生物人教版（2019）选择性必修2 3.3生态系统的物质循环（共27张ppt）
文档属性
| 名称 | 生物人教版（2019）选择性必修2 3.3生态系统的物质循环（共27张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 39.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-12-08 12:59:10 | ||
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文档简介
(共27张PPT)
第三章 生态系统及稳定性
第3节 生态系统的物质循环
这两种元素在生物群落和非生物环境之间不断循环。
呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大气中。你能想象这些二氧化碳分子的去向吗？
食物
人体的细胞呼吸
CO2
植物的光合作用
思考·讨论
？
二氧化碳能溶于水，因此可在大气和海洋、河流之间进行交换。此外，碳还可以长期固定或保存在非生命系统中，如固定于煤、石油或木材中。人类对煤和石油等能源的利用，向大气中排放了大量的二氧化碳。
分析碳循环的过程
1、碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
CO2和碳酸盐
含碳有机物
根据课本P62及图3-10，回答以下问题：
？
2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的（以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等）？
光合作用等：将二氧化碳转化为有机物；
生产者
呼吸作用：将有机物分解为二氧化碳。
消费者
摄食等：将前一营养级的有机物转化为自身的有机物；
呼吸作用等：将有机物分解为二氧化碳。
食腐、腐生等：将现成有机物转化为自身有机物；
分解者
微生物的分解作用等：将有机物分解为二氧化碳。
进--
出--
进--
出--
进--
出--
煤、石油
燃烧
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
分解作用
（有机物）
食物链、网
思考：
动植物遗体一定都会被分解者分解吗？
海洋等水体中碳酸氢根
溶解
分解
分析碳循环的过程
2.请用关键词、线段、箭头、方框等表示碳进出生产者、消费者、分解者的形式、通过的生命活动、形成哪些产物等。
思考·讨论
？
【碳循环示意图变式分析】
A_____________ B________________
C______________ D________________
A______________________
B______________________
C______________________
D______________________
E______________________
F______________________
生产者
大气中的CO2库
消费者
分解者
大气中的CO2库
三级消费者
分解者
次级消费者
生产者
初级消费者
融会贯通
一、碳循环
1、碳的存在形式：
主要以CO2的形式存在，还有碳酸盐
主要以含碳有机物的形式存在
非生物环境中：
在生物体内：
2、碳的循环形式：
①在生物群落和非生物环境之间：碳主要以 形式循环。
②在生物群落内部：碳以 形式沿食物链、食物网传递。
含碳有机物
CO2
（组成生物体的蛋白质、糖类、脂质和核酸等都是以碳链为基本骨架形成的）
3、碳进入生物群落的途径
生产者的光合作用
化能合成作用
4、碳返回非生物环境的途径：
①生产者、消费者的 。
②分解者的 (实质是呼吸作用)。
③化石燃料的 。
呼吸作用
分解作用
燃烧
5、实现碳循环的关键成分：
生产者和分解者
是否只有碳能循环？
？
组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在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，这就是生态系统的物质循环，又叫生物地球化学循环。
1.概念：
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具有全球性：物质循环的范围为生物圈。
②循环往复运动：
物质可被生物群落反复利用，对改进农业生产方式有多方面的启示，例如可以采用种养结合的模式，促进物质循环，提高经济效益。
二、生态系统的物质循环
在哪里循环？
生物群落与无机环境之间
3.在农业方面的应用：
二、生态系统的物质循环
——种养结合模式
鱼稻共生
稻田养鸭
①动物的取食、消化能促进物质循环；
③动物呼出的CO2也可为水稻的光合作用补充原料
②动物粪便被分解者分解后可供植物吸收利用，
3.你如何看待人类活动对碳循环的影响？
消极影响：
积极影响：
温室效应
（1）形成原因：
①化石燃料的开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积破坏。
（2）危害：
气温升高、冰川加速融化、海平面上升
与社会的联系
大力开展植树造林、开发新能源、发展节能产业
拓展课堂
氮
循
环
戒奢侈、捐旧衣
点适量、不浪费
重隔热、简装修
乘公交、少开车
关水电、节约纸
个人低碳生活
情感教育
练一练
1.（2021·广东高考真题）为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰（CO2排放量达到峰值），力争在2060年前实现碳中和（CO2排放量与减少量相等），这是中国向全世界的郑重承诺，漳显了大国责任。回答下列问题：
（1）在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持___________。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是_____________________________________________________。
（2）生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是________________________，___________，______________。
（3）全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少_______________和增加_______________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。
碳平衡
极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升
光合作用和化能合成作用
捕食
分解作用
二氧化碳的排放
二氧化碳的去路
是不是所有物质都能较快地通过食物链回归非生物环境？
铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等元素的循环过程是怎样的？
请带着问题阅读课本P63-64
科学家经过研究发现，水体和多种水生生物体内的铅浓度如图所示。
思考·讨论
？
1、生物富集实例——铅的富集
铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
煤燃烧、有色金属冶炼，铅被排放进入大气
进入土壤
进入水体
植物根、叶吸收
水生植物、动物直接吸收铅、饮用含铅的水
铅进入体内形成多种比较稳定的铅的化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被排出，积蓄在体内
三、生物富集
三、生物富集
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。
1.概念：
2.常见存在生物富集现象的污染物
①重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等
②人工合成的有机化合物：如DDT、六六六等
3.生物富集的主要途径：
食物链、食物网
4.生物富集现象的特点:
①全球性
②有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高
5.生物富集的危害：在生物体内形成积累性中毒。
进入人体的甲基汞在体内代谢缓慢，且不易排出，严重时会引起中毒。通过血脑屏障进入大脑的汞会侵害脑神经，导致脑萎缩。
1952年，日本5万多只猫集体跳海自尽
2017年9月24日《水俣公约》第一届缔约国会议开幕 日本患者呼吁加强管控
四、能量流动和物质循环的关系
能量流动 物质循环
范围
形式
特点
渠道
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
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（食物链、网）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。
光能→化学能→热能
化学元素
(无机物→有机物→无机物)
生态系统的物质循环
概念
特点
实例：碳循环
生物富集
探究土壤微生物的分解作用
概念
条件
污染物
过程
探究原理
实验流程
技术要求
非生物环境 元素 生物群落
循环性
全球性
概念
碳的存在形式
碳出入生物群落的途径
碳循环失调--温室效应
课堂小结
练习与应用
一、概念检测：
√
×
C
D
D
二、拓展应用
1. 是。生物圈是指地球上所有生物与其非生物环境的总和，它们通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。
2.农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。
3. B和C D和E A
这三种重金属(Hg、Pb、Cd)会富集在鱼体内，并沿食物链逐渐在鱼体内聚集，营养级越高，它们的相对含量越高。A鱼体内三种重金属的含量都是最低的，因此A为草食性鱼B和C鱼体内，三种重金属的含量都高于A，但低于D和E，因此B和C可能是杂食性鱼；D和E鱼体内，三种重金属的含量都远高于A、B和C，因此D和E可能是肉食性鱼。
一、实验原理
土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主要与环境温度和湿度有关。
探究土壤微生物的分解作用
案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
提出问题 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
实验假设
实验设计 自变量
实验组
对照组
因变量
无关变量
预测结果
结论
落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂
土壤中是否含微生物
对土壤高温60℃处理1h(灭菌：排除微生物作用)
对土壤不做任何处理(自然状态)
二、案例分析
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）
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。
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的。
实验前后叶片干重的变化量
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
二、案例分析
案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
提出问题 土壤微生物能分解淀粉吗？
实验假设
实验设计 自变量
实验组
对照组
因变量
无关变量
预测结果
结论
二、案例分析
案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
土壤微生物能分解淀粉
蒸馏水 (空白对照)
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)
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
实验组和对照组的处理
二、案例分析
案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
（1）探究活动最好在实验室中进行，避免环境中不可控因素的影响。
（2）各地气候与环境等因素不同，微生物分解落叶所需的时间有差异。
特别提醒
【课堂小结】
第三章 生态系统及稳定性
第3节 生态系统的物质循环
这两种元素在生物群落和非生物环境之间不断循环。
呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大气中。你能想象这些二氧化碳分子的去向吗？
食物
人体的细胞呼吸
CO2
植物的光合作用
思考·讨论
？
二氧化碳能溶于水，因此可在大气和海洋、河流之间进行交换。此外，碳还可以长期固定或保存在非生命系统中，如固定于煤、石油或木材中。人类对煤和石油等能源的利用，向大气中排放了大量的二氧化碳。
分析碳循环的过程
1、碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
CO2和碳酸盐
含碳有机物
根据课本P62及图3-10，回答以下问题：
？
2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的（以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等）？
光合作用等：将二氧化碳转化为有机物；
生产者
呼吸作用：将有机物分解为二氧化碳。
消费者
摄食等：将前一营养级的有机物转化为自身的有机物；
呼吸作用等：将有机物分解为二氧化碳。
食腐、腐生等：将现成有机物转化为自身有机物；
分解者
微生物的分解作用等：将有机物分解为二氧化碳。
进--
出--
进--
出--
进--
出--
煤、石油
燃烧
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
分解作用
（有机物）
食物链、网
思考：
动植物遗体一定都会被分解者分解吗？
海洋等水体中碳酸氢根
溶解
分解
分析碳循环的过程
2.请用关键词、线段、箭头、方框等表示碳进出生产者、消费者、分解者的形式、通过的生命活动、形成哪些产物等。
思考·讨论
？
【碳循环示意图变式分析】
A_____________ B________________
C______________ D________________
A______________________
B______________________
C______________________
D______________________
E______________________
F______________________
生产者
大气中的CO2库
消费者
分解者
大气中的CO2库
三级消费者
分解者
次级消费者
生产者
初级消费者
融会贯通
一、碳循环
1、碳的存在形式：
主要以CO2的形式存在，还有碳酸盐
主要以含碳有机物的形式存在
非生物环境中：
在生物体内：
2、碳的循环形式：
①在生物群落和非生物环境之间：碳主要以 形式循环。
②在生物群落内部：碳以 形式沿食物链、食物网传递。
含碳有机物
CO2
（组成生物体的蛋白质、糖类、脂质和核酸等都是以碳链为基本骨架形成的）
3、碳进入生物群落的途径
生产者的光合作用
化能合成作用
4、碳返回非生物环境的途径：
①生产者、消费者的 。
②分解者的 (实质是呼吸作用)。
③化石燃料的 。
呼吸作用
分解作用
燃烧
5、实现碳循环的关键成分：
生产者和分解者
是否只有碳能循环？
？
组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在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，这就是生态系统的物质循环，又叫生物地球化学循环。
1.概念：
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具有全球性：物质循环的范围为生物圈。
②循环往复运动：
物质可被生物群落反复利用，对改进农业生产方式有多方面的启示，例如可以采用种养结合的模式，促进物质循环，提高经济效益。
二、生态系统的物质循环
在哪里循环？
生物群落与无机环境之间
3.在农业方面的应用：
二、生态系统的物质循环
——种养结合模式
鱼稻共生
稻田养鸭
①动物的取食、消化能促进物质循环；
③动物呼出的CO2也可为水稻的光合作用补充原料
②动物粪便被分解者分解后可供植物吸收利用，
3.你如何看待人类活动对碳循环的影响？
消极影响：
积极影响：
温室效应
（1）形成原因：
①化石燃料的开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积破坏。
（2）危害：
气温升高、冰川加速融化、海平面上升
与社会的联系
大力开展植树造林、开发新能源、发展节能产业
拓展课堂
氮
循
环
戒奢侈、捐旧衣
点适量、不浪费
重隔热、简装修
乘公交、少开车
关水电、节约纸
个人低碳生活
情感教育
练一练
1.（2021·广东高考真题）为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰（CO2排放量达到峰值），力争在2060年前实现碳中和（CO2排放量与减少量相等），这是中国向全世界的郑重承诺，漳显了大国责任。回答下列问题：
（1）在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持___________。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是_____________________________________________________。
（2）生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是________________________，___________，______________。
（3）全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少_______________和增加_______________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。
碳平衡
极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升
光合作用和化能合成作用
捕食
分解作用
二氧化碳的排放
二氧化碳的去路
是不是所有物质都能较快地通过食物链回归非生物环境？
铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等元素的循环过程是怎样的？
请带着问题阅读课本P63-64
科学家经过研究发现，水体和多种水生生物体内的铅浓度如图所示。
思考·讨论
？
1、生物富集实例——铅的富集
铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
煤燃烧、有色金属冶炼，铅被排放进入大气
进入土壤
进入水体
植物根、叶吸收
水生植物、动物直接吸收铅、饮用含铅的水
铅进入体内形成多种比较稳定的铅的化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被排出，积蓄在体内
三、生物富集
三、生物富集
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。
1.概念：
2.常见存在生物富集现象的污染物
①重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等
②人工合成的有机化合物：如DDT、六六六等
3.生物富集的主要途径：
食物链、食物网
4.生物富集现象的特点:
①全球性
②有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高
5.生物富集的危害：在生物体内形成积累性中毒。
进入人体的甲基汞在体内代谢缓慢，且不易排出，严重时会引起中毒。通过血脑屏障进入大脑的汞会侵害脑神经，导致脑萎缩。
1952年，日本5万多只猫集体跳海自尽
2017年9月24日《水俣公约》第一届缔约国会议开幕 日本患者呼吁加强管控
四、能量流动和物质循环的关系
能量流动 物质循环
范围
形式
特点
渠道
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
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（食物链、网）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。
光能→化学能→热能
化学元素
(无机物→有机物→无机物)
生态系统的物质循环
概念
特点
实例：碳循环
生物富集
探究土壤微生物的分解作用
概念
条件
污染物
过程
探究原理
实验流程
技术要求
非生物环境 元素 生物群落
循环性
全球性
概念
碳的存在形式
碳出入生物群落的途径
碳循环失调--温室效应
课堂小结
练习与应用
一、概念检测：
√
×
C
D
D
二、拓展应用
1. 是。生物圈是指地球上所有生物与其非生物环境的总和，它们通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。
2.农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。
3. B和C D和E A
这三种重金属(Hg、Pb、Cd)会富集在鱼体内，并沿食物链逐渐在鱼体内聚集，营养级越高，它们的相对含量越高。A鱼体内三种重金属的含量都是最低的，因此A为草食性鱼B和C鱼体内，三种重金属的含量都高于A，但低于D和E，因此B和C可能是杂食性鱼；D和E鱼体内，三种重金属的含量都远高于A、B和C，因此D和E可能是肉食性鱼。
一、实验原理
土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主要与环境温度和湿度有关。
探究土壤微生物的分解作用
案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
提出问题 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
实验假设
实验设计 自变量
实验组
对照组
因变量
无关变量
预测结果
结论
落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂
土壤中是否含微生物
对土壤高温60℃处理1h(灭菌：排除微生物作用)
对土壤不做任何处理(自然状态)
二、案例分析
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）
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。
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的。
实验前后叶片干重的变化量
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
二、案例分析
案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
提出问题 土壤微生物能分解淀粉吗？
实验假设
实验设计 自变量
实验组
对照组
因变量
无关变量
预测结果
结论
二、案例分析
案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
土壤微生物能分解淀粉
蒸馏水 (空白对照)
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)
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
实验组和对照组的处理
二、案例分析
案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
（1）探究活动最好在实验室中进行，避免环境中不可控因素的影响。
（2）各地气候与环境等因素不同，微生物分解落叶所需的时间有差异。
特别提醒
【课堂小结】