3.3生态系统的物质循环课件（共26页PPT）

生态系统的物质循环
01
物质循环
玉米
蝗虫
青蛙
蛇
老鹰
太阳
能量
CO2+H2O (CH2O)+O2
光能
叶绿体
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
酶
CO2进入无环境
CO2进入生物体
组成生物体的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，叫做生态系统的物质循环。这里所说的生态系统是指地球上最大的生态系统——生物圈。（教材P63黑体字）
02
碳循环
分析碳循环的过程
思考·讨论
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。
二氧化碳等
主要是有机物
讨论1：碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
讨论2：碳是如何进出生产者、消费者、分解者的（以什么形式、通过那种生命活动、形成那些产物等）？请用关键词、线段、箭头、方框等表示其过程。
植物
动物
大气中的CO2库
光合作用
食物链
微生物
分解作用
化学燃料
呼吸 作用
燃烧
动植物遗体和排泄物
呼吸作用
02
碳循环
大气中的二氧化碳库
大气中的二氧化碳库
生产者
光合作用
将CO2转化为有机物
消费者
摄食
呼吸作用
将有机物分解为CO2
分解者
残枝败叶
遗体残骸
分解作用
将有机物分解为CO2
煤、石油等化石燃料
海洋等水体中碳酸氢根
岩石中的碳酸钙
溶解
分解
分析碳循环的过程
思考·讨论
02
碳循环
02
碳循环
02
碳循环
分析碳循环的过程
思考·讨论
（3）你如何看待人类活动对碳循环的影响？
汽车尾气
砍伐树木
燃烧煤炭
人类活动增加大气中二氧化碳含量
02
碳循环
分析碳循环的过程
思考·讨论
（3）你如何看待人类活动对碳循环的影响？
人类活动减少大气中二氧化碳含量
中国科学家利用二氧化碳合成淀粉
植树造林减少二氧化碳
02
碳循环
大气循环
海洋循环
物质循环具有全球性、循环性，因此又叫做生物地球化学循环！
02
物质循环--氮循环
高能固氮
工业固氮
生物固氮
02
物质循环—磷循环
磷循环是不完全循环
03
生物富集
分析铅浓度在生物体中的特点
思考·讨论
资料一：不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内铅浓度，分析雪蛤体内与生活环境中地铅浓度之间的关系？
结果：铅在中国血蛤体内的浓度超过环境浓度。
中国血蛤
水
水底沉积物
中国血蛤
铅浓度(ppm)
采样点1 采样点2 采样点3 采样点4
03
生物富集
分析铅浓度在生物体中的特点
思考·讨论
资料二：置于0.48 nmol/g铅溶液中美国钩虾体内铅浓度随时间的变化
结果：铅在美国钩虾体内浓度随浸泡时间延长而增加。
美洲钩虾
时间（天）
体内铅浓度(nmol/g)
03
生物富集
分析铅浓度在生物体中的特点
思考·讨论
思考：铅在这两种生物体内的浓度分布原因？
时间（天）
体内铅浓度(nmol/g)
水
水底沉积物
中国血蛤
铅浓度(ppm)
采样点1 采样点2 采样点3 采样点4
成因：铅在生物体内形成难以降解的化合物，且不易排出。
03
生物富集
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，称作生物富集。（教材P64黑体字）
04
探究·实践：探究土壤微生物的分解作用
消费者
生产者
分解者
吸收
摄食
分解作用
非生物环境中的物质
胡杨能抗干旱、御风沙、耐盐碱，可顽强的在荒漠中生存繁衍，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。这些死亡的胡杨虽历经烈日和荒漠的摧残，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
问题探讨
讨论1.胡杨死亡后为什么很长时间都没有腐烂？
讨论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？

胡杨能抗干旱、御风沙、耐盐碱，可顽强的在荒漠中生存繁衍，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。这些死亡的胡杨虽历经烈日和荒漠的摧残，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
04
探究·实践：探究土壤微生物的分解作用
问题探讨
04
探究·实践：探究土壤微生物的分解作用
如何证明土壤微生物具有分解作用？
有机物的分解
现象
本质
分解过程中，物质发生怎样的变化？
落叶等的腐烂
影响因素
想一想：如果研究胡杨死后的分解过程可提出哪些研究问题？
04
探究·实践：探究土壤微生物的分解作用
采集带有落叶的土壤
土壤垂直剖面模式图
枯枝落叶层
有机碎屑层
腐殖质层
淀积层
枯枝落叶层
有机碎屑层
★采集土壤微生物的方法
材料准备
1.实验器具：小烧杯、试管、三角瓶、玻璃棒、恒温培养箱、纱布、网袋、塑料袋、烘箱等。
2.试剂：淀粉、斐林试剂、碘液、无菌水等。
04
探究·实践：探究土壤微生物的分解作用
1.土壤的处理---设计实验组和对照组。
对照组土壤不做处理。
实验组土壤尽可能在不改变土壤理化性质的前提下排除土壤微生物的影响，可将土壤用塑料袋包好进行处理（60 ℃处理1h）。
2.落叶的处理:为增加实验的可靠性，可将叶片洗净、干燥后称重，再放入叶袋。
3.填埋落叶在实验地挖2个深10~20 cm的坑，埋入叶袋，可设置3组重复实验。
4.观察结果:叶袋在土壤中埋放12d后取出，冲洗叶片，干燥后称重并记录结果。
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}培养时间
第1周
第2周
第3周
第4周
对照组落叶平均干重
实验组落叶平均干重
（实验组-对照组）平均干重
04
探究·实践：探究土壤微生物的分解作用
1.制备土壤浸出液：将土壤放入垫有厚纱布的烧杯中，加无菌水搅拌，然后将纱布连同土壤一起取出。将留在烧杯中的土壤浸出液静置一段时间备用。
2.取A、B两个烧杯，放入淀粉糊。A烧杯中加入30ml土壤浸出液，B烧杯中加入30ml蒸馏水。
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
A烧杯
B烧杯
自变量
有土壤微生物
无土壤微生物
设置方式
淀粉+土壤浸出液
淀粉+蒸馏水
因变量观测指标
1.淀粉显色反应的变化 2.还原糖含量的变化
无关变量
减少土壤中带颜色的颗粒物
淀粉+灭菌的土壤浸出液
3.显色反应：在室温下放置7d后，取一定量的溶液于试管中，按照教材所示方法进行显色反应（加碘液、加菲林试剂）。
土壤微生物能分解淀粉吗？
05
能量流动与物质循环的关系
05
能量流动与物质循环的关系
①生物群落中的物质和能量最终来自无机环境
②二者均开始于生产者，通过光合作用合成有机物、固定太阳能，然后沿共同的渠道--食物链（网）一起进行
③连接生物群落和无机环境的两大成分是生产者和分解者
④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循环往返的动力。
05
课后习题
1.能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。判断下列相关表述是否正确。
（1）物质循环发生在生物群落与非生物环境之间。（ ）
（2）能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。（ ）
2.竹子中纤维素含量很高。大熊猫每天要吃大量竹子，但一般只能利用其中一小部分纤维素。研究表明，大熊猫的基因组缺少编码纤维素酶的基因，但是肠道中有多种纤维素
分解菌。
（1）大熊猫与它肠道内某种纤维素分解菌的种间关系为（ ）
A.捕食 B.寄生 C.互利共生 D.原始合作
（2）下列叙述不合理的是（ ）
A. 大熊猫是初级消费者，属于第二营养级
B.大熊猫未消化的纤维素会被分解者利用
C.纤维素分解菌促进了生态系统中的物质循环
D.能量流动方向是竹子→大熊猫→纤维素分解菌
√
×
C
D
05
课后习题
3.在生态系统中，使二氧化碳进入生物群落 的生物主要是（ ）
A.细菌 B.真菌 C.动物 D.绿色植物
D
4.生物圈是不是一个在物质上自给自足的系统？为什么？
5.同碳元素一样，氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田
中不断地施加氮肥呢？
是。因为生物圈是指地球上所有生物与其无机环境的总和，通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。
农田是人工生态系统， 是以提高农作物的产量，使能量更多地流向人类，满足人类需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产,加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。
05
课后习题
3.下表为生活在某库区水域中层的几种鱼体内重金属的含量（单位：ng?g-1）。请据表 推 测 ，这几种鱼中 ，草食性的鱼是 ，杂食性的鱼是 ，肉食性的鱼是，为什么
D和E
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}鱼的种类
A
B
C
D
E
Hg
17.8
61.9
70.4
117.0
112.0
Pb
27.3
34.9
52.5
84.3
75.8
Cd
8.8
14.1
10.3
21.9
41.6
A
B和C
这三种重金属(Hg、Pb、Ca)会富集在鱼体内，并沿食物链逐渐在鱼体内聚集，营养级越高，它们的相对含量越高。A鱼体内三种重金属的含量都是最低的，因此A为草食性鱼；B和C鱼体内，三种重金属的含量都高于A。但低于D和E，因此B和C可能是杂食性鱼；D和E鱼体内，三种重金属的含量都远高于A、B和C，因此D和E可能是肉食性鱼。