2021——2022学年高二上学期 生物人教版 必修3 5.3 生态系统的物质循环 课件(共45张PPT)

(共45张PPT)
5.3生态系统的物质循环
第5章 生态系统及其稳定性
为什么维持生态系统所需大量物质，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？
问题探讨：
你自己所呼出的二氧化碳都去了哪里？
思考与讨论：
1、碳在自然界以什么形式存在？
2、碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节（以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等）？
一、碳循环：
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。
碳循环
光合作用
大气中的CO2库
燃
烧
光
合
作
用
呼
吸
作
用
植物
动物
摄食
微
生
物
的
分解
作
用
呼
吸
作
用
动植物的遗体和排出物
泥炭、煤、石油
化能合成作
用
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：
主要是CO2；
CO2和碳酸盐
含碳有机物；
绿色植物的光合作用（主要）、化能合成作用
碳循环的特点：
5.碳在生物体之间传递途径：
6.碳进入大气的途径：
食物链和食物网
①生物的呼吸作用
②微生物的分解作用
③化石燃料的燃烧
注意：
1．实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是生产者和分解者。
2．碳在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递均是单向的。
生产者
消费者
分解者
大气中的CO2库
化石燃料
(1)碳从无机环境进入生物群落的途径有：_____作用和____________作用。
(4)在生物群落内部，碳通过______________，以含____有机物的形式传递。
(3)在无机环境与生物群落之间, 碳以_____的形式循环.
(2)碳进入大气的途径有：______________________
光合
呼吸作用、分解作用、燃烧
CO2
碳
练习：
食物链和食物网
化能合成
2.下图是自然界中碳循环简图，图中的甲、乙、丙代表生态系统的何种组成成分？

乙为生产者，丙为分解者，甲为消费者
(变式)下图是自然界碳循环的简图。图中的甲、乙、丙各代表什么
甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者
1、图中A、B、C、D各指什么
2、 图中①～⑤又分别指什么生理作用
C
3右图为生态系统各组成成分的关系图解示意图，请分别回答如下问题：
D
A
B
①
③
⑤
④
②
生产者
无机环境
消费者
分解者
C
D
A
B
①
③
⑤
④
②
生产者
无机环境
消费者
分解者
3、与碳循环关系最为密切的两种细胞器是______.
4、生物的下列过程中，与碳循环无直接关系的是
A、光合作用 B、呼吸作用
C、蒸腾作用 D、微生物分解作用
线粒体、叶绿体
C
二．物质循环的概念：
组成生物体的　　　　　　　　　　等基本元素，在　 　　　和　　　 　 之间往返循环利用的过程，又称为生物地球化学循环。
C、H、O、N、P、S
无机环境
生物
群落
生物群落 无机环境
注意：
1.物质：组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素。而不是单质，也不是化合物。
2.范围：是指地球上最大的生态系统——生物圈。其中的物质循环带有全球性，所以又叫生物地球化学循环。
4.特点：全球性，反复利用.
3.循环：
【思考】
目前碳循环出现的障碍是什么？
大气中CO2含量升高。
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
社会热点：温室效应
1、温室气体：
CO2 (主要)过多
2、CO2增多的原因
化石燃料的大量燃烧
森林、草原等植被的破坏
3、温室效应的危害
极地冰川加速融化
沿海城市被淹没
农田减少，粮食减产
4.缓解温室效应的措施
减少煤、石油等化石燃料的燃烧，开发新能源
植树造林，降低空气中CO2含量
风能
太阳能
潮汐能
地热能
三、能量流动与物质循环的关系
1、生态系统的物质循环和能量流动是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。
2、物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力。
[判一判]
1．参与循环的物质是组成生物体的各种化合物(　　)
【答案】× 【解析】元素。
2．物质循环的范围是生物圈(　　)
【答案】√
3．碳循环在生物群落和无机环境之间主要以有机物形式循环(　　)
【答案】× 【解析】CO2。
4．化学燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因(　　)
【答案】√
5．物质和能量都是往复循环重复利用的(　　)
【答案】×
【解析】物质循环，能量单向流动不循环。
6．物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力(　　)
【答案】√
实验：土壤微生物的分解作用
1．实验原理
(1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生态系统中的成分为分解者。
(2)分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物，其分解速度与环境中的温度、水分等生态因子相关。
2．实验流程
案例1 案例2
实验假设 微生物能分解落叶使之腐烂 微生物能分解淀粉
实验设计 实验组 对土壤高温处理 A杯中加入30 mL土壤浸出液
对照组 对土壤不做任何处理 B杯中加入30 mL蒸馏水
自变量 土壤中是否含微生物 是否含有微生物
案例1 案例2
实验现象
在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组 A A1 不变色
A2 产生砖红色沉淀
B B1 变蓝
B2 不变色
结论分析 微生物对落叶有分解作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
(注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂)
　某生物兴趣小组的同学为了证明某种细菌对植物树叶的分解作用，提出了三种实验方案。其共同之处是：将同一种树的落叶分成甲、乙两等份，实验过程保持树叶湿润。其他实验条件和步骤如下表所示。哪种实验方案能达到目的(　　)
序号 实验处理
甲 乙
方案一 无菌条件 自然条件
方案二 先灭菌，再放于适宜条件下 自然条件
方案三 先灭菌，再放于适宜条件下 先灭菌，然后接种某种细菌，最后置于适宜条件下
A.方案一 B．方案二
C．方案三 D．三个方案都不能达到
C
1．如图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，则分解者的作用强弱是(　　)
A．a＞b＞c B．c＞b＞a
C．c＝b＞a D．a＞c＝b
A
2．如图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析不正确的是(　　)
A．生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足
B．A是消费者，C是生产者，各成分间以CO2的形式传递碳元素
C．对E过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡
D．碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体
B
3.如图表示生态系统中碳循环的部分过程，其中甲、乙、丙、丁组成生物群落。下列分析错误的是(　　)
A.④增多是温室效应产生的主要原因
B.图中箭头不能表示能量的流动方向
C.甲、乙种间关系的调节还需要信息传递的作用
D.无机环境中的CO2可以来自细胞呼吸
A
4．如图是两个生态系统中腐殖质总量随时间的变化情况，这两个生态系统分别是(　　)
A．A是热带草原，B是热带雨林
B．A是热带雨林，B是温带草原
C．A是冻土苔原，B是热带雨林
D．A是冻土苔原，B是温带草原
C
【解析】腐殖质是落叶等与土壤的混合物，含有大量的未完全分解的动植物残体。对这些残体进行分解的是分解者，分解者在热带雨林中的数量和种类最多，因此在该环境中，腐殖质的数量少，而矿质元素等营养物质的含量高。
排雷　(1)腐殖质的量与矿质元素的量成反比；(2)腐殖质的量主要取决于该环境分解者的分解能力，雨水充足、温度高的热带雨林微生物的分解能力最强；(3)人为焚烧落叶层的主要目的是加速物质循环。
5如图表示生物圈中碳循环的部分示意图。甲、乙、丙、丁构成生物群落，箭头①～⑨表示循环过程。下列有关说法正确的是(　　)
A．大气中的气体X是指CO2和CO
B．完成①过程的能量主要是由⑧过程提供的
C．丁经⑤⑥⑦过程获得的能量占甲、乙、丙总能量的10%～20%
D．丙处在第三营养级
D
6．大气中CO2量的变化与碳循环有关。下列相关叙述错误的是(　　)
A．增加自养生物的种类和数量有利于降低大气中CO2的含量
B．大气中CO2量的增加主要与异养生物的数量增加有关
C．食物链中的碳主要以有机物形式传递
D．大气中CO2的含量有明显的昼夜变化和季节变化
B
7下图是生态系统中碳循环示意图，其中“→”表示碳的流动方向。下列叙述不正确的是(　　)
A．在碳循环过程中，同时伴随着能量流动
B．由于某种原因造成图中E生物数量大量减少，推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是D增加，F减少
C．该生态系统的消费者包括图中的D、E、F、B
D．A→C过程中碳主要以CO2的形式进行循环，F→B以含碳有机物的形式进行流动
C
8.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
种群 甲 乙 丙 丁
能量 2.8×109 1.3×108 9.1×107 2.9×107
DDT浓度 0.04 0.35 0.39 3.4
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
乙
甲
丙
丁
营养级
生物富集
生物群落与无机环境
a
b
c
9、下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。
（1）生态系统的碳循环是指碳元素在_____________________之间不断循环的过程
（2）大气中的CO2可以在绿色植物的_____ （在a~c中选择）中合成有机物；
含碳有机物在_______和_______ （在a~c中选择）可以分解为CO2
（3）甲代表________,乙代表__________,丙代表__________
（4）X与甲中图示生物类群的能量来源不同，X代表的生物为_______________
（5）丙成分除了有图中所示生物外，还有_______和_______等生物。这些生物
与丙中图示生物不同，Y的细胞结构最主要的特点是______________________
生产者
消费者
分解者
硝化细菌等
真菌
蚯蚓
有核膜包围的细胞核
10有关生态系统能量流动和物质循环的叙述不正确的是 (　　)
A．能量流动和物质循环是生态系统的两个主要功能
B．能量流动和物质循环是沿食物链进行的
C．能量流动和物质循环密切联系、相互依存
D．能量流动是伴随着物质循环而循环的
D
碳循环
化
泥碳
煤
大气中CO2
CO2
碳化作用
石油
水生植物
光合作用
腐烂
燃料
呼吸作用
光合作用
腐烂
扩散
氮循环
磷循环
沉积型循环
沉积物中的磷
（约为土壤和海洋中千倍以上）
陆地
海洋
死
有机物
土壤中的
无机磷
活有机物
死
有机物
深海的磷
活有机物
捕鱼
鸟粪
悬浮在水中随河水带走
摄取
排泄
死亡
下,沉
分解
沉积
溶解于水
上升风化
开采
摄取
排泄死亡
上涌
硫循环
陆地
海洋
沉积物（CaSO4,FeS2）
溶解的SO42-
SO2
H2S
S
CaSO4
FeS2
死有机物
活有机物
SO42-
降水
SO2,SO42-
扩散
海浪
SO42-
大气
上升，分化
SO2
FeS2
死有机物
活有机物
SO42-
H2S
S
分解
化肥工业
SO42-
摄取
扩散
火山活动H2S ,SO2,SO42-
植物摄取
SO2,SO42-
降水
SO2,SO42-
化石
燃烧
SO2
H2S ,SO2,SO42-