(共33张PPT)
第3章 生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的物质循环
本节聚焦
生态系统中物质循环的过程是怎样的?
01
物质循环与能量流动的关系是怎样的?
02
03
什么事生物富集?
问题探讨
胡杨能抗干旱、御风沙、耐盐碱,可顽强地在荒漠中生存繁衍。然而,受水资源短缺的影响,一些远离水源的胡杨也难逃死亡的厄运。这些死亡的胡杨虽经历烈日和荒漠的摧残,却依然傲立于大漠,其枝干往往呈现出千姿百态的奇特造型。
讨论:
1.胡杨死亡后,为什么很长时间都没有腐烂?
荒漠中缺乏水分,分解者数量很少,因此死亡后的胡杨无法被快速分解
2.有研究表明,长有胡杨的荒漠土壤一般比草原的贫瘠,这是为什么?
讨论:
荒漠中生产者的种类与数量很少,能制造的有机物总量就少,消费者与分解者也少,物质循环缓慢。
土壤中可供分解者分解的动植物遗体等很少,且分解速度较慢,因此土壤中积累的营养物质很少;而且,胡杨还会从土壤中吸收营养物质。
·呼一口气,许多二氧化碳分子就离开你的身体,进入大气中。你能想象这些二氧化碳分子的去向吗
有的分子可能进入你身边一棵小草的叶肉细胞,有的可能随着大气环流飘向异国他乡
·这些二氧化碳分子中的碳元素和氧元素又是怎样来到你体内的?进入身体之前又存在于什么物质中?
不难看出,这两种元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环的
PART 01
碳循环
一、碳循环
1、碳元素概述:
·碳是构成生物体的重要元素之一,
·组成生物体的蛋白质、糖类、脂质和核酸等都是以碳链为基本骨架形成的;
·大气中的碳主要是二氧化碳
一、碳循环
分析碳循环的过程
二氧化碳能溶于水,因此可在大气和海洋、河流之间进行交换。此外,碳还可以长期固定或保存在非生命系统中,如固定于煤、石油或木材中。人类对煤和石油等能源的利用,向大气中排放了大量的二氧化碳。
一、碳循环
讨论:
1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在?
在非生物环境中主要以CO2的形式存在(还有碳酸盐);在生物体内主要以含碳有机物的形式存在;
一、碳循环
讨论:
2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的(什么形式、那种生命活动、形成那些产物) 请用关键词、线段、箭头、方框等表示。
一、碳循环
3.你如何看待人类活动对碳循环的影响?
讨论:
人类活动对煤和石油等能源的利用,会向大气中排放大量的CO2;大力开展植物造林、开发新呢个月、开展节能产业等, 有利于降低大气中的CO2浓度,维持生物圈的碳氧平衡
一、碳循环
2.总结:生态系统(生物圈)的物质循环
组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素,都在不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境循环过程。
一、碳循环
3.物质循环的概念:
组成生物体的化学元素C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程,这就是生态系统的物质循环。
4.物质循环概念的解读:
一、碳循环
循环对象:组成生物体的化学元素
循环范围:生物群落与无机环境之间
这里的“生态系统”是指:生物圈
物质循环的特点:循环性、全球性
一、碳循环
5.实例:氮循环
PART 02
生物富集
二、生物富集
1.概念:生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。
2.常见存在生物富集现象的物质
①重金属:如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等
②人工合成的有机化合物:如DDT、六六六等
二、生物富集
①富集物质在环境和生物体中存在形式是比较稳定的;
②富集物质必须是生物体能够吸收的且不易排出的;
③富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的;
3.发生生物富集的物质的特点:
4.生物富集的主要途径:食物链、食物网
二、生物富集
5.生物富集实例——铅的富集
煤和矿石中的铅
燃烧冶炼
空气中的铅颗粒
土壤、水体中的铅
降雨
生产者、浮游动物
各级消费者
最高营养级含铅量最高
积累
捕食
吸收
二、生物富集
日常生活中铅的应用
二、生物富集
铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
6.生物富集现象的特点
①具有全球性
导致生物富集的有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。
②有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高
二、生物富集
7.生物富集的危害:在生物体内形成积累性中毒。
8.研究生物富集的意义 :减少有害物质在生物体内的富集,提高水产品的安全性。
PART 03
能量流动和物质循环的关系
三、能量流动和物质循环的关系
物质
构成宇宙间一切物体的实物和场,世界上所有的实体都是物质,除这些实物之外,光、电磁场等也是物质,它们是以场的形式出现的物质。物质的种类形态万千,物质的性质多种多样,物质是不依赖于人类的意识而存在并能为人类的意识所反映的客观实在。
三、能量流动和物质循环的关系
能量
质量的时空分布可能变化程度的度量,用来表征物理系统做功的本领。能量以多种不同的形式存在。不同形式的能量之间可以通过物理效应或化学反应而相互转化。
三、能量流动和物质循环的关系
能量流动 物质循环
特点 单向流动逐级递减 反复循环、全球性
范围 生态系统的各营养级 生物圈
联系 能量的固定、储存、转移和释放,离不开物质的合成和分解;物质是能量的载体,能量是物质循环的动力
三、能量流动和物质循环的关系
探究·实践 探究土壤微生物的分解作用
1.实验原理: 土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌,它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主要与环境温度和湿度有关。
2.提出问题:落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗?
3.作出假设:落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂
三、能量流动和物质循环的关系
对照组:土壤不做处理
落叶腐烂
落叶未腐烂
实验结果:
实验组:土壤做处理,排除微生物的作用
课堂练习
1.下列关于生态系统中碳循环的叙述,错误的是( )
A.生产者和分解者在碳循环中不可缺少
B.消费者促进了碳循环并使生态系统更加稳定
C.碳在无机环境和生物群落间循环的主要形式是CO2
D.形成温室效应的最主要原因是生物呼吸作用排出大量的CO2
D
2.下图为某生态系统碳循环示意图,其中A、B、C、D是生态系统内各生物成分,1、2、3、4、5、6表示有关的生理过程。下列说法错误的是( )
A. 碳循环具有全球性
B. C表示生产者,A、B、D都是消费者
C. 生理过程1主要是生产者的光合作用
D. 碳在生物群落和无机环境之间以CO2的形式循环流动
B
3.下面为生物圈中碳元素的循环过程,下列有关叙述正确的是( )
A. ①③过程代表绿色植物的光合作用
B. 图中甲、乙、丙分别代表消费者、生产者和分解者
C. 图中甲、乙、丙、丁包含的所有种群共同构成生物群落
D. 碳循环是指碳元素在甲、乙、丙、丁之间以有机物的形式传递
C
4.下列有关能量流动和物质循环的叙述,正确的是( )
A.物质是能量的载体,使能量只能沿食物链(网)单向流动
B.能量是物质循环的动力,推动物质在生物群落内循环往复
C.能量流动和物质循环是两个相对独立的过程
D.物质的合成与分解伴随着能量的储存和释放
B