3.3 生态系统的物质循环(共50张PPT)课件-2023-2024学年高二生物（人教版2019选择性必修2）
文档属性
| 名称 | 3.3 生态系统的物质循环(共50张PPT)课件-2023-2024学年高二生物（人教版2019选择性必修2） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 12.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-12 16:46:29 | ||
图片预览
文档简介
(共50张PPT)
第3节
生态系统的物质循环
第3章 生态系统及其稳定性
选修二
碳循环
1
生物富集
2
目录
能量流动和物质循环的关系
3
习题检测
4
1.概述生态系统的物质循环过程。
2.通过分析生物富集的过程，说明生物富集的危害，
认同应采取措施减少危害。
一、学习目标
二、重点
分析碳循环的过程，概述生态系统的物质循环过程。
说明能量流动和物质循环的过程。
三、难点
3.说明能量流动和物质循环的关系。
4.尝试探究土壤微生物的分解作用。
碳循环
1
问题探讨
胡杨能抗干旱、御风沙、耐盐碱，可顽强地在荒漠中生存繁衍。然而，受水资源短缺的影响，一些远离水源的胡杨也难逃死亡的厄运。这些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。
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。
问题探讨
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。
碳循环
1
呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大气中。
食物
人体的细胞呼吸
CO2
植物的光合作用
这些二氧化碳分子离开你后，会开始怎样的旅行？
碳元素和氧元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环的。
生物体和大气中的碳的含量是怎样维持相对稳定的
分析碳循环的过程
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。
1.碳在非生物环境和生物体内
分别以什么形式存在？
在非生物环境中：
主要是CO2，少许碳酸盐。
在生物群落中：
主要是含碳有机物。
煤、石油
生物群落中的有机物
大气中的二氧化碳库
分析碳循环的过程
2. 碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节
(以什么形式、通过 哪些生命活动、形成哪些产物等)？
（请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。）
碳循环
1
一、碳循环
1.过程
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
2.流动形式
（2）群落与非生物环境间：
（3）生物群落内部:
（1）无机环境中的存在形式：
CO2和碳酸盐
CO2
含碳有机物
一、碳循环
3.进入生物群落的途径
4.碳在生物群落内传递的途径
生产者的光合作用、化能合成作用
食物链（网）
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
6.碳循环的形式
非生物环境 （ CO2 ）
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
二氧化碳
一、碳循环
7.海洋对碳循环的调节
海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。
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 水圈中的CO2库
一、碳循环
8.碳循环的特点
煤
石油
大气中的CO2库
溶解
光合作用
摄食
光合作用
分解作用
呼吸作用
燃烧
②具有全球性
①循环往复运动
CO2能够随着大气环流在全球范围内流动。
注意：
海洋对调节大气中的
碳含量起着非常重要的作用。
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
能量主要以光的形式到达地球，其中大部分最后以红外线的形式从地球再辐射出去。在大气层中， CO2对光辐射没有阻挡，但是能吸收红外线并阻挡红外线通过，就像温室的玻璃顶罩一样，能量进入容易出去难。
温室效应
1.原因
森林、草原等植被遭到大面积破坏。
主要原因
化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放。
温室效应
2.危害
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
3.措施
减少二氧化碳排放：开发新能源，减少化石燃料燃烧。
增加二氧化碳的吸收和固定量：大力植树种草，提高森林覆盖率。
提高秸秆还田率，提高土壤储碳量。
习题巩固
1.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
碳循环
1
二、物质循环
1.概念
组成生物体的 等基本元素，在不断进行着从 到 ，又从 的循环过程。
非生物环境
C、H、O、N、P、S
生物群落
生物群落到非生物环境
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
生物群落
无机环境
2.特点
①具有全球性(生物地球化学循环)
②循环性(反复利用，循环流动)
二、物质循环
3.物质循环在农业方面的应用
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
稻田的水给鱼提供生长环境，鱼可吃害虫，排泄物可为水稻提供有机肥，鱼和水稻形成了一个无公害的生物微循环
鱼菜共生
大棚里，既养鱼又种菜，不影响产量还能节水节肥，实现养鱼不换水，种菜不施肥的神奇效果。鱼帮菜、菜帮鱼，和谐互助
鸭子可吃掉水稻叶片上害虫及虫卵，粪便可作有机肥料，其在水里游动，加快水稻对养分吸收，也改良了土壤通透性，达到了生态高效种植效果
稻田养鸭
二、物质循环
4.分解者和消费者在物质循环中的作用
土壤中的微生物能够分解有机物，这是物质循环过程中的
重要一环。
生态系统中的消费者能够加快物质的循环过程。
常见物质循环模型
常见物质循环模型
1.图1中，A为生产者，B为大气中CO2库，C为消费者，D为分解者。
2.图2中，A为生产者，B为大气中CO2库，C为初级消费者，
D为次级消费者，E为分解者。
3.图3中，E为生产者，A为大气中CO2库，B、D、F为消费者，
C为分解者。
习题巩固
1.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
课堂总结
（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）
1.碳的存在形式
非生物环境：
CO2（主要）和碳酸盐
生物群落：
含碳有机物
2.碳在生物群落和非生物群落之间循环的形式：
CO2
3.碳在生物群落内的传递形式：
含碳有机物
4.碳进入生物群落的途径：
光合作用（主要）和化能合成作用
5.碳在生物群落中传递的主要途径：
食物链、食物网
6.碳返回非生物环境的途径：
①生产者和消费者的呼吸作用；
②分解者的分解作用；
③化石燃料的燃烧；
课堂总结
7.与自然界碳循环关系最为密切的两种细胞器：
线粒体和叶绿体
8.碳循环特点：
全球性、反复循环流动
9.碳循环具全球性的原因：
CO2能够随着大气环流在全球范围内进行。
10.海洋对调节大气中的碳含量起着
非常重要的作用。
大气循环
海洋循环
C循环具有全球性、循环性
生物富集
2
生物富集
2
1.概念
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 环境浓度的现象。
超过
2.物质
（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。
3.生物富集的主要途径
食物链、食物网
生物富集
2
4.生物富集的物质的特点
①在环境和生物体中存在形式是比较______的；
②必须是生物体能够______的且 的；
③在生物代谢过程中是____________的。
稳定
吸收
不易被分解
不易排出
水
植物
小鱼
大鱼
鱼鹰
5.生物富集现象的特点
（1）具有全球性
导致生物富集的有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地
（2）有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高。
生物富集
2
铅的富集:
煤燃烧、有色金属冶炼
铅被排放进入大气
沉降在土壤和植被表面
进入土壤
进入水体
植物根吸收叶片摄入铅
水生植物、浮游动物直接吸收铅，动物饮用含铅的水，直接摄入铅
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
含铅生物被更高营养级动物食用，沿食物链聚集
最终积累在食物链的顶端
铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
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
生物富集与生物放大的区别与联系
鱼鹰（2.5×10-5）
大鱼（2×10-6）
小鱼（5×10-7）
植物（4×10-8）
水（3×10-12）
有害物质在生物体内的浓度
如图测定结果显示DDT浓度沿食物链放大了一千万倍
生物富集与生物放大的区别与联系
生物放大作用
a.在湖泊里种植大量芦苇，芦苇可以吸收水中的有毒物质，而且芦苇抗毒能力非常强，然后将芦苇进行封存，防止有毒物质重新进入环境。
b.某些有益的物质(如：黄金、钽等珍贵稀有物质)也可沿食物链浓缩，这就为人类从生物体中提取某些稀有物质或元素提供一种方法。
三、生物富集
6.生物富集的危害
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
能量流动和物质循环的关系
3
能量流动和物质循环的关系
3
一、区别
项目 能量流动 物质循环
形式
过程
范围
特点
主要以有机物中化学能形式
主要以无机物形式(群落和非生物环境间主要以CO2的形式)
沿食物链（网）单向流动
(开放型)
在无机环境与生物群落之间循环往返(封闭型)
各营养级间(生物群落)
生物圈
单向流动，逐级递减
(能量来自于太阳)
全球性、循环性
(物质由地球提供)
能量流动和物质循环的关系
3
二、联系
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。物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；
能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之
间循环往返。
生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，
才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，它们同时进行，
相互依存，不可分割。
习题巩固
1.物质循环和能量流动的起点和终点是否相同？
2.同碳元素一样，氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断地施加氮肥？
不同。能量流动的起点是生产者固定的太阳能，终点是以热能的形式散失。物质循环没有起点和终点。
因为农民要不断地从农田中收获农产品，会带走大量的氮元素，因此要通过往农田中不断地施加氮肥。
能量流动和物质循环的关系
3
三、探究土壤微生物的分解作用
第二年春天从土中刨出的花生
(1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、
丝状真菌、呈放射状的放线菌等微生物，它们在生态系统中的成分为_______。
(2)分解者的作用是将环境中的
_______分解为_______，其分解速度与
环境中的______、水分等生态因子相关。
分解者
有机物
无机物
温度
秋天刚收获的花生
1.实验原理
三、探究土壤微生物的分解作用
土壤进行处理，排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变。
提出问题
实验假设
实验设计 自变量
实验组
对照组
实验现象
结论分析
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
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
对土壤高温处理（灭菌）
对土壤不做任何处理（自然状态）
相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂
土壤微生物对落叶有分解作用
不能加热烘干，会导致土壤理化性质发生改变，可将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1小时灭菌
三、探究土壤微生物的分解作用
提出问题 实验假设 实验设计 自变量 实验组 对照组 实验现象 加入 碘液 A1
B1
加入斐林试剂，水浴加热 A2
B2
结论分析 土壤微生物能分解淀粉吗？
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杯中加入适量淀粉糊+30mL土壤浸出液
B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸馏水
不变蓝
变蓝
产生砖红色沉淀
不产生砖红色沉淀
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
习题巩固
3.野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点，除用于生态治理外，其中一些可替代木材栽培食用菌，收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是（ ）
A.种植此类草本植物可以减少水土流失
B.菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用
C.用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源
D.菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移
B
习题巩固
4.下列关于生态系统中的物质循环的说法错误的是（ ）
A.生态系统的物质循环又叫生物地球化学循环
B.生态系统的物质循环发生在种群和无机环境之间
C.无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用
D.植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环
E.从物质循环的角度看，
人体内碳元素的根本来源是大气中的CO2
F.科考人员在南极发现了某些有害农药，
此现象说明生态系统的物质循环具有全球性的特点
B
一、物质循环的概念
二、物质循环的特点
在生态系统中，组成生物体的化学元素进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。
全球性，反复出现，循环运动
三、碳循环
碳在无机环境中的存在形式：二氧化碳和碳酸盐
碳循环的形式：二氧化碳
无机环境
光合作用，化能合成作用
生物群落
呼吸作用，微生物分解作用
四、能量流动和物质循环的关系
能量是物质循环的动力，物质是能量流动的载体。
课堂总结
习题检测
4
习题检测
1.能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。判断下列相关表述是否正确。
(1)物质循环发生在生物群落与非生物环境之间。 （ ）
(2)能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。 （ ）
√
×
2.在生态系统中,使二氧化碳进入生物群落的生物主要是（ ）
A.细菌 B.真菌 C.动物 D.绿色植物
D
习题检测
3.竹子中纤维素含量很高。大熊猫每天要吃大量竹子,但一般只能利用其中一小部分纤维素。研究表明,大熊猫的基因组缺少编码纤维素酶的基因,但是肠道中有多种纤维素分解菌。
(1)大熊猫与它肠道内某种纤维素分解菌的种间关系为（ ）
A.捕食 B.寄生 C.互利共生 D.原始合作
(2)下列叙述不合理的是（ ）
A.大熊猫是初级消费者,属于第二营养级
B.大熊猫未消化的纤维素会被分解者利用循环
C.纤维素分解菌促进了生态系统中的物质
D.能量流动方向是竹子→大熊猫一纤维素分解菌
C
D
习题检测
4.生物圈是不是一个在物质上自给自足的系统？为什么？
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。
5.同碳元素一样，氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。
为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢
农田是人工生态系统,是以提高农作物的产量,使能量更多地流向人类,满足人类需要为目的的。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。
习题检测
3.下表为生活在某库区水域中层的几种鱼体内重金属的含量
(单位: ng.g-1)。请据表推测这几种鱼中,草食性的鱼是____杂食性的鱼是_______,食性的鱼是_______为什么
鱼的种类 A B C D E
Hg 17.8 61.9 70.4 117.0 112.0
Pb 27.3 34.9 52.5 84.3 75.8
Cd 8.8 14.1 10.3 21.9 41.6
D和E
A
B和C
习题检测
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。
THANKS
第3节
生态系统的物质循环
第3章 生态系统及其稳定性
选修二
碳循环
1
生物富集
2
目录
能量流动和物质循环的关系
3
习题检测
4
1.概述生态系统的物质循环过程。
2.通过分析生物富集的过程，说明生物富集的危害，
认同应采取措施减少危害。
一、学习目标
二、重点
分析碳循环的过程，概述生态系统的物质循环过程。
说明能量流动和物质循环的过程。
三、难点
3.说明能量流动和物质循环的关系。
4.尝试探究土壤微生物的分解作用。
碳循环
1
问题探讨
胡杨能抗干旱、御风沙、耐盐碱，可顽强地在荒漠中生存繁衍。然而，受水资源短缺的影响，一些远离水源的胡杨也难逃死亡的厄运。这些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。
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。
问题探讨
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。
碳循环
1
呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大气中。
食物
人体的细胞呼吸
CO2
植物的光合作用
这些二氧化碳分子离开你后，会开始怎样的旅行？
碳元素和氧元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环的。
生物体和大气中的碳的含量是怎样维持相对稳定的
分析碳循环的过程
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。
1.碳在非生物环境和生物体内
分别以什么形式存在？
在非生物环境中：
主要是CO2，少许碳酸盐。
在生物群落中：
主要是含碳有机物。
煤、石油
生物群落中的有机物
大气中的二氧化碳库
分析碳循环的过程
2. 碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节
(以什么形式、通过 哪些生命活动、形成哪些产物等)？
（请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。）
碳循环
1
一、碳循环
1.过程
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
2.流动形式
（2）群落与非生物环境间：
（3）生物群落内部:
（1）无机环境中的存在形式：
CO2和碳酸盐
CO2
含碳有机物
一、碳循环
3.进入生物群落的途径
4.碳在生物群落内传递的途径
生产者的光合作用、化能合成作用
食物链（网）
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
6.碳循环的形式
非生物环境 （ CO2 ）
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
二氧化碳
一、碳循环
7.海洋对碳循环的调节
海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。
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 水圈中的CO2库
一、碳循环
8.碳循环的特点
煤
石油
大气中的CO2库
溶解
光合作用
摄食
光合作用
分解作用
呼吸作用
燃烧
②具有全球性
①循环往复运动
CO2能够随着大气环流在全球范围内流动。
注意：
海洋对调节大气中的
碳含量起着非常重要的作用。
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
能量主要以光的形式到达地球，其中大部分最后以红外线的形式从地球再辐射出去。在大气层中， CO2对光辐射没有阻挡，但是能吸收红外线并阻挡红外线通过，就像温室的玻璃顶罩一样，能量进入容易出去难。
温室效应
1.原因
森林、草原等植被遭到大面积破坏。
主要原因
化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放。
温室效应
2.危害
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
3.措施
减少二氧化碳排放：开发新能源，减少化石燃料燃烧。
增加二氧化碳的吸收和固定量：大力植树种草，提高森林覆盖率。
提高秸秆还田率，提高土壤储碳量。
习题巩固
1.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
碳循环
1
二、物质循环
1.概念
组成生物体的 等基本元素，在不断进行着从 到 ，又从 的循环过程。
非生物环境
C、H、O、N、P、S
生物群落
生物群落到非生物环境
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
生物群落
无机环境
2.特点
①具有全球性(生物地球化学循环)
②循环性(反复利用，循环流动)
二、物质循环
3.物质循环在农业方面的应用
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
稻田的水给鱼提供生长环境，鱼可吃害虫，排泄物可为水稻提供有机肥，鱼和水稻形成了一个无公害的生物微循环
鱼菜共生
大棚里，既养鱼又种菜，不影响产量还能节水节肥，实现养鱼不换水，种菜不施肥的神奇效果。鱼帮菜、菜帮鱼，和谐互助
鸭子可吃掉水稻叶片上害虫及虫卵，粪便可作有机肥料，其在水里游动，加快水稻对养分吸收，也改良了土壤通透性，达到了生态高效种植效果
稻田养鸭
二、物质循环
4.分解者和消费者在物质循环中的作用
土壤中的微生物能够分解有机物，这是物质循环过程中的
重要一环。
生态系统中的消费者能够加快物质的循环过程。
常见物质循环模型
常见物质循环模型
1.图1中，A为生产者，B为大气中CO2库，C为消费者，D为分解者。
2.图2中，A为生产者，B为大气中CO2库，C为初级消费者，
D为次级消费者，E为分解者。
3.图3中，E为生产者，A为大气中CO2库，B、D、F为消费者，
C为分解者。
习题巩固
1.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
课堂总结
（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）
1.碳的存在形式
非生物环境：
CO2（主要）和碳酸盐
生物群落：
含碳有机物
2.碳在生物群落和非生物群落之间循环的形式：
CO2
3.碳在生物群落内的传递形式：
含碳有机物
4.碳进入生物群落的途径：
光合作用（主要）和化能合成作用
5.碳在生物群落中传递的主要途径：
食物链、食物网
6.碳返回非生物环境的途径：
①生产者和消费者的呼吸作用；
②分解者的分解作用；
③化石燃料的燃烧；
课堂总结
7.与自然界碳循环关系最为密切的两种细胞器：
线粒体和叶绿体
8.碳循环特点：
全球性、反复循环流动
9.碳循环具全球性的原因：
CO2能够随着大气环流在全球范围内进行。
10.海洋对调节大气中的碳含量起着
非常重要的作用。
大气循环
海洋循环
C循环具有全球性、循环性
生物富集
2
生物富集
2
1.概念
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 环境浓度的现象。
超过
2.物质
（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。
3.生物富集的主要途径
食物链、食物网
生物富集
2
4.生物富集的物质的特点
①在环境和生物体中存在形式是比较______的；
②必须是生物体能够______的且 的；
③在生物代谢过程中是____________的。
稳定
吸收
不易被分解
不易排出
水
植物
小鱼
大鱼
鱼鹰
5.生物富集现象的特点
（1）具有全球性
导致生物富集的有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地
（2）有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高。
生物富集
2
铅的富集:
煤燃烧、有色金属冶炼
铅被排放进入大气
沉降在土壤和植被表面
进入土壤
进入水体
植物根吸收叶片摄入铅
水生植物、浮游动物直接吸收铅，动物饮用含铅的水，直接摄入铅
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
含铅生物被更高营养级动物食用，沿食物链聚集
最终积累在食物链的顶端
铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
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
生物富集与生物放大的区别与联系
鱼鹰（2.5×10-5）
大鱼（2×10-6）
小鱼（5×10-7）
植物（4×10-8）
水（3×10-12）
有害物质在生物体内的浓度
如图测定结果显示DDT浓度沿食物链放大了一千万倍
生物富集与生物放大的区别与联系
生物放大作用
a.在湖泊里种植大量芦苇，芦苇可以吸收水中的有毒物质，而且芦苇抗毒能力非常强，然后将芦苇进行封存，防止有毒物质重新进入环境。
b.某些有益的物质(如：黄金、钽等珍贵稀有物质)也可沿食物链浓缩，这就为人类从生物体中提取某些稀有物质或元素提供一种方法。
三、生物富集
6.生物富集的危害
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
能量流动和物质循环的关系
3
能量流动和物质循环的关系
3
一、区别
项目 能量流动 物质循环
形式
过程
范围
特点
主要以有机物中化学能形式
主要以无机物形式(群落和非生物环境间主要以CO2的形式)
沿食物链（网）单向流动
(开放型)
在无机环境与生物群落之间循环往返(封闭型)
各营养级间(生物群落)
生物圈
单向流动，逐级递减
(能量来自于太阳)
全球性、循环性
(物质由地球提供)
能量流动和物质循环的关系
3
二、联系
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。物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；
能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之
间循环往返。
生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，
才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，它们同时进行，
相互依存，不可分割。
习题巩固
1.物质循环和能量流动的起点和终点是否相同？
2.同碳元素一样，氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断地施加氮肥？
不同。能量流动的起点是生产者固定的太阳能，终点是以热能的形式散失。物质循环没有起点和终点。
因为农民要不断地从农田中收获农产品，会带走大量的氮元素，因此要通过往农田中不断地施加氮肥。
能量流动和物质循环的关系
3
三、探究土壤微生物的分解作用
第二年春天从土中刨出的花生
(1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、
丝状真菌、呈放射状的放线菌等微生物，它们在生态系统中的成分为_______。
(2)分解者的作用是将环境中的
_______分解为_______，其分解速度与
环境中的______、水分等生态因子相关。
分解者
有机物
无机物
温度
秋天刚收获的花生
1.实验原理
三、探究土壤微生物的分解作用
土壤进行处理，排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变。
提出问题
实验假设
实验设计 自变量
实验组
对照组
实验现象
结论分析
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
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
对土壤高温处理（灭菌）
对土壤不做任何处理（自然状态）
相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂
土壤微生物对落叶有分解作用
不能加热烘干，会导致土壤理化性质发生改变，可将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1小时灭菌
三、探究土壤微生物的分解作用
提出问题 实验假设 实验设计 自变量 实验组 对照组 实验现象 加入 碘液 A1
B1
加入斐林试剂，水浴加热 A2
B2
结论分析 土壤微生物能分解淀粉吗？
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杯中加入适量淀粉糊+30mL土壤浸出液
B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸馏水
不变蓝
变蓝
产生砖红色沉淀
不产生砖红色沉淀
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
习题巩固
3.野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点，除用于生态治理外，其中一些可替代木材栽培食用菌，收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是（ ）
A.种植此类草本植物可以减少水土流失
B.菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用
C.用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源
D.菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移
B
习题巩固
4.下列关于生态系统中的物质循环的说法错误的是（ ）
A.生态系统的物质循环又叫生物地球化学循环
B.生态系统的物质循环发生在种群和无机环境之间
C.无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用
D.植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环
E.从物质循环的角度看，
人体内碳元素的根本来源是大气中的CO2
F.科考人员在南极发现了某些有害农药，
此现象说明生态系统的物质循环具有全球性的特点
B
一、物质循环的概念
二、物质循环的特点
在生态系统中，组成生物体的化学元素进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。
全球性，反复出现，循环运动
三、碳循环
碳在无机环境中的存在形式：二氧化碳和碳酸盐
碳循环的形式：二氧化碳
无机环境
光合作用，化能合成作用
生物群落
呼吸作用，微生物分解作用
四、能量流动和物质循环的关系
能量是物质循环的动力，物质是能量流动的载体。
课堂总结
习题检测
4
习题检测
1.能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。判断下列相关表述是否正确。
(1)物质循环发生在生物群落与非生物环境之间。 （ ）
(2)能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。 （ ）
√
×
2.在生态系统中,使二氧化碳进入生物群落的生物主要是（ ）
A.细菌 B.真菌 C.动物 D.绿色植物
D
习题检测
3.竹子中纤维素含量很高。大熊猫每天要吃大量竹子,但一般只能利用其中一小部分纤维素。研究表明,大熊猫的基因组缺少编码纤维素酶的基因,但是肠道中有多种纤维素分解菌。
(1)大熊猫与它肠道内某种纤维素分解菌的种间关系为（ ）
A.捕食 B.寄生 C.互利共生 D.原始合作
(2)下列叙述不合理的是（ ）
A.大熊猫是初级消费者,属于第二营养级
B.大熊猫未消化的纤维素会被分解者利用循环
C.纤维素分解菌促进了生态系统中的物质
D.能量流动方向是竹子→大熊猫一纤维素分解菌
C
D
习题检测
4.生物圈是不是一个在物质上自给自足的系统？为什么？
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。
5.同碳元素一样，氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。
为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢
农田是人工生态系统,是以提高农作物的产量,使能量更多地流向人类,满足人类需要为目的的。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。
习题检测
3.下表为生活在某库区水域中层的几种鱼体内重金属的含量
(单位: ng.g-1)。请据表推测这几种鱼中,草食性的鱼是____杂食性的鱼是_______,食性的鱼是_______为什么
鱼的种类 A B C D E
Hg 17.8 61.9 70.4 117.0 112.0
Pb 27.3 34.9 52.5 84.3 75.8
Cd 8.8 14.1 10.3 21.9 41.6
D和E
A
B和C
习题检测
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。
THANKS