选择性必修2第3节 生态系统的物质循环备课课件ppt

这是一份选择性必修2第3节 生态系统的物质循环备课课件ppt，共53页。PPT课件主要包含了教学过程，概念图，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，实例①碳循环，大气中的CO2库等内容，欢迎下载使用。
Teaching Prcess
2.课堂教 学内容
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。
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）？
讨论3：你如何看待人类活动对碳循环的影响？
（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）
CO2（主要）和碳酸盐
B.碳在生物群落和非生物群落之间循环的形式：
C.碳在生物群落内的传递形式：
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：
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；
G.与自然界碳循环关系最为密切的两种细胞器：
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：
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
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
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。
第二年春天从土中刨出的花生
采集土壤微生物的方法
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？
分解过程中，物质发生怎样的变化？
问题1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的
可能的实验现象（以一片落叶为例）
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
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
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）
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。
进行实验观察和结果记录
分析可能的结果和得出对应的结论
土壤微生物能分解淀粉吗？
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
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
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
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。
（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。
（1）实例——铅的富集:②铅是一种毒性很强的化学元素
（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。
中国血蛤（Hiatula chinensis）
采样点1 采样点2 采样点3 采样点4
（1）实例——铅的富集:④分析铅浓度在生物体中的特点
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
资料2：置于0.48 nml/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
（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
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。
（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
（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）
（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。
(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：
(6)生物富集现象的特点
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
(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。
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）
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
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。
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
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
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。