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(共45张PPT)
　　茫茫荒漠夜孤单，细语胡杨度万年
1.胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？
问题探讨
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？
.
第3章 生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的物质循环
请结合以下问题，绘制一幅“碳先生”旅行的图片。结合图片思考：生物体和大气中的碳含量都长期处于稳定的状态，这是怎样维持的呢？
思考 讨论
1.碳在非生物环境和生物体
内分别以什么形式存在？
大气中的二氧化碳库
煤、石油
生物群落中的有机物
请结合以下问题，绘制一幅“碳先生”旅行的图片。结合图片思考：生物体和大气中的碳含量都长期处于稳定的状态，这是怎样维持的呢？
思考 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
（以什么形式、通过哪种生命活动、 形成哪些产物等）？
光合作用
光合作用
光合作用
大气中的CO2库
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
微生物的分解作用
煤 石油
分解者
溶解
摄食
碳循环
碳循环
1.进入生物群落的途径:
2.碳在生物群落内传递的途径:
食物链
3.碳返回非生物环境的途径:
②分解者的分解作用
①生产者、消费者的呼吸作用
③化石燃料的燃烧
形式:
含碳有机物
生产者的光合作用,化能合成作用
碳循环
4.碳循环的形式：
二氧化碳
3、如何看待人类活动对碳循环的影响？
粮食
饲料
肉食
木材
薪材
化工产品
能源
……
A.人类社会需求
碳循环
思考 讨论
B.国家环保行动
签署气候协议
提高质量标准
垃圾分类回收
号召节约粮食
退耕还林工程
天然林保护工程
沙漠治理行动
城市绿化
碳循环
3、如何看待人类活动对碳循环的影响？
思考 讨论
B.国家环保行动
无废弃物农业
实施秸秆还田
推广高产作物
发展清洁能源
加大科研投入
碳循环
3、如何看待人类活动对碳循环的影响？
思考 讨论
戒奢侈、捐旧衣
点适量、不浪费
重隔热、简装修
乘公交、少开车
关水电、节约纸
C.个人低碳生活
碳循环
3、如何看待人类活动对碳循环的影响？
思考 讨论
氮循环
1.物质循环的概念
组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，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，这就是生态系统的物质循环。
指地球上最大的生态系统——生物圈。物质循环具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。
生态系统的物质循环
2.物质循环的特点及应用
生态系统的物质循环
(1)_______: 物质循环的范围为生物圈；
(2)_____________: 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
判断参与碳循环的四种成分
大气中的CO2库
生产者
分解者
消费者
大气中的CO2库（非生物的物质和能量）
生产者
初消
次消
三级消
分解者
1.如图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析错误的是（　　）
A、生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足
B、A是消费者，C是生产者，碳在各成分间以CO2的形式传递
C、对E过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡
D、碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体
B
大气中的CO2库
生产者
分解者
消费者
化石燃料的燃烧
对应训练
2.如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。下列相关叙述中，不正确的是( )
d过程代表光合作用，b过程代表呼吸作用
甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多
C.碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式传递
D.碳元素可在非生物环境和生物群落之间反复利用
A
对应训练
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，耗氧量增大，阻碍植物生长，甚至导致死亡。
资料3：铅对微生物也具有毒害作用。
生物富集
——铅的富集
煤燃烧、有色金属冶炼
铅被排放进入大气
沉降在土壤和植被表面
进入土壤
进入水体
植物根吸收叶片摄入铅
水生植物、浮游动物直接吸收铅，动物饮用含铅的水，直接摄入铅
铅进入体内形成多种比较稳定的铅的化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被排出，积蓄在体内
含铅生物被更高营养级动物食用，沿食物链聚集
最终积累在食物链的顶端
生物富集
——铅的富集
扩散途径：
大气
水
生物迁移等
特点1：全球性
水
水底沉积物
中国血蛤
资料1：不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内铅浓度
结果：铅在中国血蛤体内的浓度超过环境浓度。
生物富集
中国血蛤
（Hiatula chinensis）
铅浓度(ppm)
采样点1 采样点2 采样点3 采样点4
生物富集
——铅的富集
资料2：置于0.48 nmol/g铅溶液中美国钩虾体内铅浓度随时间的变化
美洲钩虾
（Hyalella azteca）
时间（天）
体内铅浓度(nmol/g)
结果：铅在美国钩虾体内浓度随浸泡时间延长而增加。
生物富集
——铅的富集
特点2：铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
水
浮游生物
鱼
水鸟
<
<
2 ppm
5 ppm
200 ppm
1600 ppm
生物富集
——铅的富集
资料3：水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图
铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
生物富集
——铅的富集
原因：铅在生物体内形成比较稳定的化合物，
难以降解、不易排出。
消费者
生产者
分解者
吸收
摄食
呼吸作用
非生物环境中的碳
分解作用
DDT
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。
①重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等
②人工合成的有机化合物：如DDT、六六六等
2. 生物富集的途径
食物链、食物网
③一些放射性物质
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：
（1）这四个种群中属于生产者的是_________
（2）DDT在生物体内富集时，在能量流动的渠道中，_______越高，生物体内的DDT浓度越高。
（3）写出四个种群的能量流动渠道：_____________
甲
营养级
乙
甲
丙
丁
对应训练
能量流动和物质循环的关系
物质循环与能量流动的关系图
能量流动 物质循环
范围
形式
特点
过程
联系 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
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。
能量流动和物质循环的关系
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
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。
秋天刚收获的花生
第二年春天从土中刨出的花生
背景资料
提出问题
作出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
采集土壤微生物的方法
采集带有落叶的土壤
土壤垂直剖面模式图
枯枝落叶层
有机碎屑层
腐殖质层
淀积层
枯枝落叶层
有机碎屑层
带有落叶的土壤中含有土壤微生物较多，
好氧微生物主要生活于土壤表层。
土壤微生物通过分泌胞外酶，将底物分解为简单的分子，然后通过细胞膜吸收营养物质。
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
作出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
如何证明土壤微生物具有分解作用？
有机物的分解
现象
本质
分解过程中，物质发生怎样的变化？
落叶等的腐烂
影响
因素
背景资料
提出问题
作出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
问题1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
可能的实验现象（以一片落叶为例）
一个月后的落叶
新采集的落叶
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
作出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
问题2：土壤微生物能分解淀粉
可能观察到的实验现象
加碘液：
加斐林试剂：
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
作出假设
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
增加重复次数（每组落叶等量若干，组内设置多组等）
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
作出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
土壤进行处理，排除土壤微生物的作用（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1小时）
土壤不进行处理，自然状态
落叶未腐烂
落叶腐烂
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
作出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
进行实验观察和结果记录
培养时间 第1周 第2周 第3周 第4周
对照组落叶 平均干重
实验组落叶 平均干重
（实验组-对照组）平均干重
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
作出假设
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1：
分析可能的结果和得出对应的结论
相同时间内（实验组-对照组）平均干重
结论
正值 落叶是在该土壤中微生物的作用下腐烂
0或者负值 落叶在该土壤中微生物的作用下不腐烂
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
作出假设
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 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
所加样液中是否含有土壤微生物
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
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
作出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
一、实验原理
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
纱布
烧杯
土壤
水
玻璃棒
水
取出
碘液
斐林试剂
加热
1.配制土壤浸出液
二、实验步骤
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
作出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
2.另取两只烧杯，编号A、B
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
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
背景资料
提出问题
作出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
实验过程中要控制变量，让实验组和对照组除自变量以外的条件保持一致。本实验可能等几天甚至几周以上的时间才能出结果，因此要有计划地观察和记录
背景资料
提出问题
作出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
实验 探究：探究土壤微生物的分解作用
1.落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的
2.土壤微生物能分解淀粉
背景资料
提出问题
作出假设
设计实验方案
进行实验
分析结果、得出结论
表达交流
问题探讨
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？
.
①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；
②消费者与分解少，物质循环慢；
③土壤中可供分解者分解的动植物遗体少，且分解速度慢，土壤中积累的营养物质少；
④胡杨会从土壤中吸收营养物质。
（1）该人工生态系统的能量来自于　　 　 　
（2）鸭粪能促进浮游植物生长的原因是　　　 　　 　　 　
（3）养殖户甲过度增大了鸭子的养殖密度，导致鸭粪对鱼塘污染严重，鲢鱼大量死亡。鲢鱼大量死亡的原因可能是　　 　　　　。
浮游植物固定太阳能和人提供的饲料中的能量
鸭粪在水中微生物分解为无机物，分解的某些无机物可以被浮游植物吸收利用，从而促进浮游植物生长。
鸭子密度过大，产生的粪便增多，一方面使鱼塘污染，另一方面使浮游植物大量繁殖，造成水体缺氧。
某地开发了鱼鸭混养的养殖模式，鱼塘内养殖鲢鱼，鱼塘边建立鸭棚（鸭群可进入鱼塘）。鲢鱼生活在鱼塘的上层水域，主要以浮游植物为食，鸭主要以饲料为食，鸭粪散落在水中可促进浮游植物的增多。鱼鸭混养取得了良好的经济效益。回答下列问题：
（4）养殖户乙为进一步优化鱼鸭混养的养殖模式，增养鳙鱼。鳙鱼主要以浮游动物为食，而浮游动物主要以浮游植物和现成有机物碎屑为食。综合分析，养殖户乙增养鳙鱼的优势有　 　　　　 　（写出两点）。
养殖户乙增养鳙鱼的优势有：一可以增加物种，增强了该生态系统的稳定性，二增加收益。

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