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(共23张PPT)
第三节 生态系统的物质循环
1.生态系统的物质循环过程是怎样的？
2.怎样理解生物富集的成因和危害？
3.物质循环与能量流动的关系是怎样的？
生态系统的物质循环
干叶片中最基本的化学元素是什么
碳元素主要来自哪里
碳元素是如何构建出一片新鲜的叶片的
叶片腐烂后碳元素又去哪里了
碳循环
碳循环示意图
1.碳的存在形式：
在非生物环境中：二氧化碳等；
在生物群落中：主要是有机物。
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。
碳循环
碳循环示意图
2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的（以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等） 请用关键词、线段、箭头、方框等表示讨论的结果。
大气中的二氧化碳库
生产者
光合作用
将CO2转化为有机物
呼吸作用
将有机物分解为CO2
消费者
摄食
将有机物分解为有机物
呼吸作用
将有机物分解为CO2
碳循环
碳循环示意图
2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的（以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等） 请用关键词、线段、箭头、方框等表示讨论的结果。
生产者
消费者
摄食
将有机物分解为有机物
分解者
残枝败叶
遗体残骸
将现成有机物转化为自身有机物
将现成有机物转化为自身有机物
分解作用
将有机物分解为CO2
大气中的二氧化碳库
碳循环
非生物环境 （ CO2 ）
生物群落
（有机物）
光合作用、化能合成作用
呼吸作用、分解作用
(2)进入生物群落的途径：
(3)碳在生物群落内传递的途径：
食物链（网）
生产者的光合作用、化能合成作用
(1)流动形式
①生物群落与非生物环境间：CO2
②生物群落内部：含碳有机物
二氧化碳
(5)碳循环的形式：
(4)碳返回非生物环境的途径：
②分解者的分解作用
①生产者、消费者的呼吸作用
③化石燃料的燃烧
水圈中的CO2库
碳循环
讨论：你如何看待人类活动对碳循环的影响？
碳循环失调的后果：
温室效应
（1）温室气体：
二氧化碳等
（2）主要原因：
①化石燃料的开采和使用大大增加了CO2的排放
②森林、草原等植被遭到大面积破坏
（3）缓解措施：
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CO2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
碳循环
碳循环示意图中各组成成分的判断
碳循环
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
√
碳循环
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
√
氮循环
氮循环——固氮
高能固氮是通过闪电、宇宙射线、陨石、火山爆发等所释放的能量进行固氮，形成的氨或硝酸盐随着降雨到达地球表面，属于天然固氮方式。
工业固氮是在高温、高压、催化剂的作用下，将氮气还原为氨气。工业固氮产量的不断提高，对生态系统中氮的循环产生了重要的影响。
生物固氮是通过固氮菌和蓝藻等自养或异养微生物进行固氮，生物固氮是最重要的固氮途径。
氮循环
氮循环——氨化
当固定的无机氮被生物利用后，在体内形成含氮有机化合物，通过代谢产生尿素和尿酸等产物，排出体外。尿素和尿酸等通过土壤和水中的很多异养细菌、放线菌和真菌的代谢活动，转变为无机化合物（氨）并把它释放出来，这个过程就称为氨化作用。
氨和铵盐难以被直接利用，必须通过硝化作用转化为硝酸盐。氨和铵盐被硝化细菌（包括亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌）氧化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程称为硝化作用。
氮循环——硝化
氮循环——反硝化
硝酸盐等含氮化合物在反硝化细菌的作用下转化为N2、NO和N2O，这个过程称为反硝化作用。
水循环
水循环示意图
生物在水循环中起的作用很小。
水循环是由太阳能推动的。
生态系统的物质循环
生态系统的物质循环是指组成生物体的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，就是生态系统的物质循环。
特点：
循环性
全球性——生物地球化学循环
在农田中大量使用DDT有机农药会殃及南极的企鹅。
生物富集
人类活动向环境排放的很多有害物质
人工合成的有机化合物，如DDT、六六六等。
生态系统的物质循环
一些重金属，如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。
参与
有害物质的循环过程
碳、氮等元素的循环过程
不同
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 环境浓度的现象。
超过
2.常见的生物富集物质：
如DDT、六六六等
重金属：
人工合成的有机化合物：
如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等
3.发生生物富集的物质的特点：
在环境和生物体中存在形式是比较稳定的；
富集物质必须是生物体能够吸收的且不易排出的；
富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的；
4.生物富集的主要途径：
食物链、食物网
生物富集
①具有全球性
②有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高
5.生物富集现象的特点
鱼鹰（2.5×10-5）
大鱼（2×10-6）
小鱼（5×10-7）
植物（4×10-8）
水（3×10-12）
有害物质在生物体内的浓度
能量流动和物质循环的关系
比较物质循环和能量流动，阐释二者的区别和联系
1.请在碳循环过程模型上绘制能量流动过程。
能量流动和物质循环的关系
2.列表对比归纳能量流动和物质循环的关系
项目 能量流动 物质循环
范围 生态系统_________ _______
特点 ___________________ _________
联系 同时进行、相互依存、不可分割：(1)能量的　　　、　　　、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程；(2)物质是能量沿食物链(网)流动的　　　；(3)能量是物质在生物群落和非生物环境之间循环往返的______
各营养级
全球性
单向流动，逐级递减
反复利用
固定
储存
载体
动力
能量流动和物质循环的关系
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
√
【探究·实践】探究土壤微生物的分解作用
1.《探究土壤微生物在落叶分解中的作用》该实验的自变量、因变量、无关变量是什么？在实验中是如何控制自变量的？实验结果是怎样的？
2.《探究土壤微生物对淀粉的分解作用》该实验的自变量和因变量是什么？实验中选用什么试剂检测因变量的变化？该实验的设计思路是什么？
请同学们自主阅读教材P65-66，小组合作思考讨论完成问题。
提出问题
实验假设
实验设计 自变量
实验组
对照组
实验现象
结论分析
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂
土壤中是否含微生物
对土壤高温处理（灭菌）
对土壤不做任何处理（自然状态）
相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂
土壤微生物对落叶有分解作用
参考案例1：
土壤进行处理，排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变。
不能加热烘干，会导致土壤理化性质发生改变，可将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1小时灭菌
【探究·实践】探究土壤微生物的分解作用
参考案例2：
提出问题
实验假设
实验设计 自变量
实验组
对照组
实验现象 加入 碘液 A1
B1
加入斐林试剂，水浴加热 A2
B2
结论分析
土壤微生物能分解淀粉吗？
土壤微生物能分解淀粉
土壤中是否含有分解淀粉的微生物
B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸馏水
不变蓝
变蓝
产生砖红色沉淀
不产生砖红色沉淀
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
【探究·实践】探究土壤微生物的分解作用
A杯中加入适量淀粉糊+30mL土壤浸出液

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