2021-2022学年高二上学期生物人教版必修3 5.3 生态系统的物质循环课件(共37张PPT)

(共37张PPT)
第五章 生态系统及其稳定性
第3节
生态系统的物质循环
教学目标
以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。
01
尝试探究土壤微生物的分解作用。
02
说明能量流动和物质循环的关系。
03
关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。
04
问题探讨
生态系统的能量不断以热能形式散失，因此需要不断从外界补充。物质为什么没有被生命活动所消耗？
在生态系统中，物质之间只有形式的转变，而不会消失。
问题探讨
1、我们呼吸作用产生的CO2都去了哪里？
2、CO2中的C元素和O元素是怎样来到我们体内的？
3、进入你体内之前存在于什么物质？
元素在生物群落和无机环境之间是不断循环的
生态系统的物质循环
生态系统的物质循环
组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。
1.概念
2.范围
生物群落和无机环境之间
生态系统的物质循环
3.特点
全球性：这里所说的生态系统指的是地球上最大的生态系统——生物圈，其中的物质循环具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。
循环性：生物群落和无机环境之间的物质可以反复出现，周而复始地进行循环，不会消失。
例题：下列关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是(　　）
A.所说的物质是指组成生物体的一些基本化学元素
B.所说的生态系统是地球最大的生态系统——生物圈
C.所说的循环是指物质在生物与无机环境之间反复利
用、循环流动
D.物质在循环过程中不断递减
D
碳循环
碳循环模式图
①在无机环境中：碳主要以 形式存在。
②在生物群落内部：碳以 形式存在。
1、碳的存在形式
含碳有机物
CO2和碳酸盐
CO2
①在生物群落和无机环境间：碳主要以 形式循环。
②在生物群落内部：碳以 形式沿食物链、食物网传递。
2、碳的循环形式
含碳有机物
3、碳进入生物群落的途径
生产者的光合作用和化能合成作用
4、碳返回无机环境的途径
①生产者、消费者的 。
②分解者的 (实质是呼吸作用)。
③化石燃料的 。
呼吸作用
分解作用
燃烧
5、实现碳循环的关键因素
生产者和分解者
把碳循环的各组成成分填入下图：大气中的CO2库，生产者，消费者，分解者
填空
①
③
④
②
④
③
②
①
生产者
大气CO2库
消费者
分解者
大气CO2库
生产者
消费者
分解者
碳循环图解中各成分的判定方法
(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。
(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。
如图为某生态系统的碳循环示意图(Ⅰ～Ⅳ表示生态系统的成分，①～⑧表示相关过程)，下列叙述正确的是
A.图示的碳循环路径是完整的
B.流经该生态系统的总能量是通过①过程实现的
C.图中以CO2的形式进行的过程有①⑥⑦⑧过程，以含碳有机物的形式进行的过程有②③④⑤
D.图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中，能量流动是单向、逐级递减的
√
碳循环破坏
温室效应
温室效应
温室效应是指太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的CO2等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。
温室效应
化石燃料的大量燃烧，导致大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。
1、形成原因
温室效应
使气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
2、影响
温室效应
①减少化石燃料的使用，开发清洁能源。
②大力植树造林。
3、解决思路
(5)低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡(　　)
常考基础诊断
×
√
√
√
√
(1)碳在生物群落和无机环境之间主要以有机物形式循环(　)
(2)与碳循环有关的生理活动有光合作用、化能合成作用和呼吸作用等(　　)
(3)化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因(　　)
(4)如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林，会影响生态系统的碳循环(　　)
探究：土壤微生物的分解作用
实验原理
土壤中生活着多种微生物，它们在生态系统中主要充当分解者。在不同的气候和环境下，落叶在土壤中被分解的时间也不同。
1.假设：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的。
4.对照组和实验组
案例1 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
2.实验材料：带有落叶的土壤
是什么？
3.自变量
：土壤中是否含有微生物
怎么设置？
案例1 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
60℃灭菌：无微生物
自然状态：有微生物
案例1 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
5.预期结果与结论
对照组:
实验组:
落叶腐烂
落叶未腐烂
结 论:
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂
1.假设：土壤中的微生物对淀粉具有分解作用。
案例2 探究土壤微生物对淀粉的分解作用
2.实验材料：土壤浸出液
案例2 探究土壤微生物对淀粉的分解作用
3.实验设计
对照组：蒸馏水＋淀粉
实验组：土壤浸出液＋淀粉
室温放置7天后，取实验组和对照组的溶液分装到不同试管，分别加入斐林试剂和碘液，进行观察。
案例2 探究土壤微生物对淀粉的分解作用
实验组溶液
3.结果分析
加斐林试剂后有砖红色沉淀
加碘液不变蓝
对照组溶液
加斐林试剂后无砖红色沉淀
加碘液变蓝
4.结论
土壤中的微生物对淀粉具有分解作用。
能量流动和物质循环的关系
物质循环与能量流动的联系
①物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动。能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成与分解等过程。
②能量作为动力，使物质在生物群落和无机环境之间不断地循环往返。
二者是同时进行的，彼此相互依存、不可分割。
物质循环与能量流动的区别
项目 能量流动 物质循环
形式 太阳能→化学能→热能
过程 沿食物链(网) 流动 在无机环境与生物群落之间_________
范围 生态系统各营养级 全球(生物圈)
特点 _________、_________ _____性、循环性
单向
反复循环
单向流动
逐级递减
全球
常考基础诊断
×
√
×
×
(1)生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与无机环境之间往复循环(　　)
(2)物质循环的范围是生物圈(　　)
(3)物质循环和能量流动是两个相对独立的过程(　　)
(4)生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网，所以物质和能量是循环往复的)(　　)
(5)物质是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力(　　)
√
课外拓展
同碳元素一样，氮元素在生物群落和无机环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断的施加氮肥呢？
农田中的氮往往不足以使作物高产，加之农产品不断从农田生态系统中输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。
动物粪便可供植物吸收利用，呼吸产生的CO2可用于光合作用
课外拓展
稻田养鸭，你能从物质循环角度说说它的好处吗？