(共33张PPT)
第3章 生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的物质循环
(第一课时)
教学目标
目标
01
02
03
构建生态系统物质循环的模式图,培养运用科学思维分析问题、解决问题的能力。(科学思维)
通过比较物质循环与能量流动的关系,建立普遍联系的观点及生命系统的物质和能量观。(生命观念)
关注碳循环平衡失调与温室效应,关注生物富集(社会责任)
情景视频一
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。
沙漠守护神(视频)
合作探究一: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。
合作探究二: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?
情景视频一
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。
沙漠守护神(视频)
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。
合作探究三:呼一口气,许多二氧化碳分子就离开你的身体,进入大气中。这些二氧化碳分子离开你后,会开始怎样的旅行?
(一)碳循环
合作探究三:呼一口气,许多二氧化碳分子就离开你的身体,进入大气中。这些二氧化碳分子离开你后,会开始怎样的旅行?
食物
人体的细胞呼吸
CO2
植物的光合作用
碳元素和氧元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环的。
合作探究四:生物体和大气中的碳的含量是怎样维持相对稳定的呢
一、生态系统的物质循环
合作探究五:请同学们自主阅读教材P61-63,小组合作思考讨论完成问题。
1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在?
2.碳以什么形式通过什么途径进入生物群落;碳以什么形式通过什么途径在群落内部传递?
3.生物群落中的碳以什么形式返回无机环境?通过哪些途径?
4.请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。
5.碳循环与温室效应有什么关系?如何缓解温室效应?
6.你如何看待人类活动对碳循环的影响?
7.物质循环的概念、特点?物质循环中的“物质”指?人类可以怎样改进农业生产方式?
(一)碳循环
一、生态系统的物质循环
分析碳循环的过程
思考.讨论
二氧化碳能溶于水,因此可在大气和海洋、河流之间进行交换。此外,碳还可以长期固定或保存在非生命系统中,如固定于煤、石油或木材中。人类对煤和石油等能源的利用,向大气中排放了大量的二氧化碳。
问题1:碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在?
在非生物环境中:
主要是CO2,少许碳酸盐。
在生物群落中:
主要是含碳有机物。
1.碳的存在形式:
(一)碳循环
一、生态系统的物质循环
光合作用
呼吸作用
溶解
光合作用
生产者
(2)呼吸作用:将有机物分解为二氧化碳。
(1)光合作用等:将二氧化碳转化为有机物。
问题2:碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)?
大气中的二氧化碳库
(一)碳循环
一、生态系统的物质循环
问题2:碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)?
大气中的二氧化碳库
呼吸作用
摄食
消费者
(2)呼吸作用等:将有机物分解为二氧化碳。
(1)摄食等:将前一营养级的有机物转化为自身的有机物。
(一)碳循环
一、生态系统的物质循环
问题2:碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)?
大气中的二氧化碳库
分解者
(2)微生物的分解作用等:将有机物分解为二氧化碳。
(1)食腐、腐生等:将现成有机物转化为自身有机物。
分解者
微生物的分解作用
(一)碳循环
一、生态系统的物质循环
问题2:碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)?
大气中的二氧化碳库
其他途径: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。
煤、石油
(一)碳循环
一、生态系统的物质循环
问题2:碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)?
(请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型)
大气中CO2库
生产者
分解者
消费者
化石燃料
呼吸作用
呼吸作用
光合作用
摄食
燃烧
分解作用
2.碳的循环形式:
在生物群落和非生物环境之间:
在生物群落内部:
碳主要以CO2形式循环。
碳以含碳有机物形式沿食物链、食物网传递。
(一)碳循环
一、生态系统的物质循环
问题2:碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)?
(请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型)
大气中CO2库
生产者
分解者
消费者
化石燃料
呼吸作用
呼吸作用
光合作用
摄食
燃烧
分解作用
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.碳返回非生物环境的途径:
(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
(一)碳循环
一、生态系统的物质循环
问题2:碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)?
(请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型)
大气中CO2库
生产者
分解者
消费者
化石燃料
呼吸作用
呼吸作用
光合作用
摄食
燃烧
分解作用
5.碳在生物群落中传递的主要途径:
6.实现碳循环的关键因素:
食物链、食物网
生产者和分解者
7.与自然界碳循环关系最为密切的两种细胞器:
线粒体和叶绿体
(一)碳循环
一、生态系统的物质循环
问题2:碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)?
(请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型)
大气中CO2库
生产者
分解者
消费者
化石燃料
呼吸作用
呼吸作用
光合作用
摄食
燃烧
分解作用
8.碳循环的特点:
具有全球性
9.碳循环具有全球性的原因:
CO2能够随着大气环流在全球范围内进行
问题3:你如何看待人类活动对碳循环的影响?
(一)碳循环
一、生态系统的物质循环
碳循环图解中各成分的判定方法
突破口:
(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
(一)碳循环
一、生态系统的物质循环
(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。
实战训练
1.如图是生物圈中碳循环示意图,下列相关分析错误的是( )
A.生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足
B.A是消费者,C是生产者,碳在各成分间以CO2的形式传递
C.对E过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡
D.碳循环过程需要能量驱动,同时又是能量的载体
大气中的CO2库
生产者
分解者
消费者
化石燃料的燃烧
消极影响: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;
积极影响: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。
分析碳循环的过程
思考.讨论
问题3:你如何看待人类活动对碳循环的影响?
(一)碳循环
一、生态系统的物质循环
问题4:碳循环失调有什么影响呢?与温室效应有关吗?
温室效应(视频)
(一)碳循环
一、生态系统的物质循环
问题5:造成温室效应的原因是什么呢?有何危害?我们该怎么做?
(2)森林、草原等植被遭到大面积破坏。
(1)化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放。
1.温室效应的原因:
(一)碳循环
一、生态系统的物质循环
(2)极地和高山冰川加速融化
(3)海平面上升
(1)气温升高
(4)对人类和其他生物的生存构成威胁
(1)减少二氧化碳排放:开发新能源,减少化石燃料燃烧。
(2)增加二氧化碳的吸收和固定量:大力植树种草,提高森林覆盖率。
(3)提高秸秆还田率,提高土壤储碳量。
2.温室效应的危害:
3.应对温室效应的措施:
将何去何从?我们还能
活多久?
一、生态系统的物质循环
3.应对温室效应的措施:
《与社会的联系》
我国一方面采取积极措施减少二氧化碳的排放,另一方面大力植树种草,提高森林覆盖率。
毛乌素沙地
塞罕坝林场
(一)碳循环
一、生态系统的物质循环
一、生态系统的物质循环
1.物质循环的概念:
2.物质循环的特点:
组成生物体的碳、氢、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,这就是生态系统的物质循环。
具有全球性、循环性。
这里的物质是指?
C、H、O、N、P、S等基本元素
问题6:通过以上学习,请大家总结出物质循环的概念、特点?物质循环中的“物质”指?人类可以怎样改进农业生产方式?
——种养结合模式
(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,
(一)碳循环
一、生态系统的物质循环
3.在农业方面的应用:
(组成生物体的蛋白质、糖类、脂质和
核酸等都是以碳链为基本骨架形成的)
A.碳的存在形式
非生物环境:
CO2(主要)和碳酸盐
生物群落:
含碳有机物
B.碳在生物群落和非生物群落之间循环的形式:
CO2
C.碳在生物群落内的传递形式:
含碳有机物
D.碳进入生物群落的途径:
光合作用(主要)和化能合成作用
E.碳在生物群落中传递的主要途径:
食物链、食物网
F.碳返回非生物环境的途径:
①生产者和消费者的呼吸作用;
②分解者的分解作用;
③化石燃料的燃烧;
课堂小结
G.与自然界碳循环关系最为密切的两种细胞器:
线粒体和叶绿体
H.碳循环特点:
全球性
J.碳循环具全球性的原因:
CO2能够随着大气环流在全球范围内进行
K.海洋对调节大气中的碳含量起着非常重要的作用
L.碳循环失调的后果:
温室效应
(1)温室气体:
二氧化碳等
(2)主要原因:
①化石燃料的开采和使用大大增加了CO2的排放
②森林、草原等植被遭到大面积破坏
(3)缓解措施:
①减少二氧化碳排放:开发新能源,减少化石燃料燃烧;
②增加CO2的吸收和固定量:大力植树种草,提高森林覆盖率;
③提高秸秆还田率,提高土壤储碳量
课堂小结
实战训练
2.下面是碳循环简图,据图分析正确的是( )
A.人类减少对③的依赖是当前缓解温室效应的重要措施
B.②过程增强后①过程随之增强,故不能通过增强②减少大气中的CO2的量
C.生物群落内部碳循环的物质形式主要是CO2
D.参与②过程的生物包括生产者、消费者和分解者
实战训练
3.生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述,错误的是( )
A. 消费者没有参与碳循环的过程
B. 生产者的光合作用是碳循环的重要环节
C. 土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节
D. 碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环
实战训练
4.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.化石燃料的大量燃烧打破了生物圈中碳循环的平衡
D.物质循环是在生产者、消费者、分解者之间进行的
实战训练
5.“碳中和”是指在一定时间内直接或间接产生的CO2排放量和通过一定途径吸收的CO2总量相等,实现CO2的“零排放”。下列说法正确的是( )
A.碳在生物群落和非生物环境之间主要以有机物的形式循环
B.处于平衡的生态系统可以通过生产者、消费者和分解者的作用维持碳的收支平衡
C.实现碳中和的有效措施是增加消费者的数量
D.化石燃料燃烧产生的碳不参与全球碳循环
实战训练
6.碳达峰是指在某一个时点,CO2的排放达到峰值不再增长,之后逐步回落。碳中和的意思是工厂、企业等团体和个人,通过节能减排等形式来抵消自身产生的CO2,实现CO2零排放。下列叙述错误的是( )
A.减少CO2排放与大力植树造林有利于缓解温室效应
B.城市中CO2的排放主要来自化石燃料的燃烧,这一过程不属于生态系统碳循环
C.生产者、消费者和分解者都可参与生态系统进行基本的碳循环
D.城市生态系统产生的CO2可以被其他生态系统的生产者所利用体现了碳循环具有全球性
实战训练
7.下列叙述与物质循环利用无关的( )
A.实现“水立方”变为“冰立方”
B.采用光伏、风能产生绿电制备绿氢
C.可用废弃纸屑填充“冰墩墩”
D.修建道路的废土石料用于建造围墙
实战训练
8.下图为部分碳循环示意图,下列叙述正确的是( )
A.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
B.生产者为第一营养级,①②⑥⑧之和为生 产者固定的总能量
C.根瘤菌与豆科植物互利共生时,其生命活动所需的有机碳来自⑥过程
D.①⑦⑧过程以CO2的形式进行,②③④⑤⑥过程以有机物的形式进行