资源简介

(共43张PPT)
复习提问：1、生态系统的功能 什么是能量流动？输入生态系统的总能量是？能量流动的起点是 能量的转化形式是？
2、各营养级能量的来源？在食物链（网）上/生物群落中能量流动的渠道、形式？
3、摄入量、粪便量、同化量、用于生长发育繁殖等生命活动的能量、流入下一营养级的能量、呼吸作用消耗（呼吸作用以热能散失）、流向被分解者的能量、未被利用的能量之间的关系？各级消费者（除顶级消费者）能量的来源和去路2条/3条/4条？被分解者利用的能量包括？
4、如何判断从某营养级指向下一营养级的能量箭头是指摄入量还是同化量？能量流动的特点及相应的原因？ 能量传递效率是指？ 食物链上的环节一般不超过5个，为什么？自然生态系统各种生态金字塔的形状特点？
5、举例说明研究能量流动的意义有哪些
6、如何从能量的输入和输出来看生态系统的总能量是否增加？其中输入和输出分别是？
第3节 生态系统的物质循环
第3章 生态系统及其稳定性
目标导航:
阐述生态系统的物质循环过程
通过分析生物富集的过程，理解生物富集的成因和危害
说明物质循环与能量流动的关系
尝试探究土壤微生物的分解作用
【问题探讨】
荒漠中缺乏水分，分解者数量很少
讨论:
1.胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？
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。
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？
枯枝落叶少，物质循环慢
两种元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环 的。
呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大气中。
你能想象这些二氧化碳分子的去向吗？
这些二氧化碳分子中的碳元素和氧元素又是怎样来到你体内的？进入你体内之前又存在于什么物质中？
食物
人体的细胞呼吸
CO2
植物的光合作用
一、碳循环
二氧化碳溶入水，因此可在大气和海洋、河
流之间进行交换。此外，碳还可以长期固定或保
存在非生命系统中，如固定于煤、石油或木材中。
人类对煤和石油等能源的利用，向大气中排放了
大量的二氧化碳。（右图)。
分析生态系统的碳循环
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)；
在生物体内主要以含碳有机物的形式存在；
2、碳在无机环境和生物群落之间主要是以什么形式进行循环的？循环的范围如何？
CO2
生物圈
3、碳是如何进出生产者、消费者、分解者的？
（什么形式、那种生命活动、形成那些产物？）
进生物体
生产者的光合作用
化能合成作用
消费者的摄食
出生物体
生产者、消费者呼吸作用
微生物的分解作用
化石燃料的燃烧
5.物质循环中，对物质转化必不可少的生物因素是
绿色植物和微生物
4.与碳循环关系最密切的两种细胞器是 。
线粒体、叶绿体
大气中的CO2库
燃
烧
光
合
作
用
呼
吸
作
用
生产者
消费者
摄食
微生物的
分
解
作
用
呼
吸
作
用
动植物的遗体和排遗物
泥炭、煤、石油
化石燃料
分解者
1.碳循环示意图
非生物环境
生物
群落
（有机物）
CO2
CO2
任务一：请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。
①呼吸作用；
C从无机环境进入生物群落的途径：
C返回无机环境的途径：
主要是生产者的光合作用
②分解者的分解作用；
③化石燃料的燃烧。
次要：生产者的化能合成作用
【注意】碳在生态系统各成分之间的传递并不都是双向的，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递均是单向的。
碳循环总结：
(1)碳的存在形式及循环形式:
①碳在非生物环境中的存在形式主要是 。
②碳在生物群落中的存在形式主要是 　　　 。
③碳在非生物环境与生物群落之间的循环的形式是 　 。
④碳在生物体之间的传递途径是　　　　　　　　　。
二氧化碳和碳酸盐
含碳有机物
二氧化碳
食物链(和食物网)
(2)碳出入生物群落的途径:
①碳进入生物群落: 　　　　　　　　　　　 。
②碳出生物群落:
、 和 。
生产者的光合作用或化能合成作用
动植物的呼吸作用
微生物的分解作用
化石燃料的燃烧
大气中的CO2库
生产者
消费者
分解者
大气中的CO2库
生产者
初消
次消
分解者
大气中的CO2库
生产者
初消
次消
三消
分解者
碳循环图解中各成分的判定方法
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的C为大气中的CO2库。
A______________
B______________
C______________
D______________
A______________
B______________
C______________
D______________
E______________
F______________
生产者
大气中的二氧化碳库
消费者
分解者
大气中的二氧化碳库
三级消费者
分解者
次级消费者
生产者
初级消费者
【思考】若使上图表示完整的碳循环，需补充__________________
化石燃料的燃烧
典题应用：识别图中各成分
（1）.概念:
组成生物体的________________________等______，都在不断进行着从_____________到__________，又从__________到____________的_____过程，这就是生态系统的物质循环，又叫_________________；
碳、氢、氧、氮、磷、硫
元素
非生物环境
生物群落
生物群落
非生物环境
循环
生物地球化学循环
（2）.范围—________
生物圈
（3）.特点:
(1)_______: 物质循环的范围为生物圈；
(2)_____________: 物质可被生物群落反复利用，对改进农业生产方式有多方面的启示，例如可以采用种养结合的模式；
全球性
循环往复运动
物质：
循环过程：
C、H、O、N、P、S等
非生物环境 生物群落
2.生态系统的物质循环
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；
3.【与社会的联系】温室效应
化石燃料的燃烧
冰川融化
（1）形成原因：
①化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放；
②森林、草原等植被遭到大面积破坏。
（2）危害：
引起全球性气候变化
（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 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。
冰川加速融化，海平面上升
(1)参与物质循环的对象是含有碳的糖类、脂肪、蛋白质等有机物(　　)
(2)物质循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统(　　)
(3)沼渣等作为肥料还田，使物质能够循环利用(　　)
(4)在碳循环中生产者只起固定CO2的作用(　　)
(5)由于过度地开采和使用化石燃料，破坏了生态系统的碳平衡，导致大气中二氧化碳浓度增加并引起全球气候变化(　　)
(6)海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用(　　)
×
√
判断正误
√
×
√
√
1.如图是自然界碳循环的简图。据图分析，下列叙述错误的是
A.甲为分解者，乙为消费者，丙为生产者
B.①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用
进入大气中
C.④主要表示大气中CO2通过光合作用进入生
物群落
D.碳元素以无机物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流动
典题应用
√
2.(2022·江苏泰州高二期末)如图为碳循环的部分示意图。下列叙述正确的是
A.碳元素在②③④⑤⑥过程中以有机物的形式流动
B.①中的碳元素含量是⑦⑧中的碳元素含量之和
C.图中生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ可以构成3条食物链
D.豆科植物根部的根瘤菌所需的有机碳来自⑥过程
√
农田 南极的企鹅
DDT杀虫剂
物质循环具有全球性
铅与人类的生活息息相关
日
常
生
活
中
铅
的
应
用
香烟
食品
玩具
工业废气
化妆品
餐具
燃烧
容器
汽车
尾气
二、生物富集
铅是一种毒性很强的化学元素
资料1：铅对人体血液、血管、肾脏、生殖腺和神经系统等均有毒害作用。在儿童中，铅中毒症状尤为明显。
自2013年起，联合国环境规划署和世界卫生组织联合号召：每年十月底在全球开展“预防铅中毒国际行动周”活动。
资料2：铅在植物组织中可致光合作用及脂肪代谢的强度减弱，吸水量减少，耗氧量增加。
资料3：铅对微生物也具有毒害作用。
二. 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
人工合成的有机物: 如DDT、六六六等。
重金属: 如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)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______的；
②必须是生物体能够______的且________的；
③在生物代谢过程中是________________的；
稳定
吸收
不易被分解
不易排出
4.生物富集的主要途径——______________
食物链、食物网
5. 生物富集实例——铅的富集
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
燃烧冶炼
降雨
吸收
捕食
积累
最高营养级含铅量最高
6.生物富集现象的特点
（1）从非生物环境进入生物体，
沿食物链（网）逐级富集。
（2）毒性强，危害大。
（3）稳定而不易分解，积累而不易排出。
随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象。
7.生物富集的危害：在生物体内形成积累性中毒。
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.研究生物富集的意义
减少有害物质在生物体内的富集，提高水产品的安全性。
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
构建食物网的方法：
（教材P67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
D和E
A
B和C
练习与应用
鱼的种类 A B C D E
Hg 17.8 61.9 70.4 117.0 112.0
Pb 27.3 34.9 52.5 84.3 75.8
Cd 8.8 14.1 10.3 21.9 41.6
(1)生物富集的物质会沿着食物链、食物网在生物体内聚集(　　)
(2)营养级越高的生物，其体内富集的有害物质的浓度越高(　　)
√
判断正误
√
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
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
任务2：在碳循环模型中绘制能量流动的过程
光 能
热 能
能量流动和物质循环的关系：
同时进行，相互依存，不可分割。
②物质是能量沿着食物链（网）流动的 ；
③能量是物质在生物群落和非生物环境之间循环往返的 。
载体
动力
①能量的固定、储存、转移和释放都离不开物质的 和 ；
合成
分解
三. 能量流动和物质循环的关系
能量流动 物质循环
范围
特点
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
三. 能量流动和物质循环的关系
联系
过程
形式
（1）二者是生态系统的主要功能，同时进行、相互依存，不可分割。
（2）物质是能量流动的载体，使能量沿着食物链（网）流动；
（3）能量是物质反复循环的动力。
实验原理：
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，数量是极其繁多的。
探究土壤微生物的分解作用
探究·实践
它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主要与环境温度和湿度有关。
2.参考案例1
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)
探究·实践 探究土壤微生物的分解作用
探究活动
案例1 探究土壤微生物对落叶的作用
准备土壤
实验组：土壤灭菌处理 对照组：土壤不做处理
准备落叶
实验组与对照组叶片数量与大小基本一致
分别埋入落叶
一段时间后,检测树叶分解情况
实验组
对照组
1.实验原理: 土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主要与环境温度和湿度有关。
2.参考案例1
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
探究·实践 探究土壤微生物的分解作用
探究·实践 探究土壤微生物的分解作用
3.参考案例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 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
1. 配置土壤浸出液
2.实验组和对照组的处理
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
结论: 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
探究·实践 探究土壤微生物的分解作用
3.参考案例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 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
(1)可采用加热烘干的方法除去实验组中的土壤微生物(　　)
(2)应将实验组和对照组的土壤放在隔绝空气的条件下(　　)
(3)对照组中落叶的分解速度明显高于实验组(　　)
(4)实验组和对照组可以分别选择不同种类的落叶进行实验(　　)
×
×
判断正误
√
×
1.右图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，则分解者的作用强弱是( )
A. a>c＝b 　　　
B. c>b>a
C. c＝b>a 　　　
D. a>b>c
D
典题应用
2.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
一、概念检测
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。 （ ）
D
3.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，大熊猫的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.纤维素分解菌促进了生态系统中的物质循环
D.能量流动方向是竹子→大熊猫→纤维素分解菌
C
D
1. 生物圈是不是一个在物质上自给自足的系统？为什么？
【提示】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。
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？
【提示】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

展开更多......

收起↑