【生物】生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)課件2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2

第三章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

學(xué)習(xí)目標(biāo)簡述生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的概念，概述碳循環(huán)的過程，闡明碳循環(huán)失衡與溫室效應(yīng)的關(guān)系。（生命觀念）0102能夠運用物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律來解釋生活中的生命現(xiàn)象（科學(xué)思維）0403運用結(jié)構(gòu)圖構(gòu)建碳循環(huán)模式圖。（科學(xué)探究）關(guān)注碳循環(huán)平衡失調(diào)與溫室效應(yīng)。

(社會責(zé)任)問題探討

胡楊能抗干旱、御風(fēng)沙、耐鹽堿，可頑強地在荒漠中生存繁衍。然而，受水資源短缺的影響，一些遠離水源的胡楊也難逃死亡的厄運。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，為什么很長時間都沒有腐爛？

荒漠中缺乏水分，分解者數(shù)量很少，因此死亡后的胡楊無法被快速分解。2.有研究表明，長有胡楊的荒漠土壤一般比草原的貧瘠，這是為什么？

荒漠中生產(chǎn)者的種類與數(shù)量很少，能制造的有機物總量就少；消費者與分解者也少，物質(zhì)循環(huán)緩慢；土壤中可供分解者分解的動植物遺體等很少，且分解速度較慢，因此土壤中積累的營養(yǎng)物質(zhì)很少；而且，胡楊還會從土壤中吸收營養(yǎng)物質(zhì)，因此，長有胡楊的荒漠土壤比草原的更為貧瘠。食物人體的細胞呼吸CO2植物的光合作用碳元素和氧元素在生物群落和非生物環(huán)境之間是不斷循環(huán)的。

生物體和大氣中的碳的含量是怎樣維持相對穩(wěn)定的呢一、碳循環(huán)課本P61呼一口氣，許多二氧化碳分子就離開你的身體，進入大氣中。這些二氧化碳分子離開你后，會開始怎樣的旅行？一、碳循環(huán)課本P61-62分析碳循環(huán)的過程，構(gòu)建概念模型思考·討論1.碳在非生物環(huán)境和生物體內(nèi)分別以什么形式存在？②在生物體中：主要是有機物的形式①在非生物環(huán)境中：主要是CO2的形式資料1

二氧化碳能溶于水，因此可在大氣和海洋、河流之間進行交換。此外，碳還可以長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。人類對煤和石油等能源的利用，向大氣中排放了大量的二氧化碳。一、碳循環(huán)課本P61-62碳循環(huán)示意圖2、碳是如何分別進出生產(chǎn)者、消費者、分解者各個環(huán)節(jié)(以什么形式、通過哪些生命活動、形成哪些產(chǎn)物等)？（請用關(guān)鍵詞、線段、箭頭、方框等構(gòu)建碳循環(huán)的模型。）一、碳循環(huán)課本P61-622、碳是如何分別進出生產(chǎn)者、消費者、分解者各個環(huán)節(jié)(以什么形式、通過哪些生命活動、形成哪些產(chǎn)物等)？（請用關(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)境生物群落一、碳循環(huán)2.碳進入生物群落的途徑是什么？3.碳在生物群落內(nèi)傳遞的渠道：食物鏈、食物網(wǎng)①生產(chǎn)者的光合作用（主要）②化能合成作用1.流動形式①生物群落與非生物環(huán)境間：CO2②生物群落內(nèi)部：含碳有機物全球性、循環(huán)往復(fù)5.碳循環(huán)的特點：4.碳返回非生物環(huán)境（大氣圈）的途徑：②分解者的分解作用(實質(zhì)是呼吸作用)①生產(chǎn)者、消費者的呼吸作用③化石燃料的燃燒碳循環(huán)圖解中各成分的判定方法(1)先看雙箭頭：雙箭頭代表生產(chǎn)者、大氣中的CO2庫。其他所有成

分都指向的那一端(C)為大氣中的CO2庫。(2)除了C之外，有最多被指向箭頭的為分解者，即B為分解者。大氣中的溫室氣體(CO2、CH4、N2O等)相當(dāng)于保溫層。大氣中CO2越多，地球上的溫度升高就越快，這種現(xiàn)象就叫做“溫室效應(yīng)”。①原因非生物環(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《與社會的聯(lián)系》(2)森林、草原等植被遭到大面積破壞。(1)化石燃料的開采和使用大大增加了二氧化碳的排放。溫室效應(yīng)課本P63一、碳循環(huán)1)原因化石燃料的大量燃燒（主要原因）森林、草原等植被的破壞2)危害3)緩解措施極地和高山冰川加速融化海平面上升氣溫升高對人類和其他生物的生存構(gòu)成威脅減少化石燃料的使用，開發(fā)新能源大力植樹種草，提高森林覆蓋率與社會的聯(lián)系—溫室效應(yīng)一、碳循環(huán)

今天你低碳了嗎——地球1小時二、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，都在不斷進行著從非生物環(huán)境到生物群落，又從生物群落到非生物環(huán)境的循環(huán)過程。1.概念注意（易錯點）:1.“物質(zhì)循環(huán)”中的物質(zhì)指的是碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素，而不是化

合物或者單質(zhì)；2.“物質(zhì)循環(huán)”中的循環(huán)發(fā)生在非生物環(huán)境與生物群落之間，在生物群落內(nèi)部物質(zhì)是沿食物鏈和食物網(wǎng)單向流動的。二、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)2.范圍生物圈3.特點①全球性：物質(zhì)循環(huán)的范圍為生物圈。②循環(huán)往復(fù)：物質(zhì)可被生物群落反復(fù)利用，對改進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式有多方面的啟示，例如可以采用種養(yǎng)結(jié)合的模式，促進物質(zhì)循環(huán)，提高經(jīng)濟效益。稻田養(yǎng)鴨，你能從物質(zhì)循環(huán)角度說說它的好處嗎？①動物的取食、消化能促進物質(zhì)循環(huán)；③動物呼出的CO2還可為水稻的光合作用補充原料。②動物糞便被分解者分解后可供植物吸收利用；三、能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系能量流動物質(zhì)循環(huán)范圍形式特點過程聯(lián)系生物群落(各營養(yǎng)級之間)生物圈主要以有機物中的化學(xué)能的形式單向流動、逐級遞減全球性、循環(huán)往復(fù)運動沿食物鏈、食物網(wǎng)單向流動在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)往返①同時進行，相互依存，不可分割；②能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放，都離不開物質(zhì)的合成和分解等過程；③物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動；④能量作為物質(zhì)循環(huán)的動力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)往返。生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分，正是通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)，才能夠緊密地聯(lián)系在一起，形成一個統(tǒng)一的整體。光能→化學(xué)能→熱能化學(xué)元素(無機物→有機物→無機物)四、生物富集實例——鉛的富集鉛在生物體內(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入大氣沉降在土壤和植被表面進入土壤進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四、生物富集生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內(nèi)濃度超過環(huán)境濃度的現(xiàn)象。1.概念：2.常見存在生物富集現(xiàn)象的污染物①重金屬：如鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)等②人工合成的有機化合物：如DDT、六六六等

③一些放射性物質(zhì)

3.發(fā)生生物富集的物質(zhì)的特點①富集物質(zhì)在環(huán)境和生物體中存在形式是比較穩(wěn)定的；②富集物質(zhì)必須是生物體能夠吸收的且不易排出的；③富集物質(zhì)在生物代謝過程中是不易被分解的；4.生物富集的主要渠道：食物鏈、食物網(wǎng)6.生物富集現(xiàn)象的特點:擴散途徑：1.大氣2.水3.生物遷移特點：全球性思考：在農(nóng)田中大量使用的DDT殺蟲劑，為什么會

在南極的企鵝體內(nèi)檢測到?DDT是一種不易分解并能長期殘存的農(nóng)藥；當(dāng)人們施用DDT時，真正落到植物上的只有一少部分，其余不是落到地面，就是在大氣層中漂浮，以后隨雨水流入地下或順小溪流入江河，流歸大海。隨著大氣環(huán)流作用和海水運動，DDT被運到全球各個角落，然后再沿著食物鏈和食物網(wǎng)流動，并在生物體內(nèi)積累和濃縮?？梢?，DDT已加入生物地球化學(xué)循環(huán)，故南極企鵝體內(nèi)也會含有DDT。四、生物富集探究土壤微生物的分解作用實驗原理：探究·實踐土壤中存在種類、數(shù)目繁多的細菌、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。分解速度主要與環(huán)境溫度和濕度有關(guān)。案例1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？提出問題實驗假設(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進行高溫60℃處理1h(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探究土壤微生物對落葉的分解作用1.假設(shè)：土壤中的微生物對淀粉具有分解作用。2.實驗材料：土壤浸出液案例2：探究土壤微生物對淀粉的分解作用3.實驗設(shè)計對照組：實驗組：20℃放置7天后，取實驗組和對照組的溶液分裝到不同試管，分別加入斐林試劑和碘液，進行觀察。蒸餾水＋淀粉糊土壤浸出液＋淀粉糊案例2：探究土壤微生物對淀粉的分解作用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驗結(jié)果不變藍出現(xiàn)磚紅色沉淀變藍不出現(xiàn)磚紅色沉淀室溫（20℃）環(huán)境放置7d后案例2：探究土壤微生物對淀粉的分解作用實驗結(jié)論：土壤中的微生物對淀粉具有分解作用。探究·實踐

探究土壤微生物對淀粉的分解作用提出問題實驗假設(shè)實驗設(shè)計自變量實驗組對照組實驗現(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是否有分解淀粉的土壤微生物A