生态系统的物质循环课件_1

第五章 第3节 生态系统的物质循环,问题探讨： 为什么维持生态系统所需的大量物质例如氧、水、氮、碳和许多其他物质，亿万年来却没有被生命活动所消耗完？ 为什么热带雨林不需要施肥而农田需要经常施肥？,热带雨林生态系统,农田生态系统,想一想： 1、你呼出的二氧化碳，它的去向有哪些？ 2、构成二氧化碳的氧元素和碳元素，是以什么物质通过什么途径来到你体内？,一、生态系统的物质循环,物质循环的概念,在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落回到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。,生物圈是地球上的最大的生态系统,生态系统中的物质循环带有全球性。,讨论：在农田中大量使用DDT有机农药为什么会殃及南极的企鹅?,这个生态系统就是地球上最大的生态系统，即生物圈。其中的物质循环带有全球性，这种物质循环又叫生物地球化学循环。,生态系统的物质循环反复出现，循环 流动，不会消失，生物可反复利用。,1、课题中的物质是指什么呢？,指组成生物体的化学元素,2、循环过程是怎样的呢？,3、生态系统指的是什么呢？,地球上最大的生态系统生物圈,及时反馈:,1.下列关于生态系统的物质循环的叙述中，错误的是 （ ） A所指的物质是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素 B所说的生态系统是指生物圈 C物质在循环过程中不断减少的 D所说的循环是指物质在生物与无机环境之间反复出现、循环利用,c,生态系统的物质循环也是顺着生态系 统的营养结构即食物链和食物网这个主渠 道进行循环流动的。前面讲的能量流动与 物质循环是不同的，能量在流经生态系统 各个营养级时，是逐级递减、单向流动的。 而物质循环是在生态系统的生物群落与无 机环境之间反复出现，循环流动。那么， 生态系统中物质到底是怎样循环的呢？,碳元素约占生物体干重的49，碳 是有机化合物的“骨架”，没有碳就没有生命。碳在无机环境与生物群落之间进行的往返循环运动。,二、物质循环的实例碳循环,碳循环模式图,思考讨论：,请用关键词、线段、箭头等来构建碳循环的过程模型:,草 大气中的CO2 兔 鹰 细菌、真菌,思考？,C循环的图解,分解者,生产者,消费者,碳在生物群落中存在形式是以有机物的形式存在。,1、碳的存在形式,碳在无机自然环境中存在的形式即以CO2和碳酸盐（石灰岩、珊瑚礁）的形式存在。,2、碳的循环形式：,碳在无机环境与生物群落间是以CO2的形式进行循环的。,大气中的CO2进入生物群落，主要依赖于绿色植物的光合作用，使CO2中的“C”变成为有机物中的“C”，再通过食物链进入动物和其他生物体中。除此之外，还有化能合成作用的微生物也能把CO2合成为有机物含碳有机物的一部分，通过食物链传递给各级消费者,碳从生物群落返回无机环境有生物的呼吸作用和微生物的分解作用， 还有一部分生物遗体没有被分解者分解，转变成为地下的石油和煤，一经开采运到地面燃烧，仍可产生CO2再返回碳循环。,燃料燃烧,碳循环图,1由甲图可知：,(3)大气中CO2的来源有三个：一是分解者的分解作用；二是动植物的细胞呼吸；三是化石燃料的燃烧,(1)大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的光合作用或化能合成作用。,(2)碳在生物群落和无机环境之间循环是以CO2的形式进行的。碳元素在生物群落中的传递，主要靠食物链和食物网，传递形式为有机物。,【探规寻律】 碳循环图解的分析方法 如图为生态系统的碳循环图解。,(3)整个图解中，食物链是 EFDB。,(1)图中具有双向箭头的是A和E，一个为生产者，一个是大气中的CO2库。因为其他各个成分都有箭头指向A，所以A为大气中的CO2库，E为生产者。,(2)观察剩余的几个成分，因为其他生物部分的箭头 都指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F则为消费者,碳进入生物群落 碳出入生物 群落的途径,把含C的有机物分解成CO2,把CO2合成含C的有机物,化能合成作用,绿色植物的光合作用,燃烧,微生物的分解作用,动植物的呼吸作用,碳出生物群落,要点：,（1）碳循环的形式： （2）碳在自然界中的存在形式： （3）碳在生物体内的存在形式： （4）碳进入生物体的途径： （5）碳在生物体之间传递途径： （6）碳进入大气的途径：,CO2；,CO2和碳酸盐；,含碳有机物；,绿色植物的光合作用 及化能合成作用,食物链（网）；,生物的呼吸作用 分解者的分解作用 化石燃料的燃烧,（3）图中D C过程是通过 作用实现的，C D过程是通过 作用实现的，B D过程是通过_ 作用实现的。 （4）生物群落中有一部分碳以 _ 形式储藏在地层中。碳在无机环境中以 形式存在。,（1）此生态系统的能量流动是从 _ 固定太阳能开始的。 （2）碳元素在大气中与A、B、C之间的传递是以 _形式进行的，在生态系统各成分中A为 ，B为 。,2、右图示生态系统碳循环示意图，A、B、C、D是生态系统的成分，D为大气，请据图回答：,消费者,分解者,光合,呼吸,分解,煤、石油等化石燃料,CO2,CO2,及时反馈：,如果滥伐森林、大量化石燃料燃烧，对生态系统的碳循环及生态环境有何影响？,破坏碳循环的平衡,大气中CO2含量增加,温室效应,3、关注社会,温室效应,由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。由于现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤和石油等化石燃料，使地层中经过千百万年而积存的碳元素，在很短的时间内释放出来，打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化碳的含量迅速增加，进而导致气温升高，形成“温室效应”。温室效应对生物圈和人类社会都有着不可忽视的影响，比如加快极地冰川的融化，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。,温室效应,1、温室效应概念,2、CO2增多的原因,3、温室效应的危害,4.缓解温室效应的措施,氮循环：氮占大气成分的79，氮是组成蛋白质和核酸的主要成分。氮必须经过生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用等才能在生物群落与无机环境间反复循环。,水循环：从地球表面通过蒸发（包括植物的蒸腾作用）进入大气圈，同时又不断地通过降水从大气圈返回到地球表面。,4、其他物质循环,水循环,氮循环,5、物质循环的特点,1、具有全球性 因此也称为生物地球化学循环,无机环境,生物群落,生物群落和无机环境之间的物质可以反复出现反复利用，周而复始进行循环，不会消失。,2、具有循环性：,温室效应的控制不只是某一个国家的事情，为此1997年12月11日联合国在日本东京有关温室气体的排放签署了京都议定书，这基于物质循环具有_的特点。,下图是一幅1989年世界环境日主题的宣传画,全球性,3、目前地球大气的二氧化碳浓度增 高，导致温室效应，主要原因是 （ ） A.人口剧增，呼出的二氧化碳增多 B.化石燃料的燃烧和自然资源的不 合理利用 C.大量生物遭灭绝 D.自然因素破坏了生态稳定,B,想一想 以“C”与能量为例说明物质循环与能量流动的关系。 【提示】 当植物吸收了太阳能产生ATP和H，可以将CO2转化为葡萄糖等有机物进入生物群落,说明了物质循环以能量为动力,同时能量以葡萄糖等有机物为载体，两者不可分割。,二、能量流动和物质循环的关系,生态系统的存在是靠物质循环和能量流动来维持的。生态系统的能量流动和物质循环都是通过食物链和食物网的渠道实现的，二者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。,但是，能量流动和物质循环又有本质上的区 别：能量流经生态系统各个营养级时是逐级递减，而且运动是单向的、不是循环的，最终在环境中消失。物质循环是带有全球性的，在生物群落与无机环境间物质可以反复出现，反复利用，循环运动，不会消失。,单向流动，逐级递减,反复循环，逐级累积,能量流动和物质循环的相互关系,能量的固定、储存、转移、释放离不开物质的合成和分解等过程，两者同时进行、相互依存、不可分割 能量流动和物质循环都借助食物链和食物网进行 物质是能量沿食物链(网)流动的载体 能量是物质在生态系统中反复循环的动力,主要以有机物形式,主要以无机物形式,沿食物链（网） 单向流动,在无机环境与生物群落之间反复循环,生态系统各营养级,全球（生物圈）,特别提醒 (1)绘制物质循环图解时，注意物质是可以循环的，即物质循环的箭头可以是双向的。 (2)能量流动是单向的，生产者的能量可流向消费者和分解者，但消费者与分解者中的能量却不能流向生产者。,(3)绘制能量流动图解时，只要有有机物传递即伴随着能量的传递(如动植物遗体、残枝败叶沼气池；沼渣食用菌等，均既有物质传递，又有能量流动)。,探究活动:土壤微生物的分解作用,1、提出问题： 2、作出假设： 3、制定、实施计划： 4、实验结果的分析： 5、实验结论：,探究活动的一般步骤：,探究：土壤微生物的分解作用,对土壤高温处理,土壤中是否含微生物,30 mL蒸馏水,土壤中是否含有 分解淀粉的微生物,微生物对落 叶有分解作 用,加碘液不变蓝,加斐林试剂产生 砖红色沉淀,加碘液变蓝,加斐林试剂不变色,土壤浸出液中的微生物能分解淀粉,判一判 (1)生物地球化学循环是指组成生物体的基本元素在生物群落内各生物体之间反复循环利用。( ) (2)在碳循环中，无机环境和生物群落相联系的生物作用主要是光合作用和呼吸作用。( ),(3)能量流动伴随着物质循环在生态系统中反复利用。 (4)能量流动和物质循环是生态系统的两个主要功能。,×,×,1、在生态系统中，碳循环始终与下列哪项结合在一起进行的？（ ） A氮循环 B水循环 C能量流动 D能量循环,练习：,C,2.下图是自然界碳循环的简图，图中的A、B、C 、D各代表在生态系统各成分中何种成分？,C为生产者，B为分解者， A为消费者，D无机环境,3.下面是甲乙丙丁四个种群在一个达到生态平衡的环境中含有的总能量和残留农药的DDT的平均浓度,1）这四个种群中属于生产者的是_ 2)写出四个种群的能量流动渠道： 3)在能量流动的渠道中，_越高，生物体内的DDT浓度越高，这种现象称为_,甲,甲,乙,丙,丁,营养级,生物富集作用,生物富集,生物富集作用又叫生物浓缩, 是指生物体通过对环境中某些元素或难以分解的化合物的积累，使这些物质在生物体内的浓度超过环境中浓度的现象。 是指环境中的一些污染物（如重金属、化学农药），通过食物链在生物体内大量积聚的过程. 因为这些污染物一般具有化学性质稳定而不易分解、在生物体内积累而不易排出等特点，所以，生物富集作用随着食物链的延长而不断加强。,