【區(qū)公開課】3.3生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)課件高二上學期生物人教版選擇性必修2

1、任務清單1.1.構建碳循環(huán)模型構建碳循環(huán)模型，理解溫室效應形成的原因理解溫室效應形成的原因（科學思維）2.2.說明能量流動和物質循環(huán)的關系說明能量流動和物質循環(huán)的關系（生命觀念、科學思維）3.3.嘗試探究土壤微生物的分解作用嘗試探究土壤微生物的分解作用（科學探究）4.4.關注碳循環(huán)平衡失調與溫室效應，關注生物富集關注碳循環(huán)平衡失調與溫室效應，關注生物富集（社會責任）荀子荀子寫道：寫道：“水深而回，樹落則糞本。水深而回，樹落則糞本?！睆纳飶纳飳W的角度闡釋，學的角度闡釋，“樹高千丈，葉落歸根樹高千丈，葉落歸根”蘊含了生態(tài)蘊含了生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)原理。系統(tǒng)的物質循環(huán)原理。物質是怎樣在生物群落與非

2、生物環(huán)境之間循環(huán)的？物質循環(huán)對于維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)具有怎樣的作用？物質循環(huán)對于維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)具有怎樣的作用？問題：視頻導入：雙碳目標視頻導入：雙碳目標遺體和排出物攝食燃燒生產者消費者分解者化石燃料呼吸作用呼吸作用光合作用大氣中的CO2庫水圈中的CO2庫分解作用非生物環(huán)境生物群落一.碳循環(huán)碳在生物群落和非生物環(huán)境之間的循環(huán)主要是以二氧化碳的形式進行的太快、太多導致溫室效應一.碳循環(huán)大氣中的CO2庫大氣中大氣中C CO O2 2 生產者生產者（C CH H2 2O O）光合作用（主要）、化能合成作用（CH2O）捕食消費者食物鏈（網(wǎng)） 含碳有機物生產者和消費者的呼吸作用化石燃料化石燃料的燃燒分解

3、者有分解作用分解者（CH2O）生物群落無機環(huán)境CO2溫室效應 大氣中的溫室氣體(CO2、CH4、N2O等)相當于保溫層。大氣中CO2越多，地球上的溫度升高就越快，這種現(xiàn)象就叫做“溫室效應”。在自然生態(tài)系統(tǒng)中，碳排放與碳匯保持平衡。工業(yè)生產活動使碳排放大于碳匯，從而使大氣中的CO2增加。1.原因：非生物環(huán)境生物群落呼吸作用、分解作用光合作用、化能合成作用化石燃料燃燒增加一.碳循環(huán)2.后果：氣溫升高，加快極地冰川融化，海平面上升，洪災、旱災不斷,土地荒漠化加劇，威脅人類和生物的生存。溫室效應一.碳循環(huán)3.防治措施：l 減少煤、石油等化石燃料的燃燒l 開發(fā)新的潔凈能源，如核能、太陽能、風能、水能等l

4、 植樹造林(森林碳匯)l 直接從空氣中捕集并封存增加碳匯減少碳排放中國國家主席習近平在2020年9月22日召開的聯(lián)合國大會上表示：“中國 將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，CO2排放力爭于2030年前達到峰值，爭取在2060年前實現(xiàn)碳中和。【方法技巧】巧辨圖形判斷參與碳循環(huán)的四種成分分解者(2021廣東）為積極應對全球氣候變化，我國政府在2020年的聯(lián)合國大會上宣布，中國于2030年前確保碳達峰(CO2排放量達到峰值)，力爭在2060年前實現(xiàn)碳中和(CO2排放量與減少量相等)，這是中國向全世界的鄭重承諾，彰顯了大國責任。回答下列問題：1）在自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物等從大氣中攝取碳的

5、速率與生物的呼吸作用和分解作用釋放碳的速率大致相等，可以自我維持_。碳中和自西方工業(yè)革命以來，大氣中CO2的濃度持續(xù)增加，引起全球氣候變暖，導致的生態(tài)后果主要是_。冰川融化、海平面上升、對人類和其他生物的生存造成威脅3）全球變暖是當今國際社會共同面臨的重大問題，從全球碳循環(huán)的主要途徑來看，減少_和增加_是實現(xiàn)碳達峰和碳中和的重要舉措。使用化石燃料植被覆蓋面積二、物質循環(huán)的概念與特點教材P631.物質循環(huán)的中的“物質”是指_組成生物體的元素2.特點：具有全球性（生物地球化學循環(huán)） 循環(huán)往復物質循環(huán)過程中起重要作用的生物 生產者完成了物質和能量的輸入； 分解者實現(xiàn)了物質和能量的輸出； 消費者加快了

6、物質循環(huán)；注意：不是化合物或者單質“循環(huán)往復”的特點對改進農業(yè)生產方式的啟示農藥污染環(huán)境；1.“種養(yǎng)分離”的農業(yè)生產模式具有三大缺點:畜禽糞便污染； 土地利用率低等。2.“種養(yǎng)結合”的農業(yè)生產模式如：牧草-作物-牛/羊；稻-鴨/魚種養(yǎng)結合養(yǎng)殖業(yè)種植業(yè)牧草農作物飼料有機肥家禽家畜魚苗木1.概念: 生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其 在機體內濃度超過環(huán)境濃度的現(xiàn)象。2.物質人工合成的有機物: 如DDT、六六六等。重金屬: 如鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)等。3.生物富集現(xiàn)象的特點:具有全球性；4.生物富集的主要途徑_食物鏈、食物網(wǎng)三、生物富集原因?導致生物富集的有害物質

7、可以通過大氣、水和生物遷移等途徑擴散到世界各地有害物質在生物體內的濃度會沿食物鏈不斷升高鉛在生物體內的濃度沿食物鏈不斷升高生物富集實例：鉛的富集煤燃燒、有色金屬冶煉鉛被排放進入大氣沉降在土壤和植被表面進入土壤進入水體植物根吸收葉片攝入鉛水生植物、浮游動物直接吸收鉛，動物飲用含鉛的水，直接攝入鉛鉛進入體內形成多種比較穩(wěn)定的鉛的化合物，分布于生物體的多種組織細胞中，導致鉛不易被排出，積蓄在體內含鉛生物被更高營養(yǎng)級動物食用，沿食物鏈聚集最終積累在食物鏈的頂端三、生物富集能量流動物質循環(huán)范圍形式特點過程聯(lián)系生物群落（生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級之間）生物圈主要以有機物中的化學能的形式碳在生物群落和非生物環(huán)境間主要

8、以二氧化碳的形式單向流動、逐級遞減全球性、循環(huán)往復運動沿食物鏈、食物網(wǎng)單向流動在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)往返四、能量流動和物質循環(huán)的關系1、能量流動的過程離不開物質的_；2、物質是能量的_；3、能量是物質循環(huán)的_。生態(tài)系統(tǒng)兩大主要功能，同時進行，相互依存，不可分割載體載體合成與分解動力動力4、能量流動和物質循環(huán)都是通過食物鏈和食物網(wǎng)的渠道實現(xiàn)的 土壤有很多微生物，這些微生物能分泌多種水解酶將大分子有機物分解成小分子有機物，如纖維素酶、淀粉酶可將纖維素、淀粉水解成葡萄糖。然后被分解者吸收到細胞中進行氧化分解，最終形成CO2、水和各種無機鹽，同時釋放能量。這個過程其實就是微生物的。土壤中的微生

9、物主要是一些放線菌、細菌、真菌等。 查閱資料：閱讀課本閱讀課本P65P65【探究探究實踐】的實踐】的相關內容相關內容（1 1）土壤中生活著種類繁多的細菌、絲狀真菌、放線菌等，他們）土壤中生活著種類繁多的細菌、絲狀真菌、放線菌等，他們 對土壤中的物質起著重要的作用。對土壤中的物質起著重要的作用。（2 2）淀粉在土壤微生物的分解作用下分解為還原糖，還原糖與斐）淀粉在土壤微生物的分解作用下分解為還原糖，還原糖與斐 林試劑在水浴加熱的條件下會生成磚紅色的沉淀。林試劑在水浴加熱的條件下會生成磚紅色的沉淀。案例案例1 1案例案例2 2實驗假設實驗假設 微生物能分解落葉使之腐爛微生物能分解落葉使之腐爛微生物

10、能分解淀粉微生物能分解淀粉實驗設計實驗設計實驗組實驗組對土壤高溫處理對土壤高溫處理A A杯中加入杯中加入30ml30ml土壤浸出液土壤浸出液對照組對照組對土壤不做任何處理對土壤不做任何處理B B杯中加入杯中加入30ml30ml蒸餾水蒸餾水自變量自變量土壤中是否含有微生物土壤中是否含有微生物土壤中是否含分解淀粉的微生物土壤中是否含分解淀粉的微生物實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象在相同時間內實驗組落葉腐在相同時間內實驗組落葉腐爛程度小于對照組爛程度小于對照組A AA A1 1不變藍不變藍A A2 2產生磚紅色沉淀產生磚紅色沉淀B BB B1 1變藍變藍B B2 2不變色不變色結論分析結論分析微生物對落葉有分解作用

11、微生物對落葉有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉土壤浸出液中的微生物能分解淀粉探究活動探究活動案例案例1 1 探究土壤微生物對落葉的作用探究土壤微生物對落葉的作用（實驗過程）（實驗過程）準備土壤準備土壤A A實驗組：土壤滅菌B B對照組：不做處理準備落葉準備落葉實驗組與對照組葉片數(shù)量與大小基本一致落葉是否需要滅菌？怎樣滅菌？埋入落葉一個月后一個月后取出落葉取出落葉 B B盆落葉腐爛度大于A A盆 A AB B 結論: :土壤中微生物對落葉有分解作用。應注意控制哪些無關變量？土壤溫度、濕度、pH、處理時間、埋藏深度等實驗組與對照組的無關變量相同案例2 探究土壤微生物對淀粉的分解作用制備土壤浸

12、出制備土壤浸出液，液，靜置一天靜置一天實驗組加實驗組加土壤浸出液土壤浸出液，對照組加對照組加蒸餾水蒸餾水各各30ml30ml分別加入分別加入20 ml20 ml淀淀粉溶液粉溶液，混勻。，混勻。在室溫（200C左右）放置7天，取出并檢測淀粉的分解情況實驗分析：自變量？因變量？有無微生物淀粉是否被分解從實驗組（土壤浸出液+ +淀粉溶液）中取1 1mlml從對照組（蒸餾水+ +淀粉溶液）中取1 1mlml結果不變藍變藍或產生磚紅色沉淀沒有磚紅色產生從實驗組（土壤浸出液+ +淀粉溶液）中取1 1mlml從對照組（蒸餾水+ +淀粉溶液）中取1 1mlml說明：土壤中的微生物對淀粉有分解作用。滴一滴碘液搖

13、勻滴0.5ml0.5ml斐林試劑，搖勻，加熱在室溫（200C左右）放置7天，取出并檢測淀粉的分解情況2.在生態(tài)系統(tǒng)中，使二氧化碳進入生物群落 的生物主要是 （ ） A.細菌 B.真菌C.動物 D.綠色植物一、概念檢測1.能量流動和物質循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能。判斷下列相關表述是否正確。（1）物質循環(huán)發(fā)生在生物群落與非生物環(huán)境之間。 （ ）（2）能量流動和物質循環(huán)是兩個相對獨立的過程。 （ ）D3.竹子中纖維素含量很高。大熊貓每天要吃大量竹子，但一般只能利用其中一小部分纖維素。研究表明，大熊貓的基因組缺少編碼纖維素酶的基因，但是腸道中有多種纖維素分解菌。（1）大熊貓與它腸道內某種纖維素分解菌的種

14、間關系為 （ ） A.捕食 B.寄生C.互利共生 D.原始合作（2）下列敘述不合理的是 （ ） A.大熊貓是初級消費者，屬于第二營養(yǎng)級 B.大熊貓未消化的纖維素會被分解者利用 C.纖維素分解菌促進了生態(tài)系統(tǒng)中的物質循環(huán) D.能量流動方向是竹子大熊貓纖維素分解菌CD1. 生物圈是不是一個在物質上自給自足的系統(tǒng)？為什么？【提示】是。生物圈是指地球上所有生物與其非生物環(huán)境的總和，它們通過物質循環(huán)構成一個物質上自給自足的系統(tǒng)。2. 同碳元素一樣，氮在生物群落和非生物環(huán)境之間也是不斷循環(huán)的。為什么還要往農田中不斷地施加氮肥呢？【提示】農田是人工生態(tài)系統(tǒng)，是以提高農作物的產量，使能量更多地流向人類，滿足人類需要為目的的。農田土壤中氮的含量往往不足以使作物高產，加之農產品源源不斷地自農田生態(tài)系統(tǒng)輸出，其中的氮元素并不能都歸還土壤，所以需要施加氮肥。這與物質循環(huán)并不矛盾。二、拓展應用3. 下表為生活在某庫區(qū)水域中層的幾種魚體內重金屬的含量（單位：ngg-1）。請據(jù)表推測， 這幾種魚中，草食性的魚是 ，雜食性的魚是 ，肉食性的魚是 ，為什么？魚的種類ABCDEHg