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（2019）選擇性必修2

第三章生態(tài)系統(tǒng)及穩(wěn)定性第3節(jié)

生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)課前回顧(1)單向流動(dòng)：

原因：(2)逐級(jí)遞減：沿食物鏈（網(wǎng)）流動(dòng)，捕食關(guān)系不可逆釋放的熱能不能被重新利用（不循環(huán)）原因：①每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)呼吸作用消耗③一部分能量未被利用②一部分能量被分解者分解1.能量流動(dòng)的特點(diǎn)及原因能量金字塔2.生態(tài)金字塔生物量金字塔：數(shù)量金字塔：成因：能量在流動(dòng)中總是逐級(jí)遞減的。特點(diǎn)：通常都是上窄下寬的正金字塔形。大多也是上窄下寬的正金字塔形。

一般是上窄下寬的正金字塔形，也可以是上寬下窄的倒金字塔形（樹和昆蟲）。課前回顧3.能量流動(dòng)的實(shí)踐意義：意義1：可以幫助人們將生物在時(shí)間、空間上進(jìn)行合理配置，增大流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量。意義2：可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃和設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。目的：意義3：還可以幫助人們合理的調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向人類最有益的部分。（1）甘蔗和大豆間種(間作套種），蔬菜大棚多層育苗，稻-萍-蛙立體農(nóng)業(yè)（2）秸稈喂牲畜；糞便制作沼氣；沼渣肥田實(shí)現(xiàn)了對(duì)能量的多級(jí)利用，從而大大提高能量的利用率（3）合理確定草場(chǎng)的載畜量，稻田除草、除蟲等。

C、O這兩種元素在生物群落和非生物環(huán)境之間不斷循環(huán)。（P61第一段最后句）

呼一口氣，許多二氧化碳分子就離開你的身體，進(jìn)入大氣中。你能想象這些二氧化碳分子的去向嗎？

食物人體的細(xì)胞呼吸CO2植物的光合作用思考·討論？

二氧化碳溶于水，可在大氣和海洋、河流之間進(jìn)行交換。碳還可以長(zhǎng)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(duì)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(jī)物根據(jù)課本P62-63及圖3-10，回答以下問題：（P62藍(lán)色區(qū)域）？2.碳是如何進(jìn)出生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者的（形式、哪種生命活動(dòng)、哪些產(chǎn)物）？光合作用等：將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物；呼吸作用：將有機(jī)物分解為二氧化碳。攝食等：將前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為自身的有機(jī)物；呼吸作用等：將有機(jī)物分解為二氧化碳。食腐、腐生等：將現(xiàn)成有機(jī)物轉(zhuǎn)化為自身有機(jī)物；微生物的分解作用等：將有機(jī)物分解為二氧化碳。生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者進(jìn)--出--進(jìn)--出--進(jìn)--出--

攝食生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者燃燒化石燃料大氣中的CO2庫(kù)分解作用非生物環(huán)境生物群落遺體和排出物呼吸作用呼吸

作用光合作用分析碳循環(huán)的過程思考·討論P(yáng)62？2.請(qǐng)用關(guān)鍵詞、線段、箭頭、方框等表示碳進(jìn)出生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者的形式、通過的生命活動(dòng)、形成哪些產(chǎn)物等?！咎佳h(huán)示意圖變式分析】A_____________B________________C______________D________________A______________________B______________________C______________________D______________________E______________________F______________________生產(chǎn)者大氣中的CO2庫(kù)消費(fèi)者分解者大氣中的CO2庫(kù)三級(jí)消費(fèi)者分解者次級(jí)消費(fèi)者生產(chǎn)者初級(jí)消費(fèi)者融會(huì)貫通①生產(chǎn)者、消費(fèi)者的

。②分解者的

(實(shí)質(zhì)是呼吸作用)。③化石燃料的

。一、碳循環(huán)主要以CO2的形式存在，還有碳酸鹽主要以含碳有機(jī)物的形式存在2、碳的循環(huán)形式：①在生物群落和非生物環(huán)境之間：碳主要以

形式循環(huán)。（P62第一段）②在生物群落內(nèi)部：碳以

形式沿食物鏈、食物網(wǎng)傳遞。含碳有機(jī)物CO2（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）P611、碳的存在形式非生物環(huán)境中：在生物體內(nèi)：3、碳進(jìn)入生物群落的途徑：生產(chǎn)者的光合作用、化能合成作用4、碳返回非生物環(huán)境的途徑：呼吸作用分解作用燃燒5、實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)的關(guān)鍵成分：生產(chǎn)者和分解者是否只有碳能循環(huán)？？

組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素，都在不斷進(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，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。1.物質(zhì)循環(huán)概念：物質(zhì)循環(huán)的物質(zhì)是指？這里的生態(tài)系統(tǒng)是指？--C、H、O、N、P、S等基本元素--生物圈2.特點(diǎn)：①具有全球性：物質(zhì)循環(huán)的范圍為生物圈。（P63第一段最后句）②循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)：

物質(zhì)可被生物群落反復(fù)利用，對(duì)改進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式有多方面的啟示，例如可以采用種養(yǎng)結(jié)合的模式，促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)，提高經(jīng)濟(jì)效益。在哪里循環(huán)？--生物群落與無機(jī)環(huán)境之間二、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)3.在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用：——種養(yǎng)結(jié)合模式魚稻共生稻田養(yǎng)鴨①動(dòng)物的取食、消化能促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)；③動(dòng)物呼出的CO2也可為水稻的光合作用補(bǔ)充原料②動(dòng)物糞便被分解者分解后可供植物吸收利用，二、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)3.你如何看待人類活動(dòng)對(duì)碳循環(huán)的影響？消極影響：積極影響：溫室效應(yīng)（1）形成原因：①化石燃料的開采和使用大大增加了二氧化碳的排放（主要原因）②森林、草原等植被遭到大面積破壞。（2）危害：氣溫升高、冰川加速融化、海平面上升與社會(huì)的聯(lián)系大力開展植樹造林、開發(fā)新能源、發(fā)展節(jié)能產(chǎn)業(yè)是不是所有物質(zhì)都能較快地通過食物鏈回歸非生物環(huán)境？鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)等元素的循環(huán)過程是怎樣的？科學(xué)家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，水體和多種水生生物體內(nèi)的鉛濃度如圖所示。思考·討論？1、生物富集實(shí)例——鉛的富集鉛在生物體內(nèi)的濃度沿食物鏈不斷升高煤燃燒、有色金屬冶煉，鉛以小顆粒被排放進(jìn)入大氣進(jìn)入土壤進(jìn)入水體植物根、葉吸收水生植物、動(dòng)物直接吸收鉛、飲用含鉛的水鉛進(jìn)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)三、生物富集三、生物富集生物體從周圍環(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)濃度超過環(huán)境濃度的現(xiàn)象。1.概念：2.常見存在生物富集現(xiàn)象的污染物①重金屬：如鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)等②人工合成的有機(jī)化合物：如DDT、六六六等（P63旁欄）3.生物富集的主要途徑：食物鏈、食物網(wǎng)4.生物富集現(xiàn)象的特點(diǎn):①全球性（P64最后一段）②有害物質(zhì)在生物體內(nèi)的濃度會(huì)沿食物鏈不斷升高5.生物富集的危害：在生物體內(nèi)形成積累性中毒。

進(jìn)入人體的甲基汞在體內(nèi)代謝緩慢，且不易排出，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起中毒。通過血腦屏障進(jìn)入大腦的汞會(huì)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(guó)會(huì)議開幕日本患者呼吁加強(qiáng)管控四、能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系(P65)能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)范圍形式特點(diǎn)渠道聯(lián)系生物群落各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間生物圈主要以有機(jī)物中的化學(xué)能的形式單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減全球性、循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)沿食物鏈、食物網(wǎng)單向流動(dòng)在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)往返①同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割②能量的固定、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和釋放，都離不開物質(zhì)的合成和分解等過程；③物質(zhì)是能量沿食物鏈網(wǎng)流動(dòng)的載體；④能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力。光能→化學(xué)能→熱能化學(xué)元素(無機(jī)物→有機(jī)物→無機(jī)物)一、實(shí)驗(yàn)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?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中的成分為分解者。分解速度主要與氣候與環(huán)境（溫度和濕度）有關(guān)。探究土壤微生物的分解作用案例1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？提出問題落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？實(shí)驗(yàn)假設(shè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)自變量因變量無關(guān)變量預(yù)測(cè)結(jié)果結(jié)論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(duì)土壤高溫60℃處理1h(滅菌：排除微生物作用)對(duì)土壤不做任何處理(自然狀態(tài))二、案例分析落葉腐爛程度（實(shí)驗(yàn)前后葉片干重的變化量）落葉的量、土壤的量等（保證適宜且相同）對(duì)照組(土壤不滅菌)的葉片比實(shí)驗(yàn)組(土壤滅菌)的葉片腐爛程度嚴(yán)重。落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的。實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組取出紗布燒杯土壤水玻璃棒將取自農(nóng)田、林地或花盆等處的土壤放入里面墊有厚紗布的燒杯中，加水?dāng)嚢?，然后將紗布連同土壤一起取出。將留在燒杯中的土壤浸出液靜置一段時(shí)間備用。1.制備土壤浸出液二、案例分析案例2：探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用提出問題土壤微生物能分解淀粉嗎？實(shí)驗(yàn)假設(shè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)自變量實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組因變量無關(guān)變量預(yù)測(cè)結(jié)果結(jié)論二、案例分析案例2：探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用土壤微生物能分解淀粉蒸餾水(空白對(duì)照)土壤浸出液(含土壤微生物)土壤中是否含微生物淀粉是否被水解(用碘液或斐林試劑檢測(cè))蒸餾水和土壤浸出液的量，兩組所處的溫度等(適宜且相等)淀粉糊加入碘液AB加入蒸餾水A1A2B1B2加入碘液加斐林試劑加斐林試劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果：不變藍(lán)出現(xiàn)磚紅色沉淀變藍(lán)不出現(xiàn)磚紅色沉淀室溫（20℃）環(huán)境放置7d后結(jié)論：土壤微生物對(duì)淀粉有分解作用實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組二、案例分析案例2：探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用加入土壤浸出液練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測(cè)：√×CDD二、拓展應(yīng)用1.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(gè)物質(zhì)上自給自足的系統(tǒng)。2.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.B和CD和EA這三種重金屬(Hg、Pb、Cd)會(huì)富集在魚體內(nèi)，并沿食物鏈逐漸在魚體內(nèi)聚集，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，它們的相對(duì)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。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)概念特點(diǎn)實(shí)例：碳循環(huán)生物富集探究土壤微生物的分解作用概念條件污染物過程探究原理實(shí)驗(yàn)流程技術(shù)要求非生物環(huán)境元素生物群落循環(huán)性全球性概念碳的存在形式碳出入生物群落的途徑碳循環(huán)失調(diào)--溫室效應(yīng)課堂小結(jié)【課堂小結(jié)】練一練

1.（2021·廣東高考真題）為積極應(yīng)對(duì)全球氣候變化，我國(guó)政府在2020年的聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣布，中國(guó)于2030年前確保碳達(dá)峰（CO2排放量達(dá)到峰值），力爭(zhēng)在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和（CO2排放量與減少量相等），這是中國(guó)向全世界的鄭重承諾，漳顯了大國(guó)責(zé)任?；卮鹣铝袉栴}：（1）在自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物等從大氣中攝取碳的速率與生物的呼吸作用和分解作用釋放碳的速率大致相等，可以自我維持___________。自西方工業(yè)革命以來，大氣中CO2的濃度持續(xù)增加，引起全球氣候變暖，導(dǎo)致的生態(tài)后果主要是_________________