【公開(kāi)課課件】生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)課件高二上學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修2

第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過(guò)程生物富集的成因和危害物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)系

胡楊能抗干旱、御風(fēng)沙、耐鹽堿，可頑強(qiáng)地在荒漠中生存繁衍。然而，受水資源短缺的影響，一些遠(yuǎn)離水源的胡楊也難逃死亡的厄運(yùn)。這些死亡的胡楊雖歷經(jīng)烈日和荒漠的摧殘，卻依然傲立于大漠，其枝干往往呈現(xiàn)出千姿百態(tài)的奇特造型。討論：1.胡楊死亡后，為什么很長(zhǎng)時(shí)間都沒(méi)有腐爛？2.有研究表明，長(zhǎng)有胡楊的荒漠土壤一般比草原的貧瘠，這是為什么？荒漠中缺乏水分，分解者數(shù)量很少，因此死亡后的胡楊無(wú)法被快速分解?；哪猩a(chǎn)者的種類與數(shù)量很少，能制造的有機(jī)物總量就少；消費(fèi)者與分解者也少，物質(zhì)循環(huán)緩慢；土壤中可供分解者分解的動(dòng)植物遺體等很少，且分解速度較慢，因此土壤中積累的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)很少；而且，胡楊還會(huì)從土壤中吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此，長(zhǎng)有胡楊的荒漠土壤比草原的更為貧瘠。二氧化碳能溶于水，因此能在大氣和海洋、河流之間進(jìn)行交換。此外，碳還可以長(zhǎng)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(duì)煤和石油等能源的利用，向大氣排放了大量的二氧化碳?；顒?dòng)1構(gòu)建碳循環(huán)模型1.碳在非生物環(huán)境和生物體內(nèi)分別以什么形式存在?

閱讀教材P61-62，思考下列問(wèn)題：2.碳是如何進(jìn)出生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者的（以什么形式、通過(guò)哪種生命活動(dòng)、形成哪些產(chǎn)物等）?3.生物群落中的碳以什么形式和途徑進(jìn)入非生物環(huán)境？4.海洋對(duì)調(diào)節(jié)大氣碳循環(huán)有何作用？5.哪種形式的開(kāi)發(fā)會(huì)打破碳平衡？活動(dòng)1構(gòu)建碳循環(huán)模型大氣中的二氧化碳庫(kù)碳的存在形式：②在生物群落中主要是含碳有機(jī)物的形式①在非生物環(huán)境中主要是CO2的形式少許碳酸鹽活動(dòng)1構(gòu)建碳循環(huán)模型碳的循環(huán)過(guò)程：大氣中的二氧化碳庫(kù)呼吸作用煤、石油溶解光合作用光合作用生產(chǎn)者：光合作用等將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物；呼吸作用等將有機(jī)物分解為二氧化碳?；顒?dòng)1構(gòu)建碳循環(huán)模型碳的循環(huán)過(guò)程：大氣中的二氧化碳庫(kù)呼吸作用煤、石油攝食生產(chǎn)者：光合作用等將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物；呼吸作用等將有機(jī)物分解為二氧化碳。消費(fèi)者：攝食等將前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為

自身的有機(jī)物；

呼吸作用等將有機(jī)物分解為二氧化碳。活動(dòng)1構(gòu)建碳循環(huán)模型碳的循環(huán)過(guò)程：大氣中的二氧化碳庫(kù)煤、石油生產(chǎn)者：光合作用等將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物；呼吸作用等將有機(jī)物分解為二氧化碳。消費(fèi)者：攝食等將前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為

自身的有機(jī)物；

呼吸作用等將有機(jī)物分解為二氧化碳。分解者：分解、呼吸作用食腐、腐生等將現(xiàn)成有機(jī)物轉(zhuǎn)化為自身有機(jī)物；呼吸作用等將有機(jī)物分解為二氧化碳?；顒?dòng)1構(gòu)建碳循環(huán)模型碳的循環(huán)過(guò)程：大氣中的二氧化碳庫(kù)煤、石油生產(chǎn)者：光合作用等將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物；呼吸作用等將有機(jī)物分解為二氧化碳。消費(fèi)者：攝食等將前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為

自身的有機(jī)物；

呼吸作用等將有機(jī)物分解為二氧化碳。分解者：食腐、腐生等將現(xiàn)成有機(jī)物轉(zhuǎn)化為自身有機(jī)物；呼吸作用等將有機(jī)物分解為二氧化碳。其他途徑：煤、石油等化石燃料的開(kāi)采與使用將有機(jī)物分解為二氧化碳等。活動(dòng)1構(gòu)建碳循環(huán)模型大氣中的CO2大氣中的二氧化碳庫(kù)煤、石油海洋對(duì)調(diào)節(jié)大氣碳循環(huán)有何作用？水圈中的CO2活動(dòng)1構(gòu)建碳循環(huán)模型煤、石油根據(jù)以上分析，請(qǐng)用關(guān)鍵詞、線段、箭頭、方框等構(gòu)建碳循環(huán)的模型遺體和排出物攝食燃燒生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者化石燃料呼吸作用呼吸作用光合作用大氣中的CO2庫(kù)分解作用水圈中的CO2庫(kù)非生物環(huán)境生物群落根據(jù)碳循環(huán)過(guò)程思考并回答下列問(wèn)題。1.碳以什么形式在非生物環(huán)境和生物群落之間循環(huán)？2.碳在生物群落內(nèi)部傳遞的主要途徑和形式分別是什么？主要以CO2形式以含碳有機(jī)物形式沿食物鏈、食物網(wǎng)傳遞根據(jù)碳循環(huán)過(guò)程思考并回答下列問(wèn)題。3.碳進(jìn)入生物群落的主要途徑是什么？光合作用4.生物群落中的碳以什么途徑回歸大氣圈？①生物的呼吸作用；②分解者的分解作用；③化石燃料的燃燒化能合成作用根據(jù)碳循環(huán)過(guò)程思考并回答下列問(wèn)題。5.實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)的關(guān)鍵因素是什么？生產(chǎn)者和分解者6.與自然界碳循環(huán)關(guān)系最為密切的兩種細(xì)胞器是什么？葉綠體和線粒體7.碳循環(huán)具有什么特點(diǎn)？全球性人類活動(dòng)對(duì)碳循環(huán)的影響化石燃料的大量燃燒大氣中CO2含量增加溫室效應(yīng)消極影響：全球性氣候變化積極影響：開(kāi)發(fā)新能源、植樹(shù)造林、秸稈還田等降低大氣中的CO2濃度國(guó)家環(huán)保行動(dòng)提高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)垃圾分類回收號(hào)召節(jié)約糧食發(fā)展清潔能源無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)天然林保護(hù)工程退耕還林工程沙漠治理行動(dòng)城市綠化物質(zhì)循環(huán)組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素，都在不斷進(jìn)行著從非生物環(huán)境到生物群落，又從生物群落到非生物環(huán)境的循環(huán)過(guò)程。概念：特點(diǎn)：非生物環(huán)境生物群落C、H、O、N、P、S等元素全球性：物質(zhì)循環(huán)中所說(shuō)的“生態(tài)系統(tǒng)”指的是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈，因此又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。循環(huán)性：物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。物質(zhì)循環(huán)①動(dòng)物的取食、消化能促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)；稻田養(yǎng)鴨養(yǎng)魚(yú)，你能從物質(zhì)循環(huán)角度說(shuō)說(shuō)它的好處嗎？③動(dòng)物呼出的CO2還可為水稻的光合作用補(bǔ)充原料②動(dòng)物糞便被分解者分解后，其中的N、P可供植物吸收利用，④其在水里游動(dòng)，加快水稻對(duì)養(yǎng)分吸收，也改良了土壤通透性1.2020年9月22日，習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論會(huì)上指出，中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，CO2排放量力爭(zhēng)2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。碳中和是指CO2吸收量和CO2排放量達(dá)到平衡，實(shí)現(xiàn)CO2的“零排放”。研究碳循環(huán)是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的重要基礎(chǔ)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.碳在生物群落和非生物環(huán)境之間主要以CO2的形式循環(huán)B.大氣中的CO2主要通過(guò)綠色植物的光合作用進(jìn)入生物群落C.控制生物體呼吸產(chǎn)生的CO2量是實(shí)現(xiàn)碳中和的重要措施D.植樹(shù)造林、增加綠地面積有助于降低大氣中的CO2濃度√A.圖中①代表光合作用、③代表有氧呼吸B.①～④過(guò)程伴隨能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)

化和散失C.碳在非生物環(huán)境和生物群落之間的循環(huán)

形式主要是CO2D.CO2在大氣圈和水圈之間的交換有利于

調(diào)節(jié)大氣中的碳含量√解析①代表光合作用或化能合成作用，③代表細(xì)胞呼吸，主要是有氧呼吸2.如圖為碳循環(huán)示意圖，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（

）活動(dòng)2對(duì)比歸納能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系（閱讀教材P65）項(xiàng)目能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)形式特點(diǎn)范圍聯(lián)系主要以有機(jī)物為載體化學(xué)元素（無(wú)機(jī)物、有機(jī)物）生態(tài)系統(tǒng)的各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割。能量的固定、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開(kāi)物質(zhì)的合成和分解；物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動(dòng)的載體；能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往返的動(dòng)力單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減循環(huán)往復(fù)生物圈(全球性)像DDT這樣，生物體從周?chē)h(huán)境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機(jī)體內(nèi)濃度超過(guò)環(huán)境濃度的現(xiàn)象——生物富集實(shí)例——鉛的富集:煤燃燒、有色金屬冶煉鉛被排放進(jìn)入大氣沉降在土壤和植被表面進(jìn)入土壤進(jìn)入水體植物根吸收葉片攝入鉛水生植物、浮游動(dòng)物直接吸收鉛，動(dòng)物飲用含鉛的水，直接攝入鉛鉛進(jìn)入體內(nèi)形成多種比較穩(wěn)定的鉛的化合物，分布于生物體的多種組織細(xì)胞中，導(dǎo)致鉛不易被排出，積蓄在體內(nèi)含鉛生物被更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)動(dòng)物食用，沿食物鏈聚集最終積累在食物鏈的頂端

資料1：鉛對(duì)人體血液、血管、腎臟、生殖腺和神經(jīng)系統(tǒng)等均有毒害作用。在兒童中，鉛中毒癥狀尤為明顯。

自2013年起，聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署和世界衛(wèi)生組織聯(lián)合號(hào)召：每年十月底在全球開(kāi)展“預(yù)防鉛中毒國(guó)際行動(dòng)周”活動(dòng)。

資料2：鉛在植物組織中可致光合作用及脂肪代謝的強(qiáng)度減弱，吸水量減少，耗氧量增大，阻礙植物生長(zhǎng)，甚至導(dǎo)致死亡。

資料3：鉛對(duì)微生物也具有毒害作用。危害實(shí)例——鉛的富集:煤燃燒、有色金屬冶煉鉛被排放進(jìn)入大氣沉降在土壤和植被表面進(jìn)入土壤進(jìn)入水體植物根吸收葉片攝入鉛水生植物、浮游動(dòng)物直接吸收鉛，動(dòng)物飲用含鉛的水，直接攝入鉛鉛進(jìn)入體內(nèi)形成多種比較穩(wěn)定的鉛的化合物，分布于生物體的多種組織細(xì)胞中，導(dǎo)致鉛不易被排出，積蓄在體內(nèi)含鉛生物被更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)動(dòng)物食用，沿食物鏈聚集最終積累在食物鏈的頂端鉛在生物體內(nèi)的濃度沿食物鏈不斷升高實(shí)例——鉛的富集:鉛在生物體內(nèi)的濃度沿食物鏈不斷升高1.發(fā)生生物富集的物質(zhì)的特點(diǎn)？①在環(huán)境和生物體中存在形式是比較______的；②必須是生物體能夠______的且___________的；③在生物代謝過(guò)程中是________________的；穩(wěn)定吸收不易被分解不易排出2.生物富集的主要途徑？食物鏈、食物網(wǎng)3.生物富集的特點(diǎn)？①具有全球性實(shí)例——鉛的富集:1.發(fā)生生物富集的物質(zhì)的特點(diǎn)？①在環(huán)境和生物體中存在形式是比較______的；②必須是生物體能夠______的且___________的；③在生物代謝過(guò)程中是________________的；穩(wěn)定吸收不易被分解不易排出2.生物富集的主要途徑？食物鏈、食物網(wǎng)3.生物富集的特點(diǎn)？①具有全球性魚(yú)鷹（2.5×10-5）大魚(yú)（2×10-6）小魚(yú)（5×10-7）植物（4×10-8）水（3×10-12）DDT在生物體內(nèi)的濃度②有害物質(zhì)會(huì)沿食物鏈逐漸在生物體內(nèi)聚集，最終積累在食物鏈的頂端DDT濃度沿食物鏈放大了一千萬(wàn)倍(即隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)升高，濃度逐級(jí)遞增，呈現(xiàn)生物放大現(xiàn)象)實(shí)例——鉛的富集:4.生物富集的危害

進(jìn)入人體的甲基汞在體內(nèi)代謝緩慢，且不易排出，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起中毒。通過(guò)血腦屏障進(jìn)入大腦的汞會(huì)侵害腦神經(jīng)，導(dǎo)致腦萎縮。1952年，日本5萬(wàn)多只貓集體跳海自盡2017年9月24日《水俁公約》第一屆締約國(guó)會(huì)議開(kāi)幕日本患者呼吁加強(qiáng)管控5.減少生物富集的的措施合理利用資源，減少排放；實(shí)施垃圾分類；種植能富集有害重金屬元素的植物。下圖為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，其中甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)中的三種成分請(qǐng)據(jù)圖回答：（1）生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)是指碳元素在___________________之間不斷循環(huán)的過(guò)程。生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境（2）X與甲中圖示生物類群的能量來(lái)源不同，X代表的生物為_(kāi)____________；Y的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與丙中圖示生物不同，Y的細(xì)胞結(jié)構(gòu)最主要的特點(diǎn)是____________________?；茏责B(yǎng)細(xì)菌有核膜包圍的細(xì)胞核下圖為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，其中甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)中的三種成分（3）大氣中的CO2在甲中圖示的____處（在a～d中選擇）合成有機(jī)物；含碳有機(jī)物在甲中圖示的______處（在a～d中選擇）可以分解為CO2。ca和b（4）化石燃料除燃燒外，還可以通過(guò)______________途徑產(chǎn)生CO2。微生物的分解實(shí)驗(yàn)原理(1)土壤中存在種類、數(shù)目繁多的細(xì)菌、真菌等微生物，它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中的成分為_(kāi)_____。(2)分解者的作用是將環(huán)境中的______

分解為_(kāi)_____，其分解速度與環(huán)境中的_____

、水分等生態(tài)因子相關(guān)。分解者有機(jī)物無(wú)機(jī)物溫度實(shí)驗(yàn)流程提出問(wèn)題作出假設(shè)123設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)45分析結(jié)果、得出結(jié)論表達(dá)和交流6提出問(wèn)題實(shí)驗(yàn)假設(shè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)自變量實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論分析案例一落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？提出問(wèn)題實(shí)驗(yàn)假設(shè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)自變量實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加入碘液A1B1加入斐林試劑，水浴加熱A2B2結(jié)論分析案例二探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用案例一落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？土壤進(jìn)行處理土壤不進(jìn)行處理，自然狀態(tài)注意：實(shí)驗(yàn)組的土壤要進(jìn)行處理，以盡可能排除土壤微生物的作用，同時(shí)要盡可能避免土壤理化性質(zhì)的改變（例如，將土壤用塑料袋包好，放在60℃恒溫箱中處理一小時(shí)）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：落葉未腐爛落葉腐爛實(shí)驗(yàn)結(jié)論：土壤微生物對(duì)落葉有分解作用土壤中是否含微生物自變量：案例二探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用土壤水取出1.配制土壤浸出液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實(shí)驗(yàn)結(jié)果不變藍(lán)出現(xiàn)磚紅色沉淀變藍(lán)不出現(xiàn)磚紅色沉淀室溫（20℃）環(huán)境放置7d2.另取兩只燒杯，編號(hào)A、B實(shí)驗(yàn)結(jié)論土壤浸出液中的微生物能分解淀粉2.同碳元素一樣，氮在生物群落和非生物環(huán)境之間也是不斷循環(huán)的。為什么還要往農(nóng)田中不斷地施加氮肥呢?農(nóng)田是人工生態(tài)系統(tǒng)，是以提高農(nóng)作物的產(chǎn)