7.1.5 生态系统中的物质循环和能量流动（教学课件）生物新教材冀少版八年级下册

该初中生物学课件聚焦生态系统中的物质循环（以碳循环为例）和能量流动，通过“落红化作春泥”诗句导入，结合温故知新环节复习食物链、食物网知识，以生态瓶观察为支架，引导学生探究物质循环过程及能量流动特点。 其亮点在于以核心素养为导向，通过生态瓶观察活动培养科学思维与探究实践能力，结合碳循环示意图分析和生态农业实例（如稻田养鱼、秸秆利用），强化生命观念中物质与能量观。课堂小结系统梳理知识，助力学生构建知识网络，教师可通过经典例题和当堂练提升教学效果。

大地作画，桑木为师。一眼望去，这是一片低洼的湿地，鱼塘排列有序，塘基上桑树成行，这便是典型的浙江湖州桑基鱼塘系统。湖州位于浙江省北部，地处长江三角洲中心区，西部多山，北部濒临太湖，东部水网密布，为水乡平原调息、运河环抱奇境，属于典型的亚热带季风气候区，四季分明，降水充沛，空气湿润。今天，湖州东部水乡平原的这片富庶之地，在2500多年前其实是一片洪涝之地。千百年来，湖州先民在开发这片洼地的过程中，通过修筑纵浦横塘水利排灌工程，将常年积水的洼地挖深变成鱼塘，并在塘基上大量植物。这不仅有效克服了洪涝灾害，而且逐渐形成了一种多层次复合生态循环农业系统。浙江湖州桑基鱼塘系统是指为适应洼地环境而形成的塘基种桑、桑叶喂蚕、蚕沙养鱼、鱼粪肥塘、塘泥壅桑的传统循环农业模式，以及由此衍生出来的生态农业景观和鱼桑文化。其实，任何一种农业生产类型的形成，都是取决于当地的自然生态条件或者叫生态地理条件。他就把原来平面使用的这种田地变成了立体使用的新的农业生产模式。它形成原因还是我们讲的，中国农业生产资源的七稀缺性。我们缺少耕地，尤其是福州地区，我们讲黄家湖地区，这里历来都是我们人口密集的地区。沧海桑田，今天，浙江湖州桑基鱼塘系统仍留存有6万亩桑地和15万亩鱼塘，是中国传统桑基鱼塘最集中、面积最大和保留最完整的区域。桑基鱼塘系统是中国先民所创造的生态循环农业的典范。在这片土地稀缺的水乡泽国之中，人们挖塘排涝、种桑养鱼，与自然和谐共生的同时，摸索生产的规律，让循环不息的能量在流动中汇集，人类千年农夫的智慧至今仍然熠熠生辉。 我们拿碳循环为例来了解一下物质循环的过程。需要说明的是，这里碳指的是碳元素，它存在于很多物质里，比如二氧化碳里有碳元素，有机物里也有碳元素。这个咱们到化学中会详细讲，现在大家有个了解就行。这就是生态系统中的碳循环过程。总的来说就是大气中的碳跑到了生物群落中之后，又回到大气的过程。图里的箭头就表示了各种过程和碳的循环方向。我们先看碳从大气中到生物群落中的过程，碳在大气中是以二氧化碳的形式存在的，而二氧化碳进入生物钟的途径只有一个，那就是植物的光合作用把二氧化碳合成了有机物，所以只有一个箭头从大气中的二氧化碳指出来指向植物，它就表示光合作用。接着在生物群落之间碳如何变化呢？由于捕食关系，一部分植物被动物吃掉，这样一部分含碳的有机物就又到了动物的体内。最后就是动植物体内的碳回到大气中的过程了，这里方式就比较多了，动植物可以通过呼吸作用把体内的含碳有机物分解变成二氧化碳，重新回到大气中。另一部分有机物存在于动植物的残骸中，这些残骸有可能被分解者分解变成二氧化碳回到大气中。也有可能会在地下发生复杂的化学变化，变成石油等化石燃料，等燃烧之后再变成二氧化碳回到大气中。所以你看碳元素从大气中的二氧化碳开始，到生物群落中走了一圈，经过种种过程，最终又变回来了，就这样不断地循环下去，这就是物质循环。生态系统中的能量流动可以表示成这样，一切能量的起点都是来自太阳的光能。绿色植物通过光合作用，把光能变成化学能，储存在自己的身体里。按理说，这些能量应该沿着食物链、食物网传下去才对，但实际上传递过程中会有很多能量的损失。因为植物体内的这些能量，一部分会通过植物自己的呼吸作用消耗掉，还有一部分会藏在残枝落叶中，通过分解者的呼吸作用散失掉。这些都不能跑到食草动物的体内，只有一小部分能量会因为被兔子吃掉而转化为兔子的能量。那兔子体内的能量自然也会分成三部分，一部分被呼吸作用消耗掉，一部分在兔的遗体残骸中被分解者分解，还是只有剩下的一小部分会因为被狐狸吃掉而转化成了狐狸的能量。再继续往后画这个图，能量还是一样会这样分，这就是生态系统中能量流动的过程。从这个图上我们就可以看出能量流动的重要特点，也就是单向流动，逐级递减。各种物质会在环境和生物之间循环往复，周而复始。和能量不一样，能量是单向流动的，而物质是循环的。 温故而知新 1.在生态系统中，各种生物之间由于捕食关系而形成的链状联系，叫作____________。 2.食物链的起始环节是____________。 3.生态系统中不同食物链彼此交错连接形成复杂的网状结构，叫作____________。 4.生态系统中不同生物之间通过____________关系形成了食物链和食物网。 5.食物网内的各种生物相互影响、相互制约，当某一物种的数量突然发生变化，就可能牵动整个食物网，从而影响____________。 6.食物链中生物之间的____________关系广泛应用于生产、生活中。 食物链 生产者 食物网 捕食 生态系统 捕食 “落红不是无情物，化作春泥更护花。”植物的花盛放之后凋谢，花瓣掉落土壤中，经过一段时间花瓣消失了。这个过程中物质和能量是如何变化的? 课堂导入 2024冀少版新教材.生物.八年级.下册 第七单元 生物与环境 第一章 生态系统 第五节 生态系统中的物质循环和能量流动 通过分析碳循环和能量流动，理解 “生态系统中物质循环利用、能量单向流动且逐级递减，二者相互依存、不可分割” 的生命观念。 生命观念 通过解读碳循环和能量流动示意图，培养逻辑推理和模型分析能力；通过对比物质循环与能量流动的特点，提升归纳与辨析能力。 科学思维 通过 “生态瓶的物质能量变化观察” 活动，提升观察、分析和合作探究能力；尝试分析生态农业模式中物质与能量的利用效率。 探究实践 认同生态农业的优势，树立 “合理利用自然资源、实现可持续发展” 的生态意识和社会责任感。 态度责任 01 02 03 04 学习目标——核心素养 重点难点 重点 1.碳循环的过程及各成分的作用。 ​2.物质循环与能量流动的关系。 3.生态农业的原理及实例。 1.理解碳循环中 “生产者、消费者、分解者” 在物质转化中的具体作用。 2.区分物质循环的 “循环性” 与能量流动的 “单向性”。 难点 寻证据.观察 观察生态瓶中的各种生物，关注生物之间的物质传递和生物与非生物环境之间的物质转化。 观看视频 根据获得的证据思考下列问题。 1.水草中的有机物是如何形成的? 2.鱼体内的有机物来源于哪儿? 3.生态瓶是怎么维持清洁的? 探究新知 一、物质循环 1.生态瓶分析 水草 小鱼 微生物 阳光、空气、水、温度等 ——生产者 ——消费者 ——分解者 ——非生物环境 探究新知 一、物质循环 2.物质循环的概念及过程 生产者 大气中的CO2 消费者 分解者 动植物的遗体和排出物 光合作用 呼吸作用 呼吸作用 分解作用 探究新知 一、物质循环 2.物质循环的概念及过程 光合作用 碳通过___________进入生态系统中的 ________，然后又传给 ________和 _______，经消费者的_______ 作用和微生物的 _________作用，又回到生态系统的环境中。 生产者 消费者 分解者 呼吸 分解 生态系统中的物质在非生物环境和生物体之间不断循环利用。 煤炭和石油等燃料，燃烧后产生二氧化碳进入大气。 温故而知新 光合作用 呼吸作用 分解作用 有机物+氧气 → 二氧化碳+水+能量 有机物（遗体、排泄物）→二氧化碳+水+无机盐 二氧化碳+水 糖类（贮存能量）+氧气 光 叶绿体 三大作用的公式 探究新知 二、能量流动 1.生态系统中能量流动的过程 生产者 初级 消费者 次级 消费者 三级 消费者 ...... 通过呼吸作用散失 通过呼吸作用散失 通过呼吸作用散失 通过呼吸作用散失 分解者 通过呼吸作用散失 探究新知 二、能量流动 2.生态系统中能量流动的特点 单向进行 逐级递减 起点：生产者固定的太阳能 渠道：食物链 探究新知 二、能量流动 3.生态系统中的物质和能量通过食物链在生物之间传递 在生态系统中，能量的变化离不开物质的变化，物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力。物质循环和能量流动同时进行，相互依存，不可分割。 探究新知 三、物质和能量的应用 1.植树造林、节能减排等行为可有效降低二氧化碳在大气层中的积存，有效缓解温室效应。 植物造林 节能减排 探究新知 三、物质和能量的应用 2.生态农业和养殖业中，稻田养鱼、果园养鸡等多种生态模式很好地实现了物质的良性循环，大大增加农业产出。 稻田养鱼 果林养鸡 探究新知 三、物质和能量的应用 3.在农业生产过程中采用间作、套种、秸秆做饲料、利用牲畜粪便产生沼气等措施，使能量得到有效利用。 间作、套种 利用牲畜粪便生产沼气 秸秆做饲料 课堂练习 经典例题1. 林间草地放养鸡是一种“林一草一鸡”生态循环发展模式。下列说法错误的是（　 　） A．鸡都是生态系统的消费者 B．鸡粪被分解后可增加土壤肥力 C．“林→草→鸡”构成了一条食物链 D．该系统能量的最终来源是光能 C 食物链应以生产者（如草）为起点，箭头指向消费者（如鸡），而“林→草→鸡”中林和草均为生产者，无捕食关系，因此不构成正确的食物链，故C错误。 经典例题2.为实现“物质循环利用，能量多级利用”，下列做法不符合生态农业要求的是（ ） A．将养殖场的粪便投入沼气池，沼气用于发电和做饭 B．在果园中种植杂草，杂草用于喂养兔子，兔子粪便作为果园肥料 C．将农田中的秸秆直接焚烧，减少病虫害的滋生 D．在蔬菜大棚中养殖蜜蜂，蜜蜂授粉提高蔬菜产量，蜜蜂粪便作为大棚肥料 C 农田秸秆直接焚烧，会导致秸秆中的有机物被烧毁，物质无法循环利用，能量以热能形式白白散失，还会产生烟雾污染环境，不符合生态农业要求，C错误。 经典例题3．科学家在中国空间站问天实验舱开展了生命科学研究，构建了以斑马鱼为研究对象的小型密闭生态系统。图一表示该生态系统内生物间的关系示意图（①②代表两种气体），图二表示生态系统各组成成分间的关系示意图。下列据图分析错误的是（　　） A．图一中①表示二氧化碳，②表示氧气 B．图二中的乙可表示图一中的细菌、真菌 C．若图一要构成一个完整的生态系统，需要补充图二中的丁 D．生态系统中的物质和能量是沿着图二中丁→甲→乙流动的 D 生态系统的物质和能量是沿着食物链（网） 流动的，食物链的起点是生产者（丙），正确流动方向是丙→甲，分解者（乙）和非生物部分（丁）不属于食物链的组成部分，故D错误。 1.下列关于生态系统中物质和能量的叙述，正确的是( ） A.能量和物质都能完全循环 B.物质循环，部分能量向下传递 C.能量和物质都完全消失 D.能量循环，大多数物质消失了 B 当堂练 2.“一山难容二虎。”一般而言，一个生态系统中，食物链最终端的动物数量往往最少，这是因为( ) A.物质从最终端的动物体内释放分解 B.能量单向流动到最终端的动物体内 C.能量沿食物链流动过程中逐渐减少 D.最终端的动物合成有机物能力最低 C 3.生态农业和养殖业可以很好地实现物质的良性循环，使能量得到充分利用，实现丰收增产。右图是生态种植养殖模式图，该生态模式下，养牛和种植蔬菜有机地整合在一起，达到了”少投入、多产出“的目的。据此回答下列问题。 （1）这个生态模式中，能量流动 的起点是___________________________。 蔬菜通过光合作用固定的太阳能 (2)牛和蔬莱相互为彼此的生命活动捉供了哪些物质，从而实现“少投入、多产出”? (3)基于生态系统的物质和能量规律，对秸秆和牛粪的利用提出合理建议。 答：秸秆可作牛饲料、腐熟肥或制沼气；牛粪可发酵作有机肥或养殖蚯蚓。 答：牛为蔬菜提供二氧化碳、牛粪（有机物和无机盐）；蔬菜为牛提供氧气、有机物（如秸秆、茎叶）。 桑基鱼塘 开眼界 观看视频 一、物质循环（以碳循环为例） 1.大气中的二氧化碳来源：生产者、消费者的呼吸作用；分解者的分解作用；化石燃料的燃烧。 2.大气中的二氧化碳的吸收:生产者的光合作用 3.物质循环的特点：循环利用 二、能量流动 1.起点：生产者固定的太阳能 2.渠道：食物链 3.特点：单向进行、逐级递减 4.物质循环和能量流动的关系：物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力。 三、物质和能量的应用 1.植树造林、节能减排；2.稻田养鱼、果园养鸡；3.间作、套种；4.秸秆做饲料；5.生产沼气 课堂小结 27 生活的美妙就在于它的丰富多彩，要使生活变得有趣，就要不断地充实它！ 谢谢聆听 Thank you 学好生物，学会生活 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 vid:v1e00fgi0000d23nv0nog65mg24hmbbg $