3.3 生态系统的物质循环 课件34张2020-2021学年人教版（2019）高二生物选择性必修二

知识回顾
- - - 生态系统组成成分间的关系图解【默写】
第三章生态系统及其稳定性
第2节 生态系统的能量流动
2021人教版（新教材）选择性必修2 生物与环境
本节聚焦
生态系统的物质循环过程是怎样的？
怎样理解生物富集的成因和危害？
物质循环与能量流动的关系是怎样的？
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。
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。
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。
物质循环的概念、范围和特点
1、在哪两者之间进行循环？
生物
群落
无机
环境
2、这里的物质指的是什么？
组成生物的各种化学元素
3、这里的生态系统指的是什么？
范围：生物圈
4、物质循环有什么特点呢？
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?
生物圈是地球上的最大的生态系统，生态系统中的物质循环带有全球性。
4、特点：
【思考.讨论】 分析碳循环的过程
二氧化碳能溶于水，因此能在大气和海洋、河流之间进行交换。因此，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，向大气排放了大量的二氧化碳。
讨论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以CO2的形式存在（还有碳酸盐）；
在生物体内主要以含碳有机物的形式存在；
一、碳循环
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。
【思考.讨论】 分析碳循环的过程
二氧化碳能溶于水，因此能在大气和海洋、河流之间进行交换。因此，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，向大气排放了大量的二氧化碳。
一、碳循环
环境CO2
生产者
分解者
消费者
光合作用
捕食
呼吸作用
分解作用
光合作用和
呼吸作用
呼吸作用
摄食
微生物的分解作用
化能合成作用
无机环境
非生物的物质和能量、 生产者、消费者、分解者
生物群落
大气中的CO2
粪便遗体
枯枝败叶
分解者
生产者
消费者
化石燃料
碳循环
燃烧作用
水圈中的CO2
讨论3.你如何看待人类活动对碳循环的影响？
P63页《与社会的联系》
化石燃料的燃烧
冰川融化
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；
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。
与生活的联系——温室效应
1、温室气体：
CO2
2、CO2增多的主要原因：
短时间内化石燃料大量的燃烧
3、减缓温室效应的主要措施：
①减少化石燃料的燃烧，开发新能源
②增加植被面积（植树造林）
1.碳循环的形式：
2.碳在自然界中的存在形式：
3.碳在生物体内的存在形式：
4.碳进入生物群落的途径：
5.碳在生物群落内的传递途径：
6.碳进入大气的途径：
主要是CO2 （无机物） ；
CO2和碳酸盐
含碳有机物；
光合作用、化能合成作用
食物链（网）
①动植物的呼吸作用
②微生物的分解作用
③化石燃料的燃烧
1.碳循环的特点
2.碳循环的图解：
判断：
ABCD分别代表生产者、消费者、分解者和大气中的CO2中的一种
A
C
D
B
A生产者
B消费者
C分解者
D大气中的CO2
A
C
D
B
A大气中的CO2
B消费者
C分解者
D生产者
深度思考：
下面三幅图均为碳循环常见模型，请填出三幅图中生产者、大气CO2库、消费者及分解者
生产者：图1________、图2________、图3________
A
A
E
大气CO2库：图1________、图2________、图3________
分解者：图1________、图2________、图3________
消费者：图1________、图2________、图3________
B
C
A
D
E
C
C
B、D
F、D、B
2.碳循环的图解
（1）组成生物体的　　　　　　　　　　等基本元素，都在不断进行着从　 　　　 到　　　 　，又从　 　　　 的循环过程。
非生物环境
C、H、O、N、P、S
范围：
物质：
循环过程：
特点：
生物圈，又叫生物地球化学循环
C、H、O、N、P、S等
非生物环境 生物群落
循环往复运动，全球性
生物群落
生物群落到非生物环境
(2)
(3)应用实例：
种养结合-如稻田中养鱼养鸭
3. 生态系统的物质循环
【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；
3.物质循环的过程中起重要作用的生物：
生产者完成了物质和能量的输入；
分解者实现了物质和能量的输出；
消费者加快了物质循环；
例：如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。下列相关叙述中，不正确的是( )
甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多
C .碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式传递
D. 碳元素可在非生物环境和生物群落之间反复利用
A
d过程代表光合作用，b过程代表呼吸作用
牛刀小试
在自然状态下，植物光合作用的速率与生物的呼吸作用和分解者的分解作用速率大致相等，大气中的CO2 含量处于稳定状态。
在我们生活中，生态系统的碳循环平衡吗?如果不平衡的话，导致了什么结果？怎么造成的？有没有解决方法呢?
关注社会
温室效应的控制不只是某一个国家的事情，为此1997年12月11日联合国在日本东京有关温室气体的排放签署了《京都议定书》，这基于物质循环具有_________的特点。
下图是一幅1989年世界环境日主题的宣传画
全球性
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。
1.概念：
2.物质：
重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)
人工合成的有机物：如DDT、六六六
水
植物
小鱼
大鱼
鱼鹰
二、生物富集
随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象。
3.特点：
4.生物富集实例——铅的富集
煤和矿石中的铅
空气中的铅颗粒
土壤、水体中的铅
生产者、浮游动物
各级消费者
燃烧冶炼
降雨
吸收
捕食
积累
最高营养级含铅量最高
例：下面是甲、乙、丙、丁四个种群在一个达到生态平衡的环境中残留农药的DDT的平均浓度：
（1）这四个种群中属于生产者的是_________
（2）DDT在生物体内富集时，在能量流动的渠道中，_______越高，生物体内的DDT浓度越高。
（3）写出四个种群的能量流动渠道：_____________
甲
营养级
乙
甲
丙
丁
牛刀小试
物质循环(以碳循环为例)
能量流动
项目
→
太阳能
形式
热能
→
化学能
→
无机物
有机物
同时进行、相互依存，不可分割
①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解
②物质是能量沿食物链(网)流动的载体
③能量是物质在生态系统中往复循环的动力
联系
生物圈(全球性)
生态系统各营养级
范围
全球性、循环性
单向流动、逐级递减
特点
三、物质循环和能量流动的关系
物质循环(以碳循环为例)
能量流动
项目
图
示
三、物质循环和能量流动的关系
牛刀小试
探究土壤微生物的分解作用
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，数量是极其繁多的，这些微生物属于分解者，可以将其他生物的遗体或粪便分解掉。
四、探究土微生物的分解作用
1．实验背景
案例1 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
对照组：土壤不做处理
实验组：土壤做处理，排除微生物的作用
实验结果：
落叶未腐烂
落叶腐烂
结论：土壤微生物对落叶有分解作用
案例2 探究土壤微生物对淀粉的分解作用
1.配置土壤浸出液
一、实验原理
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
案例2 探究土壤微生物对淀粉的分解作用
2.
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
结论：土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
谢谢