3.3 生态系统的物质循环 课件(共40张PPT)人教版（2019）选择性必修二

(共40张PPT)
第3节 生态系统的物质循环
第三章
问题探讨
请同学们深呼吸，全班人一起呼气的时候，呼出了很多二氧化碳分子，想象一下，这些二氧化碳分子离开你后，会开始怎样的旅行？
生物体和大气中的碳的含量是怎样维持相对稳定的
二氧化碳溶入水，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。（右图)。
分析讨论
1. 碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
2. 碳是如何进出生产者、消费者、分解者的
（什么形式、那种生命活动、形成那些产物）
请用关键词、线段、箭头、方框等表示讨论的结果。
3.你如何看待人类活动对碳循环的影响？
一、碳循环
思考 讨论：分析碳循环的过程
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：
一、碳循环
2、碳的循环形式
CO2
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
（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
生产者的光合作用和化能合成作用
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、实现碳循环的关键因素
生产者和分解者
一、碳循环
6、碳循环模式图
海洋中CO2
把碳循环的各组成成分填入下图：大气中的CO2库，生产者，消费者，分解者。
填空
①
③
④
②
④
③
②
①
生产者
大气CO2库
消费者
分解者
大气CO2库
生产者
消费者
分解者
碳循环图解中各成分的判定方法
(1)先看双箭头：双箭头代表生产者、大气中的CO2库。
其他所有成分都指向C的为大气中的CO2库。
(2)除了C之外，有最多被指向箭头的为分解者，即B为分解者。
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。
7、温室效应
化石燃料的大量燃烧，导致大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。
①形成原因：
③解决思路：
减少化石燃料的使用，开发清洁能源。
大力植树种草，提高森林覆盖率。
一、碳循环
使气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁
②影响：
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
(5)低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡(　　)
常考基础诊断
×
√
√
√
√
(1)碳在生物群落和无机环境之间主要以有机物形式循环(　)
(2)与碳循环有关的生理活动有光合作用、化能合成作用和呼吸作用等(　　)
(3)化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因(　　)
(4)如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林，会影响生态系统的碳循环(　　)
二、生态系统的物质循环
组成生物体的C、H、O、N、P、S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。
1、概念
2、范围
生物圈
3、特点
具有全球性和循环往复运动的特点
注意:
1.“物质循环”中的物质指的是碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，而不是化合物或者单质；
2.“物质循环”中的循环发生在非生物环境与生物群落之间，在生物群落内部物质是沿食物链和食物网单向流动的。
例题：下列关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是(　　）
A.所说的物质是指组成生物体的一些基本化学元素
B.所说的生态系统是地球最大的生态系统——生物圈
C.所说的循环是指物质在生物与非生物环境之间反复
利用、循环流动
D.物质在循环过程中不断递减
D
①动物的取食、消化能促进物质循环；
课外拓展
稻田养鸭，你能从物质循环角度说说它的好处吗？
③动物呼出的CO2还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，
三、生物富集
1、概念
2、参与生物富集的物质
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。
人工合成的有机物: 如DDT、六六六等。
重金属: 如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。
3、发生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
4、生物富集的主要途径
食物链、食物网
三、生物富集
5、生物富集实例——铅的富集
三、生物富集
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
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
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
①全球性
这些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。
6、生物富集现象的特点
②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(即随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象)
鱼鹰
大鱼
小鱼
植物
水
三、生物富集
1、物质循环与能量流动的区别
四、能量流动和物质循环的关系
项目 能量流动 物质循环
形式 太阳能→化学能→热能
过程 沿食物链(网) 流动 在生物群落与非生物环境之间_________
范围 生态系统各营养级 全球(生物圈)
特点 _________、_________
单向
循环往返
单向流动
逐级递减
全球性、循环往复运动
四、能量流动和物质循环的关系
2、物质循环与能量流动的联系
二者是同时进行的，彼此相互依存、不可分割。
①能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成与分解等过程。
②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动。
③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。
常考基础诊断
×
√
×
×
(1)生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与非生物环境之间往复循环(　　)
(2)物质循环的范围是生物圈(　　)
(3)物质循环和能量流动是两个相对独立的过程(　　)
(4)生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网，所以物质和能量是循环往复的(　　)
(5)物质是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力(　　)
√
课外拓展
同碳元素一样，氮元素在生物群落和无机环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断的施加氮肥呢？
②农产品不断从农田生态系统中输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。
①农田中的氮往往不足以使作物高产；
探究土壤微生物的分解作用
实验原理
探究·实践
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。
案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
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60℃处理1h(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
1.假设：土壤中的微生物对淀粉具有分解作用。
2.实验材料：土壤浸出液
案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
3.实验设计
对照组：
实验组：
20℃放置7天后，取实验组和对照组的溶液分装到不同试管，分别加入斐林试剂和碘液，进行观察。
蒸馏水＋淀粉
土壤浸出液＋淀粉
实验组溶液
加斐林试剂后有砖红色沉淀；加碘液不变蓝
对照组溶液
加斐林试剂后无砖红色沉淀；加碘液变蓝
5.结论
土壤中的微生物对淀粉具有分解作用。
4.结果分析
练习：右图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，则分解者的作用强弱是( )
A. a>c＝b 　　　
B. c>b>a
C. c＝b>a 　　　
D. a>b>c
D
归纳小结
化石燃料
【课堂小结】
练一练 P67【练习与应用】一、概念检测
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.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
C.纤维素分解菌促进了生态系统中的物质循环
D.能量流动方向是竹子→大熊猫→纤维素分解菌
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
√
×
C
D
D
练一练 P67【练习与应用】二、拓展应用
1.生物圈是不是一个在物质上自给自足的系统？为什么？
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呢？
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_____，肉食性的鱼是_______，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。
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。
A
B和C
D和E
练一练 判断以下说法是否正确。
(1)参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。
( )
(2)碳的循环在生物群落内部是以CO2的形式进行的。
( )
(3)光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环。( )
(4)植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。
( )
(5)碳循环的进行伴随着能量流动，但由于生物体不能在代谢中利用热能，所以能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。
( )
(6)由于人工碳排放过度，破坏了生态系统的碳平衡，导致大气中二氧化碳浓度增加并引起全球气候变化。
( )
(7)铅可沿食物链进入人体，在人体内的浓度可能超过环境浓度。( )
×
×
×
√
√
√
√
课堂练习
1.下列关于生态系统中碳循环的叙述，错误的是( )
A.生产者和分解者在碳循环中不可缺少
B.消费者促进了碳循环并使生态系统更加稳定
C.碳在无机环境和生物群落间循环的主要形式是CO2
D.形成温室效应的最主要原因是生物呼吸作用排出大量的CO2
D
2.下图为某生态系统碳循环示意图，其中A、B、C、D是生态系统内各生物成分，1、2、3、4、5、6表示有关的生理过程。下列说法错误的是( )
A. 碳循环具有全球性
B. C表示生产者，A、B、D都是消费者
C. 生理过程1主要是生产者的光合作用
D. 碳在生物群落和无机环境之间以CO2的形式循环流动
B
3.下面为生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述正确的是( )
A. ①③过程代表绿色植物的光合作用
B. 图中甲、乙、丙分别代表消费者、生产者和分解者
C. 图中甲、乙、丙、丁包含的所有种群共同构成生物群落
D. 碳循环是指碳元素在甲、乙、丙、丁之间以有机物的形式传递
C
4.下列有关能量流动和物质循环的叙述，正确的是( )
A.物质是能量的载体，使能量只能沿食物链（网）单向流动
B.能量是物质循环的动力，推动物质在生物群落内循环往复
C.能量流动和物质循环是两个相对独立的过程
D.物质的合成与分解伴随着能量的储存和释放
B