3.1 生态系统的物质循环导学案2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2
生态圈“食物链”大揭秘
第三章 第3节 生态系统的物质循环
学习目标：
1.通过分析碳循环的过程，建构概念模型，概述物质循环的概念、过程和特点(重、难点)。
2.总结生态系统能量流动与物质循环的关系，明确两者是一个统一的整体。
3.了解生物富集现象，分析人类生命活动对碳循环平衡的影响，简单解释其与全球变暖的关联。
【自主预习，悟新知--4min】
阅读课本P61-65页，完成下面的填空：
1.生态系统的物质循环
（1）概念：组成生物体的 等元素，都在不断进行着从 到 ，又从 到 的循环过程。
（2）特点：①全球性：物质循环中所说的“生态系统”指的是地球上最大的生态系统——生物圈，因此又叫 。
2.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）常见存在生物富集现象的污染物
（1）重金属：如 、镉（Cd）、汞（Hg）等
（2）人工合成的有机化合物：如 、 等
（3）一些放射性物质
3.物质循环和能量流动的区别和联系
项目 | 能量流动 | 物质循环 |
范围 | 生态系统 |
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特点 |
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联系 | 同时进行、相互依存、不可分割： (1) 能量的 、 、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程； (2)物质是能量沿食物链(网)流动的 ； (3)能量是物质在生物群落和非生物环境之间循环往返的 。
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【合作探究，提素养--20min】
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探究任务一：揭开物质循环的秘密——构建碳循环模型
- 请同学们以小组为单位，利用手中的材料包（生产者、消费者、分解者、非生物物质卡片，马克笔等）构建物质循环模式图，
- 将其粘在白纸上；用箭头连接碳的流动路径；在箭头旁标注“作用方式”（如“光合作用”“呼吸作用”）；
- 派1名代表稍后展示。
总结（1）碳在非生物环境的存在形式：
（2）碳在生物体内的存在形式：
（3）碳进入生物体的途径：
（4）碳在生物体之间传递途径：
（5）碳进入非生物环境的途径：
（6）碳在生物群落与非生物环境间循环形式：
探究任务二：生态系统其的他物质循环
图1.硫循环 图2.氮循环
根据图一硫循环示意图回答以下问题
（1）硫循环的主要形式：
（2）硫在生物群落体内的存在形式：
（3）硫进入非生物环境的途径：
（4）硫循环出现问题：
根据图二氮循环示意图回答以下问题
(1) 植物吸收的氮以什么形式存在？
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(2)大气中的氮气通过什么途径进入生物群落？
(3)生物群落中的氮最终通过什么途径返回大气中？
(4)据图可知氮元素是不断循环的，但农田生态系统为什么仍需不断施加氮肥？
探究任务三：异常案例分析
案例一：华东师范大学夏建阳教授团队依托浙江天童森林生态系统国家野外科学观测研究站，进行了长达8年的野外控制实验。研究发现，长期干旱显著减少了土壤可利用氮（下降14.3%）和铵态氮（下降14.6%），林冠叶面积指数显著下降约10.5%，树木相对生长速率下降19%至32%。同时，优势树种叶片的δ¹⁵N显著升高，表明氮循环趋于更加“开放”，土壤氮素更容易流失，亚热带常绿阔叶林可能面临水分紧张与氮限制的“双重压力”。
案例二：2023年，日本东京电力公司报告显示，在福岛第一核电站港湾内捕获的海鱼许氏平鲉体内放射性元素铯的含量达到每千克18000贝克勒尔，超过日本食品卫生法所规定标准的180倍。这是自2011年福岛核电站事故后，首次发现港湾内鱼类体内放射性物质如此严重超标。日本于2021年决定将福岛第一核电站的核污染水排放到太平洋，放射性物质可通过海洋生物的摄食等行为在体内富集，除鱼类外，贝类、虾类等其他海洋生物也可能受到影响。
问：以上案例给我们怎样的启示？
【课堂检测，固新知--5min】
1.碳中和是指CO2吸收量和CO2排放量达到平衡，实现CO2的“零排放”。研究碳循环是实现“碳中和”的重要基础。下列说法错误的是
A.碳在生物群落和非生物环境之间主要以CO2的形式循环
B.大气中的CO2主要通过绿色植物的光合作用进入生物群落
C.控制生物体呼吸产生的CO2量是实现碳中和的重要措施
D.植树造林、增加绿地面积有助于降低大气中的CO2浓度
2.如图为碳循环示意图，下列有关叙述错误的是
A.图中①代表光合作用、③代表有氧呼吸
B.①～④过程伴随能量的输入、传递、转化和散失
C.CO2能够随着大气环流在全球范围内流动
D.CO2在大气圈和水圈之间的交换有利于调节大气中的碳含量
3.（多选）某国将含有氚等放射性元素的核污水排入海洋的行为遭受到国际社会的广泛谴责。下列叙述正确的是（ ）
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