3.3 物质循环高中生物人教版（2019）选择性必修2(课件共18张PPT)

(共18张PPT)
问 题 探 讨 ：
为什么维持生态系 统所需大量物质，
例如氧、水、氮、
碳和许多其他物质， 亿万年来却没有被 生命活动所消耗完
第四节生态系统中的物质能被循环利用
学习目标
1、描述水循环、碳循环和氮循环的过程，明确自 然界中的物质是循环利用的，形成稳态与平衡观 2、分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境 之间不断循环的规律
3、举例说明人们利用物质循环规律，更有效的利 用生态系统中的资源
讨论：1. 碳在非生物环境和 生物群落内分别以什么形式 存在
在非生物环境中：
主要以CO 的形式存 在(还有碳酸盐)
在生物群落中：
含碳有机物的形式存在
大气中的CO 库 _
火山喷发
化石燃料燃烧 光合作用
呼吸
微生物的分解作用
作用 土壤吸收
浮游植物 光合作用
海洋
动、植物残体，动物的排泄物
CaCO 沉 积
任务一 分析碳循环的过程
形成化 石燃料
呼吸作用
大气中的CO 库
火山喷发
化石燃料燃烧 光合作用
呼吸
呼吸作用
作用 土壤吸收
浮游植物 光合作用
动、植物残体，动物的排泄物
CaCO 沉积
大气中的CO 库
能
用
生产者 消费者
遗体。废物
分解者 化石燃料
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。)
呼 合合吸
成作作
分解作用
然 尧
3.碳在生物群落内传递的途径：食 物 链 ( 网 )
形式：含碳有机物
生产者提消费者
分解者 化石燃料
一大气中的CO
能呼
合合吸
成 作作
用
一、碳循环
1.过 程
分
生产者的光合作用，化能合成作用
2.进入生物群 落的途径：
库 呼吸作用
解作用
燃烧
②分解者的分解作用
③化石燃料的燃烧
5.碳循环的形式：二氧化碳
4.碳返回非生物环境的途径：
①生产者、消费者的呼吸作用
大 中的CO 库
合合吸 吸
成作作 作
用 用
光合作用、化能合成作用
呼吸作用、分解作用
非生物机
环境
(CO )
生物群落 (有机物)
分解者 化石燃料
生产者合消费者
分解作用
燃 烷
呼
讨论3、海洋与大气圈的碳含量谁高，海洋对 于调节大气圈中碳含量有何作用
海洋对于调节大气圈中的碳含量起着非常
重要的作用。二氧化碳在大气圈和水圈的界面上通过扩散作用而互相交换着，大气中 如果发生局部的二氧化碳短缺，水圈中的二氧化碳会更多地进入大气圈。同样，如果 水圈中的碳酸氢根离子在光合作用中被植物过量利用，也可以通过其他途径或从大气 圈中得到补偿，从而维持碳循环的平衡。总之
讨论4、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 如何应 答
_ → 温室效应
含量增加
大气中CO
环的平衡
破坏碳循
温室效应
太阳光 太阳光
正常的地球
温室效应的地球
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，CO 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 土难
7.与社会的联系——温室效应 温室气体：CO 、CH 、
(1)造成温室效应的原因：CO 过多 N O、O3等
(2)CO 增多的原因：①化石燃料的大量燃烧。
②_植被的减少
(3)温室效应的危害：
① 极地和高山的冰川加速融化导致海平面上
② 农田减少，粮食减产 o
(4)应对措施：
① 减少煤、石油等化石燃料的燃烧 0
② 开发新能源，如核能、太阳能、风能、水能等。
③ 保护植被，大面积植树种草，提高森林覆盖率。
③ 防止海洋污染
A、生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足
B、A是消费者，C 是生产者，碳在各成分间以CO 的形 式传递
C、对 E过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡 D、碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体
堂测：如图是生物圈中碳循环示意图。下列相关分析错
误的是(B) C 生产者
a
D)
h C气O 中库
消费者
化石燃 料的燃 烧
d
B
分解者
E
生物 非生物
群落 反复循环 环境
①“物质循环的范围”指： 生物圈
0
② “物质”:是指组成生物体的 化 学 元 素---5
③ “循环”: 指组成元素在非生物环境和生物群落之间。 的反复利用，而不是生物群落中。
④特点： 全球性、循环往复。
归纳物质循环概念
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
组成生物体的C 、H 、O 、N 、P 、S等元素
任务二、生物在水循环中起的作用很小
如图是水循环示意图，请结合 课文回答下列问题：
1、水循环过程的主要方式是什么
降水和蒸发
2、水循环的动力是什么
太阳能
3、陆地的蒸发量和降水量谁大 海 洋呢 整个地球表面呢
陆地降水量大于蒸发量；海洋蒸发量大；地球表 面基本持平
4、海洋亏损的水分通过图中什么途 径弥补
D (陆地江河的汇集流入海洋)
5、、生物在水循环中的作用很小， 水循环对生态系统有什么意义呢
水蒸气输运
蒸发
蒸发
蒸腾
图3-14 水循环示意图
下图为氮循环的过程示意图，请分析回 答
1、氮循环主要包括哪几个过程
固氮、氨化、硝化和反硝化
2、①②③分别是哪些固氮方式，哪一个 最重要
工业固氮、高能固氮、生物固氮
3、④过程参与的细菌是自养还是异养 这个过程被称为什么
异养氨化作用
4、参与⑤的硝化细菌利用的是哪些能量
硝化细菌进行化能合成作用，利用的是氨等氧化释放的化学能
5、哪一项为反硝化作用 你是如何理解
任务三固氮菌等细菌在氮循环中发挥重要作用
土壤中的微生物
的
大气中的N ±
闪电
NO
硝化细菌
NH
小结：氮循环
生产者
消费者
根瘤菌
NH
工厂
含氮化肥
尿素、动 植物遗体等
NO
农产品
农户
化肥、种子等
气 粪
思考：1.建立菜一鸡猪一沼气的小循环，从物质和能 量利用角度来说有什么特点
促进物质循环利用和能量的多级利用，提高了能量利用率
2.沼气池对于该庭院生态系统有何意义
开发了清洁能源，减少了环境污染
能量利用率： 人类可以利用 的能量占生物 总能量的比值
四、物质循环规律在实践中应用----实现资源多层次利用
下图是为一个庭院生态系统，请分析回答
粪
沼 气
废弃的根、叶
沼渣
图3-17“蔬菜-鸡、猪-沼气”系统的物质循环
猪、鸡
肉、蛋
饲 料
饲料
市场
四、物质循环规律在实践中应用-----实现资源多层次利用
3、该生态工程利用的主要原理是什么
运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的物质循环和 能量流动，使物质中的能量更多地流向对人类有益的方向。
4、你还能举出哪些利用该原理的例子
①农作物秸秆“过腹还田”。。
②“蔬菜-鸡、猪-沼气”系统以及“桑基鱼塘”生态工程。
③城市生活垃圾进行减量化、无害化、资源化处理。
5、农业生态工程的意义是什么
2、减少能源和资源的消耗，减少化肥用量，减轻 环境污染
3、降低农业投入，收获多种产品，增加经济效益
1、实现物质的循环再生和能量的多级利用
(即资源的多层 次利用)
过腹还田 桑基鱼塘
桑基鱼塘系统是湖州地区先民遵循着早已有之的植桑、 养蚕、蓄鱼生产规律，将桑林附近的洼地深挖为鱼塘，垫 高塘基、基上种桑，以桑养蚕、蚕丝织布，蚕沙喂鱼、塘 泥肥桑，形成可持续多层次复合生态农业循环系统。2017 年11月23日正式认定为全球重要农业文化遗产。
太阳辐射
籽实 农作物
粪便
产品
输出/
蚯蚓
产品输出
产品输出
沼 气 池
秸秆→ 家畜
肥 料
排泄物 碎屑
食用菌
产品 输出
菌床杂屑
沼渣
课堂检测