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第3节 生态系统的物质循环
第三章 生态系统
新课引入
胡杨能抗干旱、御风沙、耐盐碱,可顽强地在荒漠中生存繁衍。然而,受水资源短缺的影响,一些远离水源的胡杨也难逃死亡的厄运。这些死亡的胡杨虽历经烈日和荒漠的摧残,却依然傲立于大漠,其枝干往往呈现出千姿百态的奇特造型。
新课引入
胡杨死亡后,为什么很长时间都没有腐烂?荒漠中哪种生态系统的成分较少?
荒漠中缺乏水分,分解者的数量很少,因此死亡后的胡杨无法被快速分解。
死后胡杨中的能量去向是什么?
一部分流向分解者,一部分未被利用。
新课引入
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;
胡杨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。
此刻你正在进行着呼吸作用,请你想象一下你呼吸作用产生的CO2都有哪些去向呢?能否用流程出标出出CO2的足迹。
CO2中的C和O是如何进入你的体内?
进入你体内之前存在于什么物质中?
CO2又有怎样的去向?
一、碳循环的过程
学生活动
呼吸和饮食
有机物中
飘在空气中,或溶解在水中,或被植物光合作用固定
一、碳循环的过程
学生活动
遗体和排出物
植物
动物
CO2
微生物
光合作用
摄食
呼吸作用
呼吸作用
生物体和大气中的碳含量是怎样维持相对稳定的?
一、碳循环的过程
阅读思考讨论中的内容,讨论以下问题:
碳在非生物环境中的主要存在形式?
碳在生物群落中的存在形式?
碳进入生物群落的形式和途径?
学生活动
碳酸盐和CO2
含碳有机物
通过光合作用以CO2的形式
一、碳循环的过程
阅读思考讨论中的内容,讨论以下问题:
碳在生物群落中传递的形式和途径?
碳返回非生物环境的途径?
学生活动
通过捕食或分解以有机物的形式
动植物呼吸作用、分解者分解作用
一、碳循环的过程
以小组为单位用关键词、线段、箭头、方框等表示上述过程,并展示本组的结果。
学生活动
一、碳循环的过程
学生活动
遗体和排出物
生产者
消费者
大气CO2库 水圈中的CO2
微生物
光合作用
化能合成作用
摄食
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
煤、石油等
燃烧
非生物环境
生物群落
识图突破口:寻找双向箭头
硫循环
遗体和排出物
生产者
消费者
大气SO2库
微生物
吸收
摄食
吸收
煤、石油等
燃烧
二、物质循环的概念和特点
土壤或水中的SO42-
火山爆发
燃烧
降水
硫元素循与碳循环有什么共同特点?
阅读课本85页黑体字段落的内容。思考下面的问题:
学生活动
物质循环的定义
特点
范围
二、物质循环的概念和特点
别名
物质
定义
组成生物体的基本元素在生态系统的生物群落与非生物环境之间反复循环运动。
物质
C、H、O、N、P、S等基本元素。
特点
循环往复;具全球性。
范围
生物圈。
别名
生物地球化学循环。
二、物质循环的概念和特点
阅读课本87页的内容,以表格的形式总结能量流动和物质循环的相同点和不同点。
学生活动
三、能量流动和物质循环的关系
三、能量流动和物质循环的关系
项目 能量流动 物质循环
过程
形式
特点
范围
联系 沿食物链(网)单向流动
在无机环境与生物群落间往复循环
太阳能→化学能→热能
无机物→有机物→无机物
单向流动、逐级递减
循环性、全球性
生态系统各营养级
生物圈
二者是生态系统的主要功能,同时进行、相互依存,不可分割;
物质是能量流动的载体,使能量沿着食物链流动;
能量是物质循环的动力。
结合碳循环的流程图,用不同颜色的笔画出能量流动的流程图,寻找二者的区别。
学生活动
三、能量流动和物质循环的关系
遗体和排出物
生产者
消费者
大气CO2库 水圈中的CO2
微生物
摄食
呼吸作用
煤、石油等
燃烧
非生物环境
生物群落
三、能量流动和物质循环的关系
光能
热能
碳循环
能量流动
四、有害物质通过食物链呈现富集现象
重金属,包括金、银、铜、铁、汞、铅、镉等,重金属在人体中累积达到一定程度,会造成慢性中毒。
在环境污染方面,重金属主要是指汞(水银)、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重元素。
重金属非常难以被生物降解,相反却能在食物链的生物放大作用下,成千百倍地富集,最后进入人体。
重金属在人体内能和蛋白质及酶发生强烈的作用,使它们失去活性,也能在人体的器官中累积,造成慢性中毒。
土壤中的微生物能够分解有机物,可以分解重金属吗?
不可以
重金属和人工合成的有机物能否通过食物链回归非生物环境?
不能
在食物链中,第一营养级的生物含有重金属多还是第三营养级?
第三营养级
阅读课本63~64页的内容,尝试画出图3-11的食物链以及铅的循环路径。
学生活动
小鱼
大鱼
浮游动物
浮游植物
鹰体内的Pb
无机环境中的Pb
分解者
课堂小结
组成生物体的元素
生物圈
全球性循环性
碳循环
生态系统的物质循环
生物群落
无机环境
光能、化学能
光合作用、化能合成作用
化学能
热能
细胞呼吸
化学能
课堂小结
易错辨析
物质循环
一个概念
物质循环
一个实例
碳循环
一种关系
流量流动与物质循环的关系
碳循环形式
碳进入生物群落的形式
碳返回无机环境的过程
在生物群落与无机环境间:主要以CO2的形式进行。
在生物群落内:以含碳有机物的形式进行。
进入生物群落 生物群落内部 返回无机环境
形式 CO2 含碳有机物 CO2
方式 光合作用; 化能合成作用 通过食物链或食物网 a.生产者和消费者的呼吸作用
b.分解者的分解作用
c.化学燃料的燃烧
方向 在群落内部单向,群落与无机环境之间双向 课堂小结
易错辨析
1.如图为碳元素在生态系统中循环的模式图,图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分,箭头表示生理过程。下列相关叙述中,不正确的是( )
A.d过程代表光合作用,b过程代表呼吸作用
B.甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多
C.碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式传递
D.碳元素可在非生物环境和生物群落之间反复利用
课堂检测
A
2.下列关于生态系统中物质循环的叙述,错误的是( )
A.碳元素主要通过植物的光合作用进入到生物群落中
B.物质循环和能量流动是同时进行的,彼此相互依存
C.物质循环是生物群落与非生物环境之间进行的
D.分解者的分解作用打破了生物圈中碳循环的平衡
课堂检测
D
3.下列关于物质循环和能量流动的说法,错误的是( )
A.物质是能量流动的载体,能量是物质循环的动力
B.无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用
C.通过绿色植物的光合作用,可完成生态系统的碳循环
D.食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道
课堂检测
C