高三 人教版 生物學(xué) 選擇性必修二第3章第3節(jié)《生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)》課件

高三—人教版—生物學(xué)—選擇性必修二第3章第3節(jié)

生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)學(xué)習(xí)任務(wù)通過(guò)碳循環(huán)知識(shí)提出緩解溫室效應(yīng)的新方案運(yùn)用生物富集等知識(shí)在實(shí)際情境中解決問(wèn)題運(yùn)用本節(jié)知識(shí)提出有效利用生態(tài)資源的新思路極端天氣頻發(fā)

思考：極端天氣頻發(fā)的主要原因？極端天氣、溫室效應(yīng)與碳循環(huán)之間關(guān)聯(lián)一

人類活動(dòng)對(duì)煤和石油等資源的利用，向大氣排放大量的二氧化碳，打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡，加劇溫室效應(yīng)，引起全球性的氣候變化。任務(wù)1：通過(guò)碳循環(huán)知識(shí)提出緩解

溫室效應(yīng)的新方案一活動(dòng)1：回顧碳循環(huán)過(guò)程。大氣中的CO2庫(kù)思考：碳從無(wú)機(jī)環(huán)境進(jìn)出生物群落如生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者通過(guò)哪些生命活動(dòng)、形成哪些產(chǎn)物等？大氣中的CO2庫(kù)生產(chǎn)者生產(chǎn)者生產(chǎn)者光合作用光合作用溶解光合作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用生產(chǎn)者呼吸作用:將有機(jī)物分解為二氧化碳。光合作用等:將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物。大氣中的CO2庫(kù)生產(chǎn)者生產(chǎn)者生產(chǎn)者光合作用光合作用溶解光合作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用消費(fèi)者攝食呼吸作用呼吸作用消費(fèi)者消費(fèi)者呼吸作用等:將有機(jī)物分解為二氧化碳。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。大氣中的CO2庫(kù)生產(chǎn)者生產(chǎn)者生產(chǎn)者光合作用光合作用溶解呼吸作用呼吸作用呼吸作用消費(fèi)者攝食呼吸作用呼吸作用消費(fèi)者分解者用作解分的物生微分解者微生物的分解作用等：將有機(jī)物分解為二氧化碳。食腐、腐生等:將現(xiàn)成有機(jī)物轉(zhuǎn)化為自身有機(jī)物。光合作用大氣中的CO2庫(kù)生產(chǎn)者生產(chǎn)者生產(chǎn)者光合作用光合作用溶解光合作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用消費(fèi)者攝食呼吸作用呼吸作用消費(fèi)者分解者用作解分的物生微水圈對(duì)大氣碳含量的調(diào)節(jié)有重要作用。大氣圈水圈大氣中的CO2庫(kù)生產(chǎn)者生產(chǎn)者生產(chǎn)者光合作用光合作用溶解光合作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用消費(fèi)者攝食呼吸作用呼吸作用消費(fèi)者分解者用作解分的物生微煤、石油人類工業(yè)生產(chǎn)對(duì)碳循環(huán)的重要影響: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)2：建構(gòu)碳循環(huán)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)分解作用非生物環(huán)境生物群落水圈中的CO2庫(kù)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)分解作用非生物環(huán)境生物群落水圈中的CO2庫(kù)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，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)—生物圈特點(diǎn)：具有全球性（生物地球化學(xué)循環(huán)）循環(huán)往復(fù)活動(dòng)3：建構(gòu)碳循環(huán)簡(jiǎn)圖，提出緩解溫室效應(yīng)的方法。

無(wú)機(jī)環(huán)境

生物群落

光合作用為主、化能合成作用呼吸作用、分解作用、化石燃料燃燒

主要CO2

含碳有機(jī)物（食物鏈和食物網(wǎng)）植樹(shù)種草，提高森林覆蓋率，大面積人工林增強(qiáng)固碳。秸稈還田，提高農(nóng)田土壤儲(chǔ)碳量,減少排放。改進(jìn)科技，使用清潔能源。日常環(huán)保節(jié)約，實(shí)行低碳生活。

除了剛才提出的減緩溫室效應(yīng)的途徑外，我們需要不斷提出解決的新方案。

“二氧化鈦在金屬有機(jī)框架中介孔的填充及二氧化碳光還原”2020年9月，《自然》（Nature）在線發(fā)表了武漢大學(xué)在人工光合作用領(lǐng)域的最新研究成果。該研究創(chuàng)造性的探索了無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米顆粒和金屬有機(jī)框架（MOF）孔道界面的分子定制。CO2光還原實(shí)驗(yàn)表明，TiO2與MOF骨架構(gòu)筑的三維有序結(jié)構(gòu)的光催化活性更高。實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體納米材料在MOF中的無(wú)損填充，兩種材料特性的高效協(xié)同，將拓展出一系列新型的人工光合作用催化劑。通過(guò)人工光合作用將二氧化碳還原成有利用價(jià)值的化學(xué)產(chǎn)品。這不僅能夠?yàn)槟茉次C(jī)提供新的解決方案，而且能夠有效減少生態(tài)環(huán)境中二氧化碳的含量。1.代表生態(tài)系統(tǒng)的部分

A為

，B為

，

C為

，D為

。2.生物群落中碳以

形式存在，通過(guò)

渠道流通。碳在無(wú)機(jī)環(huán)境中主要以

形式存在。CDBA消費(fèi)者分解者生產(chǎn)者大氣CO2庫(kù)含碳有機(jī)物食物鏈和食物網(wǎng)CO2活動(dòng)4：辨析碳循環(huán)圖示。辨圖要點(diǎn)：1.碳循環(huán)中，只有生產(chǎn)者與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的傳遞是相互的，其他各成分之間的傳遞都是單向的。2.生產(chǎn)者指向消費(fèi)者和分解者（傳遞），而消費(fèi)者和分解者則指向無(wú)機(jī)環(huán)境（傳遞）。3.消費(fèi)者指向分解者（傳遞）。CDABCDBA練習(xí)1：下面是碳循環(huán)簡(jiǎn)圖，據(jù)圖分析正確的是(

)A.人類減少對(duì)③的依賴是當(dāng)前緩解溫室效應(yīng)的重要措施B.②過(guò)程增強(qiáng)后①過(guò)程隨之增強(qiáng)，故不能通過(guò)增強(qiáng)②減少大氣中的CO2的量C.生物群落內(nèi)部碳循環(huán)的物質(zhì)形式主要是CO2D.參與②過(guò)程的生物包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者A可通過(guò)增強(qiáng)碳存儲(chǔ)應(yīng)為含碳有機(jī)物生產(chǎn)者是碳元素進(jìn)入生物群落的門戶練習(xí)2．(2021·廣東，17)為積極應(yīng)對(duì)全球氣候變化，我國(guó)政府在2020年的聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣布，中國(guó)于2030年前確保碳達(dá)峰(CO2排放量達(dá)到峰值)，力爭(zhēng)在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和(CO2排放量與減少量相等)。這是中國(guó)向全世界的鄭重承諾，彰顯了大國(guó)責(zé)任?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)在自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物等從大氣中攝取碳的速率與生物的呼吸作用和分解作用釋放碳的速率大致相等，可以自我維持____________。自西方工業(yè)革命以來(lái)，大氣中CO2的濃度持續(xù)增加，引起全球氣候變暖，導(dǎo)致的生態(tài)后果主要是______________________________________________。(2)生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者獲取碳元素的方式分別是_________________________________________，

消費(fèi)者通過(guò)食物網(wǎng)(鏈)取食利用，_____________________________。(3)全球變暖是當(dāng)今國(guó)際社會(huì)共同面臨的重大問(wèn)題，從全球碳循環(huán)的主要途徑來(lái)看，減少________________和增加__________是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的重要舉措。碳平衡極地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等生產(chǎn)者通過(guò)光合作用和化能合成作用固定無(wú)機(jī)環(huán)境的碳分解者通過(guò)分解遺體、殘骸、糞便中的有機(jī)物碳釋放碳存儲(chǔ)任務(wù)2：運(yùn)用生物富集等相關(guān)知識(shí)在實(shí)際情境中解決問(wèn)題一思考：對(duì)被洪水肆虐的受災(zāi)區(qū)域，運(yùn)用本節(jié)知識(shí)提出災(zāi)后重建中科學(xué)合理的措施及說(shuō)明原因？請(qǐng)同學(xué)們思考、討論與交流。（時(shí)間3分鐘）對(duì)災(zāi)后區(qū)域的措施：一

1.對(duì)受災(zāi)區(qū)域的物質(zhì)和能量及時(shí)供應(yīng)；太陽(yáng)能生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者大氣中的CO2熱能熱能含碳有機(jī)物沿食物鏈和食物網(wǎng)熱能光合作用化能合成作用合成有機(jī)物呼吸作用分解有機(jī)物呼吸作用分解有機(jī)物分解作用分解有機(jī)物聯(lián)系知識(shí)1：物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)往返，能量單向流動(dòng)。生產(chǎn)者是生態(tài)系統(tǒng)的基石。聯(lián)系知識(shí)點(diǎn)2：分解者的分解作用。受災(zāi)區(qū)域生物遺體、糞便等大量積累。分解者大量增殖，容易引發(fā)疫情。對(duì)災(zāi)后區(qū)域的措施：一

1.對(duì)受災(zāi)區(qū)域的物質(zhì)和能量及時(shí)供應(yīng)；

2.對(duì)受災(zāi)區(qū)域及時(shí)消毒減少病菌滋生，同時(shí)對(duì)動(dòng)物遺體等及時(shí)處理如消毒掩埋；聯(lián)系知識(shí)點(diǎn)3：生物富集(1)具有全球性生物富集的有害物質(zhì)可以通過(guò)大氣、水和生物遷移等途徑擴(kuò)散到世界各地。(2)生物放大作用有害物質(zhì)在生物體內(nèi)的濃度會(huì)沿食物鏈不斷升高,營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，積累劑量越大。

生物富集的危害：在生物體內(nèi)形成積累性中毒。煤燃燒、有色金屬冶煉大氣沉降土壤表面植被表面水體顆粒排放人體鉛進(jìn)入體內(nèi)形成多種比較穩(wěn)定的含鉛化合物，分布于生物體的多種組織細(xì)胞中，導(dǎo)致鉛不易被排出，積蓄體內(nèi)。含鉛的生物被更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的動(dòng)物食用，鉛沿著食物鏈逐漸聚集，最終積累在食物鏈的頂端，具有生物放大效應(yīng)。生物富集實(shí)例：鉛的富集過(guò)程對(duì)災(zāi)后區(qū)域的措施：一

1.對(duì)受災(zāi)區(qū)域的物質(zhì)和能量及時(shí)供應(yīng)；

3.對(duì)受災(zāi)區(qū)域的土壤和水體應(yīng)定時(shí)檢測(cè)，避免有害物質(zhì)進(jìn)入生物體富集，沿食物鏈和食物網(wǎng)不斷積累進(jìn)行生物放大，對(duì)人體健康造成危害。

2.對(duì)受災(zāi)區(qū)域及時(shí)消毒減少病菌滋生，同時(shí)對(duì)動(dòng)物遺體等及時(shí)處理如消毒掩埋；

練習(xí)3．（2022·高三模擬）土壤是人類賴以生存的自然環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要資源，為研究重金屬離子污染對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的影響，研究者測(cè)定了某礦區(qū)附近農(nóng)田不同種類蔬菜的鉛、鎘富集系數(shù)（生物體內(nèi)污染物的平衡濃度與其生存環(huán)境中該污染物濃度的比值），結(jié)果如表。(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析葉菜類和果蔬類植物對(duì)重金屬鉛和鎘的富集系數(shù)的不同是

。重金屬的富集系數(shù)葉菜類蔬菜果蔬類蔬菜大白菜卷心菜菠菜生菜番茄南瓜辣椒茄子鉛

0.0013

0.00110.0018

0.0011

0.0000

0.00010.0001

0.0004鎘0.02280.01320.18430.06330.00360.00020.02170.0381(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，為減少重金屬污染對(duì)人體健康的危害，請(qǐng)?zhí)岢鰧?duì)當(dāng)?shù)厥卟朔N植生產(chǎn)的合理化建議

。

不同種類蔬菜的重金屬生物富集程度不同，大部分易受鎘污染，其中葉菜類蔬菜對(duì)鉛、鎘的富集程度基本高于果蔬類蔬菜。

根據(jù)不同蔬菜種類對(duì)重金屬富集和吸收的差異，合理調(diào)整種植布局，避免種植葉菜類蔬菜，而選擇種植瓠果及根塊類蔬菜，以減少蔬菜重金屬污染對(duì)人體健康的危害。任務(wù)3：運(yùn)用本節(jié)知識(shí)提出有效利用

生態(tài)資源的新思路一思考：如何運(yùn)用物質(zhì)循環(huán)知識(shí)以有效地利用生態(tài)資源？稻田養(yǎng)鴨稻田養(yǎng)魚(yú)1.動(dòng)物的取食、消化能促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)；3.動(dòng)物呼出的CO2還可為生產(chǎn)者的光合作用補(bǔ)充原料。2.動(dòng)物糞便被分解者分解后可供植物吸收利用；1.聯(lián)系農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：如無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)——桑基魚(yú)塘（陸基種桑、桑葉飼蠶、蠶沙喂魚(yú)、塘泥培桑）練習(xí)4.（20上·沈陽(yáng)·期末）明清時(shí)期，我國(guó)南方一些地區(qū)探索出一種?；~(yú)塘的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。根據(jù)同樣的原理，甘蔗種植也可以與養(yǎng)豬、養(yǎng)魚(yú)結(jié)合。這樣就可以將陸地種植與魚(yú)塘養(yǎng)殖結(jié)合起來(lái)，把原本割裂的生產(chǎn)系統(tǒng)通過(guò)優(yōu)化組合，有機(jī)地整合在一起。據(jù)圖分析回答下列問(wèn)題：（1）該生態(tài)農(nóng)業(yè)中流入“魚(yú)塘”的能量包括

；（2）該生態(tài)農(nóng)業(yè)中“蠶沙喂魚(yú)”，魚(yú)屬于生態(tài)系統(tǒng)中

（成分）。塘泥培桑的原理是

。

魚(yú)塘中所有生產(chǎn)者固定在有機(jī)物中的能量，及蠶糞、豬糞中含有的能量消費(fèi)者循環(huán)原理2.聯(lián)系日常生活：如做好垃圾分類等環(huán)保工作。練習(xí)5.（22下·鎮(zhèn)江·高三）2022年北京冬奧會(huì)通過(guò)建立動(dòng)植物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、動(dòng)物救助中心、低碳交通保障體系、垃圾回收利用體系等多項(xiàng)舉措，兌現(xiàn)了“綠色辦奧”的莊嚴(yán)承諾，成為全球歷史上首個(gè)實(shí)現(xiàn)“碳中和”的冬奧會(huì)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A．周末返校選擇搭乘校車屬于低碳交通，能使人類的生態(tài)足跡減小B．采用CO2環(huán)保型制冷劑進(jìn)行制冰，減少了傳統(tǒng)制冷劑對(duì)臭氧層的破壞C．垃圾分類、回收再利用實(shí)現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，提高了能量傳遞效率D．減少碳釋放和增加碳存儲(chǔ)(如植樹(shù)造林等)是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的重要舉措C提高能量利用率B練習(xí)6.（23.高考.13改編）凡納濱對(duì)蝦是華南地區(qū)養(yǎng)殖規(guī)模最大的對(duì)蝦種類。放苗1周內(nèi)蝦苗取食藻類和浮游動(dòng)物，1周后開(kāi)始投喂人工餌料，1個(gè)月后對(duì)蝦完全取食人工餌料。1個(gè)月后蝦池生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過(guò)程見(jiàn)圖。下列敘述正確的是（）

A.1周后藻類和浮游動(dòng)物增加，水體富營(yíng)養(yǎng)化程度會(huì)減輕B.蝦池的沉積物可收集和處理，用作果樹(shù)或農(nóng)作物的肥料C.浮游動(dòng)物攝食藻類、細(xì)菌和有機(jī)碎屑，屬于消費(fèi)者D.異養(yǎng)細(xì)菌依賴蝦池生態(tài)系統(tǒng)中的沉積物提供營(yíng)養(yǎng)增強(qiáng)及有機(jī)碎屑及分解者小結(jié)：厘清能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和生物富集的關(guān)系

小結(jié)：厘清能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和生物富集的關(guān)系

各營(yíng)養(yǎng)級(jí)單向遞減循環(huán)往返積累食物鏈（網(wǎng)）同時(shí)載體動(dòng)力生物富集物質(zhì)循環(huán)碳循環(huán)能量流動(dòng)生物富集本節(jié)知識(shí)聯(lián)結(jié)：實(shí)例載體不可降解有害元素動(dòng)力溫室效應(yīng)全球問(wèn)題生態(tài)工程應(yīng)用謝謝觀看高三—人教版—生物學(xué)—選擇性必修二第3章第3節(jié)

生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)答疑“生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)”答疑部分易錯(cuò)點(diǎn)辨析：1.生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中所說(shuō)的“物質(zhì)”并不是指組成生物體的化合物，而是指組成生物體的化學(xué)元素，如C、H、O、N、P、S等。2.碳在生態(tài)系統(tǒng)各成分之間傳遞并不都是雙向的，只有生產(chǎn)者與非生物環(huán)境之間的傳遞是雙向的，其他各成分間的傳遞均是單向的。3.物質(zhì)循環(huán)流動(dòng)，能量單向流動(dòng)不循環(huán)，所以不能說(shuō)能量伴隨著物質(zhì)循環(huán)而循環(huán)。4.物質(zhì)循環(huán)中所說(shuō)的“生態(tài)系統(tǒng)”并不是一般的生態(tài)系統(tǒng)，而是指地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈，因此物質(zhì)循環(huán)具有全球性。1.判斷關(guān)于物質(zhì)循環(huán)與生物富集概念的敘述(1)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)指的是各種化合物在生物群落與非生物環(huán)境之間往復(fù)循環(huán)(

)(2)碳循環(huán)中碳元素以CO2形式進(jìn)行循環(huán)往返(

)(3)碳循環(huán)中生物的呼吸作用和微生物的分解作用，導(dǎo)致了溫室效應(yīng)現(xiàn)象的出現(xiàn)(

)(4)鎘、汞等重金屬可沿著食物鏈不斷積累和濃縮(

)××√化學(xué)元素√化石燃料的燃燒2.判斷關(guān)于能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系的敘述(1)沼渣、沼液作為肥料還田，使物質(zhì)能夠循環(huán)利用(

)(2)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的渠道都是食物鏈和食物網(wǎng)，所以物質(zhì)和能量都是循環(huán)往復(fù)的(

)(3)只有在光照的條件下，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)才是同時(shí)進(jìn)行的(

)(4)一個(gè)完善的生態(tài)系統(tǒng)不需要從外界獲得任何物質(zhì)和能量補(bǔ)給，就能長(zhǎng)期維持其正常功能(

)√×××能量單向流動(dòng)需要源源不斷供給能量同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割D3.下圖為部分碳循環(huán)示意圖，下列敘述正確的是（）A．圖中由生產(chǎn)者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ構(gòu)成