3.3生态系统的物质循环 课件 (共24张PPT)-2025-2026学年高二上学期《生物》（人教版）选必修2

(共24张PPT)
第3节 生态系统的物质循环
思考一下：
两种元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环 的。
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？
这些二氧化碳分子中的碳元素和氧元素又是怎样来到你体内的？进入你体内之前又存在于什么物质中？
食物
人体的呼吸作用
CO2
植物的光合作用
一、碳循环
生物体和大气中的碳含量，都处于长期稳定的状态，这是怎么维持的？
讨论1：碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
一、碳循环
分析碳循环的过程
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。
二氧化碳，碳酸盐等
主要是有机物
2.碳在非生物环境和生物群落之间主要以什么形式进行循环的？循环的范围如何？
CO2
生物圈（全球性）
非生物环境：
生物体内：
3.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的？
（以什么形式、通过那种生命活动、形成那些产物等）
请用关键词、线段、箭头、方框等表示其过程。
分析碳循环的过程
思考·讨论
一、碳循环
遗体和粪便
大气中的CO2库
生产者
消费者
分解者
化能合成
光合作用
呼吸作用
呼吸作用
分解作用
摄食
化石燃料
燃烧作用
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。
遗体和粪便
大气中的CO2库
生产者
消费者
分解者
化能合成
光合作用
水圈中的CO2库
化石燃料
呼吸作用
呼吸作用
分解作用
燃烧作用
环 境
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。海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。
一、碳循环
碳循环示意图（p62）
思考：你如何看待人类活动对碳循环的影响？
人类哪些行为会增加碳排放？
碳排放增加会导致哪些危害？
一、碳循环
如何减少碳排放？
对化石燃料的过度开采和利用
对植被的破坏
温室效应，引起全球性气候变化
大力开展植物造林；合理利用化石燃料，开发新能源、开展节能产业等
组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都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。
物质循环
物质循环的概念
物质循环概念的解读
发生循环的对象：
这里的“生态系统”是指：
物质循环的特点：
生物圈
组成生物体的化学元素
全球性、循环性
生物地球化学循环
改进农业生产方式：
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。
物质循环的过程：
在 和 之间循环
非生物环境
生物群落
高能固氮
工业固氮
生物固氮
物质循环--氮循环
1：铅对人体血液、血管、肾脏、生殖腺和神经系统等均有毒害作用。自2013年起，世界卫生组织号召：每年十月底在全球开展“预防铅中毒国际行动周”活动。
2：铅在植物组织中可致光合作用及脂肪代谢的强度减弱，吸水量减少，耗氧量增大，阻碍植物生长，甚至导致死亡。
3：铅对微生物也具有毒害作用。
4.铅在生物体内形成难以降解的化合物，且不易排出。
铅是一种毒性很强的化学元素
是不是所有物质都能较快地通过食物链回归非生物环境呢？
分析铅浓度在生物体中的特点
思考·讨论
资料一：不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内铅浓度，分析血蛤体内与生活环境中地铅浓度之间的关系？
结果：铅在中国血蛤体内的浓度超过环境浓度。
中国血蛤
水
水底沉积物
中国血蛤
铅浓度(ppm)
采样点1 采样点2 采样点3 采样点4
分析铅浓度在生物体中的特点
思考·讨论
资料二：置于0.48 nmol/g铅溶液中美国钩虾体内铅浓度随时间的变化
结果：铅在美国钩虾体内浓度随时间延长而增加。
美洲钩虾
时间（天）
体内铅浓度(nmol/g)
分析铅浓度在生物体中的特点
思考·讨论
思考：铅在这两种生物体浓度超过环境浓度？
时间（天）
体内铅浓度(nmol/g)
水
水底沉积物
中国血蛤
铅浓度(ppm)
采样点1 采样点2 采样点3 采样点4
成因：铅在生物体内形成难以降解的化合物，且不易排出。
概念：
出现生物富集现象的物质
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；
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，称作生物富集。
二、生物富集
不易降解消化和排出，而在生物体内累积的物质
生物富集有哪些特点呢？
①有害物质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
植物吸收摄入铅
水生植物、浮游动物直接吸收铅，动物饮水摄入铅
铅进入体内形成多种比较稳定的铅的化合物，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
生物富集的特点
分析铅浓度在生物群落内的特点
生物放大
②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。
能量流动 物质循环
范围
形式
特点
过程
联系
生态系统各营养级之间
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、循环性
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）二者是生态系统的主要功能，同时进行、相互依存，不可分割；
（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。
能量流动和物质循环的区别与联系
三、能量流动和物质循环的关系
四、探究土壤微生物的分解作用
秋天刚收获的花生
第二年春天从土中刨出的花生
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。
实验原理
实验设计
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 落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂
实验设计 实验组
对照组
自变量
预测实验现象
结论分析
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）
相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组
土壤微生物对落叶有分解作用
参考案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
实验过程
【注意】实验组的土壤要进行处理，以尽可能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。
（例如，将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中处理1h）
土壤进行灭菌处理，排除土壤微生物的作用
土壤不进行处理，自然状态
实验结果
落叶未腐烂
落叶腐烂
参考案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
2.淀粉糊的制作
将20g淀粉溶于500mL开水中，充分搅拌，制成糊状，得到质量分数为4%的淀粉糊。淀粉糊还可以进一步稀释。
参考案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
A组 B组
自变量 无土壤微生物 有土壤微生物
设置方式 淀粉+蒸馏水 淀粉+土壤浸出液
因变量 观测指标 1.淀粉显色反应的变化 2.还原糖含量的变化
3.实验设计
碘液
斐林试剂
对照组
实验组
1.制备土壤浸出液
将土壤放入里面垫有厚纱布的烧杯中，加无菌水搅拌，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。
加斐林试剂
实验结论：土壤微生物对淀粉有分解作用
将A、B两组反应液分成两份，分别编号A1/A2 ，B1/B2。
在A1、B1中加入碘液， 在A2、 B2中加入斐林试剂并加热。
加碘液
A组 B组
自变量 无土壤微生物 有土壤微生物
设置方式 淀粉+蒸馏水 淀粉+土壤浸出液
因变量 观测指标 1.淀粉显色反应的变化 2.还原糖含量的变化
碘液
斐林试剂
对照组
实验组
3.实验结果及分析
课堂小结
生态系统的物质循环
碳循环的过程
人类活动对碳循环的影响
碳循环的特点
生物富集
探究土壤微生物的分解作用
能量流动和物质循环的关系
定义
物质
特点
联系
区别
参考案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
参考案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
预习：3.4生态系统的信息传递
课后作业
感谢观看
202X/01/01