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第三章 第3节 生态系统及其稳定性
第1课时：生态系统的物质循环和生物富集
胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？
荒漠中缺乏水分，分解者数量很少，因此死亡后的胡杨无法被快速分解。
有研究表明，长有胡杨的荒漠土壤一般比草原的贫瘠，这是为什么？
荒漠中生产者的种类与数量很少，能制造的有机物总量就少；消费者与分解者也少，物质循环缓慢；土壤中可供分解者分解的动植物遗体等很少，且分解速度较慢，因此土壤中积累的营养物质很少；而且，胡杨还会从土壤中吸收营养物质，因此，长有胡杨的荒漠土壤比草原的更为贫瘠。
问题探讨
呼吸作用
C元素和O元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环的
你在操场上运动时，呼出了很多二氧化碳分子，想象一下，这些二氧化碳分子离开你后，会开始怎样的旅行？请绘制一幅图表示！
问题探讨
过渡
生物体和大气中的碳的含量是怎样维持相对稳定的呢
动物
CO2
植物
光合作用
摄食
粪便
呼吸作用
动物
CO2
植物
光合作用
摄食
粪便
微生物
遗体和排出物
生态系统的物质循环
一
阅读教材P61-62结合图3-10，思考并回答以下问题：
任务一：分析碳循环的过程
【合作探究】
碳元素是如何进出生产者、消费者和分解者的(以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等)
碳的进出除生产者、消费者、分解者外，还有没有其他途径？
结合图3-10，用箭头和简短的文字表明碳元素在右侧各成分之间的联系
如何看待人类活动对碳循环的影响
遗体和排遗物
生产者
消费者
分解者
化石燃料
大气中的CO2库
水圈中的CO2库
非生物环境
生物群落
碳元素是如何进出生产者、消费者和分解者的(以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等)
呼吸作用
分析碳循环的过程
思考 讨论(一)
环境
分解者
环境
CO2
消费者
生产者
呼吸作用
光合作用
捕食
呼吸作用
遗体残骸
遗体
排遗物
大气中的二氧化碳库
煤、石油
水体中的HCO3-等
岩石中的CaCO3等
碳的进出除生产者、消费者、分解者外，还有没有其他途径？
分析碳循环的过程
思考 讨论
(1)CO2与HCO3-的相互转化；
(2)CaCO3与HCO3-的相互转化；
(3)煤、石油等化石燃料的开采与使用。将有机物分解为二氧化碳等。
结合图3-10，用箭头和简短的文字表明碳元素在下述各成分之间的联系
碳循环示意图
分析碳循环的过程
思考 讨论
遗体和排遗物
生产者
消费者
分解者
化石燃料
大气中的CO2库
水圈中的CO2库
非生物环境
生物群落
遗体和排出物
摄食
燃烧
生产者
消费者
分解者
化石燃料
呼吸作用
呼吸作用
光合作用
大气中的CO2库
分解作用
非生物环境
生物
群落
水圈中的CO2库
分析碳循环的过程
思考 讨论
结合图3-10，用箭头和简短的文字表明碳元素在下述各成分之间的联系
结合模型思考并回答问题:
(2)碳主要以什么形式在非生物环境和生物群落之间循环？
CO2
(3)碳是通过什么生理过程进入生物群落的？
主要是光合作用和化能合成作用
食物链、食物网
(4)碳在生物群落内部传递的主要途径是什么？
(5)生物群落中的碳以什么途径回归大气圈？
①生物的呼吸作用
CO2(主要)和碳酸盐等
含碳有机物
(1)碳在非生物环境和生物体内的存在形式：
①非生物环境：
②生物环境：
分析碳循环的过程
思考 讨论
②分解者的分解作用
③化石燃料的燃烧
遗体和排出物
摄食
燃烧
生产者
消费者
分解者
化石燃料
呼吸作用
呼吸作用
光合作用
大气中的CO2库
分解作用
非生物环境
生物
群落
水圈中的CO2库
分析碳循环的过程
思考 讨论
人类活动对煤和石油等资源的利用，会向大气中排放大量的二氧化碳，打破了生物圈中碳循环的平衡，加剧温室效应，引起全球性的气候变化；
但人类又大力开展植树造林、开发新能源、发展节能产业等，有利于降低大气中的二氧化碳浓度，维持生物圈的碳平衡。
你如何看待人类活动对碳循环的影响
消极影响：
积极影响：
(1)原因
(2)危害
(3)缓解措施
②极地和高山冰川加速融化
③海平面上升
①气温升高
①化石燃料的大量燃烧（主要原因）
②森林、草原等植被的破坏
①减少化石燃料的使用，开发新能源
②大力植树种草，提高森林覆盖率
遗体和排出物
摄食
燃烧
生产者
消费者
分解者
化石燃料
呼吸作用
呼吸作用
光合作用
大气中的CO2库
分解作用
非生物环境
生物
群落
水圈中的CO2库
分析碳循环的过程
思考 讨论
温室效应的原因、危害、及缓解措施？
组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程。
(1)概念：
光合作用、化能合成作用
呼吸作用；
微生物分解作用
煤、石油燃烧；
非生物环境
生物群落
C、H、O、N、P、S等元素
1.生态系统的物质循环
(2)特点：
全球性：
物质在生态系统中循环往复运动。
物质循环中所说的“生态系统”指的是地球上最大的生态系统——生物圈，因此又叫生物地球化学循环。
稻田养鸭
稻田养鱼
(1)动物的取食、消化能促进物质循环；
(3)动物呼出的CO2还可为水稻的光合作用补充原料
(2)动物粪便被分解者分解后可供植物吸收利用，
2.物质循环的应用
1.碳中和是指CO2吸收量和CO2排放量达到平衡，实现CO2的“零排放”。研究碳循环是实现“碳中和”的重要基础。下列说法错误的是（ ）
A.碳在生物群落和非生物环境之间主要以CO2的形式循环
B.大气中的CO2主要通过绿色植物的光合作用进入生物群落
C.控制生物体呼吸产生的CO2量是实现碳中和的重要措施
D.植树造林、增加绿地面积有助于降低大气中的CO2浓度
课堂检测
C
2.如图为碳循环示意图，下列有关叙述错误的是（ ）
A.图中①代表光合作用、③代表有氧呼吸
B.①～④过程伴随能量的输入、传递、
转化和散失
C.CO2能够随着大气环流在全球范围内流动
D.CO2在大气圈和水圈之间的交换有利于
调节大气中的碳含量
课堂检测
A
3 . 某同学画出三幅表示生态系统部分碳循环的示意图,下列分析错误的是（ ）
A.在图1和图2中的A
都是生产者，图3中的
A是大气中的CO2库
B.生态系统的碳循环是指含碳化合物在非生物环境和生物群落中的往复循环
C.图1中C能促进生态系统的物质循环和能量流动
D.图3中的碳在B、D、E、F中流动的形式是含碳有机物
课堂检测
B
碳循环图解中各成分的判定方法
(2)除了C之外，有最多被指向箭头的为分解者，即B为分解者。
生产者
大气中的CO2库
消费者
分解者
(1)先看双箭头：双箭头代表生产者、大气中的CO2库。其他所有成分都指向C的为大气中的CO2库。
生产者
大气中的CO2库
生产者
大气中的CO2库
生物富集
二
土壤中的微生物能够分解有机物，这是物质循环过程中的重要一环。生态系统中的消费者能够加快物质的循环过程。是不是所有物质都能较快地通过食物链回归非生物环境呢
对比碳循环，分析铅在生物体内富集的原因
生物富集的主要途径？
阅读教材P63-64，回答以下问题：
任务二：生物富集
【合作探究】
什么是生物富集？常见参与生物富集的物质有哪些？
发生生物富集的物质的特点？
生物富集有何危害？如何有效地减少生物富集现象？
铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
生物体从 吸收、积蓄某种元素或 的化合物，使其在机体内浓度 环境浓度的现象。
超过
周围环境
难以降解
①重金属：
如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等
②人工合成的有机化合物：
如DDT、六六六等
①在环境和生物体中存在形式是比较稳定的；
②富集物质必须是生物体能够吸收的且不易排出的；
③富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的；
食物链、食物网
1.生物富集
(1)概念：
(2)常见的生物富集物质：
(3)发生生物富集的物质的特点：
(4)生物富集的主要途径：
火山喷发
沙尘暴
大气
降水
水体
植物
土壤
动物
鱼
水鸟
猛禽
煤燃烧
金属冶炼
浮游生物
(5)生物富集的特点
在农田中使用的DDT杀虫剂，会在南极的企鹅体内检测到
①具有全球性
导致生物富集的有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。
1.生物富集
大火
大气、水和生物关系图解
海水
沉积物
浮游植物
浮游动物
无脊椎动物
鱼
海鸟
海洋哺乳动物
0.000002mg/L
0.005~0.16mg/L
8mg/kg
10mg/kg
5~11mg/kg
1~37mg/kg
110mg/kg
160mg/kg
生物放大
生物富集的实例——PCB(多氯联苯)
1.生物富集
②有害物质会沿食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端(即随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象)
(5)生物富集的特点
(6)减少生物富集的的措施：
合理利用资源,减少排放；实施垃圾分类；种植能富集有害重金属元素的植物。
1 . 施用农药DDT的地区，虽然占陆地面积的一小部分，可是在远离施药地区的南极地区，动物体内也发现了明显高于环境含量的DDT，这种现象说明了（ ）
A．DDT是挥发性物质
B．DDT已加入全球性的生物地球化学循环
C．人类活动将DDT带到了南极地区
D．南极地区的动物也偶尔到施用农药的地区寻食
课堂检测
B
2 . 下列关于生物富集的说法，不正确的是（ ）
A．物质循环具有全球性，而生物富集现象不具有全球性
B．生物富集会使有害物质在生物体内的浓度高于环境中的浓度
C．在生物体内积蓄的有害物质可能是难降解的化合物
D．生物富集可使有害物质浓度沿食物链递增
课堂检测
A
3 . 重金属易在食物链中富集，最终影响到人类的健康。下列关于生态系统中铅的叙述，错误的是（ ）
A.植物可以通过根系和叶片吸收非生物环境中的铅
B.非生物环境中的铅只能通过生产者进入生物群落，通过分解者回归非生物环境
C.由于植物不断吸收、积蓄，最终铅在植物体内的浓度可能会超过环境中的浓度
D.铅能沿食物链富集的原因是铅可在生物体内形成稳定的化合物，不易被排出
课堂检测
B
生态系统的物质循环
物质循环
对象：组成生物体的元素
特点：全球性，循环性
碳循环
过程
物质循环与能量流动的关系
范围：生物圈
实例
本节小结

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