3.3 生态系统的物质循环课件-2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修2

该高中生物学课件以生态系统物质循环为核心，涵盖碳循环、水循环、氮循环及生物富集等内容。通过“问题探讨”（如胡杨死亡不腐烂）导入，从物质循环概念出发，逐步展开碳循环的存在形式、生物环节及模型构建，衔接能量流动关系与实验探究，辅以思考讨论、针对训练等学习支架。 其亮点在于融合生命观念（物质与能量观）、科学思维（建模分析）和探究实践（实验设计），如通过关键词构建碳循环模型培养建模能力，土壤微生物分解实验（实验组高温灭菌对照）落实探究实践，结合温室效应分析强化社会责任。助力学生理解物质循环本质，培养科学思维，为教师提供系统资源与多样化教学活动设计。

生态系统的物质循环 第3章 生态系统及其稳定性 人教版高中生物选择性必修2 碳循环 1 1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？ 1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？ 非生物环境: 主要以CO2和碳酸盐的形式存在 大气中的CO2库 主要存在于岩石圈中 主要是含碳有机物。 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)？ 大气中的CO2库 生产者 生产者 生产者 光 合 作 用 光 合 作 用 溶解 光合作用 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 呼吸作用 生产者 (2)呼吸作用:将有机物分解为二氧化碳。 (1)光合作用等:将二氧化碳转化为有机物。 大气中的CO2库 生产者 生产者 生产者 光 合 作 用 光 合 作 用 溶解 光合作用 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 呼吸作用 消费者 摄食 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 消费者 消费者 (2)呼吸作用等:将有机物分解为二氧化碳。 (1)摄食等：将前一营养级的有机物转化为自身的有机物。 大气中的CO2库 生产者 生产者 生产者 光 合 作 用 光 合 作 用 溶解 光合作用 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 呼吸作用 消费者 摄食 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 消费者 分解者 用 作 解 分 的 物 生 微 分解者 (2)微生物的分解作用等：将有机物分解为二氧化碳。 (1)食腐、腐生等:将现成有机物转化为自身有机物。 大气中的CO2库 生产者 生产者 生产者 光 合 作 用 光 合 作 用 溶解 光合作用 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 呼吸作用 消费者 摄食 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 消费者 分解者 用 作 解 分 的 物 生 微 煤、 石油 化石燃料的燃烧 二氧化碳能溶于水，因此可在大气和海洋、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，向大气中排放了大量的二氧化碳。 1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？ 在非生物环境中： 主要是CO2，少许碳酸盐。 在生物群落中： 主要是含碳有机物 2.碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节？ 在生物群落和非生物环境之间： CO2 思考·讨论 传递途径： 食物链、食物网 传递途径： 光合作用和化能合成作用 遗体和排出物 摄食 燃烧 生产者 消费者 分解者 化石燃料(煤、石油) 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 结合图3-10，请用关键词、箭头、方框等构建碳循环的模型 11 常见物质循环模型 12 A：生产者 B：分解者 A B C D E F C：大气中的二氧化碳库 D：初级消费者 E：次级消费者 F：三级消费者 碳循环示意图 1.双向箭头连接生产者和非生物的物质和能量 2.除过双箭头连接成分外，只有一个指出箭头的是分解者 针对训练 生产者 大气中的CO2库 分解者 初级消费者 次级消费者 大气中的CO2库（非生物的物质和能量） 三级消 次消 初消 生产者 分解者 针对训练 温室效应 (1）原因 化石燃料的大量燃烧（主要原因） 森林、草原等植被的破坏 (2）危害 极地和高山冰川加速融化 海平面上升 气温升高 应对措施： 减少化石燃料使用，开发新能源, 减少CO2排放 植树造林，保护环境，秸秆还田, 增加CO2固定 SZ-LWH 与社会的联系 15 1.概念 组成生物体的　　　　　　　　　　等基本元素，在不断进行着从　 　　　 到　　　 　，又从　 　　的循环过程。这就是 生态系统 的 物质循环 。 非生物环境 C、H、O、N、P、S 生物群落 生物群落到非生物环境 这里的物质是指？ 这里的生态系统是指？ 元素 生物圈 2.特点 ①全球性 ②循环性 物质循环 16 水循环 水循环示意图 固氮： 高能固氮、 工业固氮、 生物固氮(最重要的固氮途径)。 氮循环 思考·讨论 ①动物的取食、消化能促进物质循环； 学以致用：（P63） 稻田养鸭养鱼，请从物质循环角度说说它的好处： ③动物呼出的CO2还可为水稻的光合作用补充原料 ②动物粪便被分解者分解后可供植物吸收利用， 1.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 针对训练 20 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。 1.胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？ 荒漠缺水，分解者数量少，因此死亡后的胡杨无法被快速分解。 问题探讨 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？ 21 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？ 荒漠中生产者的种类与数量少，能制造的有机物总量就少；消费者与分解者也少，导致物质循环缓慢；不能有效地释放回土壤。因此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，因此，长有胡杨的荒漠土壤比草原的更为贫瘠。 问题探讨 22 生物富集 3 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 环境浓度的现象。 超过 2.物质 （2）人工合成的有机物: 如DDT、六六六等。 （1）重金属: 如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。 3.生物富集的主要途径： 食物链、食物网 生物富集 24 4.生物富集的物质的特点 ①在环境和生物体中存在形式是比较______的； ②必须是生物体能够______的且 的； ③在生物代谢过程中是____________的。 稳定 吸收 不易被分解 不易排出 水 植物 小鱼 大鱼 鱼鹰 5.生物富集现象的特点 （1）具有全球性 （2）有害物质沿食物链逐级递增 25 A、B、C、D为食物网中的四个生物种群，各种群DDT富集如图所示，则该生物之间可能构成的食物链（网）是： DDT相对含量 D B C A 针对训练 能量流动和物质循环的关系 3 1.物质循环和能量流动和 信息传递 是生态系统的主要功能，它们同时进行，彼此相互依存，不可分割。 3.物质是能量流动的载体，使能量沿食物链流动。 能量是物质循环的动力，使物质能够不断在生物群落和非生物环境间循环往返。 2.能量的固定、储存、转移、释放，离不开物质的合成和分解。 物质循环和能量流动的关系 项目 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) 29 探究土壤微生物的分解作用 3 将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中处理一小时。 排除土壤微生物的作用 土壤不进行处理，自然状态 实验结果： 落叶未腐烂 落叶腐烂 案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？ 排除土壤微生物的作用 自变量是什么，因变量检测什么？ 31 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 探究落叶是在土壤微生物的作用下的腐烂 32 （1）配制土壤浸出液 淀粉 碘液 变蓝 淀粉 葡萄糖 产生砖红色沉淀 分解 斐林试剂 水浴加热 1.实验原理： 2.实验步骤： 案例2：探究土壤微生物的分解作用？ 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 34 练习与应用 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。 （ ） √ × 练习与应用 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 D 36 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 (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 C D 练习与应用 37 4.生物圈是不是一个在物质上自给自足的系统？为什么？ 是。生物圈是指地球上所有生物与其非生物环境的总和,它们通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。 5.同碳元素一样，氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。 为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢? 农田是人工生态系统, 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。以提高农作物的产量。 练习与应用 38 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_______,食性的鱼是_______, 为什么? 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和E A B和C 练习与应用 这三种重金属(Hg、Pb、Cd)会富集在鱼体内，并沿食物链逐渐在鱼体内聚集，营养级越高，相对含量越高。 39 这三种重金属(Hg、Pb、Cd)会富集在鱼体内，并沿食物链逐渐在鱼体内聚集，营养级越高，它们的相对含量越高。 A鱼体内三种重金属的含量都是最低的，因此A为草食性鱼 B和C鱼体内，三种重金属的含量都高于A，但低于D和E，因此B和C可能是杂食性鱼； D和E鱼体内，三种重金属的含量都远高于A、B和C，因此D和E可能是肉食性鱼。 练习与应用 40 THANKS Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.31 $