3.3生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) 第1課時 教學(xué)課高二上學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修2

問題探討生物的生命活動不斷吸進(jìn)氧氣釋放CO2，但空氣中:氧氣為什么不會被耗盡也不會全充滿CO2呢？學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、簡述碳循環(huán)的過程2、闡明什么是物質(zhì)循環(huán)？3、通過分析生物富集的過

程，說明生物富集的危

害，認(rèn)同應(yīng)采取措施減

少危害。第三章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)第一課時一、碳的循環(huán)

碳是構(gòu)成生物體的基本元素，糖、脂肪、蛋白質(zhì)、核酸等都是以碳鏈為骨架形成的化合物。碳元素大約占生物體干重的49％，沒有碳就沒有生命。

那么碳元素如何從非生物環(huán)境進(jìn)入生物群落，又如何從生物群落返回非生物環(huán)境的？1、碳在非生物環(huán)境中主要以何種形式存在？在生物體內(nèi)主要以何種形式存在？3、碳在生物群落內(nèi)部通過什么渠道進(jìn)行傳遞？食物鏈（網(wǎng))

通過攝食CO2、碳酸鹽光合作用化能合成作用有機(jī)物4、碳通過哪些途徑從生物群落返回到非生物環(huán)境？呼吸、分解、燃燒光合作用溶解光合作用微生物的分解作用水體中的HCO3-等巖石中的CaCO3等非生物環(huán)境生物群落C光合作用、化能合成作用呼吸作用、微生物分解作用、煤、石油燃燒大氣中的二氧化碳庫碳的循環(huán)過程碳在非生物機(jī)環(huán)境與生物群落間是以的形式循環(huán)。CO2

碳在生物群落內(nèi)部以

進(jìn)行。含碳有機(jī)物的形式呼吸作用呼吸作用煤、石油煤、石油攝食SzLwhSzLwh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庫分解作用非生物環(huán)境生物群落水圈中的CO2庫（請用關(guān)鍵詞、線段、箭頭、方框等構(gòu)建碳循環(huán)的模型）二氧化碳能溶于水，因此可在大氣和海洋、河流之間進(jìn)行交換。海洋對于調(diào)節(jié)大氣中的碳含量起著非常重要的作用。（1）碳循環(huán)的形式：（2）碳在自然界中的存在形式：（3）碳在生物體內(nèi)的存在形式：（4）碳進(jìn)入生物體的途徑：（5）碳在生物體之間傳遞途徑：（6）碳進(jìn)入大氣的途徑：CO2；CO2和碳酸鹽；含碳有機(jī)物；光合作用；化能合成作用食物鏈；食物網(wǎng)①生物的呼吸作用②分解者有分解作用③化石燃料的燃燒(7)碳循環(huán)的特點:反復(fù)出現(xiàn),循環(huán)流動,全球性碳循環(huán)的小結(jié)二．物質(zhì)循環(huán)的概念：

組成生物體的

等基本元素，在

和

之間往返循環(huán)利用的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)。

生物群落

非生物環(huán)境C、H、O、N、P、S1.物質(zhì)：組成生物體C、H、O、N、P、S等基本元素。而不是單質(zhì)，也不是化合物。2.范圍：地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈。3.特點：具有全球性，反復(fù)利用，循環(huán)流動.所以物質(zhì)循環(huán)所以又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。施用農(nóng)藥DDT的地區(qū)，雖然只占陸地面積的一小部分，可是在遠(yuǎn)離施藥地區(qū)的南極動物企鵝體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了DDT，南極動物體內(nèi)為何會出現(xiàn)DDT？此現(xiàn)象說明了什么？全球性思考：1.下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的敘述中，不正確的是（）。

A．所指的物質(zhì)是指組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素

B．所說的生態(tài)系統(tǒng)是地球上最大的生

態(tài)系統(tǒng)

C．所說的循環(huán)是指物質(zhì)在生物和非生物環(huán)境之間反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)流動

D．物質(zhì)在循環(huán)過程中不斷遞減課堂訓(xùn)練D2、下圖是自然界碳循環(huán)的簡圖。圖中的甲、乙、丙各代表什么

甲為生產(chǎn)者，乙為分解者，丙為消費(fèi)者課堂訓(xùn)練大氣中的CO2庫生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者化石燃料(1)碳從無機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落的途徑有：_____作用和____________作用。(4)在生物群落內(nèi)部，碳通過______________，以含____

的形式傳遞。(3)在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間,碳以_____的形式循環(huán).(2)碳進(jìn)入大氣的途徑有：______________________光合呼吸作用、分解作用、燃燒CO2碳有機(jī)物食物鏈和食物網(wǎng)化能合成課堂訓(xùn)練生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或難以降

解的化合物，使其在機(jī)體內(nèi)濃度超過環(huán)境濃度的現(xiàn)象。1.概念：三、生物富集（P64）2.常見存在生物富集現(xiàn)象的物質(zhì)①重金屬：如鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)等②人工合成的某些有機(jī)化合物：如DDT、六六六等③放射性元素等3.發(fā)生生物富集的物質(zhì)的特點。①比較穩(wěn)定的；②不易排出；③不易被分解；4.生物富集的主要途徑：食物鏈、食物網(wǎng)生物富集作用隨著食物鏈的延長而不斷加強(qiáng)。水浮游生物魚水鳥2ppm5ppm200ppm1600ppm<<鉛在生物體內(nèi)的濃度沿食物鏈不斷升高。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、浮游動物直接吸收鉛，動物飲用含鉛的水，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)。含鉛生物被更高營養(yǎng)級動物食用，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5.生物富集實例——鉛的富集擴(kuò)散途徑：1.大氣2.水3.生物遷移

全球性下面是甲乙丙丁四個種群在一個達(dá)到生態(tài)平衡的環(huán)境中含有的總能量和殘留農(nóng)藥的DDT的平均濃度。種群甲乙丙丁能量2.8×1091.3×1089.1×1072.9×107DDT濃度0.040.350.393.41）這四個種群中屬于生產(chǎn)者的是______2)寫出四個種群的能量流動渠道：___________3)在能量流動的渠道中，_______越高，生物體內(nèi)的DDT濃度越高，這種現(xiàn)象稱為_____

__甲乙甲丙丁營養(yǎng)級生物富集學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、辨析能量流動與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系2、探究土壤微生物的分解作用第三章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)第二課時能量流動物質(zhì)循環(huán)形式過程范圍特點聯(lián)系1、能量流動的過程離不開物質(zhì)的合成與分解；2、物質(zhì)是能量沿食物鏈流動的載體；3、能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的動力。是生態(tài)系統(tǒng)主要功能，同時進(jìn)行，相互依存，不可分割四、物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系P65主要以有機(jī)物形式主要以無機(jī)物形式

沿食物鏈（網(wǎng)）單向流動

在非生物環(huán)境與生物群落之間反復(fù)循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級全球（生物圈）單向流動，逐級遞減反復(fù)循環(huán)具有全球性能量流動和物質(zhì)循環(huán)關(guān)系分析（1）能量流動和物質(zhì)循環(huán)相伴而行，但能量在傳遞過程中由

→

→

，而物質(zhì)在循環(huán)過程中（以碳循環(huán)為例），由

→

→

。（2）能量流動的終點是熱能散失到非生物環(huán)境中，能

量

（能/不能）循環(huán)利用。而物質(zhì)循環(huán)產(chǎn)生的CO2又被重新利用，所以沒有終點。不能光能化學(xué)能熱能無機(jī)物（CO2）有機(jī)物無機(jī)物（CO2）1.下列關(guān)于物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系敘述不正確的是：

（

）物質(zhì)為能量的載體，使能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動能量作為動力，使物質(zhì)在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往復(fù)先進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)，后發(fā)生能量流動二者相互依存，不可分割C針對練習(xí)2.如圖是生物圈中碳循環(huán)示意圖，下列相關(guān)分析錯誤的是（）A.生物圈通過碳循環(huán)實現(xiàn)碳元素的自給自足B.A是消費(fèi)者，C是生產(chǎn)者，碳在各成分間以CO2的形式傳遞C.對E過度開發(fā)利用會打破生物圈中碳循環(huán)的平衡D.碳循環(huán)過程需要能量驅(qū)動，同時又是能量的載體B大氣中的CO2庫生產(chǎn)者分解者消費(fèi)者化石燃料的燃燒課堂訓(xùn)練1.實驗原理：五、探究土壤微生物的分解作用（1）土壤中存在細(xì)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，能分解有機(jī)物。分解速度主要與環(huán)境溫度和濕度有關(guān)。淀粉碘液變藍(lán)淀粉葡萄糖產(chǎn)生磚紅色沉淀分解斐林試劑加熱（2）土壤微生物通過分泌淀粉酶能將淀粉分解為還原性糖

（麥芽糖、果糖、葡萄糖），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。碘液斐林試劑加熱2.探究實驗的一般過程：（1）觀察現(xiàn)象，提出問題（2）作出假設(shè)（3）實驗驗證（4）分析實驗結(jié)果（5）得出結(jié)論

控制變量實驗過程3.參考案例：提出問題一實驗假設(shè)實驗設(shè)計自變量實驗組對照組實驗現(xiàn)象結(jié)論分析落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？落葉在土壤微生物的作用下可以腐爛土壤中是否含微生物對土壤高溫處理（滅菌）對土壤不做任何處理（自然狀態(tài)）相同時間內(nèi)對照組落葉腐爛，實驗組不腐爛土壤微生物對落葉有分解作用提出問題二實驗假設(shè)實驗設(shè)計自變量實驗組對照組實驗過程實驗現(xiàn)象加入碘液A1B1加入斐林試劑A2B2結(jié)論分析土壤微生物能分解淀粉嗎？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杯中加入適量淀粉糊+30mL土壤浸出液B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸餾水土壤浸出液中的微生物能分解淀粉不變藍(lán)變藍(lán)出現(xiàn)磚紅色沉淀不出現(xiàn)磚紅色沉淀1.配制土壤浸出液紗布燒杯土壤水水玻璃棒取出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室溫（20℃）環(huán)境放置7d后2.另取兩只燒杯，編號A、B加熱加熱（淀粉分解成還原糖）（淀粉沒有分解）1、右圖表示a、b、c三地區(qū)森林土壤有機(jī)物分解狀況，則分解者作用強(qiáng)弱依次是A、a＞b＞cB、c＞b＞aC、c＝b＞aD、a＞c＝bA針對訓(xùn)練2.下列關(guān)于“探究土壤微生物對淀粉的分解作用”的課題，設(shè)計不合理的是（）

A.用等量土壤浸出液和蒸餾水處理等量淀粉糊B.實驗應(yīng)分別對土壤浸出液和蒸餾水進(jìn)行高溫消毒后再處理淀粉糊

C.應(yīng)在20℃左右下處理7天后，再進(jìn)行相關(guān)檢測D.用碘液檢測淀粉，用斐林試劑檢測還原糖B3.興趣小組設(shè)計實驗來探究土壤微生物對落葉的分解作用，下列操作及分析正確的是（）A．可采用加熱烘干的方法除去實驗組中的土壤微生物

B．將實驗組和對照組的土壤放在隔絕空氣的條件下進(jìn)行C．對照組中落葉的分解速度明顯高于實驗組的分解速度D．實驗組和對照組可以分別選擇不同種類的落葉進(jìn)行實驗C2.在生態(tài)系統(tǒng)中，使二氧化碳進(jìn)入生物群落的生物主要是（）

A.細(xì)菌B.真菌C.動物D.綠色植物一、概念檢測1.能量流動和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）物質(zhì)循環(huán)發(fā)生在生物群落與非生物環(huán)境之間。（）（2）能量流動和物質(zhì)循環(huán)是兩個相對獨(dú)立的過程。（）D課后訓(xùn)練3.竹子中纖維素含量很高。大熊貓每天要吃大量竹子，但一般只能利用其中一小部分纖維素。研究表明，大熊貓的基因組缺少編碼纖維素酶的基因，但是腸道中有多種纖維素分解菌。（1）大熊貓與它腸道內(nèi)某種纖維素分解菌的種間關(guān)系為（）A.捕食B.寄生C.互利共生D.原始合作（2）下列敘述不合理的是（）

A.大熊貓是初級消費(fèi)者，屬于第二營養(yǎng)級B.大熊貓未消化的纖維素會被分解者利用C.纖維素分解菌促進(jìn)了生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)D.能量流動方向是竹子→大熊貓→纖維素分解菌CD1.生物圈是不是一個在物質(zhì)上自給自足的系統(tǒng)？為什么？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？二、拓展應(yīng)用【提示】是。生物圈是指地球上所有生物與其非生物環(huán)境的總和，它們通過物質(zhì)循環(huán)構(gòu)成一個物質(zhì)上自給自足的系統(tǒng)。【提示】農(nóng)田是人工生態(tài)系統(tǒng)，是以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，使能量更多地流向人類，滿足人類需要為目的的。農(nóng)田土壤中氮的含量往往不足以使作物高產(chǎn)，加之農(nóng)產(chǎn)品源源不斷地自農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)輸出，其中的氮元素并不能都?xì)w還土壤，所以需要施加氮肥。這與物質(zhì)循環(huán)并不矛盾。3.下表為生活在某庫區(qū)水域中層的幾種魚體內(nèi)重金屬的含量（單位：ng?g-1）。請據(jù)表推測，這幾種魚中，草食性的魚是

，雜食性的魚是

，肉食性的魚是

，為什么？魚的種類ABCDEHg17.861.970.4117.0