生态系统的物质循环课件 【备课精研+高效课堂】高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

第三章 生态系统及稳定性第3节 生态系统的物质循环 这两种元素在这两种元素在生物群落生物群落和和非生物环境非生物环境之间不断循环。之间不断循环。呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大气中。你能想象这些二氧化碳分子的去向吗？食物食物人体的细胞呼吸人体的细胞呼吸COCO2 2植物的光合作用植物的光合作用思考讨论？二氧化碳能溶于水，因此可在二氧化碳能溶于水，因此可在大气和海洋、河流大气和海洋、河流之间进行交换。此之间进行交换。此外，碳还可以外，碳还可以长期固定或保存在非生命系统长期固定或保存在非生命系统中，如固定于中，如固定于煤、石油或木材煤、石油或木材中。人类对中。人类对煤和石油煤和石油等能源的利用，向大气中排放了大量的二氧化碳。等能源的利用，向大气中排放了大量的二氧化碳。分析碳循环的过程1、碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？CO2和碳酸盐 含碳有机物根据课本P62及图3-10，回答以下问题：？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）？光合作用等：将二氧化碳转化为有机物；生产者呼吸作用：将有机物分解为二氧化碳。消费者摄食等：将前一营养级的有机物转化为自身的有机物；呼吸作用等：将有机物分解为二氧化碳。食腐、腐生等：将现成有机物转化为自身有机物；分解者微生物的分解作用等：将有机物分解为二氧化碳。进-出-进-出-进-出-煤、石油煤、石油燃烧大气中的大气中的COCO2 2库生生产者者 消消费者者光光合合作作用用呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用摄食食分解者分解者分解作用（有机物）（有机物）食物食物链、网、网思考：动植物遗体一定都会被分解者分解吗？海洋等水体中碳酸海洋等水体中碳酸氢根氢根溶解分解分析碳循环的过程2.请用关键词、线段、箭头、方框等表示碳进出生产者、消费者、分解者的形式、通过的生命活动、形成哪些产物等。思考讨论？【碳循环示意图变式分析】【碳循环示意图变式分析】A_ B_C_ D_A_B_C_D_E_F_生产者生产者大气中的大气中的COCO2 2库库消费者消费者分解者分解者大气中的大气中的COCO2 2库库三级消费者三级消费者分解者分解者次级消费者次级消费者生产者生产者初级消费者初级消费者融会融会贯通通一、碳循环1、碳的存在形式：主要以CO2的形式存在，还有碳酸盐主要以含碳有机物的形式存在非生物环境中：在生物体内：2、碳的循环形式：在生物群落和非生物环境之间：碳主要以 形式循环。在生物群落内部：碳以 形式沿食物链、食物网传递。含碳有机物CO2（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）3、碳进入生物群落的途径生产者的光合作用化能合成作用4、碳返回非生物环境的途径：生产者、消费者的 。分解者的 (实质是呼吸作用)。化石燃料的 。呼吸作用分解作用燃烧5、实现碳循环的关键成分：生产者和分解者是否只有碳能循环？组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，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，这就是生态系统的物质循环，又叫生物地球化学循环。1.概念：这里的物质是指？这里的生态系统是指？C C、HH、OO、NN、P P、S S等基本元素等基本元素生物圈生物圈2.特点：具有全球性：物质循环的范围为生物圈。循环往复运动：物质可被生物群落反复利用，对改进农业生产方式有多方面的启示，例如可以采用种养结合的模式，促进物质循环，提高经济效益。二、生态系统的物质循环在哪里循环？生物群落与无机环境之间生物群落与无机环境之间3.在农业方面的应用：二、生态系统的物质循环种养结合模式鱼稻共生稻田养鸭动物的取食、消化能促物的取食、消化能促进物物质循循环；动物呼出的物呼出的CO2也可也可为水稻的光合作用水稻的光合作用补充原料充原料动物物粪便被分解者分解后可供植物吸收利用，便被分解者分解后可供植物吸收利用，3.你如何看待人类活动对碳循环的影响？消极影响：消极影响：积极影响：积极影响：温室效应温室效应（1 1）形成原因：）形成原因：化石燃料的化石燃料的开采和使用开采和使用大大增加了二氧化碳的大大增加了二氧化碳的排放排放（主要原因）（主要原因）森林、草原等森林、草原等植被植被遭到大面积遭到大面积破坏破坏。（2 2）危害：）危害：气温升高、冰川加速融化、海平面上升冰川加速融化、海平面上升与社会的与社会的联系系大力开展植树造林、开发新能源、发展节能产业大力开展植树造林、开发新能源、发展节能产业 我国一方面采取积极措施减少我国一方面采取积极措施减少二氧化碳的排放，另一方面大力植树二氧化碳的排放，另一方面大力植树种草，提高森林覆盖率。种草，提高森林覆盖率。塞罕坝林场戒奢侈、捐旧衣点适量、不浪费重隔热、简装修乘公交、少开车关水电、节约纸个人低碳生活情感教育情感教育练一练练一练 1.1.（20212021广东高考真题）为积极应对全球气候变化，我国政府在广东高考真题）为积极应对全球气候变化，我国政府在20202020年的联合年的联合国大会上宣布，中国于国大会上宣布，中国于20302030年前确保碳达峰（年前确保碳达峰（COCO2 2排放量达到峰值），力争在排放量达到峰值），力争在20602060年前实现碳中和（年前实现碳中和（COCO2 2排放量与减少量相等），这是中国向全世界的郑重承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：诺，漳显了大国责任。回答下列问题：（1 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）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。自西方工业革命以来，大气中来，大气中COCO2 2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 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）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 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）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，减少来看，减少_ _和增加和增加_是实现碳达峰和碳中和的重是实现碳达峰和碳中和的重要举措。要举措。碳平衡碳平衡极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升光合作用和化能合成作用光合作用和化能合成作用捕食捕食分解作用分解作用二氧化碳的排放二氧化碳的排放二氧化碳的去路二氧化碳的去路是不是所有物质都能较快地通过食物链回归非生物环境？是不是所有物质都能较快地通过食物链回归非生物环境？铅铅(Pb)(Pb)、镉、镉(Cd)(Cd)、汞、汞(Hg)(Hg)等元素的循环过程是怎样的？等元素的循环过程是怎样的？请带着问题阅读课本请带着问题阅读课本P63-64P63-64科学家经过研究发现，科学家经过研究发现，水体和多种水生生物体内的铅浓度水体和多种水生生物体内的铅浓度如图所示。如图所示。思考讨论？1、生物富集实例铅的富集铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高煤燃烧、有色金属冶炼，铅煤燃烧、有色金属冶炼，铅被排放进入大气被排放进入大气进入土壤进入土壤进入水体进入水体植物根、植物根、叶吸收叶吸收水生植物、动物直接吸水生植物、动物直接吸收铅、饮用含铅的水收铅、饮用含铅的水铅进入体内形成多种比较稳定的铅的化合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，积蓄在体内致铅不易被排出，积蓄在体内三、生物富集三、生物富集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。1.概念：2.常见存在生物富集现象的污染物重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等人工合成的有机化合物：如DDT、六六六等3.生物富集的主要途径：食物链、食物网4.生物富集现象的特点:全球性全球性有害物质有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高在生物体内的浓度会沿食物链不断升高5.5.生物富集的生物富集的危害：在生物体内形成积累性中危害：在生物体内形成积累性中毒。毒。进入人体的甲基汞在体内代谢缓慢，且不易排出，严重时会引起中毒。进入人体的甲基汞在体内代谢缓慢，且不易排出，严重时会引起中毒。通过血脑屏障进入大脑的汞会侵害脑神经，导致脑萎缩。通过血脑屏障进入大脑的汞会侵害脑神经，导致脑萎缩。19521952年，日本年，日本5 5万多只猫集体跳万多只猫集体跳海自尽海自尽20172017年年9 9月月2424日日水俣公约水俣公约第一届缔约第一届缔约国会议开幕国会议开幕 日本患者呼吁加强管控日本患者呼吁加强管控四、能量流动和物质循环的关系能量流动物质循环范围形式特点渠道联系生物群落(各营养级之间)生物圈主要以有机物中的化学能的形式单向流动、逐级递减全球性、循环往复运动沿食物链、食物网单向流动在生物群落（食物链、网）和非生物环境之间循环往返同时进行，相互依存，不可分割能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程；物质是能量沿食物链网流动的载体；能量是物质循环的动力。光能化学能热能化学元素(无机物有机物无机物)生生态态系系统统的的物物质循环质循环概念概念特点特点实例：碳循环实例：碳循环生生物物富富集集探探究究土土壤壤微微生生物物的的分分解解作用作用概念概念条件条件污染物污染物过程过程探究原理探究原理实验流程实验流程技术要求技术要求非生物环境非生物环境 元素元素元素元素 生物群落生物群落循环性循环性全球性全球性概念概念碳的存在形式碳的存在形式碳出入生物群落的途径碳出入生物群落的途径碳循环失调碳循环失调-温室效应温室效应课堂小堂小结练习与应用练习与应用一、概念检测：一、概念检测：C C D DD D二、拓展应用二、拓展应用1.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。2.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。3.B和C D和E A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。一、实验原理 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，它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主要与环境温度和湿度有关。探究土壤微生物的分解作用案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？提出问题落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？实验假设实验设计自变量实验组对照组因变量无关变量预测结果结论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60处理1h(灭菌：排除微生物作用)对土壤不做任何处理(自然状态)二、案例分析落叶是否腐烂（比较腐烂程度）落叶的量、土壤的量等（保证适宜且相同）对照组(土壤不灭菌)的叶片比实验组(土壤灭菌)的叶片腐烂程度严重。落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的。实验前后叶片干重的变化量取出纱布烧杯土壤水水玻璃棒 将取自农田、林地或花盆等处的土壤放入里面垫有厚纱布的烧杯中，加水搅拌，然后将纱布连同土壤一起取出。将留在烧杯中的土壤浸出液静置一段时间备用。制备土壤浸出液制备土壤浸出液二、案例分析二、案例分析案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用提出问题土壤微生物能分解淀粉吗？实验假设实验设计自变量实验组对照组因变量无关变量预测结果结论二、案例分析案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用土壤微生物能分解淀粉蒸馏水(空白对照)土壤浸出液(含土