3.3生态系统的物质循环课件(共25张PPT)2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2
文档属性
| 名称 | 3.3生态系统的物质循环课件(共25张PPT)2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 15.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-12 18:45:43 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
第3章 生态系统及其稳定性
3.3生态系统的物质循环
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。
讨论1.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。
问题探讨
讨论2.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？
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。
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？
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。
一、碳循环
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
1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
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。）
②在生物体中：
主要是有机物的形式
①在非生物环境中：
主要是CO2的形式
一、碳循环
任务1：分析碳循环的过程
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
光合作用
大气中的CO2库
分解作用
非生物环境
生物
群落
水圈中的CO2库
CO2
CO2
（有机物）
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)？
呼吸作用
2.进入生物群落的途径：
3.碳在生物群落内传递的途径：
食物链（网）
生产者的光合作用、化能合成作用
1.流动形式
①生物群落与非生物环境间：CO2
②生物群落内部：含碳有机物
二氧化碳
5.碳循环的形式：
4.碳返回非生物环境的途径：
②分解者的分解作用
①生产者、消费者的呼吸作用
③化石燃料的燃烧
非生物环境 （ CO2 ）
生物群落
（有机物）
光合作用、化能合成作用
呼吸作用、分解作用
一、碳循环
7.实现碳循环的关键因素：
生产者和分解者
8.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
6.碳在生物群落中传递的主要途径：
食物链、食物网
9.碳循环的特点：
具有全球性
10.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
一、碳循环
碳循环图解中各成分的判定方法
生产者
大气中的CO2库
消费者
分解者
一、碳循环
规律：
(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。
(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。
任务2：归纳总结物质循环的概念和特点
1：碳循环和氮循环有什么共同的特点？
2：概括生态系统物质循环的概念？
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。
3：生态系统的物质循环中所说的“生态系统”指一般的生态系统还是生物圈？
4：概括物质循环的特点？
范围：生物群落和无机环境之间
生物圈
循环往复运动，全球性
二、生态系统的物质循环
大气中的温室气体(CO2、CH4、N2O等)相当于保温层。大气中CO2越多，地球上的温度升高就越快，这种现象就叫做“温室效应”。
①原因
(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。
温室效应
一、碳循环
②危害
气温升高
加快极地冰川融化
海平面上升
洪灾、旱灾不断
土地荒漠化加剧
③防治措施
植树造林、减少煤、石油等化石燃料的燃烧
组成生物体的C、H、O、N、P、S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。又叫生物地球化学循环（biogeochemical cycle）
注意:
1.“物质循环”中的物质指的是碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，而不是化合物或者单质；
2.“物质循环”中的循环发生在非生物环境与生物群落之间，在生物群落内部物质是沿食物链和食物网单向流动的。
二、生态系统的物质循环
（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，
2.在农业方面的应用：
二、生态系统的物质循环
3.能量流动和物质循环的关系
二、生态系统的物质循环
能量流动 物质循环
范围
形式
特点
过程
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
沿食物链、食物网单向流动
在生物群落和非生物环境之间循环往返
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等过程；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。
土壤中的微生物能够分解有机物，这是物质循环过程中的重要一环。生态系统中的消费者能够加快物质的循环过程。是不是所有物质都能较快地通过食物链回归非生物环境呢
像铅这样，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称为什么现象
请同学们自主阅读教材P63-65，小组合作思考讨论完成问题。
1.什么是生物富集？常见参与生物富集的物质有哪些？
2.发生生物富集的物质的特点？
3.生物富集的主要途径？
4.生物富集与生物放大的区别与联系。
5.若某地发生铅污染，谁会是群落中铅含量最高的群体？这种现象只会发生在污染地区吗？从中归纳总结出生物富集的特点？
6.生物富集有何危害？如何有效地减少生物富集现象？
7.能量流动和物质循环的有什么区别与联系？
三、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 环境浓度的现象。
超过
2.常见的生物富集物质：
三、生物富集
重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等
人工合成的有机化合物：如DDT、六六六等
3.发生生物富集的物质的特点：
①在环境和生物体中存在形式是比较稳定的；
②富集物质必须是生物体能够吸收的且不易排出的；
③富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的；
4.生物富集的主要途径：
三、生物富集
食物链和食物网
5.实例——铅的富集过程：
煤燃烧、有色金属冶炼
铅被排放进入大气
沉降在土壤和植被表面
进入土壤
进入水体
植物根吸收叶片摄入铅
水生植物、浮游动物直接吸收铅，动物饮用含铅的水，直接摄入铅
铅进入体内形成多种比较稳定的铅的化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被排出，积蓄在体内
含铅生物被更高营养级动物食用，沿食物链聚集
最终积累在食物链的顶端
铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
①具有全球性
原因：
②有害物质在生物体内的浓度
会沿食物链不断升高
鱼鹰（2.5×10-5）
大鱼（2×10-6）
小鱼（5×10-7）
植物（4×10-8）
水（3×10-12）
有害物质在生物体内的浓度
如右图测定结果显示DDT浓度沿食物链放大了一千万倍
三、生物富集
6.生物富集现象的特点：
思考：在农田中大量使用的DDT杀虫剂，为什么会在南极的企鹅体内检测到
1.大气 2.水 3.生物迁移等途径扩散到世界各地
物质循环具有全球性
7.生物富集的危害：
进入人体的甲基汞在体内代谢缓慢，且不易排出，严重时会引起中毒。通过血脑屏障进入大脑的汞会侵害脑神经，导致脑萎缩。
8.减少生物富集的的措施：
合理利用资源，减少排放；实施垃圾分类；种植能富集有害重金属元素的植物。
1952年，日本5万多只猫集体跳海自尽
2017年9月24日《水俣公约》第一届缔约国会议开幕 日本患者呼吁加强管控
三、生物富集
三、生物富集
例：下面是甲、乙、丙、丁四个种群在一个达到生态平衡的环境中残留农药的DDT的平均浓度：
写出四个种群的能量流动渠道：_____________
乙
甲
丙
丁
1.《探究土壤微生物在落叶分解中的作用》该实验的自变量、因变量、无关变量是什么？在实验中是如何控制自变量的？实验结果是怎样的？
2.《探究土壤微生物对淀粉的分解作用》该实验的自变量和因变量是什么？实验中选用什么试剂检测因变量的变化？该实验的设计思路是什么？
请同学们自主阅读教材P65-66，小组合作思考讨论完成问题。
探究土壤微生物的分解作用
探究·实践
1.背景资料
土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，这些生物的数量是极其繁多的，例如一茶匙表层土就可能含有亿万个细菌。
由于各地气候与环境等因素不同，落叶在土壤中被分解的时间也是不同的，一般在温暖、湿润的环境中需要一至数月时间。
探究土壤微生物的分解作用
案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
提出问题
实验假设
实验设计 自变量
实验组
对照组
实验现象
结论分析
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂
土壤中是否含微生物
对土壤高温处理（灭菌）
对土壤不做任何处理（自然状态）
相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂
土壤微生物对落叶有分解作用
不能加热烘干，会导致土壤理化性质发生改变，可将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1小时灭菌
土壤进行处理，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。
探究土壤微生物的分解作用
一个月后的落叶
新采集的落叶
案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
提出问题
实验假设
实验设计 自变量
实验组
对照组
实验现象 加入 碘液 A1
B1
加入斐林试剂，水浴加热 A2
B2
结论分析
土壤微生物能分解淀粉吗？
土壤微生物能分解淀粉
土壤中是否含有分解淀粉的微生物
A杯中加入适量淀粉糊+30mL土壤浸出液
B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸馏水
不变蓝
变蓝
产生砖红色沉淀
不产生砖红色沉淀
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
探究土壤微生物的分解作用
第3章 生态系统及其稳定性
3.3生态系统的物质循环
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。
讨论1.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。
问题探讨
讨论2.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？
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。
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？
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。
一、碳循环
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
1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
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。）
②在生物体中：
主要是有机物的形式
①在非生物环境中：
主要是CO2的形式
一、碳循环
任务1：分析碳循环的过程
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
光合作用
大气中的CO2库
分解作用
非生物环境
生物
群落
水圈中的CO2库
CO2
CO2
（有机物）
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)？
呼吸作用
2.进入生物群落的途径：
3.碳在生物群落内传递的途径：
食物链（网）
生产者的光合作用、化能合成作用
1.流动形式
①生物群落与非生物环境间：CO2
②生物群落内部：含碳有机物
二氧化碳
5.碳循环的形式：
4.碳返回非生物环境的途径：
②分解者的分解作用
①生产者、消费者的呼吸作用
③化石燃料的燃烧
非生物环境 （ CO2 ）
生物群落
（有机物）
光合作用、化能合成作用
呼吸作用、分解作用
一、碳循环
7.实现碳循环的关键因素：
生产者和分解者
8.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
6.碳在生物群落中传递的主要途径：
食物链、食物网
9.碳循环的特点：
具有全球性
10.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
一、碳循环
碳循环图解中各成分的判定方法
生产者
大气中的CO2库
消费者
分解者
一、碳循环
规律：
(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。
(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。
任务2：归纳总结物质循环的概念和特点
1：碳循环和氮循环有什么共同的特点？
2：概括生态系统物质循环的概念？
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。
3：生态系统的物质循环中所说的“生态系统”指一般的生态系统还是生物圈？
4：概括物质循环的特点？
范围：生物群落和无机环境之间
生物圈
循环往复运动，全球性
二、生态系统的物质循环
大气中的温室气体(CO2、CH4、N2O等)相当于保温层。大气中CO2越多，地球上的温度升高就越快，这种现象就叫做“温室效应”。
①原因
(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。
温室效应
一、碳循环
②危害
气温升高
加快极地冰川融化
海平面上升
洪灾、旱灾不断
土地荒漠化加剧
③防治措施
植树造林、减少煤、石油等化石燃料的燃烧
组成生物体的C、H、O、N、P、S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。又叫生物地球化学循环（biogeochemical cycle）
注意:
1.“物质循环”中的物质指的是碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，而不是化合物或者单质；
2.“物质循环”中的循环发生在非生物环境与生物群落之间，在生物群落内部物质是沿食物链和食物网单向流动的。
二、生态系统的物质循环
（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，
2.在农业方面的应用：
二、生态系统的物质循环
3.能量流动和物质循环的关系
二、生态系统的物质循环
能量流动 物质循环
范围
形式
特点
过程
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
沿食物链、食物网单向流动
在生物群落和非生物环境之间循环往返
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等过程；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。
土壤中的微生物能够分解有机物，这是物质循环过程中的重要一环。生态系统中的消费者能够加快物质的循环过程。是不是所有物质都能较快地通过食物链回归非生物环境呢
像铅这样，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称为什么现象
请同学们自主阅读教材P63-65，小组合作思考讨论完成问题。
1.什么是生物富集？常见参与生物富集的物质有哪些？
2.发生生物富集的物质的特点？
3.生物富集的主要途径？
4.生物富集与生物放大的区别与联系。
5.若某地发生铅污染，谁会是群落中铅含量最高的群体？这种现象只会发生在污染地区吗？从中归纳总结出生物富集的特点？
6.生物富集有何危害？如何有效地减少生物富集现象？
7.能量流动和物质循环的有什么区别与联系？
三、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 环境浓度的现象。
超过
2.常见的生物富集物质：
三、生物富集
重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等
人工合成的有机化合物：如DDT、六六六等
3.发生生物富集的物质的特点：
①在环境和生物体中存在形式是比较稳定的；
②富集物质必须是生物体能够吸收的且不易排出的；
③富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的；
4.生物富集的主要途径：
三、生物富集
食物链和食物网
5.实例——铅的富集过程：
煤燃烧、有色金属冶炼
铅被排放进入大气
沉降在土壤和植被表面
进入土壤
进入水体
植物根吸收叶片摄入铅
水生植物、浮游动物直接吸收铅，动物饮用含铅的水，直接摄入铅
铅进入体内形成多种比较稳定的铅的化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被排出，积蓄在体内
含铅生物被更高营养级动物食用，沿食物链聚集
最终积累在食物链的顶端
铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
①具有全球性
原因：
②有害物质在生物体内的浓度
会沿食物链不断升高
鱼鹰（2.5×10-5）
大鱼（2×10-6）
小鱼（5×10-7）
植物（4×10-8）
水（3×10-12）
有害物质在生物体内的浓度
如右图测定结果显示DDT浓度沿食物链放大了一千万倍
三、生物富集
6.生物富集现象的特点：
思考：在农田中大量使用的DDT杀虫剂，为什么会在南极的企鹅体内检测到
1.大气 2.水 3.生物迁移等途径扩散到世界各地
物质循环具有全球性
7.生物富集的危害：
进入人体的甲基汞在体内代谢缓慢，且不易排出，严重时会引起中毒。通过血脑屏障进入大脑的汞会侵害脑神经，导致脑萎缩。
8.减少生物富集的的措施：
合理利用资源，减少排放；实施垃圾分类；种植能富集有害重金属元素的植物。
1952年，日本5万多只猫集体跳海自尽
2017年9月24日《水俣公约》第一届缔约国会议开幕 日本患者呼吁加强管控
三、生物富集
三、生物富集
例：下面是甲、乙、丙、丁四个种群在一个达到生态平衡的环境中残留农药的DDT的平均浓度：
写出四个种群的能量流动渠道：_____________
乙
甲
丙
丁
1.《探究土壤微生物在落叶分解中的作用》该实验的自变量、因变量、无关变量是什么？在实验中是如何控制自变量的？实验结果是怎样的？
2.《探究土壤微生物对淀粉的分解作用》该实验的自变量和因变量是什么？实验中选用什么试剂检测因变量的变化？该实验的设计思路是什么？
请同学们自主阅读教材P65-66，小组合作思考讨论完成问题。
探究土壤微生物的分解作用
探究·实践
1.背景资料
土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，这些生物的数量是极其繁多的，例如一茶匙表层土就可能含有亿万个细菌。
由于各地气候与环境等因素不同，落叶在土壤中被分解的时间也是不同的，一般在温暖、湿润的环境中需要一至数月时间。
探究土壤微生物的分解作用
案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
提出问题
实验假设
实验设计 自变量
实验组
对照组
实验现象
结论分析
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂
土壤中是否含微生物
对土壤高温处理（灭菌）
对土壤不做任何处理（自然状态）
相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂
土壤微生物对落叶有分解作用
不能加热烘干，会导致土壤理化性质发生改变，可将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1小时灭菌
土壤进行处理，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。
探究土壤微生物的分解作用
一个月后的落叶
新采集的落叶
案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
提出问题
实验假设
实验设计 自变量
实验组
对照组
实验现象 加入 碘液 A1
B1
加入斐林试剂，水浴加热 A2
B2
结论分析
土壤微生物能分解淀粉吗？
土壤微生物能分解淀粉
土壤中是否含有分解淀粉的微生物
A杯中加入适量淀粉糊+30mL土壤浸出液
B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸馏水
不变蓝
变蓝
产生砖红色沉淀
不产生砖红色沉淀
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
探究土壤微生物的分解作用