【公开课】生态系统的物质循环课件高二上学期生物人教版选择性必修2

第3章生态系统及其稳定性第第3节节 生态系统的物质循环生态系统的物质循环生态系统功能生态系统功能能量流动物质循环信息传递问题探讨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额济纳胡杨林问题探讨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讨论1 1.胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？荒漠中缺乏水分，分解者的数量很少，因荒漠中缺乏水分，分解者的数量很少，因此死亡后的胡杨无法被快速分解此死亡后的胡杨无法被快速分解额济纳胡杨林讨论讨论2 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，因此，长有胡杨从土壤中吸收营养物质，因此，长有胡杨的荒漠土壤比草原的更为贫瘠的荒漠土壤比草原的更为贫瘠额济纳胡杨林呼一口气，许多CO2分子会离开你的身体，进入大气中COCO2 2你能想象它们的去向吗？进入一颗小草的叶肉细胞COCO2 2COCO2 2随大气环流飘向异国他乡这些CO2分子中的碳元素和氧元素是怎样来到你体内的？进入你体内之前存在于什么物质中？生物群落非生物环境C OC O碳循环碳循环生物群落生物群落非生物环境非生物环境组成生物的各种化学元素范围：生物圈碳是_ _的重要元素之一，组成生物体的蛋白质、糖类、脂质和核酸等都是以_ _形成的；大气中的碳主要是_ _；构成生物体构成生物体碳链为基本骨架碳链为基本骨架二氧化碳二氧化碳思考思考 讨论讨论分析碳循环的过程分析碳循环的过程二氧化碳能溶于水，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，向大气排放了大量的二氧化碳煤 石油讨论1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？碳在非生物环境中主要以碳在非生物环境中主要以COCO2 2的形式存在（其次还有碳酸盐）的形式存在（其次还有碳酸盐）在生物体内主要以在生物体内主要以含碳有机物含碳有机物的形式存在的形式存在2.碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节（以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等）？生产者生产者消费者消费者分解者分解者环境环境CO2环境环境光合作用呼吸作用捕食呼吸作用呼吸作用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于降低大气中的二氧化碳浓度，维持生物圈的碳平衡大气中的大气中的COCO2 2库库水圈中的水圈中的COCO2 2库库碳循环和能量流动的模型示意图碳循环和能量流动的模型示意图大气中的大气中的COCO2 2库库水圈中的水圈中的COCO2 2库库海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用当大气中COCO2 2含量增加，水圈中的COCO2 2含量也随之增加如果大气中的COCO2 2发生局部短缺，水圈中的COCO2 2也能及时进入大气生产者生产者碳循环和能量流动的模型示意图碳循环和能量流动的模型示意图大气中的大气中的COCO2 2库库水圈中的水圈中的COCO2 2库库生产者生产者光合作用呼吸作用残枝败叶、遗体残枝败叶、遗体和排出物和排出物消费者消费者消费者消费者摄食呼吸作用煤、石油等煤、石油等煤、石油等煤、石油等分解者分解者分解者分解者呼吸作用燃烧碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以 形式进行COCO2 2大气中的二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内流动，所以碳循环具有 。全球性全球性太快太多导致温室效应碳存在形式碳存在形式:非生物环境中:生物群落内部:碳循环形式碳循环形式:生物群落与非生物环境之间:生物群落内部:碳进入生物群落的途径：碳进入生物群落的途径：碳返回非生物环境的途径碳返回非生物环境的途径:生产者、消费者的呼吸作用生产者、消费者的呼吸作用分解者的分解作用分解者的分解作用(实质是呼吸作用实质是呼吸作用)化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧主要是主要是 COCO 和碳酸盐和碳酸盐含碳有机物含碳有机物主要是主要是COCO2 2含碳有机物含碳有机物光合作用光合作用 化能合成作用化能合成作用与社会的联系与社会的联系世界范围内，化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放，加剧了温室效应，引起全球性的气候变化碳平衡碳平衡指碳的排放和吸收在数量数量或质量质量上相等相等，大气中的CO2浓度相对稳定碳平衡的失调碳平衡的失调温室效应温室效应我国一方面采取积极措施减少二氧化碳排放，另一方面大力植树种草，提高森林覆盖率，这在 和 二氧化碳方面发挥了重要作用吸收吸收固定固定我国大面积的人工林的成长显示出巨大的固碳潜力20多年来，由于采取秸秆还田等措施，我国农田表层土壤也储存了大量的碳。如果进一步提高秸秆还田率，农田土壤储碳量还可以进一步提高生态系统的物质循环生态系统的物质循环组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等 ，都在不断进行着 从 到，又从 到 的循环过程 指的是地球上最大的生态系统生物圈物质循环具有全球性，因此又叫元素元素非生物环境非生物环境生物群落生物群落生物群落生物群落非生物环境非生物环境生态系统生态系统生物地球化学循环生物地球化学循环物质在生态系统中物质在生态系统中循环往复运动循环往复运动的特点在改进农业生产方式的启示：的特点在改进农业生产方式的启示：种养结合的模式稻田中养鸭养鱼昆虫、杂草等取食取食粪便消化消化促进物质循环氮磷供水 稻吸收利用CO2CO2CO2为水稻的光合作用补充原料生物富集生物富集土壤中的微生物能够分解有机物，这是物质循环过程中的重要 一环。生态系统中的消费者能够加快物质的循环过程是不是所有物质都能较快地通过食物链回归非生物环境呢？人类活动向环境中排放了很多有害物质，包括一些重金属重金属，如铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）等，以及人工合成的有机化合物人工合成的有机化合物，如DDT、六六六等DDT，即双对氯苯基三氯乙烷，是一种人工合成的有机氯杀虫剂，它不易分解，易溶于脂肪并积累在动物脂肪中六六六的成分是六氯环己烷，主要用于防治蝗虫、稻螟虫、蚊、蝇这些有害物质一进入环境便参与生态系统的 ，但是它们的循环过程却与碳、氮等元素的循环过程不同物质循环物质循环铅是一种毒性很强的化学元素，原本以比较稳定的形式存在于环境中，但人类活动加速了铅的循环，改变了铅在环境中的分布煤和有色金属中的铅煤和有色金属中的铅燃烧冶炼直径不足0.5 m的微小颗粒排放大气大气沉降土壤和植被土壤和植被表面表面（铅颗粒）土壤土壤随降雨水体水体植物植物叶摄入吸附的铅根吸收直接吸收水中生活的植物、浮游动物动物饮用进入体内的铅，能够形成多种比较稳定的铅化物，分布于生物体的多种组织细胞，导致铅不易被生物体排出，从而积蓄在体内生物富集生物富集生物富集生物富集生物体从周围环境吸收、积蓄某种 或 的化合物，使其在机体内浓度超过 浓度的现象煤和有色金属中的铅煤和有色金属中的铅燃烧冶炼直径不足0.5 m的微小颗粒排放大气大气沉降土壤和植被土壤和植被表面表面（铅颗粒）土壤土壤随降雨水体水体植物植物叶摄入吸附的铅根吸收直接吸收水中生活的植物、浮游动物动物饮用元素元素难以降解难以降解环境环境一旦含有铅的生物被更高营养级的动物食用，铅就会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在 。食物链的顶端食物链的顶端铅沿食物链不断积累和浓缩的过程示意图镉、汞等重金属，DDT、六六六等有机化合物以及一些放射性物质，也存在这样的生物富集现象。由于这些有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地，因此，这种现象也是 的全球性全球性能量流动和物质循环的关系能量流动和物质循环的关系能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，它们同时进行，彼此相互依存，不可分割大气中的大气中的COCO2 2库库水圈中的水圈中的COCO2 2库库生产者生产者光合作用呼吸作用残枝败叶、残枝败叶、遗体遗体和排出物和排出物消费者消费者煤、石油等煤、石油等分解者分解者燃烧摄食呼吸作用呼吸作用光能光能热能热能能量的 、和 ,都离不开物质的 和 等过程物质作为能量的 ,使能量沿着 流动;能量作为 ,使物质不断地在生物群落和无机环境之间 。生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体释放释放固定固定储存储存转移转移合成合成分解分解食物链食物链(网网)载体载体动力动力循环往复循环往复物质循环物质循环(以碳循环为例以碳循环为例)能量流动能量流动项目项目形式形式太阳能太阳能热能热能化学能化学能无机物无机物有机物有机物同时进行、相互依存，不可分割同时进行、相互依存，不可分割能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解合成和分解物质是能量沿食物链物质是能量沿食物链(网网)流动的载体流动的载体能量是物质在生态系统中往复循环的动力能量是物质在生态系统中往复循环的动力联系联系生物圈生物圈(全球性全球性)生态系统各营养级生态系统各营养级范围范围全球性、循环性全球性、循环性单向流动、逐级递减单向流动、逐级递减特点特点能量流动和物质循环紧密交织在一起，但它们具有不同的特点化学元素化学元素过程过程沿食物链（网）沿食物链（网）无机环境和生物群落循环无机环境和生物群落循环全P93如图为生态系统中能量流动和碳循环的关系图，据图回答下列问题：(1)对物质循环起关键作用的成分是_和_。(2)图中的表示的生理过程分别是_ _。(3)c生物处于第三营养级，若要使c增加200 kg，至少需要消耗a_。a a生产者生产者d d分解者分解者光合作用光合作用 呼吸作用呼吸作用分解作用分解作用5 000 kg5 000 kg碳循环中各种成分的判断碳循环中各种成分的判断模式图1：E为 ；F、D、B都为 ；C为 ；A为 ，先根据双向箭头，确定两者肯定是非生物的物非生物的物质和能量或生产者生产者各营养级生物都有一条箭头指向同一个结构，则该结构为分解者消费者一定接在生产者后面，消费者的数量可多可少生产者生产者生生非非分分分解者分解者大气中的大气中的COCO2 2库库消消消消消消消费者消费者模式图2：A为 ；B为 ；C为 ；D为 。生产者生产者分解者分解者大气中的大气中的COCO2 2库库消费者消费者模式图3：A为 ；C为 ；B为 ；D为 。生产者生产者分解者分解者大气中的大气中的COCO2 2库库消费者消费者模式图4：A为 ；B、C都为 ；D为 。生产者生产者分解者分解者消费者消费者全P931如图为生态系统循环模式图，下列分析错误的是Af表示大气中的二氧化碳库B该图中有三条食物链C图中的a一定是自养生物，b、c、d、e一定是异养生物D碳以有机物的形式由a传到b全P932.某同学画出三幅表示生态系统部分碳循环的示意图，下列分析错误的是A三幅图中生产者都是AB图甲中C能促进生态系统的物质循环和能量流动C图乙中A、B、D、E构成群落，碳