资源简介

(共20张PPT)
第三章 生态系统及其稳定性
第三节 生态系统的物质循环(第一课时)
学习目标：
1.以碳循环为例，说出物质循环的概念、过程和特点。
2.比较能量流动与物质循环的关系。
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。
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？
①荒漠生产者的种类与数量很少——能制造的有机物总量就少；
②消费者与分解者也少——物质循环缓慢；
土壤中动植物遗体等很少，且被分解速度较慢——土壤中积累的营养物质很少；
③胡杨还会从土壤中吸收营养物质
问题探讨
二氧化碳分子在生物群落和非生物环境之间是不断循环的。
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CO2的去向吗？
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？
进入你体内之前又存在于什么物质中？
食物
人体的细胞呼吸
CO2
植物的光合作用
碳循环
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。
氨基酸结构通式
葡萄糖结构
核糖核苷酸结构
大气中的碳主要是二氧化碳。生物体和大气中的碳含量，都长期处于稳定的状态，这是怎样维持的呢？
1. 碳元素
碳循环
【思考.讨论】 分析碳循环的过程
二氧化碳能溶于水，因此能在大气和海洋、河流之间进行交换。因此，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，向大气排放了大量的二氧化碳。
讨论 1. 碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
注意：碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以 CO2的形式进行的。
碳循环
CO2(主要)、碳酸盐
含碳有机物
非生物环境中：
生物群落中：
2. 碳是通过什么途径进出生物群落的？是如何进出生产者、消费者、分解者的？
生产者
消费者
分解者：
出生物群落
进入生物体
生产者：
消费者：
分解者：
光合作用和化能合成作用
摄食
食腐、腐生
化石燃料的燃烧
碳循环
【思考.讨论】 分析碳循环的过程
呼吸作用
分解作用
碳在生物群落内部沿着 进行传递。
食物链、食物网
2. 碳循环示意图
遗体和排出物
摄食
燃烧
生产者
消费者
分解者
化石燃料
呼吸作用
呼吸作用
光合作用
大气中的CO2库
分解作用
非生物环境
生物
群落
水圈中的CO2库
碳循环
【方法技巧】巧辨图形判断参与碳循环的四种成分
大气中的CO2库
生产者
分解者
消费者
大气中的CO2库
生产者
初消
次消
三级消
分解者
注意：碳循环中各成分包括生产者、消费者、
分解者和大气中的CO2库。
辨图要点：
1. 碳循环中，只有生产者与非生物环境之间
的箭头是双向的；
2. 箭头指向最多的是大气中的CO2库，其次
是分解者。
生产者
初级消费者
大气中的CO2库
次级消费者
分解者
总结
(2)碳的流动形式：
①生物群落与非生物环境之间： 。
②生物群落内部：　 　　　　。
③在生物群落内部沿着__________________传递。
(3)碳进入生物群落的途径：　　　　　　　　　　　 。
(4)碳返回非生物环境的途径： 、 、
和 。
(1)碳的存在形式：
①非生物环境中： 。
②生物群落内部： 　　　 。
CO2和碳酸盐
含碳有机物
CO2
含碳有机物
碳循环相关知识总结
生产者的光合作用或化能合成作用
生产者和消费者的呼吸作用
分解者的分解作用
化石燃料的燃烧
(5)实现碳循环的关键成分： 。
生产者和分解者
食物链和食物网
(6)特点：
具有全球性，循环往复。
最为密切的两种细胞器是 。
叶绿体和线粒体
1.如图是自然界碳循环的简图。据图分析，下列叙述错误的是
A.甲为分解者，乙为消费者，丙为生产者
B.①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中
C.④主要表示大气中CO2通过光合作用进入生物群落
D.碳元素以无机物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流动
典题应用
√
2.(2022·陕西西安高二期末)如图为碳循环的部分示意图。下列叙述正确的是
A.碳元素在②③④⑤⑥过程中以有机物的形式流动
B.①中的碳元素含量是⑦⑧中的碳元素含量之和
C.图中生产者、Ⅱ、Ⅲ 和Ⅳ可以构成3条食物链
D.豆科植物根部的根瘤菌所需的有机碳来自⑥过程
√
3. 人类活动对碳循环的影响
化石燃料的大量燃烧
大气中CO2含量增加
温室效应
消极影响：
全球性气候变化
积极影响：
开发新能源、植树造林、秸秆还田等
降低大气中的CO2浓度
——温室效应（打破碳循环的平衡）
1. 温室气体：
CO2过多
2. CO2增多的原因
化学燃料的大量燃烧
森林、草原等植被的破坏
3. 温室效应的危害
气温升高
冰川融化
海平面上升
4. 缓解措施：
P63页《与社会的联系》
碳排放≠碳储存
①减少二氧化碳排放： 开发新能源，减少化石燃料燃烧；
②增加二氧化碳的吸收和固定量：大力植树种草，提高森林覆盖率； ③提高秸秆还田率，提高土壤储碳量。
增加碳储存
减少碳排放
冰川融化
化石燃料大量燃烧
大力开展植树造林；
开发新能源；
发展节能产业等。
如何实现“碳中和”？
“中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”，这是我国对世界作出的承诺。“碳达峰”指在某一个时间点，二氧化碳的排放不再增长而达到峰值，之后逐步回落；“碳中和”是指在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳(温室气体)排放总量和通过一定途径吸收的二氧化碳总量相等，实现二氧化碳“零排放”。
组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都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的循环过程。
这里的物质是：
在哪两者之间循环：
组成生物体的元素。不是指单质，也不是化合物。
这里的生态系统是指：
生物圈
2. 特点：
全球性、
循环往复运动
生物地球化学循环
生物群落与非生物环境之间
1. 概念：
生态系统的物质循环
在生物群落内部物质是沿 单向流动的。
食物链和食物网
3. 物质循环的过程中起重要作用的生物：
完成了物质和能量的输入；
实现了物质和能量的输出；
加快了物质循环；
生产者
分解者
消费者
离子
固氮生物的固氮作用
3. 生物群落中的氮最终通过什么途径返回大气中？
反硝化作用
2. 大气中的氮气通过什么途径进入生物群落？
拓展：氮循环过程
1. 植物吸收的氮以 形式存在。
4. 据图可知氮元素是不断循环的，但农田生态系统为什么仍需不断施加氮肥？
农田土壤中氮元素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。
（拓展应用 P67）
①动物的取食、消化能促进物质循环；
稻田养鸭养鱼，你能从物质循环角度说说它的好处吗？
③动物呼出的CO2可为水稻的光合作用补充原料
②动物粪便被分解者分解后，其中的N、P可供植物吸收利用；
④其在水里游动，加快水稻对养分吸收，也改良了土壤通透性。
生态系统的物质循环
4. 在农业方面的应用：
种养结合模式
如：稻-鸭/鱼
能量流动 物质循环
范围
形式
特点
过程
终点
联系 生态系统各营养级之间
生物圈
主要以有机物中的化学能的形式
碳在生物群落和非生物环境间主要以二氧化碳的形式
单向流动、逐级递减
全球性、循环往复运动
沿食物链、食物网单向流动
在生物群落和非生物环境之间循环往复
以热能形式散失
循环往复、没有终点
5. 对比归纳能量流动和物质循环的关系（阅读教材P65）
都是生态系统的功能，同时进行、相互依存，不可分割
能量的固定、储存、转移和释放, 都离不开物质的合成和分解等过程
物质作为能量的 ，使能量沿食物链(网)流动；
能量作为 ，使物质在生物群落和非生物环境之间循环往返。
载体
动力
[2021广东高考题]
17.为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰（CO2排放量达到峰值），力争在2060年前实现碳中和（CO2排放量与减少量相等），这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。回答下列问题：
(1)在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持______。自西方工业革命以来，大气中CO2浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是 。
(2)生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是 .
，消费者通过食物网(链)取食利用， 。
(3)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少________和增加________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。
碳平衡
极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等
作用、捕食、分解作用
从而将碳元素以含碳有机物的形式进行传递
碳释放
碳存储
光合作用和化能合成
典题应用
3.分析如图所示的生态系统能量流动和物质循环的关系简图，不能得到的结论是
A.物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动
B.能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返
C.能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量
D.碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的
√
4.下列有关生态系统物质循环和能量流动的叙述，错误的是
A.参与能量流动的总能量大小与生产者数量有关，与食物链长短无关
B.处于最高营养级的生物所同化的能量不会再提供给其他生物
C.农民拔草或杀灭害虫，虽然影响了食物链但可以调整能量流动关系
D.食物链既是物质传递链又是能量传递链，物质与能量相互依存、不可分割
√
课堂小结：

展开更多......

收起↑