人教版必修三第五章第三节生态系统的物质循环

课件45张PPT。第3节 生态系统的物质循环生态系统中的能量流动（回顾）生态系统中能量的输入、传递、转换和散失的过程。 能够帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分；实现对能量的多级利用，提高能量的利用率。单向流动（不可循环利用） 逐级递减传递效率为10%~20%二、过程一、概念：三、特点：四、研究的目的：能量的源头：能量的输入：总量：能量流经各营养级的变化：太阳能生产者固定太阳能生产者所固定的太阳能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？你呼一口气，呼出的二氧化碳分子有的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漂向异国他乡，有的可能又转变成有机物重新回到你的体内。事实上，碳和氧等元素就在生物群落和无机环境之间不断循环。生态系统的物质循环1、物质循环的概念 是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素在生态系统的生物群落与无机环境之间反复循环运动的过程叫生态系统的物质循环。 1.物质：组成生物体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：具有全球性，反复利用，循环流动.3.循环：抓住要点:2、物质循环的特点（1）具有全球性，又叫生物地球化学循环。
（2）在生物群落和无机环境之间周而复始进行循环。
（3）循环过程中物质不会增加也不会减少，以一种形式转变为另一种形式。物质循环的主要特点： 糖、脂肪、蛋白质、核酸都是构成生物体的基本物质，在它们的分子中都含有碳元素。碳元素大约占生物体干重的49％，是有机化合物的“骨架”，没有碳就没有生命。 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。 碳循环：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，因此从“C”的循环可见绿色植物是生态系统的基石。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。碳的循环过程 大气CO2库碳循环生产者消费者分解者二、碳循环的过程 光合作用呼吸作用呼吸作用
分解作用动物摄食 化石燃料形成煤、
石油等燃烧大气中的CO2库遗体和排出物遗体碳的固定量 = 碳的返回量 绿色植物的光合作用
碳进入生物群落
碳出入生物 化能合成作用
群落的途径
动植物的呼吸作用
碳出生物群落 微生物的分解作用
燃烧（1）碳循环的形式：CO2CO2有机物光合作用和化能合成作用食物链和食物网①生物的呼吸作用
②分解者的分解作用
③化石燃料的燃烧思考？（2）碳在自然界中的主要存在形式：（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）碳进入大气的活动： 水是组成生物体的重要成分，约占体重的60％～95％，体内进行一切生化反应都离不开水。地球上水通过蒸发、降雨、植物的蒸腾、吸收等过程反复循环。水循环氮循环：
氮是组成蛋白质和核酸的主要成份。氮占大气成份的79％，必须经过生物固氮作用（氨化作用）、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。氨化作用:氨化细菌和真菌将有机氮（氨基酸和核酸）分解成为氨与氨化合物，氨溶水即成为NH4+,可被植物直接利用。
硝化作用：在通气情况良好的土壤中，氨化合物被细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，供植物吸收利用。土壤中还有一部分硝酸盐变为腐殖质的成分，或被雨水冲洗掉，然后流到湖泊和河流，最后到达海洋，为水生植物所利用。海洋中还有相当数量的氨沉积于深海而暂时脱离氮循环。
反硝化作用：也称脱氮作用，反硝化细菌将硝酸盐转变成氮气。
由此可见，在自然生态系统中，一方面通过各种固氮作用使氮素进入物质循环，另一方面又通过反硝化作用、淋溶沉积等作用使氮素不断重返大气，从而使氮的循环处于一种平衡状态。含N有机物的转化与分解 氮的固定： 大气固氮 人工固氮 生物固氮 在闪电等高能量作用下，Ｎ２在空气中发生反应。 高温、高压、催化剂下使氮气与氢气反应生成氨。 有固氮能力的生物将游离态氮固定为氮的化合物。 发 生 条 件氮循环示意图氮循环空气中的氮气大气闪电固氮人工合成固氮生物固氮土壤中(NH4+,NO3-)生产者各级消费者生物体组成含氮部分含氮废物交换吸附主动运输消化
吸收
合成脱氨基作用硝化作用泌尿系统排出捕食同化作用反硝化作用硫循环示意图硫循环 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含量增加温室效应关注社会 地球表面接受太阳辐射能，然后散射到大气，其中一部分被二氧化碳等气体吸收，从而减少了地表向宇宙空间的散失，若二氧化碳增多，逸散的能量就越少，地球变暖和即形成温室效应。为什么二氧化碳过多导致气温升高？社会热点：温室效应1、温室气体：CO2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措施: 减少煤、石油等化石燃料的燃烧，提高能效。开发新的洁净能源，如核能、太阳能、风能、水能等。大面积植树造林，降低空气中CO2含量。 N和P含量过多，将造成水体的富营养化，使得藻类等过度繁殖，导致生态系统的稳态遭到破坏。2007年06月27日云南滇池发生的水华(绿如油漆) 富营养化生物富集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累的过程。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。随着食物链的延长而不断加强
（营养级越高，有毒物质的积累就越多）原因：特点：为了研究人类离开地球能否生存，美国在亚利桑那州建造了一个几乎密封的实验基地，称为“生物圈Ⅱ号”。这个基地是一个大型的玻璃和钢结构的温室建筑，耗资2亿美元，占地1.3万平方米，温室内热带雨林，海洋，草原、沼泽地，还有园地供人们种植粮食和蔬菜。“生物圈居民”是8名科学家及3800种植物和动物，还有一些微生物。1991年9月26日，8名科学家正式进驻这个完全密封的世界，望在其中生活两年，实际停留共计21个月。他们一边从事科学研究，一边养鸡养鸭，耕种收获，过着完全自给自足的生活。两年中外界只为他们提供包括种子在内的物品，其余的一切都需要他们自己解决。能源，取自太阳能；氧气，由自己种植的植物制造；粮食，全靠自己种植收获；肉 类和蛋白质，取自自己养的鸡、鸭、猪、羊；甚至包括里面的气温和气候，也由自己控制。生物圈Ⅱ号“生物圈二号”系统严重失去平衡：氧气浓度从21%降至14%，不足以维持研究者的生命，输入氧气加以补救也无济于事；原有的25种小动物，19种灭绝；为植物传播花粉的昆虫全部死亡，植物也无法繁殖。事后的研究发现：细菌在分解土壤中大量有机质的过程中，耗费了大量的氧气；而细菌所释放出的二氧化碳经过化学作用，被“生物圈二号”的混凝土墙所吸收，又打破了循环。 科学家们检讨了实验失败的原因：自然界不同于人工控制系统，大而全的设计导致了顾此失彼。生物圈二号内的土壤均来自一个地方，不像地球那样不同地带有不同的土壤类型。模拟的各类生态系统的空间分布格局及大小比例不合理。
启示，那就是：只有一个适合人类生物生存的环境，失去了它我们将无法生存，所以我们要爱护环境。何况生物圈Ⅱ号只是一个实验！ 让海洋成为二氧化碳的“掩埋场”
? 海洋既是各种珍奇生物的家乡，也蕴涵着数不清的宝藏。海水中溶解的化学元素有5亿亿吨！一些为全球变暖而忧心的科学家，近年来开始将目光投向了海洋。消除二氧化碳海洋被称为生命的母体，科学家们通过模型研究证实，往海水里注入二氧化碳越深，二氧化碳会“掩埋”得越好。600米是所需的最低安全深度，到了950米，二氧化碳基本上就无法向海上逃窜了 新问题：但海洋毕竟不是纯粹的回收站，海中储存二氧化碳可能确实有阻止全球变暖之效，但二氧化碳溶解后会使海水酸化，目前还不能确定这是否会危害海中生物，引出新的环境问题。 美好的设想：以特定的间距分散注入、而不是将
所有二氧化碳集中注入一个区域，可以有效降低
海水酸化的程度。但他们也说，这只是理论上的
想法，效果怎么样有待实际检验特点形式范围单向流动逐级递减反复循环有机物（化学能）无机物生态系统各营养级生物圈二、能量流动和物质循环的关系§5.3 生态系统的物质循环实验 土壤微生物的分解作用一、土壤中的微生物：细菌、放线菌、真菌等二、微生物的分解作用： 微生物能分泌多种水解酶将大分子有机物分解成小分子有机物，如纤维素酶可将纤维素水解成葡萄糖；淀粉酶可将淀粉水解成葡萄糖。然后再被分解者吸收到细胞中进行氧化分解，最终形成二氧化碳和水和各种无机盐，同时释放能量。探究土壤中微生物的分解作用案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用对照组：不作任何处理（自然状态）的土壤
实验组：进行60℃灭菌1h处理的土壤请写出方法步骤、预测结果并得出结论土壤微生物的分解作用微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解淀粉对土壤高温处理对土壤不做任何处理土壤中是否含微生物在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组微生物对落叶有分解作用A杯中加入30ml土壤浸出液B杯中加入30ml蒸馏水土壤中是否含有分解淀粉的微生物7天后,A1+碘液不变蓝7天后A2+斐林试剂产生砖红色沉淀7天后, B1 +碘液变蓝7天后B2+斐林试剂不产生砖红色沉淀土壤浸出液中的微生物能分解淀粉20世纪60年代，美国农庄主为了提高农作物产量，曾用飞机反复大面积地喷洒有机磷杀虫剂，几年后显而易见的是（ ）B①彻底消灭了该地区的害虫 ②害虫的抗药性愈来愈强
③消灭了该地区杂草 ④这个地区鸟类数量减少
⑤未喷洒农药的邻近地区一带生物体内也含有农药的成分A ①② B ②④⑤
C ③④ D ②③（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。碳循环始终与 结合在一起。 （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 。例、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：练习消费者分解者光合呼吸分解能量石油、煤炭等CO2CO2（1）写出①②③④的生理过程及⑤产生 CO2的方式。
①__________ ②_________ ③_______________
④__________⑤_______
（2）碳在无机环境与生物群落之间以________形式进行循环。
（3）碳循环中最简单的循环途径是在___________和大气之间的循环。CO2绿色植物练习下图表示某生态系统中4种成分之间的关系。以下相关叙述正确的是（ ）
A. 甲和乙所包含的所有生物构成群落
B. 乙1的同化量越大，流向乙2的能量越少
C. 甲与丙为捕食关系
D. 这4种成分是缺一不可的 解析：从图中可看出，甲和丁为双向箭头，说明二者为生产者和无机环境。又由于乙、丙都指向丁，则可确定丁为无机环境，那甲为生产者。由此，甲、乙、丙为生物群落。其中，甲、乙都指向丙，说明丙为分解者，剩下的乙就是消费者了。于是，不难得出答案是D。下图表示生态系统中碳循环示意图，图中箭头号表示碳的流动方向。请据图回答：
（1）图中含有4个营养级的食物链是 （用箭头号和字母表示）。
（2）在物质循环过程中，同时伴随着 。若生产者有1000千克，则第4营养级最多可获取 千克的能量。
（3）分析AD和EB过程中，碳流动的形式分是 。
（4） （用图中字母表示）中CO2过高，会引起 效应，导致气温升高，可能会加快极地冰川融化，海面升高，威胁陆地生态系统和人类。 D F E B 能量流动 8CO2 、含碳有机物 A 温室由此不难归纳该类示意图的识别步骤：
第一步：确定无机环境和生产者。图中双向箭头所指对象分别是无机环境和生产者，其中，其他成分都指向的对象是无机环境（另一对象是生产者）。
第二步：确定分解者。在前面确定了无机环境的基础上，肯定图中其余成分是生物群落的组成。在群落中，生产者和各级消费者的箭头都指向分解者，即接受箭头指向最多的是分解者。第三步：确定消费者。在生物群落中，确定了生产者和分解者，剩余的部分均为消费者。其中，生产者指向的是初级消费者，依次是次级消费者、三级消费者……THE END