2021-2022学年高二上学期生物人教版选择性必修2----3.3生态系统的物质循环课件（37张PPT）

(共37张PPT)
3.3 生态系统的物质循环
死亡的胡杨虽历经烈日和荒漠的摧残，却依然傲立于大漠，其枝干往往呈现出千姿百态的奇特造型。
讨论：
1.胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？
荒漠中缺乏水分，分解者数量很少，因此死亡后的胡杨无法被快速分解。
讨论：
2.有研究表明，长有胡杨的荒漠土壤一般比草原的贫瘠，这是为什么？
荒漠中生产者的种类与数量很少，能制造的有机物总量就少；消费者与分解者也少，物质循环缓慢；土壤中可供分解者分解的动植物遗体等很少，且分解速度较慢，因此土壤中积累的营养物质很少；而且，胡杨还会从土壤中吸收营养物质，因此，长有胡杨的荒漠土壤比草原的更为贫瘠。
呼气的时候，呼出了很多二氧化碳分子，这些二氧化碳分子离开你后，会开始怎样的旅行？
食物
人体的细胞呼吸
CO2
植物的光合作用
组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素，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
光合作用
光合作用
光合作用
大气中的CO2库
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
微生物的分解作用
煤 石油
分解者
溶解
摄食
一、碳循环
碳在非生物环境中以CO2（主要存在形式）、碳酸盐的形式存在；在生物体内以含碳有机物形式存在。
一、碳循环
碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节？
大气中的二氧化碳库
光合作用
呼吸作用
溶解
光合作用
①光合作用和化能合成作用：将二氧化碳等转化为有机物；
生产者
②呼吸作用：将有机物分解为二氧化碳
大气中的二氧化碳库
呼吸作用
摄食
①摄食：将前一营养级的有机物转化为自身的有机物；
②呼吸作用：将有机物分解为二氧化碳。
消费者
大气中的二氧化碳库
微生物的分解作用
分解者
分解作用：
将有机物分解为二氧化碳
分解者
煤、石油等化石燃料的燃烧: 将有机物分解为二氧化碳等
大气中的二氧化碳库
煤、石油
其他途径
构建碳循环的模型
一、碳循环
大气中CO2库
生产者
分解者
消费者
化石燃料
呼吸作用
呼吸作用
光合作用
摄食
燃烧
分解作用
1.过程
当大气中二氧化碳含量增加，水圈中的二氧化碳含量也随之增加。如果大气中的二氧化碳发生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能及时进入大气。
生产者
分解者
消费者
化石燃料
呼吸作用
呼吸作用
光合作用
摄食
燃烧
分解作用
大气中CO2库
一、碳循环
海洋对碳循环的调节：
水圈中的CO2库
3.进入生物群落的途径:
4.碳在生物群落内传递的途径:
食物链（网）
生产者的光合作用、化能合成作用
2.碳循环的形式：
一、碳循环
——CO2
非生物环境 （CO2 和碳酸盐）
生物群落
（有机物）
光合作用、化能合成作用
呼吸作用、分解作用
5.碳返回非生物环境的途径:
②分解者的分解作用
①生产者、消费者的呼吸作用
③化石燃料的燃烧
一、碳循环
思考：如果滥伐森林、大量化石燃料燃烧，对生态系统的碳循环及生态环境有何影响？
破坏碳循环的平衡
大气中CO2含量增加
温室效应
一、碳循环
1）原因
化石燃料的大量燃烧（主要原因）
森林、草原等植被的破坏
2）危害
3）缓解措施
减少二氧化碳排放
增加二氧化碳的吸收和固定量
提高土壤储碳量
极地和高山冰川加速融化
海平面上升
气温升高
对人类和其他生物的生存构成威胁
化石燃料的燃烧
7.与社会的联系——温室效应
一、碳循环
光合作用
光合作用
光合作用
大气中的CO2库
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
微生物的分解作用
煤 石油
分解者
溶解
摄食
一、碳循环
大气中的CO2库
生产者
消费者
光合作用
呼吸作用
呼吸作用
摄食
分解者
微生物的分解作用
（有机物）
食物链和食物网
[总结] 碳循环中各成分的确定方法
煤、石油
燃烧
生产者
大气中的CO2库
消费者
分解者
1.概念：
组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素，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
这里的物质是指？
这里的生态系统是指？
C、H、O、N、P、S等基本元素
生物圈
2.特点：
①全球性
②循环往复运动(反复利用，循环流动)
生物群落
无机环境
二、物质循环
——生物地球化学循环
物质在生态系统中循环往复运动的特点，对改进农业生产方式有多方面的启示。
鱼稻共生
——种养结合模式
鱼菜共生
稻田养鸭
二、物质循环
3.在农业方面的应用
下列关于生态系统的物质循环的叙述中，正确的是（ ）
A．所指的物质是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素构成的化合物
B．所说的生态系统是指生物圈
C．物质在循环过程中不断减少的
D．在“桑基鱼塘”生态系统内实现了物质循环功能
B
A：生产者
B：分解者
A
B
C
D
E
F
C：大气中的CO2库
D：初级消费者
E：次级消费者
F：三级消费者
碳循环示意图
下图为碳循环示意图，甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分，下列叙述正确的是（　 ）
碳循环是指二氧化碳在甲与丙之间不断循环的过程
B. 乙在该生态系统中均处于第二营养级
C. 甲、乙、丙共同组成生物群落
D. 生物X不可能不具有细胞核，生物Y不可能含有线粒体
C
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。
②人工合成的有机物: 如DDT、六六六等。
①重金属: 如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。
三、 生物富集
成因: 在生物体内形成稳定的不易排出的物质
香烟
食品
玩具
工业废气
化妆品
餐具
燃烧
容器
汽车
尾气
生物富集的实例——铅的富集
铅与人类的生活息息相关
煤和矿石中的铅
空气中的铅颗粒
土壤、水体中的铅
生产者、浮游动物
各级消费者
最高营养级含铅量最高
燃烧冶炼
降雨
吸收
捕食
积累
铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
生物富集的实例——铅的富集
生物放大
海水
沉积物
浮游植物
浮游动物
无脊椎动物
鱼
海鸟
海洋哺乳动物
0.000002mg/L
0.005~0.16mg/L
8mg/kg
10mg/kg
5~11mg/kg
1~37mg/kg
110mg/kg
160mg/kg
生物富集的实例——PCB(多氯联苯)
生物富集与生物放大的区别与联系
比较
项目 生物富集 生物放大
区别
联系
有害物质在生物体内形成稳定的不易排出的物质
通过食物链逐步浓缩
生物富集是生物放大的前提
农田 南极的企鹅
DDT杀虫剂
有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散
鱼鹰
大鱼
小鱼
植物
水
①生物放大现象
有害物质会沿食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端
②全球性
生物富集现象的特点
随营养级升高，浓度逐级递增
能量流动 物质循环
范围
形式
特点
过程
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
碳在生物群落和非生物环境间主要以二氧化碳的形式
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
在生物群落和非生物环境之间循环往返
①同时进行，相互依存，不可分割
②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；
③物质是能量沿食物链网流动的载体；
④能量是物质循环的动力。
四、 能量流动和物质循环的关系
探究：土壤微生物的分解作用
自变量
因变量
无关
变量
对照组：不做处理的土壤（自然状态）
实验组：灭菌处理的土壤（排除微生物作用）
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）
提出问题：
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
1.选材
带有落叶的土壤
土壤微生物通过分泌胞外酶，将底物分解为简单的分子，然后通过细胞膜吸收营养物质。带有落叶的土壤中含有土壤微生物较多，好氧微生物主要生活于土壤表层。
探究：土壤微生物的分解作用
提出问题：
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
结果：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。
结论：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的。
4.检测因变量（腐烂程度）的另一种方法
比较实验前后叶片干重的变化量
探究：土壤微生物的分解作用
3.实验结果及结论
自变量
因变量
无关
变量
对照组：蒸馏水 (空白对照)
实验组：土壤浸出液(含土壤微生物)
淀粉是否被水解
(用碘液或斐林试剂检测)
蒸馏水和土壤浸出液的量，
两组所处的温度等(适宜且相等)
探究：土壤微生物对淀粉的分解作用
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
探究：土壤微生物对淀粉的分解作用
淀粉糊
加入土壤浸出液
加入碘液
A
B
加入蒸馏水
A1
A2
B1
B2
加入碘液
加入斐林试剂
加入斐林试剂
实验结果
不变蓝
出现砖红色沉淀
变蓝
不出现砖红色沉淀
室温（20℃）环境放置7d后
结论：土壤微生物对淀粉有分解作用