3.3 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)- 【知識(shí)精研】高二生物同步高效教學(xué)課件（人教版2019選擇性必修2）

課前讀P58研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義第3節(jié)

生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

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。問題探討討論1.胡楊死亡后，為什么很長(zhǎng)時(shí)間都沒有腐爛？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？缺少分解者枯枝落葉少，物質(zhì)循環(huán)慢1、呼一口氣，許多二氧化碳分子就離開了我們的身體，進(jìn)入大氣，你能想象這些二氧化碳分子的去向嗎？2、CO2中的C元素和O元素是怎樣來到我們體內(nèi)的？3、進(jìn)入你體內(nèi)之前存在于什么物質(zhì)？元素在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間是不斷循環(huán)的一、碳循環(huán)光合作用光合作用光合作用大氣中的CO2庫(kù)呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用微生物的分解作用煤

石油分解者溶解攝食討論：1.碳在非生物環(huán)境中的主要以什么形式存在？2.碳在生物體內(nèi)的以什么形式存在？3.碳進(jìn)入生物界的途徑？4.碳在生物之間傳遞途徑？5.碳進(jìn)入大氣的活動(dòng)有哪些？6.碳以什么形式進(jìn)行循環(huán)？7.實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)的關(guān)鍵成分？一、碳循環(huán)大氣中的CO2庫(kù)生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者光合作用化能合成作用水圈中的CO2庫(kù)討論：1.碳在非生物環(huán)境中的主要以什么形式存在？2.碳在生物體內(nèi)的以什么形式存在？3.碳進(jìn)入生物界的途徑？4.碳在生物之間傳遞途徑？5.碳返回非生物環(huán)境的活動(dòng)有哪些？6.碳以什么形式進(jìn)行循環(huán)？7.實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)的關(guān)鍵成分？主要以CO2存在(還有碳酸鹽)含碳有機(jī)物生產(chǎn)者的光合作用、化能合成作用食物鏈（網(wǎng)）一、碳循環(huán)大氣中的CO2庫(kù)生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者光合作用化能合成作用分解作用呼吸作用呼吸作用化石燃料燃燒水圈中的CO2庫(kù)討論：1.碳在非生物環(huán)境中的主要以什么形式存在？2.碳在生物體內(nèi)的以什么形式存在？3.碳進(jìn)入生物界的途徑？4.碳在生物之間傳遞途徑？5.碳返回非生物環(huán)境的活動(dòng)有哪些？6.碳以什么形式進(jìn)行循環(huán)？7.實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)的關(guān)鍵成分？②分解者的分解作用①生產(chǎn)者、消費(fèi)者的呼吸作用③化石燃料的燃燒CO2生產(chǎn)者和分解者一、碳循環(huán)【總結(jié)】“三看法”快速確認(rèn)碳循環(huán)的各環(huán)節(jié)大氣中的CO2庫(kù)生產(chǎn)者分解者消費(fèi)者生產(chǎn)者初級(jí)消費(fèi)者大氣中的CO2庫(kù)次級(jí)消費(fèi)者分解者大氣中的CO2庫(kù)（非生物的物質(zhì)和能量）生產(chǎn)者初消次消三級(jí)消分解者海洋對(duì)于調(diào)節(jié)大氣中碳含量起著非常重要的作用海洋的碳含量是大氣圈碳含量的56倍。海洋對(duì)大氣中二氧化碳的吸收是平衡大氣中二氧化碳的重要因素。海洋生物利用海洋中所溶解的二氧化碳進(jìn)行光合作用，其中一部分生物的殘?bào)w分解釋放出二氧化碳，另一部分形成生物碳酸鹽沉積，與無機(jī)碳酸鹽一道固定在巖石圈中，直到受地質(zhì)作用被抬升到地表經(jīng)風(fēng)化作用而重新釋放出二氧化碳。物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)系圖討論：你如何看待人類活動(dòng)對(duì)碳循環(huán)的影響？一、碳循環(huán)1.碳循環(huán)的過程糧食飼料肉食木材薪材化工產(chǎn)品能源……A.人類社會(huì)需求2.碳循環(huán)失調(diào)的后果：溫室效應(yīng)(1)造成溫室效應(yīng)的原因：

。(2)CO2增多的原因：

。

。CO2等溫室氣體過多化石燃料的開采和使用，增加了CO2的排放溫室氣體：CO2、CH4、N2O、

O3等非生物環(huán)境生物群落呼吸作用、分解作用光合作用、化能合成作用化石燃料燃燒增加植被的減少，森林的砍伐減弱(3)溫室效應(yīng)的后果：①氣溫升高，加快極地冰川融化；②海平面上升，洪災(zāi)、旱災(zāi)不斷；③土地荒漠化加劇，威脅人類和生物的生存。(4)緩解的措施：P63小字①減少CO2排放：減少化石燃料燃燒，開發(fā)新能源；②增加CO2的吸收和固定量：大力植樹種草，提高森林覆蓋率；③提高秸稈還田率，提高土壤儲(chǔ)碳量。B.國(guó)家環(huán)保行動(dòng)簽署氣候協(xié)議提高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)垃圾分類回收號(hào)召節(jié)約糧食退耕還林工程天然林保護(hù)工程沙漠治理行動(dòng)城市綠化討論：你如何看待人類活動(dòng)對(duì)碳循環(huán)的影響？(2021廣東）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。回答下列問題：(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___________。碳中和(2)自西方工業(yè)革命以來，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___________________________________________________________________________________________。

冰川融化、海平面上升、對(duì)人類和其他生物的生存造成威脅（3）全球變暖是當(dāng)今國(guó)際社會(huì)共同面臨的重大問題，從全球碳循環(huán)的主要途徑來看，減少________________和增加_______________是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的重要舉措。使用化石燃料植被覆蓋面積3、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

組成生物體的

等基本元素，在不斷進(jìn)行著從

到，又從

的循環(huán)過程。

非生物環(huán)境C、H、O、N、P、S范圍：

物質(zhì)：

循環(huán)過程：特點(diǎn)：

生物圈，又叫生物地球化學(xué)循環(huán)C、H、O、N、P、S

等元素！不是CO2，不是C單質(zhì)非生物環(huán)境

生物群落循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，全球性生物群落生物群落到非生物環(huán)境2、3、應(yīng)用實(shí)例：種養(yǎng)結(jié)合-如稻田中養(yǎng)魚養(yǎng)鴨1、概念：4.其它物質(zhì)循環(huán)的過程大氣氮大氣混合脫氮揮發(fā)植物吸收量和收獲量揮發(fā)揮發(fā)植物殘留物有機(jī)污染物硝酸鹽銨透明光澤商品肥料生物固定動(dòng)物糞肥豆類植物工業(yè)固定氮循環(huán)濕沉降植物殘留物和廢棄物植物吸收硫循環(huán)硫在大氣層植物殘留物過濾沉積物硫進(jìn)入水鉛與人類的生活息息相關(guān)日常生活中鉛的應(yīng)用香煙食品玩具工業(yè)廢氣化妝品餐具燃燒容器汽車尾氣煤和礦石中的鉛空氣中的鉛顆粒土壤、水體中的鉛生產(chǎn)者、浮游動(dòng)物各級(jí)消費(fèi)者最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)含鉛量最高燃燒冶煉降雨吸收捕食積累鉛在生物體內(nèi)的濃度沿食物鏈不斷升高二、生物富集1、概念：2、物質(zhì)：4、特點(diǎn)：

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。重金屬：如鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)人工合成的有機(jī)物：如DDT、六六六（1）從非生物環(huán)境進(jìn)入生物體，

沿食物鏈（網(wǎng)）逐級(jí)富集。（2）毒性強(qiáng)，危害大。（3）穩(wěn)定而不易分解，積累而不易排出。水植物小魚大魚魚鷹隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)升高，濃度逐級(jí)遞增，呈現(xiàn)生物放大現(xiàn)象。二、生物富集3、途徑：食物鏈、食物網(wǎng)

農(nóng)田

南極的企鵝DDT殺蟲劑物質(zhì)循環(huán)具有全球性能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)(以碳循環(huán)為例)范圍形式特點(diǎn)過程聯(lián)系生物群落(生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間)生物圈主要以有機(jī)物中的化學(xué)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(dòng)、逐級(jí)遞減全球性、循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)沿食物鏈、食物網(wǎng)單向流動(dòng)在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)往返（1）同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割；（2）物質(zhì)是能量沿食物鏈網(wǎng)流動(dòng)的載體；（3）能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力。三、能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系1.生物圈在物質(zhì)和能量上是一個(gè)自給自足的生態(tài)系統(tǒng)嗎？為什么？

因?yàn)樯锶κ侵傅厍蛏系娜可锛捌浞巧锃h(huán)境的總和，是可以通過物質(zhì)循環(huán)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)上自給自足的系統(tǒng)。

生物圈在能量上不是一個(gè)自給自足的系統(tǒng)，因?yàn)槟芰渴遣豢梢匝h(huán)利用的，必須依賴太陽能的不斷輸入。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？

因?yàn)檗r(nóng)民要不斷地從農(nóng)田中收獲農(nóng)產(chǎn)品，會(huì)帶走大量的氮元素，因此要通過往農(nóng)田中不斷地施加氮肥，以維持農(nóng)田氮循環(huán)的穩(wěn)定。三、能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系【檢測(cè)1】圖1是某生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，其中A、B、C、D是生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各生物成分，1、2、3、4、5、6表示有關(guān)的生理過程；圖2為該生態(tài)系統(tǒng)中某一食物鏈及部分能量流動(dòng)情況。下列說法正確的是()A.在圖1中，B、C分別屬于初級(jí)消費(fèi)者、生產(chǎn)者B.圖1中能表示呼吸作用過程的只有2、4、5C.在圖2的食物鏈中，②/①的比值代表兔與狼(生物之間)的能量傳遞效率D.如果A發(fā)生瘟疫，D的數(shù)量將先增加后減少最后趨于穩(wěn)定生產(chǎn)者初級(jí)消費(fèi)者分解者次級(jí)消費(fèi)者D【思考】：生物圈

(填“是”或“不是”)一個(gè)在“物質(zhì)”上自給自足的系統(tǒng)，______(填“是”或“不是”)一個(gè)在“能量”上自給自足的系統(tǒng)，因?yàn)開______________________________________________________________________________________________________________________________________。是不是

物質(zhì)可以在生物圈內(nèi)循環(huán)利用，而能量不能循環(huán)利用，它必須由生物圈外的太陽能源源不斷地輸入，方可維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)2.在夏季稻田中往往分布著雜草等植物以及二化螟、青蛙等動(dòng)物。研究發(fā)現(xiàn)，稻田養(yǎng)鴨可有效提高水稻的產(chǎn)量和質(zhì)量，請(qǐng)分別從種間關(guān)系及物質(zhì)循環(huán)的角度分析其原因：①_____________________________；②___________________________________________________________________________。鴨能防蟲除草，使水稻生長(zhǎng)良好鴨糞還田為水稻生長(zhǎng)提供了優(yōu)良的有機(jī)肥，使水稻生長(zhǎng)健壯，減少了化肥的使用3.(2023·福建泉州調(diào)研)某生態(tài)系統(tǒng)中，鎘在沿著食物鏈傳遞的過程中產(chǎn)生生物富集現(xiàn)象。該生態(tài)系統(tǒng)有甲、乙、丙、丁四個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所積累的鎘的相對(duì)濃度如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是()CA.圖示四個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的所有生物構(gòu)成生物群落B.該生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈可表示為丙→甲→乙→丁C.鎘沿食物鏈不斷聚集并最終積累在最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，隨生物的遺體殘骸等能回歸非生物環(huán)境D.四個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的能量值的關(guān)系可表示為丁<甲＋乙＋丙(1)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)中的成分主要為

。②分解者的分解速度與環(huán)境中的

等生態(tài)因子相關(guān)。③土壤微生物能分泌淀粉酶將淀粉分解成還原糖(麥芽糖)，淀粉遇碘變藍(lán)色。還原糖遇斐林試劑，在水浴加熱條件下，產(chǎn)生

沉淀。探究土壤微生物的分解作用：分解者溫度、水分磚紅色項(xiàng)目案例1案例2實(shí)驗(yàn)假設(shè)土壤微生物能分解落葉使之腐爛土壤微生物能分解淀粉實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組對(duì)土壤

處理A燒杯中加入

和淀粉糊