3.3 生态系统的物质循环（第2课时）课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

第3 生态系统及其稳定性 在我国内蒙古东北部，既有一望无际的大兴安岭森林，也有沃野千里的呼伦贝尔草原。有的地方，森林与草地仅一河之隔，相距如此之近的两个地段，为什么这边是森林群落，那边却是草原群落呢？是那边的草原还没有演替为森林吗？ 千百年来，大兴安岭森林一直郁郁葱葱、遮天蔽日，而呼伦贝尔草原始终是天苍苍、野茫茫。为什么它们可以长期保持相对的稳定呢？ 森林、草原、荒漠、海洋……地球上分布着多种多样的生物群落。这些群落外貌不同，物种组成也有差异，然而它们都与所处的环境形成了统一的整体，这就是生态系统。 第3节 生态系统的物质循环 (第1课时) 说明能量流动和物质循环的关系。 概述生态系统的物质循环过程。 目标 01 02 03 通过分析生物富集的过程，说明生物富集的危害，认同应采取措施减少危害。 学习目标 尝试探究土壤微生物的分解作用。 04 3 （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环境之间循环的形式： 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 生态系统的物质循环 物质循环 对象：组成生物体的元素 特点：全球性，循环性 碳循环 过程 范围：生物圈 实例 温故知新：生态系统的物质循环 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? 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： 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 发生生物富集的物质有什么特点？ 三、生物富集 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： 食物链、食物网 生物富集的主要途径？ 三、生物富集 水 植物 小鱼 大鱼 鱼鹰 降雨 煤和矿石中的铅 空气中的铅颗粒 土壤、水体中的铅 生产者、浮游动物 各级消费者 最高营养级含铅量最高 燃烧冶炼 吸收 捕食 积累 铅在生物体内 的浓度沿食物 链不断升高 三、生物富集 5.实例——铅的富集过程： 6.生物富集的特点： (1)有害物质会沿食物链逐渐在生物体内聚集， 最终积累在食物链的顶端。 (2)具有全球性: 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。 1.如图中食物网所代表的生态系统中，施用了杀虫剂林丹，这 种杀虫剂自然降解的速度极慢。这种杀虫剂在下列生物体 内的浓度最高的是( ) A.A　　 　B.H　 　　C.G　　 　D.F 生物富集有何危害？如何有效地减少生物富集现象？ B 巩固训练　 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。 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 8.减少生物富集的措施： 三、生物富集 ①合理利用资源，减少排放； ②实施垃圾分类； ③种植能富集有害重金属元素的植物。 在生物体内形成积累性中毒。 能量流动 物质循环 范围 形式 特点 过程 联系 生物群落(各营养级之间) 生物圈 主要以有机物中的化学能的形式 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 光能→化学能→热能 化学元素(无机物→有机物→无机物) 四、能量流动与物质循环之间的关系 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； 2.下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，错误的(　 ) A.使用粪便作为肥料，其能量可以流向植物，实现了对能量的循环利用 B.碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的 C.非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用 D.能量流动和物质循环是同时进行的，彼此相互依存，不可分割 A 巩固训练　 3.下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述，错误的是（ ） A.生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程为生态系统的 能量流动 B.当生产者通过光合作用合成有机物时，能量就从非生物环境流入 生物群落 C.物质是能量的载体，生态系统中的能量是伴随着物质循环而循环 利用的 D.碳在生物群落与非生物环境之间的循环是以二氧化碳的形式进行的 C 巩固训练　 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。 背景资料 提出问题 做出假设 设计实验方案 进行实验 分析结果、得出结论 表达交流 探究土壤微生物的分解作用 探究·实践 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 参考案例1： 探究土壤微生物的分解作用 探究·实践 自变量是什么，因变量检测什么？ 16 背景资料 提出问题 做出假设 设计实验方案 进行实验 分析结果 得出结论 表达交流 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 对土壤进行处理（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 参考案例1： 土壤进行处理(将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中处理1小时)，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， 探究土壤微生物的分解作用 探究·实践 （1）配制土壤浸出液 淀粉 碘液 变蓝 淀粉 葡萄糖 产生砖红色沉淀 分解 斐林试剂 加热 参考案例2： 1.实验原理： 2.实验步骤： 探究土壤微生物的分解作用 探究·实践 淀粉糊 加入土壤浸出液 加入 碘液 A B 加入蒸馏水 A1 A2 B1 B2 加入碘液 加入 斐林试剂 加入 斐林试剂 实验结果 不变蓝 出现砖红色沉淀 变蓝 不出现砖红色沉淀 室温（20℃）环境放置7d后 （2）另取两只烧杯，编号A、B 2.实验步骤： 探究土壤微生物的分解作用 探究·实践 背景资料 提出问题 做出假设 设计实验方案 进行实验 分析结果 得出结论 表达交流 参考案例2： 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 探究·实践 课堂小结 21 练习与应用 22 1.能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。判断下列相关表述是 否正确。 (1) 物质循环发生在生物群落与非生物环境之间。( ) (2) 能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。( ) 一、概念检测 ✔ ✘ 2.竹子中纤维素含量很高。大熊猫每天要吃大量竹子，但一般只能利用其中一小部分纤维素。研究表明，大熊猫等等基因组缺少编码纤维素酶的基因，但是肠道中有多种纤维素分解菌。 （1）大熊猫与它肠道内某种纤维素分解菌的种间关系为( ) A.捕食 B.寄生 C.互利共生 D.原始合作 （2）下列叙述不合理的是（ ） A.大熊猫是初级消费者，属于第二营养级 B.大熊猫未消化的纤维素会被分解者利用 C.纤维素分解菌促进生态系统的物质循环 D.能量流动方向是竹子→ 大熊猫→纤维素分解菌 C 课后练习 一、概念检测 D 3.在生态系统中，使二氧化碳进入生物群落的生物主要是( ) A.细菌 B.真菌 C.动物 D.绿色植物 D 课后练习 一、概念检测 1.生物圈是不是一个在物质上自给自足的系统？为什么？。 二、拓展应用 是。生物圈是指地球上所有生物与其非生物环境的总和，它们通过物质 循环构成一个物质上自给自足的系统。 26 二、拓展应用 2.同碳元素一样，氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要 往农田中不断地施加氮肥呢？ 农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量，使能量更多地流向人类，满足人类需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。 二、拓展应用 3.下表为生活在某库区水域中层的几种鱼体内重金属的含量（单位：ng.g-1）。请据表推测，这几种鱼中，草食性的鱼是 ，杂食性的鱼是 ，肉食性的鱼是 ，为什么？ A B和C D和E 这三种重金属（Hg、Pb、Cd）会富集在鱼体内，并沿食物链逐渐在鱼体内聚集，营养级越高，它们的相对含量越高。A鱼体内三种重金属的含量都是最低的，因此A为草食性鱼；B和C鱼体内，三种重金属的含量都高于A，但低于D和E，因此B和C可能是杂食性鱼； D和E鱼体内， 三种重金属的含量都远高于A、 B和C ， 因此D和E可能是肉食性鱼； 谢谢聆听! 同学们辛苦啦！ 29 $$