【课件】生态系统的物质循环课件生物人教版选择性必修2

B烧杯中加入_3_0__m_L_蒸__馏__水__
计
＋与A等量的淀粉糊
自变量 土壤中_是__否__含__有__微__生__物__
是否加土壤浸出液
A1
不变蓝
A
实验 在相同时间内实验组落叶腐烂
A2 _产__生__砖__红__色__沉__淀__
现象 程度 小于 对照组
B1
变蓝
B
B2 _不__产__生__砖__红__色__沉__淀__
光呼
合 作 用
吸 作 用
生产者 摄食
呼 吸 作 用
消费者
燃 烧
分解者 化石燃料
一. 碳循环 （1）碳在无机环境和群落间循环的形式： CO2 （2）碳在无机环境中的主要存在形式：CO2（主要）和碳酸盐 （3）碳在生物体内的主要存在形式： 含碳有机物 （4）碳进入生物体的主要途径： 生产者的光合作用、化能合成作用 （5）碳在生物体之间传递途径： 食物链和食物网 （6）碳进入大气的途径：
化石燃料的燃烧
2）危害
气温升高 极地和高山冰川加速融化 海平面上升 对人类和其他生物的生存构成威胁
冰川融化
3）缓解措施
减少化石燃料的使用，开发新能源，减少CO2的排放 大力植树种草，提高森林覆盖率，吸收和固定CO2 提高秸秆还田率，提高农田土壤储碳量
物质循环
1、概念： 组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进
2.案例设计
提出问题：土壤微生物具有分解作用吗？分解过程中物质发生怎样的变化？
项目
案例1
案例2
实验假设 土壤微生物能分解落叶使之腐烂 土壤微生物能分解淀粉
对土壤进行处理(如将土壤用塑料
A烧杯中加入30 mL土壤浸
实 实验组 袋包好，放在60 ℃恒温箱中1 h
出液＋淀粉糊
验
灭菌)
设 对照组
对土壤 不做 处理(自然状态)
3.3 生态系统的物质循环
1.举例说明利用物质循环和能量流动规律，人们能够更加科学、有效地 利用生态系统中的资源。 2.分析生态系统中的物质在生物群落与非生物环境之间不断循环的规律 3.阐明某些有害物质会通过食物链不断富集的现象
1.通过构建模型，理解物质循环的过程、特点和生态系统的整体性， 形成结构与功能观（生命观念） 2.通过分析模型和图像，理解温室效应形成的原因，保护环境的意 义，进而形成科学的发展观（科学思维）
秋天刚收获的花生
第二年春天从土中刨出的花生
教材梳理
预习新知 夯实基础
1.实验原理 (1)土壤中生活着肉眼看不见的细菌和呈放射状的丝状真菌、放线菌等 微生物，它们在生态系统中主要充当分解者。在不同的气候与环境条 件下，落叶在土壤中被分解的时间也不同。
(2)淀粉—微—生—物——酶→ 还原糖—斐—加林—试 热—剂→砖红色沉淀。
捕食 生产者、浮 游动物
4.探究土壤微生物的分解作用 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_分__解__者__。 (2)分解者的作用是将环境中的有__机__物___分解为无__机__物___，其分解速度与环 境中的__温__度__、水分等生态因子相关。
结论 分析
_微__生__物__对__落__叶__有__分__解__作__用__
_土__壤__浸__出__液__中__的__微__生__物__能__分__解__ _淀__粉__
注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂并加热。
土壤进行处理， 排除土壤微生 物的作用
落叶未腐烂 落叶腐烂
土壤不进行处理， 自然状态
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。
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
探究实验2：土壤微生物能分解淀粉吗？ 1、实验分析：
Matter cycle
物 质 循 环 3.在农业方面的应用 ➢物质在生态系统中循环往复运动的特点，对改进农业生产方式
有多方面的启示。
种养结合模式
鱼稻共生
鱼菜共生
稻田的水给鱼提供生 大棚里，既养鱼又种
长环境，鱼可吃害虫， 菜，不影响产量还能
排泄物可为水稻提供 节水节肥，实现养鱼
有机肥，鱼和水稻形 不换水，种菜不施肥
的 浓
水（3×10-12）
度
3.生物富集的实例——铅的富集
香烟 玩具 工业废气
化妆品
餐具
食品
铅
与
汽车
人
尾气
类
的
生
容器
活
息
息
燃烧
相
关
3.生物富集的实例——铅的富集
铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
煤和矿石中 燃烧冶炼 的铅
空气中的铅 降雨 土壤、水体
颗粒
中的铅
最高营养级含铅 积累
量最高
各级消费者
吸收
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。
大气中的二氧化碳库
呼 吸 作 用
摄食
消费者
(1)摄食等； 将前一营养级的有机物 转化为自身的有机物；
(2)呼吸作用等; 将有机物分解为二氧化碳。
大气中的二氧化碳库
微 生 物 的 分 解 作 用
分解者
分解者
(1)食腐、腐生等； 将现成有机物转化 为自身有机物；
(2)微生物的分解作用等; 将有机物分解为二氧 化碳。
③生物群落内部: 含碳有机物
3.进入生物群落的途径: 生产者的光合作用、化能合成作用
一.碳循环
4.碳在生物群落内传递的途径: 食物链（网）
5.碳返回非生物环境的途径:
①生产者、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
6.碳循环的形式：
二氧化碳
非生物环境 （ CO2 ）
光合作用、化能合成作用 呼吸作用、分解作用
① 生产者、消费者呼吸作用 ② 微生物的分解作用 ③ 化石燃料的燃烧
【方法技巧】巧辨图形判断参与碳循环的四种成分
大气中 的CO2库
生产者 生产者
大气中的 CO2库
分解者
消费者
分解者 初级消费者
次级消费者
大气中的CO2库（非生物的物质和能量）
三级消 次消 初消
生产者
分解者
辨图要点： 1、碳循环中，只有生产者与非 生物环境之间的箭头是双向的 2、箭头指向最多的是大气中的 CO2库，其次是分解者
➢ 生态系统中的消费者能 够加快物质的循环过程。
二. 能量流动和物质循环的关系
范围
能量流动
生物群落(生态系统各营养级之间)
形式 主要以有机物中的化学能的形式
特点
单向流动、逐级递减
过程
沿食物链、食物网单向流动
物质循环
生物圈 碳在生物群落和非生物环境间主要 以二氧化碳的形式
全球性、循环往复运动
在生物群落和非生物环境之间循环往返
大气中CO2含 量增加
温室效应
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。
一. 碳循环——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
联系
①同时进行，相互依存，不可分割 ②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； ③物质是能量沿食物链网流动的载体； ④能量是物质循环的动力。
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，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。
2.物质: 重金属: 如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。
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。
大气中的CO2库
呼光
呼
微 吸合
吸
生 作作
作
物 的 分
用用
生产者
摄食
食物链和食物网
用
消费者
解
作
（有机物）
用
分解者
大气中的二氧化碳库 煤、石油
其他途径
三.生物富集 *生物富集现象的特点： ①具有全球性 导致生物富集的有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩 散到世界各地
②有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高
如右图测定结果显示DDT浓度
有 害
鱼鹰（2.5×10-5）
沿食物链放大了一千万倍
物
质
大鱼（2×10-6）
在
随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物生物体内 放大现象小植。鱼物（（54××1100--78））
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。
大气中的二氧化碳库 光呼 合吸 作作 用用
溶解 光合作用
生产者
(1)光合作用等； 将二氧化碳转化为 有机物；
(2)呼吸作用; 将有机物分解为二氧 化碳。
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。
大气中的CO2库
呼光
呼
微 吸合
吸
生 作作
作
物 的用用ຫໍສະໝຸດ 生产者摄食食物链和食物网
用
消费者
燃 烧
分
解 作
（有机物）
用
分解者
煤、石油
一、.碳循环
1.过程:
2.流动形式：
①非生物环境中的存在形式： 二氧化碳和碳酸盐
②群落与非生物环境间： CO2
3.你如何看待人类活动对碳循环的影响？
人类活动对煤和石油等能源的利用，会向大气中排 放大量的CO2； 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CO2浓度，维持生物圈的 碳氧平衡。
一. 碳循环
思考：如果滥伐森林、大量化石燃料燃烧，对生态系统的碳循环 及生态环境有何影响？
破坏碳循环 的平衡
问题探讨
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。
成了一个无公害的生 的神奇效果。鱼帮菜、
物微循环
菜帮鱼，和谐互助
稻田养鸭
鸭子可吃掉水稻叶片上 害虫及虫卵，粪便可作 有机肥料，其在水里游 动，加快水稻对养分吸 收，也改良了土壤通透 性，达到了生态高效种 植效果
Matter cycle 物质循环
4.分解者和消费者在物质循环中的作用 ➢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。
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（生物圈）的物质循环。
非生物 环境
C、H、O、N、P、S等元素
生物 群落
2、特点：
①具有全球性（生物地球化学循环） ②循环往复运动
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； 3.物质循环的过程中起重要作用的生物: 生产者完成了物质和能量的输入； 分解者实现了物质和能量的输出； 消费者加快了物质循环；
人工合成的有机物: 如DDT、六六六等。
鱼鹰
3.发生生物富集的物质的特点:
大鱼
①在环境和生物体中存在形式是比较稳__定____的；
小鱼
②必须是生物体能够_吸__收___的且 不易排出 的；
植物
③在生物代谢过程中是_不__易__被__分__解_______的；
水
4.生物富集的主要途径——__食__物__链__、___食__物__网___
4.探究土壤微生物的分解作用
提出问题 实验假设
自变量 实验设计 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
生物群落 （有机物）
The carbon cycle 碳循环
7.海洋对碳循环的调节：
➢海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。
➢当大气中二氧化碳含量增加，水圈中的二氧化碳含量也随之增加。
➢如果大气中的二氧化碳发生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能
及时进入大气。
大气中CO2库
水圈中的CO2库
分 解 作 用
呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大
气中。
植物的光合作用
CO2
食物
人体的细胞呼吸
不难看出，这两种元素在生物群落和非生物环境之间是不断 循环的。
1.碳循环
讨论： 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：主要以CO2的形式存在(还有碳酸盐) 在生物群落中：含碳有机物的形式存在