新教材高中生物選擇性必修2課件4：3 3 1 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)及與能量流動的關(guān)系(人教版)

第1課時生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)及與能量流動的關(guān)系胡楊能抗干早、御風(fēng)沙、耐鹽堿，可頑強(qiáng)地在荒漠中生存繁衍。然而，受水資源短缺的影響，一些遠(yuǎn)離水源的胡楊也難逃死亡的厄運(yùn)。這些死亡的胡楊雖歷經(jīng)烈日和荒漠的摧殘，卻依然傲立于大漠，其枝干往往呈現(xiàn)出千姿百態(tài)的奇特造型。胡楊林討論1.胡楊死亡后，為什么很長時間都沒有腐爛?荒漠中缺乏水分，分解者的數(shù)量少，因此死亡后的胡楊無法被快速分解。問題探討胡楊林討論2.有研究表明，長有胡楊的荒漠土壤一般比草原的貧瘠，這是為什么?荒漠中生產(chǎn)者的種類與數(shù)量很少，能制造的有機(jī)物總量就少，消費(fèi)者與分解者也少，物質(zhì)循環(huán)緩慢；土壤中可供分解者分解利用的動植物遺體等很少，且分解速度較慢，因此土壤中積累的營養(yǎng)物質(zhì)很少；而且，胡楊還會從土壤中吸收營養(yǎng)物質(zhì)，因此，長有胡楊的荒漠土壤比草原更為貧瘠。問題探討胡楊能抗干早、御風(fēng)沙、耐鹽堿，可頑強(qiáng)地在荒漠中生存繁衍。然而，受水資源短缺的影響，一些遠(yuǎn)離水源的胡楊也難逃死亡的厄運(yùn)。這些死亡的胡楊雖歷經(jīng)烈日和荒漠的摧殘，卻依然傲立于大漠，其枝干往往呈現(xiàn)出千姿百態(tài)的奇特造型。一、碳循環(huán)②在生物體中主要是有機(jī)物的形式①在非生物環(huán)境中主要是CO2的形式1.碳元素的存在形式2.碳循環(huán)的過程①碳的循環(huán)形式碳在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間主要是以CO2的形式進(jìn)行循環(huán)。煤石油大氣中的CO2庫溶解光合作用攝食光合作用分解作用呼吸作用燃燒一、碳循環(huán)②碳進(jìn)入生物群落的方式碳通過光合作用和化能合成作用從無機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落。2.碳循環(huán)的過程一、碳循環(huán)煤石油大氣中的CO2庫溶解光合作用攝食光合作用分解作用呼吸作用燃燒③碳返回?zé)o機(jī)環(huán)境的方式碳通過生產(chǎn)者和消費(fèi)者的呼吸作用，分解者的分解作用和化石燃料等有機(jī)物的燃燒返回到無機(jī)環(huán)境。2.碳循環(huán)的過程一、碳循環(huán)煤石油大氣中的CO2庫溶解光合作用攝食光合作用分解作用呼吸作用燃燒④碳循環(huán)的特點(diǎn)大氣中的CO2能夠隨著大氣環(huán)流在全球范圍內(nèi)流動，因此，碳循環(huán)具有全球性。2.碳循環(huán)的過程一、碳循環(huán)煤石油大氣中的CO2庫溶解光合作用攝食光合作用分解作用呼吸作用燃燒遺體和排出物攝食燃燒生產(chǎn)者消費(fèi)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2.碳循環(huán)的過程一、碳循環(huán)非生物環(huán)境生物群落呼吸作用、分解作用、燃燒光合作用、化能合成作用2.碳循環(huán)的過程一、碳循環(huán)碳循環(huán)示意圖

生產(chǎn)者大氣中的CO2庫消費(fèi)者分解者一、碳循環(huán)A：生產(chǎn)者B：分解者ABCDEFC：大氣中的CO2庫D：初級消費(fèi)者E：次級消費(fèi)者F：三級消費(fèi)者碳循環(huán)示意圖一、碳循環(huán)3.溫室效應(yīng)大氣中的溫室氣體(CO2、CH4、N2O等)相當(dāng)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(yīng)”。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(chǎn)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(zāi)、旱災(zāi)不斷土地荒漠化加劇威脅人類和生物的生存。3.溫室效應(yīng)一、碳循環(huán)③防治措施減少煤、石油等化石燃料的燃燒開發(fā)新的潔凈能源，如核能、太陽能、風(fēng)能、水能等植樹造林(森林碳匯)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(xí)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(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，CO2排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，爭取在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。3.溫室效應(yīng)一、碳循環(huán)碳達(dá)峰碳中和2030年2060年碳排放在由升轉(zhuǎn)降的過程中，碳排放的最高點(diǎn)即碳峰值大多數(shù)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰我國目前碳排放增速放緩，但仍呈增長態(tài)勢，尚未達(dá)峰。人為排放源與通過植樹造林、碳捕集與封存技術(shù)等人為吸收匯達(dá)到平衡碳中和的吸收匯只包括通過植樹造林、森林管理和碳捕獲與封存等人為活動增加的碳匯，而不是自然碳匯。3.溫室效應(yīng)一、碳循環(huán)為積極應(yīng)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(dá)峰(CO2排放量達(dá)到峰值)，力爭在2060年前實(shí)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(zé)任?；卮鹣铝袉栴}：（1）在自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物等從大氣中攝取碳的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（2）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(dǎo)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一、碳循環(huán)（3）全球變暖是當(dāng)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(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的重要舉措。使用化石燃料植被覆蓋面積組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素，都在不斷進(jìn)行著從非生物環(huán)境到生物群落，又從生物群落到非生物環(huán)境的循環(huán)過程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。非生物環(huán)境生物群落C、H、O、N、P、S等元素二、物質(zhì)循環(huán)非生物環(huán)境生物群落C、H、O、N、P、S等元素1.物質(zhì)循環(huán)的中的“物質(zhì)”是指_______________________2.特點(diǎn)：組成生物體的元素①具有全球性（生物地球化學(xué)循環(huán)）②循環(huán)往復(fù)二、物質(zhì)循環(huán)②循環(huán)往復(fù)應(yīng)用——改進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式魚稻共生種養(yǎng)結(jié)合模式稻田的水給魚提供生長環(huán)境，魚可吃害蟲，排泄物可為水稻提供有機(jī)肥，魚和水稻形成了一個無公害的生物微循環(huán)魚菜共生大棚里，既養(yǎng)魚又種菜，不影響產(chǎn)量還能節(jié)水節(jié)肥，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)魚不換水，種菜不施肥的神奇效果。魚幫菜、菜幫魚，和諧互助鴨子可吃掉水稻葉片上害蟲及蟲卵，糞便可作有機(jī)肥料，其在水里游動，加快水稻對養(yǎng)分吸收，也改良了土壤通透性，達(dá)到了生態(tài)高效種植效果稻田養(yǎng)鴨二、物質(zhì)循環(huán)水循環(huán)水通過蒸發(fā)、降水和徑流在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)水蒸氣水蒸氣降水蒸發(fā)降水蒸發(fā)地表徑流1.方式二、物質(zhì)循環(huán)水循環(huán)①植物從土壤中吸收水分，在水分供應(yīng)適宜的情況下，植物的氣孔開放程度最佳，CO2得以順暢進(jìn)入，以合成有機(jī)物。2.作用②動物可飲水，也可通過食物中獲取水分，以供生命活動需要。③生物體的代謝反應(yīng)都以水為介質(zhì)，只有在水的參與下，物質(zhì)才能完成無機(jī)物和有機(jī)物之間的循環(huán)過程，同時借助水排出廢物使生命活動得以維持。二、物質(zhì)循環(huán)大氣中的N2工業(yè)固氮閃電固氮生物固氮尿素及動植物遺體硝化細(xì)菌土壤微生物反硝化細(xì)菌氨化作用氮循環(huán)化石燃料燃燒氮氧化物氮肥NO3—NO3—NH4+工業(yè)固氮在某種程度上破壞了全球氮循環(huán)的平衡二、物質(zhì)循環(huán)項(xiàng)目物質(zhì)循環(huán)能量流動特點(diǎn)循環(huán)往復(fù)、全球性單向傳遞、逐級遞減、不可循環(huán)范圍聯(lián)系生物群落各營養(yǎng)級之間生物圈①同時進(jìn)行、相互依存不可分割②能量的固定、轉(zhuǎn)移、儲存、釋放離不開物質(zhì)的合成和分解③物質(zhì)是能量流動的載體④能量是物質(zhì)反復(fù)循環(huán)的動力⑤生態(tài)系統(tǒng)的各種成分，由于物質(zhì)循環(huán)和能量流動而緊密的聯(lián)系在一起，形成統(tǒng)一的整體三、能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系下圖為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，其中甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)中的三種成分請據(jù)圖回答：（1）生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)是指碳元素在___________________之間不斷循環(huán)的過程。生物群落與無機(jī)環(huán)境（2）X與甲中圖示生物類群的能量來源不同，X代表的生物為_____________；Y的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與丙中圖示生物不同，Y的細(xì)胞結(jié)構(gòu)最主要的特點(diǎn)是____________________?；茏责B(yǎng)細(xì)菌有核膜包圍的細(xì)胞核課堂練習(xí)（3）大