3.3生态系统的物质循环 课件(共40张PPT)-2025-2026学年高二上学期《生物》（人教版）选必修2
文档属性
| 名称 | 3.3生态系统的物质循环 课件(共40张PPT)-2025-2026学年高二上学期《生物》（人教版）选必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-10-03 17:00:12 | ||
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文档简介
(共40张PPT)
第3章 生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的物质循环
1.生态系统的物质循环过程是怎样的？
2.怎样理解生物富集的成因和危害？
3.物质循环与能量流动的关系是怎样的？
本节聚焦
P61 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。
沙漠守护神
讨论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。
讨论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。
（一）碳循环
思考：呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大气中。这些二氧化碳分子离开你后，会开始怎样的旅行？
食物
人体的细胞呼吸
CO2
植物的光合作用
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。
追问：生物体和大气中的碳的含量是怎样维持相对稳定的呢？
合作探究：请同学们自主阅读教材P61-63，小组合作思考讨论完成问题。
1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
2.碳以什么形式通过什么途径进入生物群落；碳以什么形式通过什么途径在群落内部传递？
3.生物群落中的碳以什么形式返回无机环境？通过哪些途径？
4.请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。
5.碳循环与温室效应有什么关系？如何缓解温室效应？
6.你如何看待人类活动对碳循环的影响？
7.物质循环的概念、特点？物质循环中的“物质”指？人类可以怎样改进农业生产方式？
（一）碳循环
分析碳循环的过程
P61 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。
问题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。
1.碳的存在形式：
（一）碳循环
光合作用
呼吸作用
溶解
光合作用
生产者
(2)呼吸作用:将有机物分解为二氧化碳。
(1)光合作用等:将二氧化碳转化为有机物。
问题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)？
大气中的二氧化碳库
（一）碳循环
问题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)？
大气中的二氧化碳库
呼吸作用
摄食
消费者
(2)呼吸作用等:将有机物分解为二氧化碳。
(1)摄食等：将前一营养级的有机物转化为自身的有机物。
（一）碳循环
问题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)？
大气中的二氧化碳库
分解者
(2)微生物的分解作用等：将有机物分解为二氧化碳。
(1)食腐、腐生等:将现成有机物转化为自身有机物。
微生物的分解作用
（一）碳循环
其他途径：煤、石油等化石燃料的开采与使用，将有机物分解为二氧化碳等。
煤、石油
（请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型）
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.碳的循环形式：
在生物群落和非生物环境之间：
在生物群落内部：
碳主要以CO2形式循环。
碳以含碳有机物形式沿食物链、食物网传递。
（一）碳循环
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
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
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
（一）碳循环
5.碳在生物群落中传递的主要途径：
食物链、食物网
6.实现碳循环的关键因素：
生产者和分解者
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.碳循环的特点：
具有全球性
CO2能够随着大气环流在全球范围内进行
消极影响：人类活动对煤和石油等资源的利用，会向大气中排放大量的二氧化碳，打破了生物圈中碳循环的平衡，加剧温室效应，引起全球性的气候变化；
积极影响：但人类又大力开展植树造林、开发新能源、发展节能产业等，有利于降低大气中的二氧化碳浓度，维持生物圈的碳平衡。
分析碳循环的过程
P62思考.讨论
问题3：你如何看待人类活动对碳循环的影响？
（一）碳循环
问题4：碳循环失调有什么影响呢？与温室效应有关吗？
（2）极地和高山冰川加速融化
（3）海平面上升
（1）气温升高
（4）对人类和其他生物的生存构成威胁
（1）减少二氧化碳排放：开发新能源，减少化石燃料燃烧。
（2）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。
（3）提高秸秆还田率，提高土壤储碳量。
2.温室效应的危害：
3.应对温室效应的措施：
将何去何从？
我们还能活多久？
1.温室效应的原因：
(1)化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放。
(2)森林、草原等植被遭到大面积破坏。
P63《与社会的联系》
1.物质循环的概念：P63
2.物质循环的特点：
组成生物体的碳、氢、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。
具有全球性(生物地球化学循环）、循环性（循环反复运动）
这里的物质是指？
C、H、O、N、P、S等基本元素
思考：通过以上学习，请大家总结出物质循环的概念、特点？物质循环中的“物质”指？人类可以怎样改进农业生产方式？
——种养结合模式
（1）动物的取食、消化能促进物质循环；
（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，
3.在农业方面的应用：
能量流动 物质循环
范围
形式
特点
过程
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)
二、能量流动与物质循环之间的关系 P65
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。 （ ）
√
×
一、概念检测
3.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
2.下列生物群落的生理活动与碳循环直接相关的是 ( )
①光合作用 ②呼吸作用 ③微生物的分解作用 ④蒸腾作用
A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②④
6.下图所示为碳循环的主要途径,下列有关叙述错误的是 ( )
A.图中B能实现光能→化学能的转化
B.B→C→D的能量传递效率是变化的
C.B、E是实现生物群落与非生物环境沟通的关键环节
D.E以B、C、D为食而处于第二、三、四营养级
A
D
9.下图为碳循环的简明示意图,请据图回答下列问题。
(1)图中缺少的一个重要箭头是 。
(2)A过程是 的 作用,
这一过程有 和 两种类型。
(3)与A过程本质相同的有 (填字母)过程。
(4)碳在非生物环境中以 的形
式存在,而在非生物环境与生物群落之间
以 的形式进行循环。碳循环始
终与 结合在一起进行。
(5)生态系统的四种成分通过 和 紧密联系在一起而形成一个整体。
从大气中的二氧化碳库到绿色植物
分解者
分解
有氧呼吸
无氧呼吸
B、C
二氧化碳或碳酸盐
二氧化碳
能量流动
物质循环
能量流动
合作探究：请同学们自主阅读教材P63-65，小组合作思考讨论完成问题。
三、生物富集
1.什么是生物富集？常见参与生物富集的物质有哪些？
2.发生生物富集的物质的特点？
3.生物富集的主要途径？
4.生物富集与生物放大的区别与联系。
5.若某地发生铅污染，谁会是群落中铅含量最高的群体？这种现象只会发生在污染地区吗？从中归纳总结出生物富集的特点？
6.生物富集有何危害？如何有效地减少生物富集现象？
7.能量流动和物质循环的有什么区别与联系？
三、生物富集 P64
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.常见的生物富集物质：
重金属：
如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等
人工合成的有机化合物：
如DDT、六六六等
思考：发生生物富集的物质的特点？
三、生物富集
3.发生生物富集的物质的特点：
在环境和生物体中存在形式是比较稳定的；
富集物质必须是生物体能够吸收的且不易排出的；
富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的；
4.生物富集的主要途径：
食物链、食物网
思考：生物富集与生物放大的区别与联系。
三、生物富集
5.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
思考：若某地发生铅污染，谁会是群落中铅含量最高的群体？这种现象只会发生在污染地区吗？从中归纳总结出生物富集的特点？
三、生物富集
6.实例——铅的富集过程：
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
(1)铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
火山喷发
沙尘暴
大火
大气
降水
水体
植物
土壤
动物
鱼
水鸟
猛禽
煤燃烧
金属冶炼
浮游生物
三、生物富集
7.生物富集的特点：
思考：在农田中大量使用的DDT杀虫剂，为什么会在南极的企鹅体内检测到
（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。
海水
沉积物
浮游植物
浮游动物
无脊椎动物
鱼
海鸟
海洋哺乳动物
0.000002mg/L
0.005~0.16mg/L
8mg/kg
10mg/kg
5~11mg/kg
1~37mg/kg
110mg/kg
160mg/kg
生物放大
三、生物富集
7.生物富集的特点：
生物富集的实例——PCB(多氯联苯)
（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)
三、生物富集
8.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。
9.减少生物富集的的措施：
合理利用资源，减少排放；实施垃圾分类；种植能富集有害重金属元素的植物。
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.《探究土壤微生物在落叶分解中的作用》该实验的自变量、因变量、无关变量是什么？在实验中是如何控制自变量的？实验结果是怎样的？
2.《探究土壤微生物对淀粉的分解作用》该实验的自变量和因变量是什么？实验中选用什么试剂检测因变量的变化？该实验的设计思路是什么？
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
合作探究：请同学们自主阅读教材P65-66，小组合作思考讨论完成问题。
土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，这些生物的数量是极其繁多的，例如一茶匙表层土就可能含有亿万个细菌。
由于各地气候与环境等因素不同，落叶在土壤中被分解的时间也是不同的，一般在温暖、湿润的环境中需要一至数月时间。
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
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
参考案例1：
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。
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
土壤进行处理，排除土壤微生物的作用
土壤不进行处理，自然状态
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
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℃恒温箱中处理一小时。
实验结果：
落叶未腐烂
落叶腐烂
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
参考案例1：
组别 1组 2组 3组 4组
土壤 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌
处理 湿润 湿润 较干燥 较干燥
2.某生物学兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5 cm左右)为实验材料,研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用,对土壤的处理见下表。下列有关叙述错误的是( )
A.探究的问题是不同土壤湿度条件下,土壤微生物对落叶的分解作用
B.预期结果是1、3组中的落叶不被分解,2、4组中的落叶被不同程度地分解
C.为了控制实验中的无关变量,作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理
D.该实验的自变量为土壤是否灭菌处理,实验中的对照组是1组和3组
D
3.下图是两个生态系统中腐殖质总量随时间变化的情况示意图,这两个生态系统分别是 ( )
A.a是热带草原,b是热带雨林
B.a是热带雨林,b是温带草原
C.a是冻原,b是热带雨林
D.a是冻原,b是温带草原
C
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
参考案例2：
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
土壤微生物能分解淀粉吗？
纱布
烧杯
土壤
水
玻璃棒
水
取出
碘液
斐林试剂
加热
（1）配制土壤浸出液
淀粉
碘液
变蓝
淀粉
葡萄糖
产生砖红色沉淀
分解
斐林试剂
加热
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
参考案例2：
1.实验原理：
2.实验步骤：
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
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
（1）另取两只烧杯，编号A、B
2.实验步骤：
5.某实验小组欲探究土壤微生物的分解作用,请帮助他们完成探究实验设计。
(1)材料用具:土壤、落叶、玻璃容器、标签、塑料袋、恒温箱、纱布。
(2)实验步骤。
①取2个圆柱形的玻璃容器,一个贴上“ 组” 标签,另一个贴上“ 组” 标签。
②将准备好的土壤分别放入2个玻璃容器中,将其中的 组放入恒温箱, ℃灭菌 1 h。
③取落叶12片,分成 2份,分别用 包好,埋入 2个容器中,深度约 5 cm。
④将 2个容器放置于相同的实验室环境中, 1个月后,取出纱布包。
⑤观察比较对照组与实验组中落叶的 程度。
(3)实验结果及结论。
①结果:对照组与实验组的落叶相比, 。
②结论:土壤中的微生物对落叶具有 。
(4)问题思考。
①在对土壤进行取样时,是取表层土还是深层土 并说明理由。
②为什么要将土壤置于玻璃容器内
②将土壤置于玻璃容器内是为了避免空气中的微生物对实验造成影响。
实验
对照
实验
60
纱布
腐烂
腐烂程度高
分解作用
①取表层土。因为大部分微生物需要进行呼吸作用,表层土中微生物种类及数量更加丰富。
生态
系统
结构
功能
能量流动
物质循环
信息传递
动
力
载体
决定
过程
特点
生物富集
组成成分
营养结构
渠道
参与
课堂小结
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
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
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。
1.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。
二、拓展应用
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
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
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。
第3章 生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的物质循环
1.生态系统的物质循环过程是怎样的？
2.怎样理解生物富集的成因和危害？
3.物质循环与能量流动的关系是怎样的？
本节聚焦
P61 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。
沙漠守护神
讨论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。
讨论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。
（一）碳循环
思考：呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大气中。这些二氧化碳分子离开你后，会开始怎样的旅行？
食物
人体的细胞呼吸
CO2
植物的光合作用
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。
追问：生物体和大气中的碳的含量是怎样维持相对稳定的呢？
合作探究：请同学们自主阅读教材P61-63，小组合作思考讨论完成问题。
1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
2.碳以什么形式通过什么途径进入生物群落；碳以什么形式通过什么途径在群落内部传递？
3.生物群落中的碳以什么形式返回无机环境？通过哪些途径？
4.请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。
5.碳循环与温室效应有什么关系？如何缓解温室效应？
6.你如何看待人类活动对碳循环的影响？
7.物质循环的概念、特点？物质循环中的“物质”指？人类可以怎样改进农业生产方式？
（一）碳循环
分析碳循环的过程
P61 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。
问题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。
1.碳的存在形式：
（一）碳循环
光合作用
呼吸作用
溶解
光合作用
生产者
(2)呼吸作用:将有机物分解为二氧化碳。
(1)光合作用等:将二氧化碳转化为有机物。
问题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)？
大气中的二氧化碳库
（一）碳循环
问题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)？
大气中的二氧化碳库
呼吸作用
摄食
消费者
(2)呼吸作用等:将有机物分解为二氧化碳。
(1)摄食等：将前一营养级的有机物转化为自身的有机物。
（一）碳循环
问题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)？
大气中的二氧化碳库
分解者
(2)微生物的分解作用等：将有机物分解为二氧化碳。
(1)食腐、腐生等:将现成有机物转化为自身有机物。
微生物的分解作用
（一）碳循环
其他途径：煤、石油等化石燃料的开采与使用，将有机物分解为二氧化碳等。
煤、石油
（请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型）
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.碳的循环形式：
在生物群落和非生物环境之间：
在生物群落内部：
碳主要以CO2形式循环。
碳以含碳有机物形式沿食物链、食物网传递。
（一）碳循环
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
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
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
（一）碳循环
5.碳在生物群落中传递的主要途径：
食物链、食物网
6.实现碳循环的关键因素：
生产者和分解者
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.碳循环的特点：
具有全球性
CO2能够随着大气环流在全球范围内进行
消极影响：人类活动对煤和石油等资源的利用，会向大气中排放大量的二氧化碳，打破了生物圈中碳循环的平衡，加剧温室效应，引起全球性的气候变化；
积极影响：但人类又大力开展植树造林、开发新能源、发展节能产业等，有利于降低大气中的二氧化碳浓度，维持生物圈的碳平衡。
分析碳循环的过程
P62思考.讨论
问题3：你如何看待人类活动对碳循环的影响？
（一）碳循环
问题4：碳循环失调有什么影响呢？与温室效应有关吗？
（2）极地和高山冰川加速融化
（3）海平面上升
（1）气温升高
（4）对人类和其他生物的生存构成威胁
（1）减少二氧化碳排放：开发新能源，减少化石燃料燃烧。
（2）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。
（3）提高秸秆还田率，提高土壤储碳量。
2.温室效应的危害：
3.应对温室效应的措施：
将何去何从？
我们还能活多久？
1.温室效应的原因：
(1)化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放。
(2)森林、草原等植被遭到大面积破坏。
P63《与社会的联系》
1.物质循环的概念：P63
2.物质循环的特点：
组成生物体的碳、氢、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。
具有全球性(生物地球化学循环）、循环性（循环反复运动）
这里的物质是指？
C、H、O、N、P、S等基本元素
思考：通过以上学习，请大家总结出物质循环的概念、特点？物质循环中的“物质”指？人类可以怎样改进农业生产方式？
——种养结合模式
（1）动物的取食、消化能促进物质循环；
（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，
3.在农业方面的应用：
能量流动 物质循环
范围
形式
特点
过程
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)
二、能量流动与物质循环之间的关系 P65
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。 （ ）
√
×
一、概念检测
3.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
2.下列生物群落的生理活动与碳循环直接相关的是 ( )
①光合作用 ②呼吸作用 ③微生物的分解作用 ④蒸腾作用
A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②④
6.下图所示为碳循环的主要途径,下列有关叙述错误的是 ( )
A.图中B能实现光能→化学能的转化
B.B→C→D的能量传递效率是变化的
C.B、E是实现生物群落与非生物环境沟通的关键环节
D.E以B、C、D为食而处于第二、三、四营养级
A
D
9.下图为碳循环的简明示意图,请据图回答下列问题。
(1)图中缺少的一个重要箭头是 。
(2)A过程是 的 作用,
这一过程有 和 两种类型。
(3)与A过程本质相同的有 (填字母)过程。
(4)碳在非生物环境中以 的形
式存在,而在非生物环境与生物群落之间
以 的形式进行循环。碳循环始
终与 结合在一起进行。
(5)生态系统的四种成分通过 和 紧密联系在一起而形成一个整体。
从大气中的二氧化碳库到绿色植物
分解者
分解
有氧呼吸
无氧呼吸
B、C
二氧化碳或碳酸盐
二氧化碳
能量流动
物质循环
能量流动
合作探究：请同学们自主阅读教材P63-65，小组合作思考讨论完成问题。
三、生物富集
1.什么是生物富集？常见参与生物富集的物质有哪些？
2.发生生物富集的物质的特点？
3.生物富集的主要途径？
4.生物富集与生物放大的区别与联系。
5.若某地发生铅污染，谁会是群落中铅含量最高的群体？这种现象只会发生在污染地区吗？从中归纳总结出生物富集的特点？
6.生物富集有何危害？如何有效地减少生物富集现象？
7.能量流动和物质循环的有什么区别与联系？
三、生物富集 P64
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.常见的生物富集物质：
重金属：
如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等
人工合成的有机化合物：
如DDT、六六六等
思考：发生生物富集的物质的特点？
三、生物富集
3.发生生物富集的物质的特点：
在环境和生物体中存在形式是比较稳定的；
富集物质必须是生物体能够吸收的且不易排出的；
富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的；
4.生物富集的主要途径：
食物链、食物网
思考：生物富集与生物放大的区别与联系。
三、生物富集
5.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
思考：若某地发生铅污染，谁会是群落中铅含量最高的群体？这种现象只会发生在污染地区吗？从中归纳总结出生物富集的特点？
三、生物富集
6.实例——铅的富集过程：
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
(1)铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
火山喷发
沙尘暴
大火
大气
降水
水体
植物
土壤
动物
鱼
水鸟
猛禽
煤燃烧
金属冶炼
浮游生物
三、生物富集
7.生物富集的特点：
思考：在农田中大量使用的DDT杀虫剂，为什么会在南极的企鹅体内检测到
（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。
海水
沉积物
浮游植物
浮游动物
无脊椎动物
鱼
海鸟
海洋哺乳动物
0.000002mg/L
0.005~0.16mg/L
8mg/kg
10mg/kg
5~11mg/kg
1~37mg/kg
110mg/kg
160mg/kg
生物放大
三、生物富集
7.生物富集的特点：
生物富集的实例——PCB(多氯联苯)
（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)
三、生物富集
8.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。
9.减少生物富集的的措施：
合理利用资源，减少排放；实施垃圾分类；种植能富集有害重金属元素的植物。
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.《探究土壤微生物在落叶分解中的作用》该实验的自变量、因变量、无关变量是什么？在实验中是如何控制自变量的？实验结果是怎样的？
2.《探究土壤微生物对淀粉的分解作用》该实验的自变量和因变量是什么？实验中选用什么试剂检测因变量的变化？该实验的设计思路是什么？
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
合作探究：请同学们自主阅读教材P65-66，小组合作思考讨论完成问题。
土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，这些生物的数量是极其繁多的，例如一茶匙表层土就可能含有亿万个细菌。
由于各地气候与环境等因素不同，落叶在土壤中被分解的时间也是不同的，一般在温暖、湿润的环境中需要一至数月时间。
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
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
参考案例1：
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。
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
土壤进行处理，排除土壤微生物的作用
土壤不进行处理，自然状态
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
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℃恒温箱中处理一小时。
实验结果：
落叶未腐烂
落叶腐烂
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
参考案例1：
组别 1组 2组 3组 4组
土壤 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌
处理 湿润 湿润 较干燥 较干燥
2.某生物学兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5 cm左右)为实验材料,研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用,对土壤的处理见下表。下列有关叙述错误的是( )
A.探究的问题是不同土壤湿度条件下,土壤微生物对落叶的分解作用
B.预期结果是1、3组中的落叶不被分解,2、4组中的落叶被不同程度地分解
C.为了控制实验中的无关变量,作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理
D.该实验的自变量为土壤是否灭菌处理,实验中的对照组是1组和3组
D
3.下图是两个生态系统中腐殖质总量随时间变化的情况示意图,这两个生态系统分别是 ( )
A.a是热带草原,b是热带雨林
B.a是热带雨林,b是温带草原
C.a是冻原,b是热带雨林
D.a是冻原,b是温带草原
C
背景资料
提出问题
做出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
参考案例2：
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
土壤微生物能分解淀粉吗？
纱布
烧杯
土壤
水
玻璃棒
水
取出
碘液
斐林试剂
加热
（1）配制土壤浸出液
淀粉
碘液
变蓝
淀粉
葡萄糖
产生砖红色沉淀
分解
斐林试剂
加热
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
参考案例2：
1.实验原理：
2.实验步骤：
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
探究土壤微生物的分解作用
探究.实践
（1）另取两只烧杯，编号A、B
2.实验步骤：
5.某实验小组欲探究土壤微生物的分解作用,请帮助他们完成探究实验设计。
(1)材料用具:土壤、落叶、玻璃容器、标签、塑料袋、恒温箱、纱布。
(2)实验步骤。
①取2个圆柱形的玻璃容器,一个贴上“ 组” 标签,另一个贴上“ 组” 标签。
②将准备好的土壤分别放入2个玻璃容器中,将其中的 组放入恒温箱, ℃灭菌 1 h。
③取落叶12片,分成 2份,分别用 包好,埋入 2个容器中,深度约 5 cm。
④将 2个容器放置于相同的实验室环境中, 1个月后,取出纱布包。
⑤观察比较对照组与实验组中落叶的 程度。
(3)实验结果及结论。
①结果:对照组与实验组的落叶相比, 。
②结论:土壤中的微生物对落叶具有 。
(4)问题思考。
①在对土壤进行取样时,是取表层土还是深层土 并说明理由。
②为什么要将土壤置于玻璃容器内
②将土壤置于玻璃容器内是为了避免空气中的微生物对实验造成影响。
实验
对照
实验
60
纱布
腐烂
腐烂程度高
分解作用
①取表层土。因为大部分微生物需要进行呼吸作用,表层土中微生物种类及数量更加丰富。
生态
系统
结构
功能
能量流动
物质循环
信息传递
动
力
载体
决定
过程
特点
生物富集
组成成分
营养结构
渠道
参与
课堂小结
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
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
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。
1.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。
二、拓展应用
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
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
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。