生物人教版（2019）选择性必修2 3.3生态系统的物质循环课件（共32张ppt）
文档属性
| 名称 | 生物人教版（2019）选择性必修2 3.3生态系统的物质循环课件（共32张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 40.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-01-08 11:45:27 | ||
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文档简介
(共32张PPT)
第3节 生态系统的物质循环
1. 通过分析碳循环的过程，建构概念模型，概述生态系统的物质循环。
2. 通过分析比较生态系统物质循环和能量流动的过程，说明两者的关系。
3. 根据生态系统物质循环的规律，为科学、有效地利用生态系统中的资源等提出有价值的建议和措施。
4. 通过对案例的分析讨论，阐明生物富集的成因和危害，并提出科学的防治建议。
学习目标
问题探讨
胡杨
生而不死一千年
死而不倒一千年
倒而不朽一千年
（1）碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
分析碳循环的过程
非生物环境：主要以CO2形式
生物体：主要以有机物的形式
思考讨论
（2）碳是如何进出生产者、消费者、分解者的 请用关键词、线段、箭头、方框等表示其过程。
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
构建碳循环模型
生产者
非生物的物质和能量
消费者
分解者
生产者
非生物的物质和能量
消费者
分解者
1.双向箭头为“生产者”和“非生物的物质和能量”（千夫所指）
2.多进一出为“分解者”
3.其余为“消费者”
迁移应用
碳循环具有全球性
大气环流 海洋洋流
人类活动对碳循环的影响
能量主要以光的形式到达地球，其中大部分最后以红外线的形式从地球再辐射出去。在大气层中， CO2对光辐射没有阻挡，但是能吸收红外线并阻挡红外线通过，就像温室的玻璃顶罩一样，能量进入容易出去难。
化石燃料的大量燃烧
植被的大量破坏
大气中CO2含量增加
温室效应
1）原因
化石燃料的大量燃烧（主要原因）
森林、草原等植被的破坏
2）危害
3）缓解措施
极地和高山冰川加速融化
海平面上升
气温升高
对人类和其他生物的生存构成威胁
减少化石燃料的使用，开发新能源
大力植树种草，提高森林覆盖率
1
温室效应
国家环保行动
提高质量标准
垃圾分类回收
号召节约粮食
退耕还林工程
天然林保护工程
沙漠治理行动
城市绿化
注释：国家一方面通过天然林保护工程，退耕还林工程，沙漠治理行动，城市绿化等行动增加植物覆盖率，加大对碳的吸收和固定；另一方面通过倡导垃圾分类回收，号召节约粮食，提高质量标准，发展无废弃物农业，发展清洁能源等方面，减少资源的浪费和利用，从而减少碳的释放。从法律上和行动上助力碳中和。
发展清洁能源
无废弃物农业
人类活动对碳循环的影响
毛乌素沙地
塞罕坝林场
人类活动对碳循环的影响
国家环保行动
戒奢侈、捐旧衣
点适量、不浪费
重隔热、简装修
乘公交、少开车
关水电、节约纸
个人低碳生活
人类活动对碳循环的影响
任务二：尝试绘出氮循环的示意图
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：
非生物环境
生物群落
C、H、O、N、P、S等元素
2
物质循环
根据以下两则资料归纳物质循环的特点。
资料1
根据科学家掌握的资料，人类从未在南极使用过DDT，但研究人员早在20世纪60年代初就从阿德利企鹅的脂肪内检测出DDT。
资料2
生态系统依靠太阳提供能量，而物质却是由地球提供。维持生态系统所需的大量物质，亿万年来却没有被生命活动所耗尽。
特点1：全球性（生物地球化学循环）
特点2：循环性（循环往复运动）
资料分析
日常生活中铅的应用
铅与人类的生活息息相关
【资料1】铅对人体血液、血管、肾脏、生殖腺和神经系统等均有毒害作用。在儿童中，铅中毒症状尤为明显。
自2013年起，联合国环境规划署和世界卫生组织联合号召：每年十月底在全球开展“预防铅中毒国际行动周”活动。
【资料2】铅在植物组织中可致光合作用及脂肪代谢的强度减弱，吸水量减少，耗氧量增大，阻碍植物生长，甚至导致死亡。
【资料3】铅对微生物也具有毒害作用。
铅是一种毒性很强的化学元素
水
水底沉积物
中国血蛤
【资料4】不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内铅浓度
结果：铅在中国血蛤体内的浓度超过环境浓度。
生物富集
中国血蛤
（Hiatula chinensis）
铅浓度(ppm)
采样点1 采样点2 采样点3 采样点4
分析铅浓度在生物体中的特点
【资料5】置于0.48 nmol/g铅溶液中美国钩虾体内铅浓度随时间的变化
结果：铅在美国钩虾体内浓度随浸泡时间延长而增加。
美洲钩虾
（Hyalella azteca）
时间（天）
体内铅浓度(nmol/g)
生物富集随暴露时间延长而加剧
分析生物富集随暴露时间的变化
【资料】科学研究发现，水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图。
水
浮游生物
鱼
水鸟
生物放大
c浮游生物 > c水
c鱼 > c水
c水鸟> c水
<
<
2 ppm
5 ppm
200 ppm
1600 ppm
生物富集
1.为什么浮游生物体内的铅含量比水体中的铅含量高？
2.为什么营养等级越高，体内含有的铅浓度越大？
进入体内的铅，可以形成多种稳定的化合物，不易分解、不易排出，生物不断的摄入无机环境中的化学物质，导致体内铅含量不断积累以致高于水体中的铅含量。
高营养级的生物捕食多种低营养级的生物，导致体内积累更多的铅，因此，铅就会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链顶端。
二、生物富集
1.概念： 生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。
2.物质
人工合成的有机物： 如DDT、六六六等。
重金属： 如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。
3.成因
4.生物富集的主要途径——______________
食物链、食物网
在生物体内形成稳定的不易排出的物质
环境中的汞、铅等重金属随食物、饮水进入生物体内，能够形成多种比较稳定的化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，不易被排出体外。某生态系统有甲、乙、丙、丁四个营养级，在某一时间测得所含某种重金属的浓度，结果如图。关于该生态系统，下列说法正确的是
A.甲在该生态系统中处于第二营养级
B.该重金属在极地生态系统的生物体内可检测到
C.该重金属可以通过食物链回归非生物环境
D.丁可能是该生态系统的分解者
√
学习有害物质流动的特点对我们的启示
1. 树立环境保护的意识，实施垃圾分类，合理利用资源；
2. 开发新技术和新材料，有效地减少铅等有害物质的使用和排放；
3. 利用某些生物能够富集有害物质的特征，进行被污染环境的生物修复。
三、能量流动和物质循环的关系
阅读P65第1、2自然段，结合已学内容，完成以下表格，掌握能量流动和物质循环的区别及联系。
能量流动 物质循环(以碳循环为例)
范围
形式
特点
联系
生物群落(生态系统各营养级之间)
生物圈
主要以有机物中的化学能的形式
碳在生物群落和非生物环境间主要以二氧化碳的形式
单向流动、逐级递减
全球性、循环往复运动
二者是生态系统的主要功能，它们同时进行，相互依存，不可分割：
①能量的固定、储存、转移和释放都离不开物质的合成和分解；
②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；
③能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。
探究土壤微生物的分解作用
P65【探究.实践】
第二年春天从土中刨出的花生
1.实验原理
(1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌、呈放射状的
放线菌等微生物，它们在生态系统中的成分为_______。
(2)分解者的作用是将环境中的_______分解为_______，其分解
速度与环境中的______、水分等生态因子相关。
分解者
有机物
无机物
温度
秋天刚收获的花生
1.落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？请你设计实验的方案。
对照组 实验组
自变量
设置方式
因变量
无关变量
增加重复次数（每组落叶等量若干，组内设置多组等）
探究土壤微生物的分解作用
1.落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？请你设计实验的方案。
对照组 实验组
自变量 有土壤微生物 无土壤微生物
设置方式 落叶+土壤 落叶+灭菌土壤
因变量 落叶腐烂（快慢和程度）
无关变量 避免土壤理化性质的改变
增加重复次数（每组落叶等量若干，组内设置多组等）
探究土壤微生物的分解作用
土壤进行处理，排除土壤微生物的作用
土壤不进行处理，自然状态
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
注意：实验组的土壤要进行处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变（例如，将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中处理一小时。
实验结果：
落叶未腐烂
落叶腐烂
案例一
进行实验观察和结果记录
培养时间 第1周 第2周 第3周 第4周
对照组落叶 平均干重
实验组落叶 平均干重
（实验组-对照组）平均干重
1.落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
探究土壤微生物的分解作用
A组 B组
自变量 有土壤微生物 无土壤微生物
设置方式 淀粉+土壤 浸出液 淀粉+蒸馏水
因变量 观测指标 1.淀粉显色反应的变化 2.还原糖含量的变化
无关变量 减少土壤中带颜色的颗粒物
探究土壤微生物的分解作用
问题2：土壤微生物能分解淀粉吗？
可能观察到的实验现象
问题2：土壤微生物能分解淀粉吗？
加碘液：
加斐林试剂：
探究土壤微生物的分解作用
第3节 生态系统的物质循环
1. 通过分析碳循环的过程，建构概念模型，概述生态系统的物质循环。
2. 通过分析比较生态系统物质循环和能量流动的过程，说明两者的关系。
3. 根据生态系统物质循环的规律，为科学、有效地利用生态系统中的资源等提出有价值的建议和措施。
4. 通过对案例的分析讨论，阐明生物富集的成因和危害，并提出科学的防治建议。
学习目标
问题探讨
胡杨
生而不死一千年
死而不倒一千年
倒而不朽一千年
（1）碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
分析碳循环的过程
非生物环境：主要以CO2形式
生物体：主要以有机物的形式
思考讨论
（2）碳是如何进出生产者、消费者、分解者的 请用关键词、线段、箭头、方框等表示其过程。
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
构建碳循环模型
生产者
非生物的物质和能量
消费者
分解者
生产者
非生物的物质和能量
消费者
分解者
1.双向箭头为“生产者”和“非生物的物质和能量”（千夫所指）
2.多进一出为“分解者”
3.其余为“消费者”
迁移应用
碳循环具有全球性
大气环流 海洋洋流
人类活动对碳循环的影响
能量主要以光的形式到达地球，其中大部分最后以红外线的形式从地球再辐射出去。在大气层中， CO2对光辐射没有阻挡，但是能吸收红外线并阻挡红外线通过，就像温室的玻璃顶罩一样，能量进入容易出去难。
化石燃料的大量燃烧
植被的大量破坏
大气中CO2含量增加
温室效应
1）原因
化石燃料的大量燃烧（主要原因）
森林、草原等植被的破坏
2）危害
3）缓解措施
极地和高山冰川加速融化
海平面上升
气温升高
对人类和其他生物的生存构成威胁
减少化石燃料的使用，开发新能源
大力植树种草，提高森林覆盖率
1
温室效应
国家环保行动
提高质量标准
垃圾分类回收
号召节约粮食
退耕还林工程
天然林保护工程
沙漠治理行动
城市绿化
注释：国家一方面通过天然林保护工程，退耕还林工程，沙漠治理行动，城市绿化等行动增加植物覆盖率，加大对碳的吸收和固定；另一方面通过倡导垃圾分类回收，号召节约粮食，提高质量标准，发展无废弃物农业，发展清洁能源等方面，减少资源的浪费和利用，从而减少碳的释放。从法律上和行动上助力碳中和。
发展清洁能源
无废弃物农业
人类活动对碳循环的影响
毛乌素沙地
塞罕坝林场
人类活动对碳循环的影响
国家环保行动
戒奢侈、捐旧衣
点适量、不浪费
重隔热、简装修
乘公交、少开车
关水电、节约纸
个人低碳生活
人类活动对碳循环的影响
任务二：尝试绘出氮循环的示意图
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：
非生物环境
生物群落
C、H、O、N、P、S等元素
2
物质循环
根据以下两则资料归纳物质循环的特点。
资料1
根据科学家掌握的资料，人类从未在南极使用过DDT，但研究人员早在20世纪60年代初就从阿德利企鹅的脂肪内检测出DDT。
资料2
生态系统依靠太阳提供能量，而物质却是由地球提供。维持生态系统所需的大量物质，亿万年来却没有被生命活动所耗尽。
特点1：全球性（生物地球化学循环）
特点2：循环性（循环往复运动）
资料分析
日常生活中铅的应用
铅与人类的生活息息相关
【资料1】铅对人体血液、血管、肾脏、生殖腺和神经系统等均有毒害作用。在儿童中，铅中毒症状尤为明显。
自2013年起，联合国环境规划署和世界卫生组织联合号召：每年十月底在全球开展“预防铅中毒国际行动周”活动。
【资料2】铅在植物组织中可致光合作用及脂肪代谢的强度减弱，吸水量减少，耗氧量增大，阻碍植物生长，甚至导致死亡。
【资料3】铅对微生物也具有毒害作用。
铅是一种毒性很强的化学元素
水
水底沉积物
中国血蛤
【资料4】不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内铅浓度
结果：铅在中国血蛤体内的浓度超过环境浓度。
生物富集
中国血蛤
（Hiatula chinensis）
铅浓度(ppm)
采样点1 采样点2 采样点3 采样点4
分析铅浓度在生物体中的特点
【资料5】置于0.48 nmol/g铅溶液中美国钩虾体内铅浓度随时间的变化
结果：铅在美国钩虾体内浓度随浸泡时间延长而增加。
美洲钩虾
（Hyalella azteca）
时间（天）
体内铅浓度(nmol/g)
生物富集随暴露时间延长而加剧
分析生物富集随暴露时间的变化
【资料】科学研究发现，水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图。
水
浮游生物
鱼
水鸟
生物放大
c浮游生物 > c水
c鱼 > c水
c水鸟> c水
<
<
2 ppm
5 ppm
200 ppm
1600 ppm
生物富集
1.为什么浮游生物体内的铅含量比水体中的铅含量高？
2.为什么营养等级越高，体内含有的铅浓度越大？
进入体内的铅，可以形成多种稳定的化合物，不易分解、不易排出，生物不断的摄入无机环境中的化学物质，导致体内铅含量不断积累以致高于水体中的铅含量。
高营养级的生物捕食多种低营养级的生物，导致体内积累更多的铅，因此，铅就会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链顶端。
二、生物富集
1.概念： 生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。
2.物质
人工合成的有机物： 如DDT、六六六等。
重金属： 如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。
3.成因
4.生物富集的主要途径——______________
食物链、食物网
在生物体内形成稳定的不易排出的物质
环境中的汞、铅等重金属随食物、饮水进入生物体内，能够形成多种比较稳定的化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，不易被排出体外。某生态系统有甲、乙、丙、丁四个营养级，在某一时间测得所含某种重金属的浓度，结果如图。关于该生态系统，下列说法正确的是
A.甲在该生态系统中处于第二营养级
B.该重金属在极地生态系统的生物体内可检测到
C.该重金属可以通过食物链回归非生物环境
D.丁可能是该生态系统的分解者
√
学习有害物质流动的特点对我们的启示
1. 树立环境保护的意识，实施垃圾分类，合理利用资源；
2. 开发新技术和新材料，有效地减少铅等有害物质的使用和排放；
3. 利用某些生物能够富集有害物质的特征，进行被污染环境的生物修复。
三、能量流动和物质循环的关系
阅读P65第1、2自然段，结合已学内容，完成以下表格，掌握能量流动和物质循环的区别及联系。
能量流动 物质循环(以碳循环为例)
范围
形式
特点
联系
生物群落(生态系统各营养级之间)
生物圈
主要以有机物中的化学能的形式
碳在生物群落和非生物环境间主要以二氧化碳的形式
单向流动、逐级递减
全球性、循环往复运动
二者是生态系统的主要功能，它们同时进行，相互依存，不可分割：
①能量的固定、储存、转移和释放都离不开物质的合成和分解；
②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；
③能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。
探究土壤微生物的分解作用
P65【探究.实践】
第二年春天从土中刨出的花生
1.实验原理
(1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌、呈放射状的
放线菌等微生物，它们在生态系统中的成分为_______。
(2)分解者的作用是将环境中的_______分解为_______，其分解
速度与环境中的______、水分等生态因子相关。
分解者
有机物
无机物
温度
秋天刚收获的花生
1.落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？请你设计实验的方案。
对照组 实验组
自变量
设置方式
因变量
无关变量
增加重复次数（每组落叶等量若干，组内设置多组等）
探究土壤微生物的分解作用
1.落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？请你设计实验的方案。
对照组 实验组
自变量 有土壤微生物 无土壤微生物
设置方式 落叶+土壤 落叶+灭菌土壤
因变量 落叶腐烂（快慢和程度）
无关变量 避免土壤理化性质的改变
增加重复次数（每组落叶等量若干，组内设置多组等）
探究土壤微生物的分解作用
土壤进行处理，排除土壤微生物的作用
土壤不进行处理，自然状态
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
注意：实验组的土壤要进行处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变（例如，将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中处理一小时。
实验结果：
落叶未腐烂
落叶腐烂
案例一
进行实验观察和结果记录
培养时间 第1周 第2周 第3周 第4周
对照组落叶 平均干重
实验组落叶 平均干重
（实验组-对照组）平均干重
1.落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
探究土壤微生物的分解作用
A组 B组
自变量 有土壤微生物 无土壤微生物
设置方式 淀粉+土壤 浸出液 淀粉+蒸馏水
因变量 观测指标 1.淀粉显色反应的变化 2.还原糖含量的变化
无关变量 减少土壤中带颜色的颗粒物
探究土壤微生物的分解作用
问题2：土壤微生物能分解淀粉吗？
可能观察到的实验现象
问题2：土壤微生物能分解淀粉吗？
加碘液：
加斐林试剂：
探究土壤微生物的分解作用