3.3 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)課件-2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修2

3.3生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

組成生物體的________________________等______，都在不斷進(jìn)行著從_____________到__________，又從__________到____________的_____過(guò)程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。碳、氫、氧、氮、磷、硫元素非生物環(huán)境生物群落生物群落非生物環(huán)境循環(huán)一、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)概念:注意：物質(zhì)循環(huán)中的“物質(zhì)”指的是元素，而非化合物，也非單質(zhì)（如O2）1、碳在非生物環(huán)境和生物體內(nèi)分別以什么形式存在？非生物環(huán)境：生物體內(nèi)：2、碳在非生物環(huán)境和生物群落之間主要以什么形式進(jìn)行循環(huán)的？循環(huán)的范圍如何？CO2和碳酸鹽（含碳）有機(jī)物CO2生物圈分析碳循環(huán)的過(guò)程思考?討論1、碳元素的作用與大氣中碳的主要存在形式碳是構(gòu)成生物體的重要元素之一，組成生物體的蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、脂質(zhì)和核酸等都是以碳鏈為基本骨架形成的。二、碳循環(huán)大氣中的碳主要是二氧化碳。3、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(guò)哪種生命活動(dòng)、形成哪些產(chǎn)物等）？進(jìn)生產(chǎn)者生產(chǎn)者的光合作用生產(chǎn)者的化能合成作用消費(fèi)者的攝食出生物體生產(chǎn)者、消費(fèi)者呼吸作用微生物的分解作用進(jìn)消費(fèi)者進(jìn)分解者遺體、排遺物、殘枝敗葉等大氣中的二氧化碳庫(kù)煤、石油生態(tài)系統(tǒng)中產(chǎn)生CO2的非生物途徑水體中的HCO3-等巖石中的CaCO3等二、碳循環(huán)海洋對(duì)調(diào)節(jié)大氣中碳含量起著非常重要的作用化石燃料的燃燒水圈釋放CO2大氣中的CO2庫(kù)燃燒光合作用呼吸作用生產(chǎn)者消費(fèi)者攝食微生物的分解作用呼吸作用動(dòng)植物的遺體和排遺物泥炭、煤、石油、化石燃料分解者1、碳循環(huán)示意圖海洋溶解釋放特點(diǎn)：全球性循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)2.碳循環(huán)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)小結(jié)（1）存在形式①非生物環(huán)境中：②生物群落內(nèi)部：（2）流動(dòng)形式①生物群落與非生物環(huán)境之間：②生物群落內(nèi)部：碳在生物體之間傳遞途徑：食物鏈和食物網(wǎng)CO2（主要）和碳酸鹽（含碳）有機(jī)物CO2（含碳）有機(jī)物組成生物體的蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、脂質(zhì)和核酸等都是以碳鏈為基本骨架形成的。（3）進(jìn)入生物群落的途徑（4）返回非生物環(huán)境的方式（5）

對(duì)于調(diào)節(jié)大氣中的碳含量起著非常重要的作用。①主要：光合作用②化能合成作用①生產(chǎn)者、消費(fèi)者的呼吸作用②分解者的分解作用③化石燃料的燃燒海洋2.碳循環(huán)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)小結(jié)（6）特點(diǎn)：全球性二氧化碳能夠隨大氣環(huán)流在全球范圍內(nèi)流動(dòng)。4、你如何看待人類(lèi)活動(dòng)對(duì)碳循環(huán)的影響？人類(lèi)活動(dòng)對(duì)煤和石油等能源的利用，會(huì)向大氣中排放大量的CO2；大力開(kāi)展植樹(shù)造林、開(kāi)發(fā)新能源、發(fā)展節(jié)能產(chǎn)業(yè)等，有利于降低大氣中的CO2濃度，維持生物圈的碳氧平衡。3、碳循環(huán)與溫室效應(yīng)化石燃料的燃燒冰川融化（1）形成原因：①化石燃料的開(kāi)采和使用大大增加了二氧化碳的排放；②森林、草原等植被遭到大面積破壞。（2）危害：引起全球性氣候變化；（3）緩解措施：①減少二氧化碳排放：開(kāi)發(fā)新能源，減少化石燃料燃燒；

②

大力植樹(shù)種草，提高森林覆蓋率；③提高秸稈還田率，提高土壤儲(chǔ)碳量。冰川加速融化，海平面上升

作為中學(xué)生，我們應(yīng)該怎么做自己力所能及的事情，以響應(yīng)低碳生活的號(hào)召？結(jié)合模型，舉例說(shuō)明。

個(gè)人低碳生活4、人類(lèi)活動(dòng)對(duì)碳循環(huán)的影響戒奢侈、捐舊衣點(diǎn)適量、不浪費(fèi)重隔熱、簡(jiǎn)裝修乘公交、少開(kāi)車(chē)關(guān)水電、節(jié)約紙?jiān)谵r(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，對(duì)改進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式有多方面的啟示。例如，可以可采用種養(yǎng)結(jié)合的模式，在稻田中養(yǎng)鴨養(yǎng)魚(yú)，動(dòng)物的攝取食、消化能促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)，它們排出的糞便中氮、磷等可供水稻吸收利用，它們呼出的二氧化碳還可以為水稻的光合作用補(bǔ)充原料。5、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)（1）參與物質(zhì)循環(huán)的對(duì)象是含有碳的糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)物（）（2）物質(zhì)循環(huán)的范圍是生物圈，而不是具體的某一生態(tài)系統(tǒng)（）（3）沼渣等作為肥料還田，使物質(zhì)能夠循環(huán)利用（）（4）在碳循環(huán)中生產(chǎn)者只起固定CO2的作用（）（5）由于過(guò)度地開(kāi)采和使用化石燃料，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（）（6）海洋對(duì)于調(diào)節(jié)大氣中的碳含量起著非常重要的作用（）5.判斷常考語(yǔ)句，澄清易混易錯(cuò)三、能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)范圍形式特點(diǎn)過(guò)程聯(lián)系生物群落（生態(tài)系統(tǒng)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(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)往返二者是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能，它們同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割：①能量的固定、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和釋放，都離不開(kāi)物質(zhì)的合成和分解等過(guò)程；②物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈（網(wǎng)）流動(dòng)；③能量作為動(dòng)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。（1）能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)相伴而行，但能量在傳遞過(guò)程中由

→

→

，而物質(zhì)在循環(huán)過(guò)程中（以碳循環(huán)為例），由

→

→

。（2）能量流動(dòng)的終點(diǎn)是熱能散失到非生物環(huán)境中，能量

（能/不能）循環(huán)利用。而物質(zhì)循環(huán)產(chǎn)生的CO2又被重新利用，所以沒(méi)有終點(diǎn)。不能光能化學(xué)能熱能無(wú)機(jī)物（CO2）有機(jī)物無(wú)機(jī)物（CO2）三、能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系分析一、概念檢測(cè)1.能量流動(dòng)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(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程。（

）2.在生態(tài)系統(tǒng)中，使二氧化碳進(jìn)入生物群落

的生物主要是

（

）A.細(xì)菌B.真菌C.動(dòng)物D.綠色植物√×D練習(xí)與應(yīng)用3、在生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中，既能使CO2進(jìn)入生物群落，又能將其釋放到大氣中的生物是()

DA.分解者B.植食動(dòng)物C.肉食動(dòng)物D.綠色植物4、與自然界的碳循環(huán)關(guān)系最為密切的兩種細(xì)胞器是()A.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體B.葉綠體和線粒體C.核糖體和葉綠體D.核糖體和高爾基體B5、生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)中的物質(zhì)，一般指的是組成生物體的()A．各種化合物B．各種有機(jī)物C．各種無(wú)機(jī)物D．各種基本元素D6、下面是生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，請(qǐng)回答：（1）生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)首先依賴(lài)于_________________（2）圖中分解者通過(guò)________和________兩種分解方式將自身組織內(nèi)的碳放回大氣中。（3）圖中A里的碳，除碳酸鹽外，通過(guò)_____過(guò)程回到大氣中。（4）在生態(tài)系統(tǒng)中，碳元素主要以________形式進(jìn)行循環(huán)，碳循環(huán)始終與________結(jié)合在一起進(jìn)行。綠色植物的光合作用有氧呼吸無(wú)氧呼吸燃燒CO2(氣體)

能量流動(dòng)能量物質(zhì)循環(huán)具有全球性農(nóng)田南極的企鵝DDT殺蟲(chóng)劑這些有毒物質(zhì)都能較快回歸非生物環(huán)境嗎？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和礦石中的鉛鉛被排放進(jìn)入大氣進(jìn)入土壤進(jìn)入水體植物根吸收葉片攝入鉛水生植物、浮游動(dòng)物直接吸收鉛，動(dòng)物飲用含鉛的水，直接攝入鉛含鉛生物被更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)動(dòng)物食用，沿食物鏈聚集最終積累在食物鏈的頂端燃燒冶煉三、生物富集1.概念:生物體從周?chē)h(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(guò)環(huán)境濃度的現(xiàn)象。2.物質(zhì)人工合成的有機(jī)物:如DDT、六六六等。重金屬:如鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)等。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具有全球性原因：導(dǎo)致生物富集的有害物質(zhì)可以通過(guò)大氣、水和生物遷移等途徑擴(kuò)散到世界各地②有害物質(zhì)在生物體內(nèi)的濃度會(huì)沿食物鏈不斷升高魚(yú)鷹（2.5×10-5）大魚(yú)（2×10-6）小魚(yú)（5×10-7）植物（4×10-8）水（3×10-12）有害物質(zhì)在生物體內(nèi)的濃度如右圖測(cè)定結(jié)果顯示DDT濃度沿食物鏈放大了一千萬(wàn)倍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(guò)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(wàn)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(kāi)幕日本患者呼吁加強(qiáng)管控1.下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的敘述，不正確的是()A.所說(shuō)的物質(zhì)是指組成生物體的C、H、O、N、P、S等化學(xué)元素B.所說(shuō)的生態(tài)系統(tǒng)是指地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈C.所說(shuō)的循環(huán)是指物質(zhì)在生物群落與非生物環(huán)境之間反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)流動(dòng)D.物質(zhì)在循環(huán)過(guò)程中遞減拓展提升解析：物質(zhì)在循環(huán)過(guò)程中是不會(huì)遞減的，因?yàn)槲镔|(zhì)只能進(jìn)行轉(zhuǎn)移和變化，不會(huì)消失。答案：D2.下面是碳循環(huán)簡(jiǎn)圖，據(jù)圖分析正確的是()A.人類(lèi)減少對(duì)③的依賴(lài)是當(dāng)前緩解溫室效應(yīng)的重要措施B.②過(guò)程增強(qiáng)后①過(guò)程隨之增強(qiáng)，故不能通過(guò)增強(qiáng)②減少大氣中的CO2的量C.生物群落內(nèi)部碳循環(huán)的物質(zhì)形式主要是CO2D.參與②過(guò)程的生物包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者答案：A3.下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的敘述，錯(cuò)誤的是()A.使用糞便作為肥料，其能量可以流向植物，實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(jìn)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(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是同時(shí)進(jìn)行的，彼此相互依存，不可分割A(yù)4.（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(guò)程。下列有關(guān)碳循環(huán)的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.消費(fèi)者沒(méi)有參與碳循環(huán)的過(guò)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(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間主要以CO2形式循環(huán)A5.下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的敘述，正確的是（）A.富營(yíng)養(yǎng)化水體出現(xiàn)藍(lán)藻水華的現(xiàn)象，可以說(shuō)明能量流動(dòng)的特點(diǎn)B.生態(tài)系統(tǒng)中能量的初始來(lái)源只有太陽(yáng)能C.食物鏈各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中10%～20%的能量會(huì)被分解者利用D.無(wú)機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)可以通過(guò)多種途徑被生物群落反復(fù)利用D探究土壤微生物的分解作用秋天剛收獲的花生第二年春天從土中刨出的花生【探究·實(shí)踐】1.實(shí)驗(yàn)原理(1)土壤中存在種類(lèi)、數(shù)目繁多的細(xì)菌、真菌等微生物，它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中的成分為_(kāi)_____。(2)分解者的作用是將環(huán)境中的______分解為_(kāi)_____，其分解速度與環(huán)境中的_____、水分等生態(tài)因子相關(guān)。分解者有機(jī)物無(wú)機(jī)物溫度探究土壤微生物的分解作用案例一土壤進(jìn)行處理，排除土壤微生物的作用土壤不進(jìn)行處理，自然狀態(tài)落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？注意：實(shí)驗(yàn)組的土壤要進(jìn)行處理，以盡可能排除土壤微生物的作用，同時(shí)要盡可能避免土壤理化性質(zhì)的改變（例如，將土壤用塑料袋包好，放在60℃恒溫箱中處理一小時(shí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：落葉未腐爛落葉腐爛為探究落葉是否在土壤微生物的作用下腐爛，下列各項(xiàng)構(gòu)成了一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中不符合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮筒襟E的是()A.可選擇帶有落葉的土壤為實(shí)驗(yàn)材料，篩出落葉和土壤B.將落葉平均分成兩份，把土壤也平均分成兩份C.將土壤分為兩組，對(duì)照組土壤進(jìn)行接種微生物處理，實(shí)驗(yàn)組土壤不做處理D.將落葉分別埋入兩組土壤中，觀察腐爛情況C演練獲得紗布燒杯土壤水玻璃棒水取出碘液斐林試劑加熱案例2探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用1.配制土壤浸出液一、實(shí)驗(yàn)原理淀粉碘液變藍(lán)淀粉葡萄糖產(chǎn)生磚紅色沉淀分解斐林試劑加熱二、實(shí)驗(yàn)步驟2.另取兩只燒杯，編號(hào)A、B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(shí)驗(yàn)結(jié)果不變藍(lán)出現(xiàn)磚紅色