8.2.3能量流动和物质循环是生态系统的主要功能教学课件2025--2026学年济南版生物八年级下册

统中,不同生物之间通过捕食关系形成的链状联系 玉米 初级 次级 三级 蓄积 食物链 捕食者 消费者 各种食物链彼此交织在一起 食物链 食物网 食物链 1.食物链只包括 和 组成;不包括_和_。 2.食物链的起点必须是 。 3.食物链终点必须是 。 4.食物链的箭头 。 分解者 生产者 生产者 消费者 必须指向捕食者 最高级消费者 非生物成分 食物链的书写规则: 温故知新 情景导入 早在春秋战国时期,浙江湖州先民因地制宜,将常年积水的洼地深挖变成鱼塘,把挖出的塘泥堆放在鱼塘四周作为塘基,逐步创造出“塘中养鱼、塘基种桑、桑叶喂蚕、蚕沙养鱼、鱼粪肥塘、塘泥壅桑”的循环农业模式。如今,这种种桑与养鱼相辅相成的桑基鱼塘,已经成为当地一道亮丽的生态农业景观。2017年11月,浙江湖州桑基鱼塘系统被联合国粮农组织正式认定为全球重要农业文化遗产(图 8.2-8)。 维持这个系统运转,让鱼儿肥、桑树壮的“动力”和“养料”是从哪里来,又到哪里去了呢? 塘泥 塘 泥 雍 桑 塘基种桑 桑叶 桑叶喂蚕 蚕 蚕沙 池塘养鱼 情景导入 这背后隐藏的正是生态系统的两大主要功能——能量流动和物质循环。 1.通过分析某生态系统中每个营养级能量的来源和去向,概述光能进人生态系统的方式及能量在食物链中的传递过程。 2.通过分析生态系统中不同生物成分能量获取、传递和散失的过程,阐明生态系统能量流动的特点。 3.通过观察生态系统的碳循环示意图和模型建构活动,概述生物圈内碳循环的过程,说出生态系统物质循环的概念、特点,阐明生态系统是一个有机整体。 4.依据生态系统物质循环和能量流动的特点,完成生态瓶制作,初步形成生态系统结构与功能相适应的观点。 学习目标 难点 重、难点 重、难点 重、难点 学习导引 关键术语 1. 生态系统中每个营养级能量的来源和去向分别有哪些? 2. 生态系统中的物质循环与能量流动之间有什么联系? 3. 根据生态系统中碳循环的原理分析,实现碳中和的途径有哪些? 营养级 能量流动 物质循环 第一课时 能量在单向流动中逐级递减 1.食物链中各生物维持自己的生命活动的能量来自哪里? 2.生态系统中能量通过什么传递? 3.什么是营养级?一个营养级只包含一种生物吗? 探点一:能量在单向流动中逐级递减-营养级 (一)认真阅读课本P81 的内容,思考并回答以下问题: 1.食物链中各生物维持自己的生命活动的能量来自哪里? 2.生态系统中能量通过什么传递? 光合作用 摄取食物 光能 化学能 探点一:能量在单向流动中逐级递减-营养级 氧气 + 有机物(贮存能量) 二氧化碳 + 水 + 能量 生物的生长发育和繁殖等生命活动所需要的能量,来自贮存在有机物中的化学能。 通过食物链依次传递 生物在食物链中所处的层次,称作营养级。 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 探点一:能量在单向流动中逐级递减-营养级 3.什么是营养级?一个营养级只包含一种生物吗? 一个营养级是指处于食物链某一环节上所有物种的总和。 1. 概括每个营养级能量的来源和去向。 2. 生态系统中的能量能否逆向流动或者循环流动? 3. 谚语“一山不容二虎”蕴含着自然界的一个规律:所处营养级越高的生物,其数量通常会越少。为什么? 观察图 8.2-9,思考并归纳生态系统能量流动的特点。 探点一:能量在单向流动中逐级递减-能量流动 12 太阳能 热能 下一营养级 呼吸作用 流向分解者 残肢落叶等 生产者 消费者 消费者 分解者 热能 呼吸作用 热能 下一营养级 下一营养级 流向分解者 流向分解者 呼吸作用 热能 呼吸作用 光合作用 1. 概括每个营养级能量的来源和去向。 观察图 8.2-9,思考并归纳生态系统能量流动的特点。 探点一:能量在单向流动中逐级递减-能量流动 能量来源: 第一营养级的能量最终来源于太阳能。 之后的营养级的能量来源于上一营养级。 能量去向: ① 通过呼吸作用以热能形式散失。 ② 流向下一营养级。 ③ 遗体、排泄物等中的能量被分解者利用。 逐级递减 13 太阳能 热能 下一营养级 流向分解者 热能 热能 下一营养级 下一营养级 流向分解者 流向分解者 热能 呼吸作用 光合作用 1. 概括每个营养级能量的来源和去向。 观察图 8.2-9,思考并归纳生态系统能量流动的特点。 探点一:能量在单向流动中逐级递减-能量流动 能量沿食物链逐级递减 输入 散失 传递 散失 传递 传递 生态系统中能量输入、传递和散失的过程,称为生态系统的能量流动 14 太阳能 植物 植食性动物 肉食性动物 单向流动 草 兔 狼 热能 热能 热能 探点一:能量在单向流动中逐级递减-能量流动 观察图 8.2-9,思考并归纳生态系统能量流动的特点。 2. 生态系统中的能量能否逆向流动或者循环流动? 能量流动特点: 单向流动 逐级递减 能量通过捕食沿着食物链传递, 不能逆向流动,也不能循环流动。 3. 谚语“一山不容二虎”蕴含着自然界的一个规律:所处营养级越高的生物,其数量通常会越少。为什么? 呼吸作用 流向下一营养级 观察图 8.2-9,思考并归纳生态系统能量流动的特点。 探点一:能量在单向流动中逐级递减-能量流动 在一个生态系统中,营养级越多,能量在流动过程中散失得越多。所以,生物所处的营养级越高,所获得的能量就越少,个体的数量通常就越少。 逐级递减 探点一:能量在单向流动中逐级递减-能量流动 一条食物链一般不会超过5个营养级。 能量在沿着食物链流动的过程中, 为什么会逐级递减? 能量在沿着食物链流动的过程中,能量有不同的去向: (1)通过该营养级的呼吸作用,以热能的形式散失; (2)随着遗体、粪便等流入分解者; (3)通过食物链流入下一个营养级(最高营养级除外)。 所以:营养级越多,在能量流动中消耗的能量就越多,传递给下一营养级的就越少。 能 量 个体数 量 为什么同一重量的肉比蔬菜贵? 食物链延长,能量流失多,成本高 探点一:能量在单向流动中逐级递减-能量流动 想一想 农作物 家禽、家畜 人 沼气池 (含微生物) 食用菌 粪便 粪便 燃料 饲料 粪便 菌渣等 沼渣 沼液 作肥料 秸秆 试分析哪个生态系统能量利用率高? 农作物 家禽、家畜 人 饲料 粪肥 食物 粪肥 食物 ① ② 探点一:能量在单向流动中逐级递减-能量流动的意义 意义: 合理地调整生态系统中能量流动的关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 实现对能量的多级利用,从而减少能量的浪费。 1.在“草 兔 鹰”食物链中,鹰所获得的能量最终来源于( ) A.光能 B.草 C.兔 D.草和兔 2.下图表示一片树林内某些生物间的相对数量关系,这些生物构成了一条食物链,该食物链中能量流动的方向最可能是( ). A.甲 乙 丙 丁 B.丁 丙 乙 甲 C.丙 丁 乙 甲 D.甲 乙 丁 丙 A C 能量流动方向:逐级递减 即学即练 2.下图是反映生态系统各营养级之间关系的概念图。 (1)若每个方框代表一个营养级,将第一营养级、第二营养级、第三营养级填写在合适的方框内。 (2)将生产者、初级消费者、次级消费者填写在合适的横线上。 (3)图中的箭头代表什么?为什么表示每个营养级所含能量的方框大小不同? 第一营养级 第二营养级 第三营养级 次级消费者 初级消费者 生产者 箭头代表生态系统中的能量流动方向 因为能量在沿食物链流动的过程中是逐级递减的。因此,随着营养级的增高,表示每个营养级所含能量的方框也越小。 第二课时 物质在循环往复中维持平衡 1.生态系统中能量 、 和 的过程,称为生态系统的能量流动。 输入 传递 散失 2.概括每个营养级能量的来源和去向。 3.能量流动的特点? 温故知新 单向流动、逐级递减 能量来源: 第一营养级的能量最终来源于太阳能。 之后的营养级的能量来源于上一营养级。 能量去向: ① 通过呼吸作用以热能形式散失。 ② 流向下一营养级(最高营养级除外)。 ③ 遗体、排泄物等中的能量被分解者利用。 探点二:物质在循环往复中维持平衡 (一)物质循环的概念 在生态系统中,组成生物体的化学元素均来自非生物环境,它们经生产者、消费者和分解者,又回归非生物环境,从而完成一个循环过程,我们将这一过程称为生态系统的物质循环。 碳、氮、水等 碳循环 水循环 24 观察图图8.2-11 生态系统的碳循环示意图, 思考生态系统中碳循环的有关问题。 自然界中的碳以多种形式广泛存在于大气、地壳和生物体之中。 是大气中含碳的主要气体,也是碳循环的主要形式。 二氧化碳 (二)碳循环 那么碳在生物体内以什么样的形式存在? 有机物 探点二:物质在循环往复中维持平衡 观察图图8.2-11 生态系统的碳循环示意图, 思考生态系统中碳循环的有关问题。 1. 生物的哪些生理过程参与了碳循环? 2. 在碳循环过程中,生产者、消费者和分解者个具有什么作用? 3. 二氧化碳等气体具有吸热和隔热作用,使太阳辐射到地球的热量不易向外散失,引起地球表面温度升高,这种现象称为温室效应。结合生态系统的碳循环示意图,分析大气中二氧化碳增加的主要原因及应对措施。 探点二:物质在循环往复中维持平衡 观察图图8.2-11 生态系统的碳循环示意图, 思考生态系统中碳循环的有关问题。 1. 生物的哪些生理过程参与了碳循环? 探点二:物质在循环往复中维持平衡 ①光合作用:生产者从大气中吸收二氧化碳,将其固定在有机物中。 ②呼吸作用:生产者、消费者及分解者分解有机物,向大气中释放二氧化碳。 观察图图8.2-11 生态系统的碳循环示意图, 思考生态系统中碳循环的有关问题。 2. 在碳循环过程中,生产者、消费者和分解者各具有什么作用? 探点二:物质在循环往复中维持平衡 生产者(主要指绿色植物)通过光合作用将大气中的二氧化碳等无机物转变成有机物贮存在植物体内。 消费者直接或间接地以绿色植物为食,使有机物进入动物体内。 生产者和消费者通过呼吸作用,将体内的有机物分解成二氧化碳释放到非生物环境中。 分解者通过呼吸作用将动植物遗体等含有的有机物分解成无机物,使碳又以二氧化碳的形式进入非生物环境。 观察图图8.2-11 生态系统的碳循环示意图, 思考生态系统中碳循环的有关问题。 3. 二氧化碳等气体具有吸热和隔热作用,使太阳辐射到地球的热量不易向外散失,引起地球表面温度升高,这种现象称为温室效应。结合生态系统的碳循环示意图,分析大气中二氧化碳增加的主要原因及应对措施。 探点二:物质在循环往复中维持平衡 观察图图8.2-11 生态系统的碳循环示意图, 思考生态系统中碳循环的有关问题。 3. 二氧化碳等气体具有吸热和隔热作用,使太阳辐射到地球的热量不易向外散失,引起地球表面温度升高,这种现象称为温室效应。结合生态系统的碳循环示意图,分析大气中二氧化碳增加的主要原因及应对措施。 探点二:物质在循环往复中维持平衡 主要原因: ①化石燃料的大量燃烧 ②森林的过度砍伐 应对措施: ①减少二氧化碳的排放:开发和使用清洁能源;提高利用效率;倡导低碳生活等 ②增加二氧化碳的吸收:保护现有的森林、草地和湿地生态系统,退耕还林,大面积植树造林等。 碳达峰与碳中和 碳达峰,指某个地区或行业的年度二氧化碳排放量达到历史最高值,是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点。碳中和,指某个地区在一定时间内(一般指一年),人类活动直接和间接排放的二氧化碳总量,与通过植树造林、工业固碳等吸收的二氧化碳总量相互抵消,从而达到相对“零排放”。我国力争于 2030 年前实现碳达峰,于 2060 年前实现碳中和。 探点二:物质在循环往复中维持平衡 (三)物质循环特点及意义 探点二:物质在循环往复中维持平衡 物质循环具有什么特点? 碳循环 水循环 意义:通过物质循环,生物得以生存和繁衍,非生物环境也得以不断更新 周而复始 循环往复 项目 能量流动 物质循环 不同点 相同点 联系 单向流动,逐级递减 周而复始,循环往复 通过食物链和食物网实现 ③能量流动和物质循环将生态系统的各种成分联系成了一个统一的整体 ①能量的固定、贮存、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;能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往复 探点二:物质在循环往复中维持平衡 (四)物质循环和能量流动的区别与联系 (1)碳循环的主要形式: (2)碳在大气中的存在形式: (3)碳在生物体内的存在形式: (4)碳进入生物群落的主要途径: (5)碳在生物群落之间传递途径: (6)碳进入大气的途径: (7)碳循环异常导致结果: 二氧化碳 二氧化碳 含碳有机物 光合作用 食物链(网) ①生物的呼吸作用 ②化学燃料的燃烧 温室效应 敲重点 即学即练 34 即学即练 一找双向箭头, 生产者 非生物环境 二看多箭头, 各环节箭头均指向非生物环境。 三定角色, 生产者、消费者均指向分解者,生产者指向消费者。 识别下列图示中甲乙丙丁代表生态系统的哪些成分?各箭头表示什么意思? 甲 乙 丙 丁 1.如图表示生态系统各成分间 的相互关系.下列叙述错误的是( ) A.二氧化碳是碳参与物质循环的主要形式 B.甲体内的碳以有机物的形式传递给乙 C.②③④过程的实质都是细胞的呼吸作用 D.丙是生态系统最基本、最关键的生物成分 D C 根据双向箭头判定甲是生产者,则①指光合作用,②指呼吸作用; 根据甲和乙都指向丙判定丙是分解者,则乙是消费者, ③和④也指呼吸作用 即学即练 甲:生产者 能量在单向流动中逐级递减 能量流动和物质循环是生态系统的主要功能 知识构建 物质在循环往复中维持平衡 特点:单向流动 逐级递减 概念:生态系统中能量输入、传递和散失的过程 概念:在生态系统中,组成生物体的化学元素均来自非生物环境,它们经生产者、消费者和分解者,又回归非生物环境,从而完成一个循环过程, 意义:使能量持续高效流向对人类最有益的部分 特点:周而复始 往复循环 同时进行 紧密相连 不可分割 意义:生物得以生存和繁衍,非生物环境也得以不断更新。 1. 判断下列关于生态系统中能量流动和物质循环的叙述是否正确。 (1)狼以兔为食,经过狼的消化和吸收,兔的部分能量会进入狼的体内。 ( ) (2)棉田中,一株棉上生活着成百上千只蚜虫,这些蚜虫体内的总能量可能超过了棉体内的能量。 ( ) (3)糖类等有机物都含有碳元素,有机物是生态系统中碳循环的主要 形式。 ( ) (4)科学合理的秸秆还田措施,可以增加土壤养分、改良土壤结构。 ( ) √ √ 单向流动、逐级递减 二氧化碳 3. 草场发生蝗灾时,相对于化学防治、机械防治等方式,牧鸡治蝗和牧鸭治蝗较为可控且环保。 (1)将鸡、鸭引入草场,调整了原有的食物链。从能量流动的角度分析,这有什么意义? (2)应用该生物防治技术带来的生态效益体现在哪些方面? 调整了草场的能量流动方向,即通过鸡、鸭捕食蝗虫,将原本会损耗的能量转化为可供人类利用的产品,从而提高了能量利用率。 ①降低化学农药使用:通过使用鸡、鸭来消灭蝗虫,减少了对化学农药的依赖,从而减少了化学物质对土壤、水源、植物和非目标生物(如益虫、鸟类等)的污染和伤害。 ②提高土壤肥力:鸡、鸭在捕食蝗虫的同时,还会对土壤进行耕翻,有助于土壤通气和水分保持,同时其排泄物可以作为天然肥料,增加土壤肥力。 1.如图是自然界中碳物质循环的简图,据图分析,下列叙述不正确的是( ) A.甲为分解者,丙为生产者 B.③表示碳物质通过乙的呼吸作用进入大气 C.④是绿色植物的光合作用 D.生态系统中物质和能量沿着食物链和食物网 循环流动 2.生态系统有能量流动、物质循 环等功能.下列有关说法正确的是( ). A.海洋生态系统是地球上最大的生态系统 B.生态系统由生物成分和非生物成分构成 C 所有的微生物都是生态系统中的分解者 D.生态系统中的能量最终来源于生产者 D 能量单向流动,不可循环 B 生物圈 能自养的属于生产者,寄生的属于消费者 太阳能 3.图1为某草原生态系统的部分食物网,图2为该生态系统的物质循环模式图,甲、乙、丙表示生物成分,A、B、C是乙中存在着食物关系的三种生物.请据图分析回答问题. (1)图1的消费者中,属于 变温动物的是 。 图1要组成完整的生态系统, 还需要补充的生物成分是图2中的 。 (2)该生态系统能量的最终来源是 。草是该生态系统中的生产者,可将光能转化为 能,贮存在有机物中,为生态系统中各种生物的生命活动提供能量. 蛇 丙 综合提升 光能 化学能 分解者 消费者 生产者 3.图1为某草原生态系