3.3生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)-高二生物課件（人教版2019選擇性必修2）

第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)1.生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程是怎樣的？2.怎樣理解生物富集的成因和危害？3.物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系是怎樣的？生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)干葉片中最基本的化學(xué)元素是什么?碳元素主要來自哪里?碳元素是如何構(gòu)建出一片新鮮的葉片的?葉片腐爛后碳元素又去哪里了?碳循環(huán)碳循環(huán)示意圖1.碳的存在形式：在非生物環(huán)境中：二氧化碳等；在生物群落中：主要是有機(jī)物。碳是構(gòu)成生物體的重要元素之一，組成生物體的蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)和核酸等都是以碳鏈為基本骨架形成的。碳循環(huán)碳循環(huán)示意圖2.碳是如何進(jìn)出生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者的（以什么形式、通過哪種生命活動、形成哪些產(chǎn)物等）?請用關(guān)鍵詞、線段、箭頭、方框等表示討論的結(jié)果。大氣中的二氧化碳庫生產(chǎn)者光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)物呼吸作用將有機(jī)物分解為CO2消費(fèi)者攝食將有機(jī)物分解為有機(jī)物呼吸作用將有機(jī)物分解為CO2碳循環(huán)碳循環(huán)示意圖2.碳是如何進(jìn)出生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者的（以什么形式、通過哪種生命活動、形成哪些產(chǎn)物等）?請用關(guān)鍵詞、線段、箭頭、方框等表示討論的結(jié)果。生產(chǎn)者消費(fèi)者攝食將有機(jī)物分解為有機(jī)物分解者殘枝敗葉遺體殘骸將現(xiàn)成有機(jī)物轉(zhuǎn)化為自身有機(jī)物將現(xiàn)成有機(jī)物轉(zhuǎn)化為自身有機(jī)物分解作用將有機(jī)物分解為CO2大氣中的二氧化碳庫碳循環(huán)非生物環(huán)境（CO2）生物群落（有機(jī)物）光合作用、化能合成作用呼吸作用、分解作用(2)進(jìn)入生物群落的途徑：(3)碳在生物群落內(nèi)傳遞的途徑：食物鏈（網(wǎng)）生產(chǎn)者的光合作用、化能合成作用(1)流動形式①生物群落與非生物環(huán)境間：CO2②生物群落內(nèi)部：含碳有機(jī)物二氧化碳(5)碳循環(huán)的形式：(4)碳返回非生物環(huán)境的途徑：②分解者的分解作用①生產(chǎn)者、消費(fèi)者的呼吸作用③化石燃料的燃燒水圈中的CO2庫碳循環(huán)討論：你如何看待人類活動對碳循環(huán)的影響？碳循環(huán)失調(diào)的后果：溫室效應(yīng)（1）溫室氣體：二氧化碳等（2）主要原因：①化石燃料的開采和使用大大增加了CO2的排放②森林、草原等植被遭到大面積破壞（3）緩解措施：①減少二氧化碳排放：開發(fā)新能源，減少化石燃料燃燒；②增加CO2的吸收和固定量：大力植樹種草，提高森林覆蓋率；③提高秸稈還田率，提高土壤儲碳量碳循環(huán)碳循環(huán)示意圖中各組成成分的判斷碳循環(huán)1.如圖是自然界碳循環(huán)的簡圖。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是A.甲為分解者，乙為消費(fèi)者，丙為生產(chǎn)者B.①②③表示CO2通過甲、丙、乙的呼吸作用進(jìn)入大

氣中C.④主要表示大氣中CO2通過光合作用進(jìn)入生物群落D.碳元素以無機(jī)物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流動√碳循環(huán)2.(2022·陜西西安高二期末)如圖為碳循環(huán)的部分示意圖。下列敘述正確的是A.碳元素在②③④⑤⑥過程中以有機(jī)物的形式流動B.①中的碳元素含量是⑦⑧中的碳元素含量之和C.圖中生產(chǎn)者、Ⅱ、Ⅲ

和Ⅳ可以構(gòu)成3條食物鏈D.豆科植物根部的根瘤菌所需的有機(jī)碳來自⑥過程√氮循環(huán)氮循環(huán)——固氮高能固氮是通過閃電、宇宙射線、隕石、火山爆發(fā)等所釋放的能量進(jìn)行固氮，形成的氨或硝酸鹽隨著降雨到達(dá)地球表面，屬于天然固氮方式。工業(yè)固氮是在高溫、高壓、催化劑的作用下，將氮?dú)膺€原為氨氣。工業(yè)固氮產(chǎn)量的不斷提高，對生態(tài)系統(tǒng)中氮的循環(huán)產(chǎn)生了重要的影響。生物固氮是通過固氮菌和藍(lán)藻等自養(yǎng)或異養(yǎng)微生物進(jìn)行固氮，生物固氮是最重要的固氮途徑。氮循環(huán)氮循環(huán)——氨化當(dāng)固定的無機(jī)氮被生物利用后，在體內(nèi)形成含氮有機(jī)化合物，通過代謝產(chǎn)生尿素和尿酸等產(chǎn)物，排出體外。尿素和尿酸等通過土壤和水中的很多異養(yǎng)細(xì)菌、放線菌和真菌的代謝活動，轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)化合物（氨）并把它釋放出來，這個過程就稱為氨化作用。氨和銨鹽難以被直接利用，必須通過硝化作用轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。氨和銨鹽被硝化細(xì)菌（包括亞硝酸鹽細(xì)菌和硝酸鹽細(xì)菌）氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的過程稱為硝化作用。氮循環(huán)——硝化氮循環(huán)——反硝化硝酸鹽等含氮化合物在反硝化細(xì)菌的作用下轉(zhuǎn)化為N2、NO和N2O，這個過程稱為反硝化作用。水循環(huán)水循環(huán)示意圖生物在水循環(huán)中起的作用很小。水循環(huán)是由太陽能推動的。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是指組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素都不斷進(jìn)行著從非生物環(huán)境

到

生物群落，又從生物群落

到

非生物環(huán)境

的循環(huán)過程，就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。特點：循環(huán)性全球性——生物地球化學(xué)循環(huán)在農(nóng)田中大量使用DDT有機(jī)農(nóng)藥會殃及南極的企鵝。生物富集人類活動向環(huán)境排放的很多有害物質(zhì)人工合成的有機(jī)化合物，如DDT、六六六等。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)一些重金屬，如鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)等。參與有害物質(zhì)的循環(huán)過程碳、氮等元素的循環(huán)過程不同生物富集1.概念：

生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機(jī)體內(nèi)濃度

環(huán)境濃度的現(xiàn)象。超過2.常見的生物富集物質(zhì)：如DDT、六六六等重金屬：人工合成的有機(jī)化合物：如鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)等：在環(huán)境和生物體中存在形式是比較穩(wěn)定的；富集物質(zhì)必須是生物體能夠吸收的且不易排出的；富集物質(zhì)在生物代謝過程中是不易被分解的；4.生物富集的主要途徑：食物鏈、食物網(wǎng)生物富集①具有全球性②有害物質(zhì)在生物體內(nèi)的濃度會沿食物鏈不斷升高5.生物富集現(xiàn)象的特點魚鷹（2.5×10-5）大魚（2×10-6）小魚（5×10-7）植物（4×10-8）水（3×10-12）有害物質(zhì)在生物體內(nèi)的濃度能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系比較物質(zhì)循環(huán)和能量流動，闡釋二者的區(qū)別和聯(lián)系1.請在碳循環(huán)過程模型上繪制能量流動過程。能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系項目能量流動物質(zhì)循環(huán)范圍生態(tài)系統(tǒng)________________特點____________________________聯(lián)系同時進(jìn)行、相互依存、不可分割：(1)能量的

、

、轉(zhuǎn)移和釋放，都離不開物質(zhì)的合成和分解等過程；(2)物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動的

；(3)能量是物質(zhì)在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)往返的______各營養(yǎng)級全球性單向流動，逐級遞減反復(fù)利用固定儲存載體動力能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系3.分析如圖所示的生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系簡圖，不能得到的結(jié)論是A.物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動B.能量作為動力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)往返C.能量①②③④的總和便是生產(chǎn)者所固定的太陽能總量D.碳在生物群落和非生物環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進(jìn)行的√【探究·實踐】探究土壤微生物的分解作用1.《探究土壤微生物在落葉分解中的作用》該實驗的自變量、因變量、無關(guān)變量是什么？在實驗中是如何控制自變量的？實驗結(jié)果是怎樣的？2.《探究土壤微生物對淀粉的分解作用》該實驗的自變量和因變量是什么？實驗中選用什么試劑檢測因變量的變化？該實驗的設(shè)計思路是什么？請同學(xué)們自主閱讀教材P65-66，小組合作思考討論完成問題。

提出問題實驗假設(shè)實驗設(shè)計自變量實驗組對照組實驗現(xiàn)象結(jié)論分析落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？落葉在土壤微生物的作用下可以腐爛土壤中是否含微生物對土壤高溫處理（滅菌）對土壤不做任何處理（自然狀態(tài)）相同時間內(nèi)對照組落葉腐爛，實驗組不腐爛土壤微生物對落葉有分解作用參考案例1：土壤進(jìn)行處理，排除土壤微生物的作用，同時要盡可能避免土壤理化性質(zhì)的改變。不能加熱烘干，會導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)發(fā)生改變，可將土壤用塑料袋包好，放在60℃恒溫箱中1小時滅菌【探究·實踐】探究土壤微生物的分解作用參考案例2：提出問題實驗假設(shè)實驗設(shè)計自變量實驗組對照組實驗現(xiàn)象加入碘液