资源简介

(共39张PPT)
生产者 被摄食 消费者
中的有机物 形成 中的有机物
被分解，形成
早期的动植物 通体等，形成
分解者
中的有机物
经呼吸作用，释放
生态系统的物质循环
岩石中的碳酸钙
海洋等水体中碳酸氢根等
被大量开采和使用
煤、石油等化石燃料
中的二氧化
X
经光合作 用，形成
— — 溶 解 —
— 分 解 —
经呼吸作
用，释放
经呼吸作
用，释放
袋
必
教学目标
1.通过分析碳循环的过程，建构概念模型，概述生态系统的物质循环。
2.通过分析比较生态系统物质循环和能量流动的过程，说明两者的关系。 3.根据生态系统物质循环的规律，为科学、有效地利用生态系统中的资 源等提出有价值的建议和措施。
4.通过对案例的分析讨论，阐明生物富集的成因和危害，并提出科学的 防治建议。
中华文明传承5000多年，积淀了丰富的生态学智慧。《荀子》写道：“水深而回，
树落则粪本。”从生物学的角度阐释，“树高千丈，叶落归根”蕴含了生态系统的物 质循环原理(如下图)。诸如碳、氢、氧之类的元素，在生态系统中不断变换形态，
有时它是生物体的组成部分，有时又是无机环境的成分。物质是怎样在生物群落与无 机环境之间往复循环的 物质循环对于维持生态系统的稳态具有怎样的作用
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
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。
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
胡杨林
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 进入身体之前又存在于什么物质中
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。
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 )。
分析讨论
1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在 2.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)
请用关键词、线段、箭头、方框等表示讨论的结果。 3.你如何看待人类活动对碳循环的影响
一、碳循环
分析生态系统的碳循环
大气中的二氧化碳库
一、碳循环
1、碳 在非生物环境和生物体内分别以什么
形式存在
CO 和碳酸盐 含碳有机物
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
CO 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 )
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
生产者的光合作用 化能合成作用
消费者的摄食
进生物体
出生物体
(一)、碳循环过程：
1、学生活动 请用箭头和简短的文字表明碳元素在下述 构建模型： 各成分之间的联系。
大气中CO
生产者 消费者
分解者 煤、石油
一、碳循环
大气中的CO 库
泥炭
煤
石油
动植物遗体和排泄物
光合作用
呼吸作用
呼吸作用
微生物的分解作用
厂房、个汽车等
摄 食
燃 烧
化石燃料
光
大气中的CO 库
遗体、排遗物
消费者
2、共同构建碳循环的图解
合作用
呼吸作用
分解者
生产者
遗 体 排 遗 物
遗体
一、碳循环
讨论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资源的利用，会向大气中排放大量的 二氧化碳，打破了生物圈中碳循环的平衡，加剧温室效应，引起 全球性的气候变化。
但人类又大力开展植树造林、开发新能源、发展节能产业等， 有利于降低大气中的二氧化碳浓度，维持生物圈的碳平衡。
3、碳循环小结：
(1)碳在无机环境和群落间循环的形式： CO
(2)碳在无机环境中的主要存在形式：CO ( 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： 大气中的CO 库
① 生产者、消费者呼吸作用
动物 植物
② 微生物的分解作用
③ 化石燃料的燃烧
动植物遗体和排泄物 化学燃料
呼吸作用 作用
食物链
微生物分解作用
光合
燃 烧
a 代表光合作用 b、d 代表呼吸作用
C代表微生物的分解作用
一、碳循环
碳循环示意图
C
分解者
d
消费者二
CO
a b
生产者
A 生产者
B 大气中的二氧化碳库
C 消费者
D 分解者
A 大气中的二氧化碳库 B 三级消费者
C分解者
D次级消费者
E生产者
F 初级消费者
若使上图表示完整的碳循环，需补充化石燃料的燃烧
现学现用：识图
思考：
(二)、物质循环的概念：
1、组成生物体的C 、H、O、N、P、S 等基本元素，都在不断进行着
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。
2 、 范围： 生 物 圈 ，又叫生物地球化学循环
物质： ( C、H、0、N、P、S等
循环过程：非生物环境二 生物群落
特点： 循环往复运动，全球性
3、应用实例：种养结合-如稻田中养鱼养鸭
化石燃料的大量燃烧(主要原因)
森林、草原等植被的破坏
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
减少化石燃料的使用 开发新能源
保护植被，增大绿化面积
1 ) 原 因
2)危害
4、人类活动对碳循环的影响
温室效应
3)缓解措施
冰川融化
农田 DDT杀虫剂的企鹅
物质循环具有全球性
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，称作生物富集。
人工合成的有机物：如 DDT、六六六
重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)
(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，危客大。
(3)稳定而不易分解，积累而不易排出。
2、物质：
3、特点：
随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象。
鱼鹰
大鱼
小鱼
植物
水
二、生物富集
4.有害物质富集的实例——铅的富集
铅与人类的生活息息相关
铅
燃烧
餐具
日常生活中铅的应用
玩 具
气
汽车 尾气
容器
化妆品
工 业 废
食 品
香烟
二、生物富集
4.有害物质富集的实例——铅的富集
任务1:分析铅循环的主要过程
大气
降水
猛禽
沙尘暴
燃烧冶炼 空气中 降雨
的铅颗
粒
吸收
最高营养级
含铅量最高
物
二、生物富集
4 . 有害物质富集的实例— — 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 中的铅
生产者、 浮游动
土壤、 水体中
各级消费者
的铅
捕食
积累
二、生物富集
4.有害物质富集的实例——铅的富集
对比碳循环，分析铅在生物体内富集的原因
呼吸作用
非生物环境吸收 生产者 摄食 消费者
分解作用
分解者
成因：铅在生物体内形成难以降解的化合物，且不易排出。
中的碳
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。
二、生物富集
5.生物富集的危害：在生物体内形成积累性中毒。
6.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。
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
1952年，日本5万多只猫集体跳海自尽
项目 能量流动
物质循环
范围 主要是食物链(网)各营养级中
生物圈
形式 主要以有机物形式流动
主要以无机物形式循环
特点 单向流动、逐级递减
循环往复，全球性
联系 (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 。
1.能量是物质循环的动力
2.物质是能量流动的载体
三、能量流动与物质循环的关系
探究 ·实践 探究土壤微生物的分解作用
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。
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。
提出问题： 土壤微生物能分解淀粉吗
作出假设： 土壤微生物能分解淀粉
设计实验： (1)材料用具：土壤、烧杯、玻璃棒、试管、 蒸馏水、碘液、斐林试剂、淀粉糊等。
(2)实验原理：土壤微生物通过分泌淀粉酶能将淀粉分解为还原性糖
(麦芽糖、果糖、葡萄糖),通过碘液检测，可以证明淀粉被分解；通 过斐林试剂(水浴加热)的检测，可以证明淀粉被分解为还原性糖。
(3)实验步骤：
1.配置土壤浸出液
水
纱布
烧杯 土壤
淀积层
取出
玻璃棒
水
枯枝落叶层
有机碎屑层
腐殖质层
实验课题： 探究土壤微生物对淀粉的分解作用
变蓝
斐林试剂 加热
分解 葡萄糖
产生砖红色沉淀
一、实验原理
淀粉
淀粉
碘液
探究 · 实践 探究土壤微生物的分解作用
进行实验：
加入土壤浸出液 淀粉糊 加入蒸馏水
A B
实验结果：
结 论： 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
加入斐林试剂
A2
出现砖红色沉淀
加入斐林试剂
B2
不出现砖红色沉淀
加入碘液
A1
不变蓝
加入碘液 B1
变蓝
A1、A2 取自加土壤 浸出液的一组
B1、B2 取自加入蒸 馏水的一组
●实验证明土壤中的微生物能分解淀粉
斐林试剂检测
碘液检测
探究活动
案例1 探究土壤微生物对落叶的作用
准备土壤 准备落叶
实验组：土壤灭菌处理 对照组：土壤不做处理
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
案例2 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗
落叶
实验组
对照组：
土壤不做处理
落叶未腐烂 落叶腐烂
实验组：
土壤做处理，排 除微生物的作用
实验结果：
课堂检测：
右图示生态系统碳循环示意图，A、B、C、D
是生态系统的成分，请据图回答：
(1)此生态系统的能量流动是从[c]生产者
固定太阳能开始的。
(2)碳元素在大气中与A、B、C之间的传递是以
CO 形式进行的，在生态系统各成分中A
为 消费者， B为分解者。
(3)图中D —→C过程是通过 光合 作用实现的，C →D过程是通过 呼吸_ 作 用实现的，B—→D 过程是通过分解者分解_作用实现的。
(4)生物群落中有一部分碳以 煤、石油等化石燃料形式储藏在地层中。碳在 无机环境中以 CO 碳 酸 盐形式存在。
生产者 被摄食 消费者
中的有机物 形成 中的有机物 被分解，形成
通牌的动辘搬
分解者
中的有机物
经呼吸作用，释放
人类活动
沙漠治理行动
植树造林工程
供人类所利用
实施秸秆还田
无废弃物农业 施肥 NH HCO3
践行低碳生活
制定气候协议
增加
增 加
被砍伐
收割等
在土壤中
人畜粪尿
增加温室的
减少
定指标，控制
岩石中的碳酸钙
海洋等水体中碳酸氢根等
四、课堂小结
二 氧 化
经呼吸作 用，释放
中 的
经呼吸作
用，释放
气
K
经光合作 用，形成
全球气候变暖
海洋酸化
溶解
分解
加速
煤、石油等化石燃料
释放硫氧化 物等，造成
被大量开采和使用
浓度上升，导致
袋
酸雨
四、课堂小结
1.某些有害物质(如铅)会通过食物链不断地富集；
2.通过微生物的分解作用，物质从生物群落回归非生物环境； 3.生态系统中能量流动和物质循环各具特点，又相互依存，
不可分割。掌握这一规律，我们能够更加科学、有效地利用 生态系统中的资源。
渠道
决定
生 态 系统
影响
参与
过程
特点
生态金字塔 生物富集
营养 结构
组成 成分
物质 循 环

四、课堂小结
能 量
流动
功能
结构
载 体
动 力
练习与应用
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。 ( )×
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 ( ) C
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 ( )D
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
3. 在生态系统中，使二氧化碳进入生物群落的生物主要是 ( ) D
A.细菌 B.真菌 C.动物 D.绿色植物
二、拓展应用
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。
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。
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
：ng ·g-1)。 请
据表推测，这几种鱼中，草食性的鱼是 A , 杂食性的鱼是 B 和C 肉食性的鱼是
D 和为什么

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