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

第三章 生态系统 第三节 生态系统的物质循环 保罗·赫尔曼·穆勒是一位瑞士化学家。1939年秋，他发现了DDT的杀虫功效，因此在1948年得到诺贝尔生理学或医学奖。这是首次由非生理学家夺此殊荣。 DDT使用多年后，科学家从生活在南极的企鹅脂肪组织内检测到。而南极大陆从未使用过DDT，地球上的物质是怎样循环的呢？ （Paul Hermann Müller，1899年1月12日出生于瑞士索洛图恩州奥尔坦，1965年12月12日逝世于巴塞尔） 任务一：阅读“积极思维”中相关内容，了解水循环的过程。 蒸发 植物的蒸腾作用 降水 蒸发 水在全球迁移和变化示意图 地下径流 思考： 蒸发和降水推动了水在全球范围内进行循环。蒸发和降水过程是怎样进行的？ 降水 降水 地表径流 海洋 陆地 大气中的水 蒸发 蒸发 降水 物质循环的概念 组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙等元素，在生态系统中不断地进行着无机环境到生物群落，再回到无机环境的循环过程，这一过程称为生态系统的物质循环。 a.这里的物质是指什么？ b.这里的生态系统是指什么？ c.在哪两者之间循环？ 组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素 是指地球上最大的生态系统——生物圈 生物群落与无机环境之间 一、生态系统的物质是不断循环的 物质循环的特点 (1) ：物质循环是在地球上最大的生态系统—— 中进行的，又称为生物地球化学循环。 (2)循环性：化学元素在无机环境与 之间可以循环往复运动，不会消失。 全球性 生物圈 生物群落 生物 群落 组成生物体的C、H、O、N等元素 无机 环境 反复循环 （1）碳在无机环境和生物体内分别以什么形式存在？ （2）碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节的？ （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）完善碳循环示意图。 1.碳循环 任务二：阅读教材85页相关内容，了解碳循环的过程，并思考以下问题。 1.碳循环 讨论1：碳在无机环境和生物体内分别以什么形式存在？ 在无机环境中： 主要是CO2，少许碳酸盐（岩石圈） 在生物群落中： 主要是含碳有机物。 讨论2：碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节的？ 进：光合作用（主要方式） 生产者 (将二氧化碳转化为有机物) (将有机物分解为二氧化碳) 出：呼吸作用 化能合成作用 讨论2：碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节的？ 消费者 进：摄食 出：呼吸作用 （将有机物分解为二氧化碳） (将前一营养级的有机物转化为自身的有机物） 分解者 进：食腐、腐生 出：微生物的分解作用 （将现成有机物转化为自身有机物） （将有机物分解为二氧化碳） 讨论2：碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节的？ 讨论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）煤、石油等化石燃料的开采与使用。将有机物分解为二氧化碳。 大气中的二氧化碳库 煤、石油 水体中的HCO3-等 岩石中的CaCO3等 （2）大气中CO2与水中HCO3-的相互转化； (3)岩石圈中CaCO3与水中HCO3-的相互转化； 【碳循环示意图】 遗体和排遗物 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 或化能合成作用 大气中的CO2库 分解作用 非生物 环境 生物 群落 大气环流 海洋洋流 碳循环具有循环往复、全球性的特点 （1）碳在无机环境中的主要存在形式： （2）碳进入生物群落的主要方式： （3）碳在生物群落中以 形式，沿 传递 （4）碳返回无机环境的途径： （5）碳循环的形式： CO2 CO2和碳酸盐 含碳有机物 光合作用（及化能合成作用） 食物链和食物网 ①动植物的呼吸作用 ②分解者的分解作用 ③化石燃料的燃烧 【碳循环】 14 2.碳循环的失衡——温室效应 （1）原因： 化石燃料的大量燃烧及植被的破坏，导致了CO2含量的增加，打破了生物圈的碳循环平衡； （2）影响： 气候变暖导致的冰川、雪山融化，海平面上升等； ①开发新能源,减少化石燃料的燃烧 （减少CO2的来源） ②大力推行植树造林 （增加CO2的去路） ③绿色出行等。 （3）应对措施： E_____________ F_____________ C_________________ A_________________ B_________________ 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 判定要点： 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 D_____________ 【拓展提升】碳循环图解中各成分的判定方法 大气中的CO2库 生产者 消费者 分解者 大气中的CO2库 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 分解者 （1）判断下列碳循环模式图中各字母所代表的成分 合 作 探 究 ①__________ ②__________ ③_________________ ④_________________ ⑤_________________ 光合作用 捕食（摄食） 动植物的呼吸作用 分解者的分解作用 化石燃料的燃烧 （2）如图是生态系统的碳循环示意图。其中①~⑤表示碳元素在生态系统中循环的途径。 合 作 探 究 3.氮循环 4.磷循环 5.硫循环 【能量流动和物质循环的关系】 项目 能量流动 物质循环 形式 光能→ →热能(一般形式) 以 形式流动 过程 沿 单向流动 在___________________间往复循环 范围 生态系统_________ _______ 特点 ___________________ ____________________ 联系 同时进行、相互依存，不可分割： ①能量的 、转移和释放，都离不开物质的___________等过程； ②物质是能量沿 流动的载体； ③能量是物质在生物群落和无机环境之间往返循环的_____ 化学能 食物链(网) 化学元素 无机环境和生物群落 各营养级 全球性 单向流动，逐级递减 反复出现，循环流动 固定、储存 合成和分解 食物链(网) 动力 1.概念： 有害物质循环是指那些对有机体有害的物质进入生态系统，通过食物链富集或被分解的过程。 2.物质 人工合成的有机物： 如DDT、六六六等。 重金属： 如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。 3.发生生物富集的物质的特点 ①大多数是_____________； ②在生物代谢过程中是____________的__________ 和____________； 难以分解 4.生物富集的主要途径——____________________ 食物链、食物网 有机大分子 重金属元素 有害物质 二、有害物质通过食物链呈现富集现象 雕（833万倍） 大鱼（66万倍） 小鱼（17万倍） 浮游（1.3万倍） 水（1倍） 有害物质在生物体内的浓度 任务三：阅读教材88页“积极思维”内容，思考DDT是如何富集的？ 5. 生物富集现象的特点 ①具有全球性： 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 。 浮游生物 鱼 白头海雕 水 不断升高 雕（833万倍） 大鱼（66万倍） 小鱼（17万倍） 浮游（1.3万倍） 水（1倍） 有害物质在生物体内的浓度 煤燃烧、有色金属冶炼 汞进入大气、水、土壤 进入土壤 进入水体 植物根吸收叶片摄入汞 被生物吸收，转变为毒性更大的有机汞。 海水汞浓度为0.0001mg/kg时，浮游生物可达0.001~0.002mg/kg，小鱼可达0.2~0.5mg/kg，大鱼体内的汞比海水高1万~5万倍。 含汞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 6.实例——汞的富集过程 1.如图为生态系统能量流动和物质循环的关系图，下列错误的是 A.能量流动和物质循环在生态系统中相依相伴进行 B.图中②可表示热能，⑤既能表示能量流动也能表示物质循环 C.不易被分解的有害物质沿③，④传递会表现出生物富集作用 D.若图中物质循环表示氮循环，则氮在③④过程的传递形式主要为含氮有机物 B 2.施用农药DDT的地区，虽然占陆地面积的一小部分，可是远离施药地区的南极，动物体内也发现了DDT，这种现象说明了 A.DDT是挥发性物质 B.DDT已加入全球性的生物地球化学循环 C.考察队将DDT带到了南极 D.南极动物也偶尔到施用农药的地区寻食 B Lavf57.58.101 Lavf56.15.100 $