【公開課課件】3.3生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)課件2021-2022學年高二上學期生物人教版選擇性必修2

1、 呼一口氣，許多二氧化碳分子就離開你的身體，進入呼一口氣，許多二氧化碳分子就離開你的身體，進入大氣中。大氣中。 你能想象這些二氧化碳分子的去向嗎？這兩種元素在生物群落和非生物環(huán)境之間是不斷循環(huán) 的。食物人體的細胞呼吸CO2植物的光合作用3.3 3.3 生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)碳循環(huán)【思考討論】分析碳循環(huán)的過程 二氧化碳能溶于水，因此可在大氣和海洋、河流之間進行交換。此外，碳還可以長期固定或保存在非生命系統(tǒng)中，如固定于煤、石油或木材中。人類對煤和石油等能源的利用，向大氣中排放了大量的二氧化碳。1. 碳在非生物環(huán)境和生物體內分別以什么形式存在？在非生物環(huán)境中主要以COCO2 2的形式存在；在生物體內主要

2、以有機物的形式存在。2.碳在生物群落和非生物環(huán)境之間主要以什么形式進行循環(huán)的？循環(huán)的范圍如何？碳在生物群落與非生物環(huán)境之間的循環(huán)主要以COCO2 2的形式進行的。3. 碳是如何進出生產者、消費者、分解者的(以什么形式、通過哪些生命活動、形成哪些產物等)？生物圈光合作用呼吸作用溶解光合作用（1）主要是光合作用：將二氧化碳轉化為有機物。 （2）呼吸作用：將有機物分解為二氧化碳。生產者：大氣中的二氧化碳庫呼吸作用攝食（1）攝食等：將上一營養(yǎng)級的有機物轉化為自身的有機物。 （2）呼吸作用等：將有機物分解為二氧化碳。消費者大氣中的二氧化碳庫微生物的分解作用（1）食腐、腐生等：將現成有機物轉化為自身有機物

3、； 分解者（2）微生物的分解作用等：將有機物分解為二氧化碳。分解者大氣中的二氧化碳庫煤、石油等化石燃料的開采與使用，將有機物分解為二氧化碳等。煤、石油其他途徑大氣中的二氧化碳庫請用關鍵詞、線段、箭頭、方框等構建碳循環(huán)的模型。請用關鍵詞、線段、箭頭、方框等構建碳循環(huán)的模型。大氣中的CO2庫生產者消費者分解者煤、石油煤、石油燃燒大氣中的CO2庫生產者 消費者光合作用呼吸作用呼吸作用捕食分解者微生物的分解作用食物鏈和食物網 1.碳的存在形式及循環(huán)形式：（1）碳在非生物環(huán)境中的存在形式主要是 。（2）碳在生物群落中的存在形式主要是 。（3）碳在非生物環(huán)境與生物群落之間的循環(huán)的形式是_。（4）碳在生物體

4、之間的傳遞途徑是。二氧化碳有機物二氧化碳食物鏈和食物網 2.碳出入生物群落的途徑:（1）碳進入生物群落: 。 （2）碳出生物群落:_、 _ 和_。 生產者的光合作用或化能合成作用分解者的分解作用化石燃料的燃燒生產者、消費者的呼吸作用 碳循環(huán)中各成分包括碳循環(huán)中各成分包括: :生產者、消費者、分解者和大氣中的生產者、消費者、分解者和大氣中的COCO2 2庫。庫。生產者大氣中的COCO2 2庫消費者分解者【檢測】識圖A_A_B_B_C_C_D D_A_A_B_B_C_C_D D_E E_F F_生產者大氣中的COCO2 2庫消費者分解者大氣中的COCO2 2庫三級消費者分解者次級消費者生產者初級消

5、費者【思考】若使上圖表示完整的碳循環(huán)，需補充_化石燃料的燃燒4.你如何看待人類活動對碳循環(huán)的影響？ 人類活動對煤和石油等能源的利用，會向大氣中排放大量人類活動對煤和石油等能源的利用，會向大氣中排放大量COCO2 2；大力開展植樹造林、開發(fā)新能源、發(fā)展節(jié)能產業(yè)等，有利于降低大大力開展植樹造林、開發(fā)新能源、發(fā)展節(jié)能產業(yè)等，有利于降低大氣中的氣中的COCO2 2濃度，維持生物圈的碳氧平衡濃度，維持生物圈的碳氧平衡?；剂系娜紵ㄈ诨剂系拈_采和使用大大增加了二氧化碳的排放，加劇了溫室效應，引起全球性的氣候變化。(1)主要原因(2)緩解措施溫室效應化石燃料的開采和使用； 森林、草原等植被遭到大

6、面積破壞。減少二氧化碳排放: 開發(fā)新能源，減少化石燃料燃燒；增加二氧化碳的吸收和固定量: 大力植樹種草，提高森林覆蓋率； 提高秸稈還田率，提高土壤儲碳量。我國一方面采取積極措施減少二氧化碳的排放，另一方面大力植樹種草，提高森林覆蓋率。毛烏素沙地塞罕壩林場一. . 物質循環(huán)1.1.概念: : 組成生物體的_ _ _等_，都在不斷進行著從_到_ _，又從_到_的_過程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)。又叫_。碳、氫、氧、氮、磷、硫元素非生物環(huán)境生物群落生物群落非生物環(huán)境循環(huán)生物地球化學循環(huán)生物群落非生物環(huán)境組成生物體的組成生物體的C C、H H、O O、N N、P P、S S等等元素元素反復循環(huán)反復循環(huán)

7、2.2.物質循環(huán)的范圍：_生物圈3.3.特點: :(1)_(1)_ _: _: 物質循環(huán)的范圍為生物圈。(2)_(2)_: _: 物質可被生物群落反復利用，對改進農業(yè)生產方式有多方面的啟示，例如可以采用種養(yǎng)結合的模式。全球性循環(huán)往復運動 充分利用稻田資源，在充分利用稻田資源，在水稻秧苗生根后，在稻田里水稻秧苗生根后，在稻田里套放一定數量的幼鴨，起到套放一定數量的幼鴨，起到生態(tài)循環(huán)利用、增加效益的生態(tài)循環(huán)利用、增加效益的作用。一方面，稻田里的病作用。一方面，稻田里的病蟲、雜草可以作為鴨的飼料，蟲、雜草可以作為鴨的飼料，減少蟲害和農藥施用；另一減少蟲害和農藥施用；另一方面，鴨的排泄物直接還田，方面

8、，鴨的排泄物直接還田，增加肥力，減輕稻田肥料施增加肥力，減輕稻田肥料施用量，降本增效。用量，降本增效。注意：1.“1.“物質循環(huán)物質循環(huán)”中的中的物質物質指的是碳指的是碳、氫、氧、氮、磷、硫等、氫、氧、氮、磷、硫等元素元素，而而不是化合物不是化合物或者或者單質單質；2.“2.“物質循環(huán)物質循環(huán)”中的循環(huán)發(fā)生在中的循環(huán)發(fā)生在非生物環(huán)境非生物環(huán)境與與生物群落生物群落之間之間，在，在生物群落內部生物群落內部物質是沿食物鏈和食物網單向流動的；物質是沿食物鏈和食物網單向流動的；3.3.物質循環(huán)的過程中起重要作用的生物物質循環(huán)的過程中起重要作用的生物: :生產者完成了物質和能量的輸入；分解者實現了物質和能

9、量的輸出； 消費者加快了物質循環(huán)。1.(2021福州檢測福州檢測)下列關于生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)的敘述，不正確的是下列關于生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)的敘述，不正確的是A.所說的物質是指組成生物體的一些基本化學元素所說的物質是指組成生物體的一些基本化學元素B.所說的生態(tài)系統(tǒng)是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)所說的生態(tài)系統(tǒng)是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)生物圈生物圈C.所說的循環(huán)是指物質在生物群落與非生物環(huán)境之間循環(huán)往復運動所說的循環(huán)是指物質在生物群落與非生物環(huán)境之間循環(huán)往復運動D.物質在循環(huán)過程中不斷遞減物質在循環(huán)過程中不斷遞減解析物質循環(huán)的實質為組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素在生物圈這個最大的生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復運動，

10、在這個過程中物質是守恒的。2.下圖是自然界碳循環(huán)的簡圖，據圖分析，下列敘述錯誤的下圖是自然界碳循環(huán)的簡圖，據圖分析，下列敘述錯誤的是是A.甲為分解者，乙為消費者，丙為生產者甲為分解者，乙為消費者，丙為生產者B.表示表示CO2通過甲、丙、乙的呼吸作用通過甲、丙、乙的呼吸作用進入大氣進入大氣中中C.主要表示大氣中主要表示大氣中CO2通過光合作用進入生物群落通過光合作用進入生物群落D.碳元素以無機物的形式在丙碳元素以無機物的形式在丙乙乙甲所示的渠道甲所示的渠道流動流動解析根據丙和大氣中的二氧化碳庫間存在雙向箭頭，可判斷丙為生產者，根據圍繞甲的箭頭“多進一出”可判斷甲為分解者，則乙為消費者，A正確；碳

11、元素以含碳有機物的形式在丙乙甲所示的渠道流動，D錯誤。二. . 生物富集1.1.概念: : 2.2.物質人工合成的有機物: 如DDT、六六六等。重金屬: 如鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)等。生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內濃度超過環(huán)境濃度的現象。某些放射性物質鉛在生物體內的濃度沿食物鏈不斷升高3 3. . 實例 鉛的富集煤和礦石煤和礦石中的鉛中的鉛空氣中的空氣中的鉛顆粒鉛顆粒燃燒、冶煉燃燒、冶煉土壤、水土壤、水體中的鉛體中的鉛降雨降雨吸收吸收生產者、生產者、浮游動物浮游動物各級消費者各級消費者捕食捕食積累積累最高營養(yǎng)級最高營養(yǎng)級含鉛量最高含鉛量最高4.4.

12、發(fā)生生物富集的物質的特點: :在環(huán)境和生物體中存在形式比較_；必須是生物體能夠_的且_的；在生物代謝過程中_；穩(wěn)定吸收不易被分解不易排出5.5.生物富集的主要途徑 _ _ 食物鏈、食物網6.6.特點全球性有害物質會沿_逐漸在生物體內聚集，最終積累在食物鏈的_。食物鏈頂端( (即即隨營養(yǎng)級升高，濃度逐級遞增，呈現生物放大現象。隨營養(yǎng)級升高，濃度逐級遞增，呈現生物放大現象。) )魚鷹大魚小魚植物水7.7.生物富集具有全球性的原因: : 這些有害物質可以通過大氣、水和生物遷移等途徑擴散到世界各地。8 8. .危害：在生物體內形成積累性中毒 進入人體的進入人體的甲基汞甲基汞在體內代謝緩慢，且不易排出，

13、嚴重時在體內代謝緩慢，且不易排出，嚴重時會引起中毒。通過血腦屏障進入大腦的汞會侵害腦神經，導致會引起中毒。通過血腦屏障進入大腦的汞會侵害腦神經，導致腦萎縮。腦萎縮。19521952年，日本年，日本5 5萬多只貓集體萬多只貓集體跳海自盡跳海自盡20172017年年9 9月月2424日日水俁公約水俁公約第一屆締約國會議開幕第一屆締約國會議開幕 日本日本患者呼吁加強管控患者呼吁加強管控1.如圖中食物網所代表的生態(tài)系統(tǒng)中，施用了如圖中食物網所代表的生態(tài)系統(tǒng)中，施用了殺蟲劑林丹，這種殺蟲劑自然降解的速度極慢。殺蟲劑林丹，這種殺蟲劑自然降解的速度極慢。這種殺蟲劑在下列生物體內的濃度最高的這種殺蟲劑在下列生

14、物體內的濃度最高的是是A.AB.HC.GD.F解析殺蟲劑林丹自然降解的速度極慢，因此這種殺蟲劑在生物體內有生物富集作用，生物所處的營養(yǎng)級越高，殺蟲劑在該生物體內的濃度越高。由圖可知，H所處的營養(yǎng)級最高，殺蟲劑在其體內的濃度最高，故選B。2.環(huán)境中的汞、鉛等重金屬隨食物、飲水進入生物體內，能夠形成多種環(huán)境中的汞、鉛等重金屬隨食物、飲水進入生物體內，能夠形成多種比較穩(wěn)定的化合物，分布于生物體的多種組織細胞中，不易被排出體外。比較穩(wěn)定的化合物，分布于生物體的多種組織細胞中，不易被排出體外。某生態(tài)系統(tǒng)有甲、乙、丙、丁四個營養(yǎng)級，在某一時間測得所含某種重某生態(tài)系統(tǒng)有甲、乙、丙、丁四個營養(yǎng)級，在某一時間測

15、得所含某種重金屬的濃度，結果如圖。關于該生態(tài)系統(tǒng)，下列說法正確的金屬的濃度，結果如圖。關于該生態(tài)系統(tǒng)，下列說法正確的是是A.甲在該生態(tài)系統(tǒng)中處于第二營養(yǎng)級甲在該生態(tài)系統(tǒng)中處于第二營養(yǎng)級B.該重金屬在極地生態(tài)系統(tǒng)的生物體內可檢測到該重金屬在極地生態(tài)系統(tǒng)的生物體內可檢測到C.該重金屬可以通過食物鏈回歸非生物環(huán)境該重金屬可以通過食物鏈回歸非生物環(huán)境D.丁可能是該生態(tài)系統(tǒng)的丁可能是該生態(tài)系統(tǒng)的分解者分解者解析根據分析可知，該生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈是丁乙甲丙，所以乙屬于第二營養(yǎng)級，甲屬于第三營養(yǎng)級，A錯誤；生物富集是指生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內濃度超過環(huán)境濃度的現象，

16、重金屬會沿食物鏈和食物網在生物體內富集，營養(yǎng)級越高的生物體內重金屬濃度的相對值越高，但不會通過食物鏈回到非生物環(huán)境，C錯誤；甲、乙、丙、丁為四個營養(yǎng)級，而分解者不參與食物鏈，所以丁不可能是該生態(tài)系統(tǒng)的分解者，D錯誤。能量流動物質循環(huán)范圍形式特點過程聯(lián)系生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級之間生物圈主要以有機物中的化學能的形式碳在生物群落和非生物環(huán)境間主要以二氧化碳的形式單向流動、逐級遞減全球性、循環(huán)往復運動沿食物鏈、食物網單向流動在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)往返二者是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能，它們同時進行、相互依存，不可分割：1.能量的固定、儲存、轉移和釋放，都離不開物質的合成和分解等過程；2.物質作為能量的載體，使

17、能量沿著食物鏈（網）流動；3.能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)往返。三. . 能量流動和物質循環(huán)的關系1.下列關于物質循環(huán)和能量流動的說法，錯誤的是下列關于物質循環(huán)和能量流動的說法，錯誤的是A.物質是能量流動的載體，能量是物質循環(huán)的動力物質是能量流動的載體，能量是物質循環(huán)的動力B.非生物環(huán)境中的物質可以通過多種途徑被生物群落反復利用非生物環(huán)境中的物質可以通過多種途徑被生物群落反復利用C.通過綠色植物的光合作用，可完成生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)通過綠色植物的光合作用，可完成生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)D.食物鏈和食物網是能量流動和物質循環(huán)的渠道食物鏈和食物網是能量流動和物質循環(huán)的渠道解析綠

18、色植物的光合作用將大氣中二氧化碳中的碳轉化為有機物中的碳，只是碳循環(huán)的一部分，并沒有完成生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)，C錯誤。2.(2021遼寧葫蘆島市高二期末遼寧葫蘆島市高二期末)下列關于物質循環(huán)和能量流動的關系下列關于物質循環(huán)和能量流動的關系的敘述，不正確的是的敘述，不正確的是A.物質為載體，使能量循環(huán)往復物質為載體，使能量循環(huán)往復B.二者相互依存，不可分割二者相互依存，不可分割C.能量是動力，使物質循環(huán)往復能量是動力，使物質循環(huán)往復D.物質循環(huán)和能量流動同時進行物質循環(huán)和能量流動同時進行【背景資料】 土壤中生活著肉眼看不見的細菌、絲狀真菌和呈放射狀的放線菌，這些生物的數量是極其繁多的，例如一茶匙表層

19、土就可能含有億萬個細菌。 由于各地氣候與環(huán)境等因素不同，落葉在土壤中被分解的時間也是不同的，一般在溫暖、濕潤的環(huán)境中需要一至數月時間。四. . 探究土壤微生物的分解作用秋天剛收獲的花生第二年春天從土中刨出的花生 土壤中存在種類、數目繁多的細菌、絲狀真菌和呈放射狀的放線菌，它們在生態(tài)系統(tǒng)中的成分為分解者。分解速度主要與環(huán)境溫度和濕度有關。1.【實驗原理】案例1 落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？2.【實驗設計】提出問題落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？實驗假設落葉在土壤微生物的作用下可以腐爛。實驗設計實驗組對照組自變量預測實驗現象結論分析土壤中是否含微生物對土壤高溫處理（滅菌）對土壤不做任何

20、處理（自然狀態(tài)）相同時間內實驗組落葉腐爛程度小于對照組土壤微生物對落葉有分解作用。3.【實驗過程】【注意注意】實驗組實驗組的土壤要進行處理處理，以盡可能排除土壤微生物的作用，同時要盡可能避免土壤避免土壤理化性理化性質質的改變。的改變。（例如，將土壤用塑料袋包好，放在6060恒溫箱中處理一小時一小時）對土壤進行處理，排除土壤微生物的作用土壤不進行處理，自然狀態(tài)4.【實驗結果】落葉未腐爛落葉腐爛案例2 探究土壤微生物對淀粉的分解作用 土壤微生物通過分泌淀粉酶能將淀粉分解為還原性糖，通過碘液檢測，可以證明淀粉被分解；通過斐林試劑（水浴加熱）的檢測，可以證明淀粉被分解為還原性糖。1.【實驗原理】淀粉碘

21、液變藍淀粉葡萄糖產生磚紅色沉淀分解斐林試劑加熱提出問題土壤微生物能分解淀粉嗎？實驗假設土壤微生物能分解淀粉。實驗設計實驗組對照組自變量實驗現象加入碘液A1B1加入斐林試劑A2B2結論分析是否加入土壤浸出液（是否含有分解淀粉的微生物）A燒杯中加入適量淀粉糊 + 30mL土壤浸出液B燒杯中加入等量淀粉糊 + 30mL蒸餾水2.【實驗設計】3.【實驗過程】（1）配制土壤浸出液紗布燒杯土壤水玻璃棒水取出碘液斐林試劑加熱（2）另取兩只燒杯，編號A、B淀粉糊加入土壤浸出液加入碘液AB加入蒸餾水A1A2B1B2加入碘液加入斐林試劑加入斐林試劑不變藍出現磚紅色沉淀變藍不出現磚紅色沉淀室溫（20）環(huán)境放置7d后

22、4.【實驗結果】提出問題土壤微生物能分解淀粉嗎？實驗假設土壤微生物能分解淀粉。實驗設計實驗組對照組自變量實驗現象加入碘液A1B1加入斐林試劑A2B2結論分析是否加入土壤浸出液（是否含有分解淀粉的微生物）A燒杯中加入適量淀粉糊 + 30mL土壤浸出液B燒杯中加入等量淀粉糊 + 30mL蒸餾水5.【實驗結果分析】不變藍變藍出現磚紅色沉淀不出現磚紅色沉淀土壤浸出液中的微生物能分解淀粉。1.某生物興趣小組以帶有落葉的表層土壤某生物興趣小組以帶有落葉的表層土壤(深深5 cm左右左右)為實驗材料，為實驗材料，研究土壤微生物在適宜溫度下的分解作用，對土壤處理情況如表所示。研究土壤微生物在適宜溫度下的分解作用

23、，對土壤處理情況如表所示。下列有關敘述不正確的是下列有關敘述不正確的是組別組別1組組2組組3組組4組組土壤處理土壤處理滅菌滅菌不滅菌不滅菌滅菌滅菌不滅菌不滅菌濕潤濕潤濕潤濕潤較干燥較干燥較干燥較干燥A.該實驗能探究不同土壤濕度條件下，土壤微生物對落葉的分解作用該實驗能探究不同土壤濕度條件下，土壤微生物對落葉的分解作用B.為了控制實驗中的無關變量，作為實驗材料的落葉也應進行滅菌處理為了控制實驗中的無關變量，作為實驗材料的落葉也應進行滅菌處理C.若該實驗的自變量為土壤是否進行滅菌處理，實驗中的對照組是若該實驗的自變量為土壤是否進行滅菌處理，實驗中的對照組是1組組 和和3組組D.預期結論是預期結論是