3.3生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)課件高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2

胡楊能抗干旱、御風(fēng)沙、耐鹽堿，可頑強地在荒漠中生存繁衍。然而，受水資源短缺的影響，一些遠(yuǎn)離水源的胡楊也難逃死亡的厄運。這些死亡的胡楊雖歷經(jīng)烈日和荒漠的摧殘，卻依然傲立于大漠，其枝干往往呈現(xiàn)出千姿百態(tài)的奇特造型。問題探討討論1.胡楊死亡后，為什么很長時間都沒有腐爛？2.有研究表明，長有胡楊的荒漠土壤一般比草原的貧瘠，這是為什么？第3節(jié)

生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)第三章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性一、碳循環(huán)

二氧化碳溶入水，因此可在大氣和海洋、河流之間進行交換。此外，碳還可以長期固定或保存在非生命系統(tǒng)中，如固定于煤、石油或木材中。人類對煤和石油等能源的利用，向大氣中排放了大量的二氧化碳。分析討論：1.碳在非生物環(huán)境和生物體內(nèi)分別以什么形式存在？2.碳是如何進出生產(chǎn)者、消費者、分解者的（什么形式、那種生命活動、形成那些產(chǎn)物）?

請用關(guān)鍵詞、線段、箭頭、方框等表示討論的結(jié)果。3.你如何看待人類活動對碳循環(huán)的影響？分析碳循環(huán)的過程1、碳在非生物環(huán)境和生物體內(nèi)分別以什么形式存在？CO2和碳酸鹽含碳有機物2、碳在無機環(huán)境和生物群落之間主要是以什么形式進行循環(huán)的？循環(huán)的范圍如何？CO2生物圈3、碳是如何進出生產(chǎn)者、消費者、分解者的？（什么形式、那種生命活動、形成那些產(chǎn)物？）

一、碳循環(huán)進生物體生產(chǎn)者光合作用

化能合成作用分解者腐生出生物體生產(chǎn)者、消費者呼吸作用消費者攝食分解者分解作用化石燃料燃燒動植物遺體和排泄物泥炭煤石油呼吸作用大氣中的CO2庫廠房、汽車等呼吸作用光合作用微生物的分解作用燃燒攝食一、碳循環(huán)大氣中的CO2庫生產(chǎn)者光合作用呼吸作用分解作用呼吸作用燃燒食物鏈和食物網(wǎng)消費者捕食碳循環(huán)的文字圖解化石燃料遺體殘骸遺體殘骸分解者遺體遺體水圈中的CO2庫海洋對于調(diào)節(jié)大氣中的碳含量起著非常重要的作用碳循環(huán)中各成分的確定方法[規(guī)律總結(jié)]碳循環(huán)中各成分包括:生產(chǎn)者、消費者、分解者和大氣中的CO2庫。生產(chǎn)者大氣中的CO2庫消費者分解者【檢測】識圖A______________B______________C______________D______________A______________B______________C______________D______________E______________F______________生產(chǎn)者大氣中的二氧化碳庫消費者分解者大氣中的二氧化碳庫三級消費者分解者次級消費者生產(chǎn)者初級消費者思考：若使上圖表示完整的碳循環(huán)，需補充____________化石燃料的燃燒溫室效應(yīng)1）原因化石燃料的大量燃燒（主要原因）森林、草原等植被的破壞2）危害3）緩解措施減少化石燃料的使用開發(fā)新能源保護植被，增大綠化面積極地和高山冰川加速融化海平面上升

氣溫升高對人類和其他生物的生存構(gòu)成威脅4、人類活動對碳循環(huán)的影響冰川融化化石燃料的燃燒（1）碳在無機環(huán)境和群落間循環(huán)的形式：（2）碳在無機環(huán)境中的主要存在形式：（3）碳在生物體內(nèi)的主要存在形式：（4）碳進入生物體的主要途徑：（5）碳在生物體之間傳遞途徑：（6）碳進入大氣的途徑：CO2CO2（主要）和碳酸鹽生產(chǎn)者的光合作用、化能合成作用食物鏈和食物網(wǎng)①

生產(chǎn)者、消費者呼吸作用含碳有機物②

分解者的分解作用③

化石燃料的燃燒小結(jié)：一、碳循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

組成生物體的

等元素，在不斷進行著從

到，又從

的循環(huán)過程。非生物環(huán)境C、H、O、N、P、S范圍：

物質(zhì)：

循環(huán)過程：特點：

生物圈（生物地球化學(xué)循環(huán)）

C、H、O、N、P、S等非生物環(huán)境

生物群落循環(huán)往復(fù)運動，全球性生物群落生物群落到非生物環(huán)境2、3、應(yīng)用實例：種養(yǎng)結(jié)合-如稻田中養(yǎng)魚養(yǎng)鴨1、概念：

農(nóng)田

南極的企鵝DDT殺蟲劑物質(zhì)循環(huán)具有全球性鉛在生物體內(nèi)的濃度沿食物鏈不斷升高煤燃燒、有色金屬冶煉鉛被排放進入大氣沉降在土壤和植被表面進入土壤進入水體植物根吸收葉片攝入鉛水生植物、浮游動物直接吸收鉛，動物飲用含鉛的水，直接攝入鉛鉛進入體內(nèi)形成多種比較穩(wěn)定的鉛的化合物，分布于生物體的多種組織細(xì)胞中，導(dǎo)致鉛不易被排出，積蓄在體內(nèi)含鉛生物被更高營養(yǎng)級動物食用，沿食物鏈聚集最終積累在食物鏈的頂端有害物質(zhì)富集的實例——鉛的富集對比碳循環(huán)，分析鉛在生物體內(nèi)富集的原因成因：鉛在生物體內(nèi)形成難以降解的化合物，且不易排出。消費者生產(chǎn)者分解者吸收攝食呼吸作用非生物環(huán)境中的碳分解作用有害物質(zhì)富集的實例——鉛的富集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，使其在機體內(nèi)濃度超過環(huán)境濃度的現(xiàn)象。2.物質(zhì)人工合成的有機物:如DDT、六六六等。重金屬:如鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)等。3.生物富集的成因:①在環(huán)境和生物體中存在形式是比較______的；③生物體能夠______的且________的。穩(wěn)定吸收不易被分解不易排出二、生物富集②在生物代謝過程中是________________的；4.生物富集的主要途徑——______________食物鏈、食物網(wǎng)魚鷹大魚小魚植物水5.生物富集現(xiàn)象的特點

①________

②有害物質(zhì)會沿________逐漸在生物__________，最終積累在食物鏈的_______(即隨營養(yǎng)級升高，有害物質(zhì)濃度逐級遞增，呈現(xiàn)生物放大現(xiàn)象)全球性這些有害物質(zhì)可以通過大氣、水和生物遷移等途徑擴散到世界各地食物鏈體內(nèi)聚集頂端二、生物富集6.生物富集的危害：在生物體內(nèi)形成積累性中毒。

進入人體的甲基汞在體內(nèi)代謝緩慢，且不易排出，嚴(yán)重時會引起中毒。通過血腦屏障進入大腦的汞會侵害腦神經(jīng)，導(dǎo)致腦萎縮。1952年，日本5萬多只貓集體跳海自盡2017年9月24日《水俁公約》第一屆締約國會議開幕日本患者呼吁加強管控二、生物富集請寫出其中包含的食物鏈樹蟲鳥能量流動特點：單向流動，逐級遞減物質(zhì)循環(huán)特點：全球性，循環(huán)往復(fù)運動蟲子靠什么獲得能量？能不能只吃能量？物質(zhì)是能量的載體如果沒有太陽，碳能不能從無機環(huán)境進入生物群落？能量是物質(zhì)循環(huán)的動力三、能量流動與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系能量流動物質(zhì)循環(huán)范圍特點生物圈主要以有機物中的化學(xué)能的形式碳在生物群落和非生物環(huán)境間主要以二氧化碳的形式單向流動、逐級遞減全球性、循環(huán)往復(fù)運動沿食物鏈、食物網(wǎng)單向流動在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)往返聯(lián)系過程形式三、能量流動與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系（1）二者是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能，同時進行、相互依存，不可分割（2）能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放，都離不開物質(zhì)的合成和分解（3）物質(zhì)是能量的載體，使能量沿著食物鏈（網(wǎng)）流動（4）能量是物質(zhì)循環(huán)的動力，使物質(zhì)能在非生物環(huán)境與生物群落之間循環(huán)往返。主要是食物鏈（網(wǎng)）各營養(yǎng)級中1.實驗原理:土壤中存在種類、數(shù)目繁多的細(xì)菌、絲狀真菌和呈放射狀的放線菌，它們在生態(tài)系統(tǒng)中的成分為分解者。分解速度主要與環(huán)境溫度和濕度有關(guān)。2.參考案例1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))探究·實踐

探究土壤微生物的分解作用案例1

探究土壤微生物對落葉的作用準(zhǔn)備土壤實驗組:土壤滅菌處理（60℃恒溫箱處理1小時）

對照組:土壤不做處理準(zhǔn)備落葉實驗組與對照組葉片數(shù)量與大小基本一致探究·實踐

探究土壤微生物的分解作用分別埋入落葉實驗組對照組一段時間后，檢測樹葉的分解情況1.實驗原理:土壤中存在種類、數(shù)目繁多的細(xì)菌、絲狀真菌和呈放射狀的放線菌，它們在生態(tài)系統(tǒng)中的成分為分解者。分解速度主要與環(huán)境溫度和濕度有關(guān)。2.參考案例1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探究·實踐

探究土壤微生物的分解作用探究·實踐

探究土壤微生物的分解作用3.參考案例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A1B1加入斐林試劑A2B2結(jié)論分析土壤微生物能分解淀粉嗎？土壤微生物能分解淀粉是否含有微生物A杯中加入適量淀粉糊+30mL土壤浸出液B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸餾水1.配置土壤浸出液2.實驗組和對照組的處理淀粉糊加入土壤浸出液加入碘液AB加入蒸餾水A1A2B1B2加入碘液加入斐林試劑加入斐林試劑實驗結(jié)果:不變藍(lán)出現(xiàn)磚紅色沉淀變藍(lán)不出現(xiàn)磚紅色沉淀結(jié)論:土壤浸出液中的微生物能分解淀粉探究·實踐

探究土壤微生物的分解作用3.參考案例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A1B1加入斐林試劑A2B2結(jié)論分析土壤微生物能分解淀粉嗎？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杯中加入適量淀粉糊+30mL土壤浸出液B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸餾水不變藍(lán)變藍(lán)產(chǎn)生磚紅色沉淀不產(chǎn)生磚紅色沉淀土壤浸出液中的微生物能分解淀粉【課堂小結(jié)】生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)碳循環(huán)過程、概念生物富集概念成因特點危害能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系探究土壤微生物的分解作用(1)參與循環(huán)的物質(zhì)是組成生物體的各種化合物。()(2)碳的循環(huán)在生物群落內(nèi)部是以CO2的形式進行的。()(3)光合作用推動碳循環(huán)過程，促進了生物群落中的能量循環(huán)。()(4)植物可通過呼吸作用和光合作用參與生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)。()(5)碳循環(huán)的進行伴隨著能量流動，但由于生物體不能在代謝中利用熱能，所以能量流動具有單向流動、逐級遞減的特點。()×××√√(6)由于人工碳排放過度，破壞了生態(tài)系統(tǒng)的碳平衡，導(dǎo)致大氣中二氧化碳濃度增加并引起全球氣候變化。()(7)鉛可沿食物鏈進入人體，在人體內(nèi)的濃度可能超過環(huán)境濃度。()√√1.判斷下列敘述正確與否：2.下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的敘述，錯誤的是(

) A.使用糞便作為肥料，其能量可以流向植物，實現(xiàn)了對能量的循環(huán)利用 B.碳在生物群落與非生物環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進行的 C.非生物環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落反復(fù)利用 D.能量流動和物質(zhì)循環(huán)是同時進行的，彼此相互依存，不可分割A(yù)3.（2020·新課標(biāo)Ⅲ）生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)包括碳循環(huán)和氮循環(huán)等過程。下列有關(guān)碳循環(huán)的敘述，錯誤的是（

）A.消費者沒有參與碳循環(huán)的過程B.生產(chǎn)者的光合作用是碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié)C.土壤中微生物的呼吸作用是碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié)D.碳在無機環(huán)境與生物群落之間主要以CO2形式循環(huán)A練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測1.能量流動和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）物質(zhì)循環(huán)發(fā)生在生物群落與非生物環(huán)境之間。（

）（2）能量流動和物質(zhì)循環(huán)是兩個相對獨立的過程。（

）2.竹子中纖維素含量很高。大熊貓每天要吃大量竹子，但一般只能利用其中一小部分纖維素。研究表明，大熊貓的基因組缺少編碼纖維素酶的基因，但是腸道中有多種纖維素分解菌。（1）大熊貓與它腸道內(nèi)某種纖維素分解菌的種間關(guān)系為（

）

A.捕食B.寄生C.互利共生D.原始合作√×C（2）下列敘述不合理的是（

）

A.

大熊貓是初級消費者，屬于第二營養(yǎng)級

B.大熊貓未消化的纖維素會被分解者利用

C.纖維素分解菌促進了生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)

D.能量流動方向是竹子→大熊貓→纖維素分解菌3.在生態(tài)系統(tǒng)中，使二氧化碳進入生物群落的生物主要是（

）

A.細(xì)菌B.真菌

C.動物D.綠色植物DD二、拓展應(yīng)用1.

生物圈是不是一個在物質(zhì)上自給自足的系統(tǒng)？為什么？【提示】是。生物圈是指地球上所有生物與其非生物環(huán)境的總和，它們通過物質(zhì)循環(huán)構(gòu)成一個物質(zhì)上自給自足的系統(tǒng)。2.同碳元素一樣，氮在生物群落和非生物環(huán)境之間也是不斷循環(huán)的。為什么還要往農(nóng)田中不斷地施加氮肥呢？【提示】農(nóng)田是人工生態(tài)系統(tǒng)，是以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，使能量更多地流向人類，滿足人類需要為目的的。農(nóng)田土壤中氮的含量往往不足以使作物高產(chǎn)，加之農(nóng)產(chǎn)品源源不斷地自農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)輸出，其中的氮元素并不能都?xì)w還土壤，所以需要施加氮肥。這與物質(zhì)循環(huán)并不矛盾。3.下表為生活在某庫區(qū)水域中層的幾種魚體內(nèi)重金屬的含量（單位：ng?g-1）。請據(jù)表推測，這幾種魚中，草食性的魚是_______，雜食性的魚是_______，肉食性的魚是_________，為什么？

這三種重金屬(Hg、Pb、Cd)會富集在魚體內(nèi)，并沿食物鏈逐漸在魚體內(nèi)聚集，營養(yǎng)級越高，它們的相對含量越高。A魚體內(nèi)三種重金屬的含量都是最低的，因此A為草食性，魚B和C魚體內(nèi)，三種重金屬的含量都高于A，但低于D和E，因此B和C可能是雜食性魚；D和E魚體內(nèi)，三種重金屬的含量都遠(yuǎn)高于A、B和C，因此D和E可能是肉食性魚。魚的種類ABCDEHg17.861.970.4117.0112.0Pb27.334.952.584.375.8Cd8.814.110.321.941.6AB和CD和E（3）圖中DC過程是通過

作用實現(xiàn)的，CD過程是通過

作用實現(xiàn)的，BD過程是通過______

作用實現(xiàn)的。（4）生物群落中有一部分碳以_________________形式儲藏在地層中。碳在無機環(huán)境中以

形式存在。CDBA（1）此生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是從[]_____

固定太陽能開始的。（2）碳元素