普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组 第第3 3节节 生态系统的物质循环生态系统的物质循环 第第3 3节节 生态系统的物质循环生态系统的物质循环新洲三中 高二生物组普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组能能量量流流动动概念：概念：生态系统中能量的生态系统中能量的输入、传递、转化输入、传递、转化和散失和散失的过程的过程过过程程流经生态系统的总能量：流经生态系统的总能量： 生产者固定的生产者固定的太阳能的总量太阳能的总量渠道：渠道：特特点点单向流动单向流动 传递效率为传递效率为10%20%。研究研究意义意义调整生态系统中的能量流动关系，使调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的能量持续高效的流向对人类最有益的部分部分;实现能量的多级利用，提高能量实现能量的多级利用，提高能量的利用率的利用率 逐级递减：逐级递减：食物链或食物网食物链或食物网普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组空气中的空气中的COCO2 2、O O2 2等物质为什等物质为什么不会被耗么不会被耗尽呢？尽呢？能量是不能循环利用的，能量是不能循环利用的，物质可以循环利用？物质可以循环利用？普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组碳在碳在无机环境无机环境中主要以何种中主要以何种形式存在？形式存在？在在生物体内生物体内主主要以何种形式要以何种形式存在？存在？COCO2 2 2 2、碳酸盐碳酸盐有机物有机物普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组光合作用光合作用化能合成作用化能合成作用碳从碳从无机环无机环境境进入进入生物生物群落群落主要是主要是通过什么途通过什么途径？径？普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组呼吸作用呼吸作用碳通过哪些途径碳通过哪些途径从从生物群落生物群落返回返回到到无机环境无机环境？燃燃 烧烧普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组碳在生物群碳在生物群落内部通过落内部通过什么渠道进什么渠道进行传递？行传递？食物链（网）食物链（网）普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组环境环境CO2生产者生产者分解者分解者消费者消费者光合光合作用作用捕食捕食呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用可以看出：可以看出：COCO2 2是可以反复循环利用的是可以反复循环利用的普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组动植物的遗体和排出物动植物的遗体和排出物图图5-11 碳循环模式图碳循环模式图普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组物质循环的概念物质循环的概念（P100） 在生态系统中，组成生物体在生态系统中，组成生物体的的C 、H 、O、N、P、S等等化化学元素，不断进行着从无机环学元素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。到无机环境的循环过程。普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组C C、H H、O O、N N、P P、S S 等化学元素等化学元素无机环境无机环境 生物群落生物群落反复循环反复循环物质循环物质循环如：如：碳碳循环、循环、氮氮循环、循环、硫硫循环等循环等普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组碳循环的过程碳循环的过程（P100）大气中的大气中的CO2库库 绿色植物绿色植物（生产者）（生产者）光合光合作用作用呼吸呼吸作用作用 动物动物（消费者）（消费者）动物动物摄食摄食呼吸呼吸作用作用动植物的遗体和排泄物动植物的遗体和排泄物 微生物微生物（分解者）（分解者）分解分解作用作用泥炭、煤泥炭、煤 石油石油厂房厂房汽车汽车燃烧燃烧作用作用普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组微生物的分解作用微生物的分解作用动植物的呼吸作用动植物的呼吸作用大气中的大气中的COCO2 2的来源有哪些？的来源有哪些？化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组 组成生物体的组成生物体的C C、H H、O O、N N、P P、S S等基等基本元素。而不是指单质，也不是化合物。本元素。而不是指单质，也不是化合物。 即为元素的循环：即为元素的循环： 碳碳循环、循环、氮氮循环、循环、硫硫循环循环2.2.循环的具体形式：循环的具体形式：1.1.循环的物质：循环的物质： 主要以主要以无机物无机物的形式：的形式：在生物群落内部：在生物群落内部：以以有机物有机物的形式，沿食物链（网）传递的形式，沿食物链（网）传递碳循环：碳循环：COCO2 2氮循环：氮循环：N N2 2、NHNH4 4+ +、NONO3 3- -硫循环：硫循环：SOSO2 2、SOSO4 42-2-普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组 是指地球上最大的生态系统是指地球上最大的生态系统生物圈。生物圈。 其中的物质循环带有全球性，所以又叫其中的物质循环带有全球性，所以又叫生物地球化学循环生物地球化学循环。全球性全球性循环性循环性反复利用反复利用3.3.循环的范围：循环的范围：4.4.循环的特点：循环的特点：普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组物质循环示例：氮循环物质循环示例：氮循环普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组物质循环示例：硫循环物质循环示例：硫循环普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组例例1：物质循环中的：物质循环中的“物质物质”是指是指A 组成生物体的各种化学元素组成生物体的各种化学元素B 组成生物体的各种化合物组成生物体的各种化合物C 组成生物体的各种有机物组成生物体的各种有机物D 组成生物体的各种营养物质组成生物体的各种营养物质例例2：物质循环中的：物质循环中的“生态系统生态系统”是指是指A 某一特定的生态系统某一特定的生态系统B 海洋生态系统和陆地生态系统海洋生态系统和陆地生态系统C 生物圈生物圈D 地球地球 课堂评价练习课堂评价练习 普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组与社会的联系：普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组思考讨论思考讨论 与与合作探究：合作探究：温室效应的原因温室效应的原因温室效应带来的后果温室效应带来的后果治理温室效应的措施治理温室效应的措施普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组大气中二氧化碳浓度的变化大气中二氧化碳浓度的变化 在自然状态下，植物通过光在自然状态下，植物通过光合作用摄取碳的速率与生物的呼合作用摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解者的分解作用释放吸作用和分解者的分解作用释放碳的速率大致相等，大气中的碳的速率大致相等，大气中的COCO2 2 含量处于相对稳定状态。含量处于相对稳定状态。年年 份份18601860196019601919世纪末世纪末浓度（浓度（ppm)ppm)283283320320375-400375-400普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组温室效应：温室效应：1.1.形成原因：形成原因： 化石燃料，短期内大量燃烧，打破了碳化石燃料，短期内大量燃烧，打破了碳循环的平衡，使大气中二氧化碳的含量迅速循环的平衡，使大气中二氧化碳的含量迅速增加，形成增加，形成“温室效应温室效应”。2.2.危害：危害：气温上升；气温上升；加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升；加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升；进而对陆地生态系统和人类的生存构成威胁；进而对陆地生态系统和人类的生存构成威胁；旱、涝灾害频发，气候异常。旱、涝灾害频发，气候异常。大量燃烧大量燃烧化石燃料化石燃料大气大气COCO2 2升高升高气温升高气温升高普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组节约用电、用水；节约用电、用水；少开或不开汽车等少开或不开汽车等 机动车；机动车；保护好森林和海洋，保护好森林和海洋， 比如不乱砍滥伐森林；比如不乱砍滥伐森林；植树造林；植树造林；开发利用新型能源。开发利用新型能源。 如核能、太阳能、风能、水能等。如核能、太阳能、风能、水能等。 3 3、提倡和实践、提倡和实践 低碳生活：低碳生活： 为了保护所有生物共同的家为了保护所有生物共同的家地球，地球，我们同学可从哪些方面做起？我们同学可从哪些方面做起？普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组项目项目能量流动能量流动物质循环物质循环内容和内容和形式形式范围范围过程过程特点特点能量、能量、以有机物形式流动以有机物形式流动元素、元素、以无机物的形式流动以无机物的形式流动单向流动单向流动逐级递减逐级递减生态系统的生态系统的各营养级各营养级生物圈生物圈全球性，循环性全球性，循环性 ，反复利用反复利用沿食物链网沿食物链网单向流动单向流动在生物群落与无机在生物群落与无机环境间反复循环环境间反复循环物质循环和能量流动的区别：物质循环和能量流动的区别：普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组（3 3）物质是能量流动的载体）物质是能量流动的载体(4)(4)能量是物质循环的动力能量是物质循环的动力物质循环和能量流动的联系：物质循环和能量流动的联系：(5)(5)生态系统中的各种成分，通过能量流动生态系统中的各种成分，通过能量流动和物质循环，紧密地联系在一起，形成一个和物质循环，紧密地联系在一起，形成一个统一的整体统一的整体（1 1）同时进行、相互依存，不可分割；）同时进行、相互依存，不可分割； （是一个事物的两个方面）（是一个事物的两个方面）（2 2）能量的固定、储存、转移和释放）能量的固定、储存、转移和释放 都离不开物质的合成的分解都离不开物质的合成的分解普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组小小结结普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组3 3在生态系统中，碳元素参与物在生态系统中，碳元素参与物质循环的主要形式是：质循环的主要形式是：A A二氧化碳二氧化碳 B B碳酸盐碳酸盐C C碳酸碳酸 D D碳水化合物碳水化合物 课堂评价练习课堂评价练习 普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组4 4在生态系统碳循环中，既能使在生态系统碳循环中，既能使COCO2 2进入生物群落，又能将其释放进入生物群落，又能将其释放到大气中的生物是到大气中的生物是 A. A.分解者分解者 B. B.植食动物植食动物 C. C.肉食动物肉食动物 D. D.绿色植物绿色植物普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组5.5.识图作答：识图作答： 写出写出的生理过程及的生理过程及产生产生CO2CO2的的方式。方式。 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用分解作用分解作用呼吸作用呼吸作用 燃燃 烧烧普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组提出问题：提出问题： 让学生结合自己的生活经历，列举土让学生结合自己的生活经历，列举土壤微生物分解作用的实例，提出想探究的壤微生物分解作用的实例，提出想探究的问题。教师予以启发、指导。例如，落叶问题。教师予以启发、指导。例如，落叶在土壤中能被分解掉，这究竟主要是土壤在土壤中能被分解掉，这究竟主要是土壤的物理化学因素的作用，还是土壤中微生的物理化学因素的作用，还是土壤中微生物的作用呢？物的作用呢？作出假设：作出假设： 假设既可以是基于已有的知识或经验假设既可以是基于已有的知识或经验作出的解释，也可以是想像或猜测。要鼓作出的解释，也可以是想像或猜测。要鼓励学生大胆提出假设，通过讨论修正自己励学生大胆提出假设，通过讨论修正自己的假设。的假设。探究：探究：“土壤微生物的分解作土壤微生物的分解作用用” 普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组制订计划：制订计划： 首先，要确定实验变量是什么？需要控首先，要确定实验变量是什么？需要控制的变量有哪些？如何控制这些变量？等制的变量有哪些？如何控制这些变量？等等。等。 其次，要确定探究的地点或场所：在野其次，要确定探究的地点或场所：在野外？还是在实验室中？外？还是在实验室中？ 第三，设计实验方案。教材中提供了两第三，设计实验方案。教材中提供了两则案例，供学生参考。则案例，供学生参考。实施计划：实施计划： 建议本探究以小组的形式进行。建议本探究以小组的形式进行。结果分析：结果分析： 可以将实验过程和现象列表整理，进行可以将实验过程和现象列表整理，进行对比分析，得出实验结论。对比分析，得出实验结论。普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组探探 究究土土 壤壤 微微 生生 物物 的的 分分 解解 作作 用用土土 壤壤 微微 生生 物物 的的 分分 解解 作作 用用普通高中课程标准实验教科书生物必修（3）新洲三中 高二生物组案例案例1 1案例案例2 2实验假设实验假设微生物能分解落叶微生物能分解落叶使之腐烂使之腐烂微生物能分解淀粉微生物能分解淀粉实实验验设设计计实验组实验组对土壤高温处理对土壤高温处理A A杯中加入杯中加入30ml30ml土壤浸出液土壤浸出液对照组对照组对土壤不做任何处理对土壤不做任何处理B B杯中加入杯中加入30ml30ml蒸馏水蒸馏水自变量自变量土壤中是否土壤中是否含有微生物含有微生物土壤中是否含土壤中是否含有分解淀粉的微生物有分解淀粉的微生物实验现象实验现象在相同时间内实验组在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对落叶腐烂程度小于对照组照组A AA A1 1不变蓝不变蓝A A2 2产生砖红色沉淀产生砖红色沉淀B BB B1 1变蓝变蓝B B2 2不变色不变色结论分析结论分析微生物对落叶微生物对落叶有分解作用有分解作用土壤浸出液中的土壤浸出液中的微生物能分解淀粉微生物能分解淀粉