碳库 呼吸作用 摄食 呼吸作用 微 生物 的分 解作 用 分解者 摄食 3.碳的进出除生产者、消费者、分解者外，还有没有其他途径？ 4.海洋对碳循环的作用？ 5.构建碳循环模型 分析碳循环的过程 （课本P61） 思考.讨论 海洋可以调节大气中的碳含量 （1）CO2与HCO3-的相互转化（水中）； （2）煤、石油等化石燃料的开采与使用将有机物分解为CO2等。 33 【例1】下图表示两个生物群落中腐殖质总量随时间而发生变化的情况,甲、乙分别代表的生物群落是 (　　) A.热带雨林、温带森林 B.温带草原、寒带针叶林 C.寒带针叶林、热带雨林 D.热带草原、温带草原 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.28.100 $