生物人教版 (2019)第3节 生态系统的物质循环练习题ppt课件

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3.3 生态系统的物质循环新教材•人教版•选择性必修2【教学过程】Teaching Process1.概念图3.教学总结、综合2.课堂教 学内容4.课堂练习巩固典型习题规律总结生物富集实践•探究生态系统的物质循环一.生态系统的物质循环1.碳循环1.实例：①碳循环一.生态系统的物质循环1.实例：①碳循环一.生态系统的物质循环思考•讨论：分析碳循环的过程讨论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CO2的形式存在，在生物体内主要以有机物的形式存在。1.实例：①碳循环一.生态系统的物质循环思考•讨论：分析碳循环的过程讨论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）？大气中的CO2库生产者食物链和食物网水圈中的CO2库1.实例：①碳循环一.生态系统的物质循环思考•讨论：分析碳循环的过程讨论3：你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1.实例：①碳循环一.生态系统的物质循环思考•讨论：分析碳循环的过程讨论3：你如何看待人类活动对碳循环的影响？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毛乌素沙地塞罕坝林场资料资料1.实例：①碳循环一.生态系统的物质循环思考•讨论：分析碳循环的过程讨论3：你如何看待人类活动对碳循环的影响？B.国家环保行动1.实例：①碳循环一.生态系统的物质循环思考•讨论：分析碳循环的过程讨论3：你如何看待人类活动对碳循环的影响？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1.实例：①碳循环一.生态系统的物质循环思考•讨论：分析碳循环的过程讨论3：你如何看待人类活动对碳循环的影响？C.个人低碳生活 （组成生物体的蛋白质、糖类、脂质和 核酸等都是以碳链为基本骨架形成的）A.碳的存在形式非生物环境：CO2（主要）和碳酸盐生物群落：含碳有机物B.碳在生物群落和非生物群落之间循环的形式：CO2C.碳在生物群落内的传递形式：含碳有机物D.碳进入生物群落的途径：光合作用（主要）和化能合成作用E.碳在生物群落中传递的主要途径：食物链、食物网F.碳返回非生物环境的途径：①生产者和消费者的呼吸作用；②分解者的分解作用；③化石燃料的燃烧；1.实例：①碳循环一.生态系统的物质循环总结：G.与自然界碳循环关系最为密切的两种细胞器：线粒体和叶绿体H.碳循环特点：全球性J.碳循环具全球性的原因：CO2能够随着大气环流在全球范围内进行K.海洋对调节大气中的碳含量起着非常重要的作用L.碳循环失调的后果：温室效应（1）温室气体：二氧化碳等（2）主要原因：①化石燃料的开采和使用大大增加了CO2的排放②森林、草原等植被遭到大面积破坏（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增加CO2的吸收和固定量：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1.实例：①碳循环一.生态系统的物质循环L.碳循环失调的后果：温室效应1.实例：①碳循环一.生态系统的物质循环一.生态系统的物质循环1.实例：②氮循环一.生态系统的物质循环1.实例：②氮循环一.生态系统的物质循环1.实例：③水循环大气环流 海洋洋流（1）组成生物体的碳、氢、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。（2）具有全球性、循环性的特点。2.生态系统的物质循环一.生态系统的物质循环实验•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直数月时间。 秋天刚收获的花生第二年春天从土中刨出的花生一.生态系统的物质循环实验•探究：探究土壤微生物的分解作用 采集土壤微生物的方法 一.生态系统的物质循环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。 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实验•探究：探究土壤微生物的分解作用一.生态系统的物质循环 问题1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的 实验•探究：探究土壤微生物的分解作用一.生态系统的物质循环可能的实验现象（以一片落叶为例）一个月后的落叶新采集的落叶图片资料选自人民教育音像出版社光盘 问题2：土壤微生物能分解淀粉 实验•探究：探究土壤微生物的分解作用一.生态系统的物质循环图片资料选自人民教育音像出版社光盘可能观察到的实验现象加碘液：加斐林试剂： 参考案例1：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一.生态系统的物质循环 土壤进行处理，排除土壤微生物的作用土壤不进行处理，自然状态注意：同时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℃恒温箱中处理一小时。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一.生态系统的物质循环参考案例1： 实验•探究：探究土壤微生物的分解作用一.生态系统的物质循环进行实验观察和结果记录参考案例1： 实验•探究：探究土壤微生物的分解作用一.生态系统的物质循环参考案例1：分析可能的结果和得出对应的结论 参考案例2：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蒸馏水一.生态系统的物质循环一、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1.配制土壤浸出液二、实验步骤一.生态系统的物质循环一.生态系统的物质循环 参考案例2：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蒸馏水一.生态系统的物质循环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实验•探究：探究土壤微生物的分解作用一.生态系统的物质循环 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实验•探究：探究土壤微生物的分解作用一.生态系统的物质循环 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 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？ 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。讨论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，因此，长有胡杨的荒漠土壤比草原的更为贫瘠。问题探讨胡杨林一.生态系统的物质循环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一.生态系统的物质循环3.生物富集（1）实例——铅的富集①铅与人类的生活息息相关 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。一.生态系统的物质循环3.生物富集（1）实例——铅的富集:②铅是一种毒性很强的化学元素火山喷发沙尘暴大火大气降水水体植物土壤动物鱼水鸟猛禽煤燃烧金属冶炼浮游生物一.生态系统的物质循环3.生物富集（1）实例——铅的富集:③铅循环的主要过程 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4一.生态系统的物质循环3.生物富集（1）实例——铅的富集:④分析铅浓度在生物体中的特点煤燃烧、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一.生态系统的物质循环3.生物富集（1）实例——铅的富集:④分析铅浓度在生物体中的特点资料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）生物富集随暴露时间延长而加剧一.生态系统的物质循环3.生物富集（1）实例——铅的富集:⑤分析生物富集随暴露时间的变化结果：铅在美国钩虾体内浓度随浸泡时间延长而增加。（1）实例——铅的富集:⑥分析铅浓度在生物群落内的特点资料3：水体和多种水生生物体内的铅推论：铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高。c浮游生物 > c水 c鱼 > c水 c水鸟> c水生物富集一.生态系统的物质循环3.生物富集成因：1.能量流经各营养级时，逐级递减； 2.铅在生物体内形成难以降解的化合物，不易排出。一.生态系统的物质循环3.生物富集（1）实例——铅的富集:⑦分析铅浓度在生物群落内会放大的原因DDT一.生态系统的物质循环3.生物富集（1）实例——铅的富集:⑧类比分析具有上述特点的物质种类A.重金属（如汞、镉等） B.放射性物质（如含137Cs、226Ra等的物质） C.一些人工合成的有机化合物（如DDT等）碳循环非生物环境生物群落吸收摄食呼吸作用分解作用铅循环非生物环境生物群落吸收摄食分解作用一.生态系统的物质循环3.生物富集（1）实例——铅的富集 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)概念：(3)常见存在生物富集现象的污染物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(4)发生生物富集的物质的特点 ①富集物质在环境和生物体中存在形式是比较稳定的； ②富集物质必须是生物体能够吸收的且不易排出的； ③富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的；(5)生物富集的主要途径：食物链、食物网一.生态系统的物质循环3.生物富集(6)生物富集现象的特点①具有全球性原因：导致生物富集的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②有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高如右图测定结果显示DDT浓度沿食物链放大了一千万倍一.生态系统的物质循环3.生物富集(7)学习有害物质流动的特点对我们的启示①树立环境保护的意识，实施垃圾分类，合理利用资源；②开发新技术和新材料，有效地减少铅等有害物质的使用和排放；③利用某些生物能够富集有害物质的特征，进行被污染环境的生物修复。一.生态系统的物质循环3.生物富集上海世茂深坑酒店4.能量流动和物质循环的关系生物群落（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。一.生态系统的物质循环练习与应用一、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。 （ ）3.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√×D练习与应用一、概念检测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（ ）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CD练习与应用二、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。练习与应用二、拓展应用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。练习与应用二、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？【提示】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。AB、CD、E