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生态系统中的物质能被循环利用
第4节
浙科版 选择性必修2
1.能简述生态系统水循环、碳循环、氮循环的过程
2.能说明物质循环的应用及意义
无机物
有机物
生产者的光合作用
（如水、二氧化碳、无机盐）
一部分
大部分
细胞呼吸
分解者的分解作用
1.物质循环的过程
生态系统中的物质循环
2.类型:
水循环、碳循环、氮循环
生物在水循环中起的作用很小
1.水循环的途径
降水和蒸发是水循环的两种方式。
海洋
陆地
大气中的水
降水
降水
蒸发
蒸发
地表径流
2.动力：
由太阳能推动
3.水循环的特点
陆地： 蒸发量<降水量
海洋： 蒸发量>降水量
（1）生物圈：蒸发量=降水量
（2）沼泽地、大陆架：地球上生产力最高的系统之一
（3）生物在全球水循环中所起的作用很小
地球上水的总量约1.4×1010 km3,并且水在自然界可以循环往复，因此有人认为水资源是取之不尽的，我国也不存在水资源不足的问题。你如何看待这一问题？
阅读教材76页，思考·讨论·分析碳循环的过程
1.碳在非生物环境的存在形式有哪些？在生物体碳以什么形式存在？
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）？
3.碳返回无机环境的途径有哪些？
二氧化碳是碳循环的主要形式
CO2和碳酸盐
含碳有机物
主要是CO2
光合作用（主要）和化能合成作用
①生产者和消费者的呼吸作用；
②分解者的分解作用；
③化石燃料的燃烧。
1.碳在非生物环境中的主要存在形式：
2.碳在生物体内的主要存在形式：
3.碳进入生物群落的途径：
4.碳在非生物环境和生物群落之间的循环形式：
5.碳进入大气的途径：
煤、石油
燃烧
1.碳循环模式图
大气中的CO2库
生产者
消费者
光合作用
呼吸作用
呼吸作用
分解者
分解作用
摄食
（有机物）
2024/1/25
思考：1.碳在生物体之间传递途径是什么？
2.参与碳循环的生理过程有哪些？
食物链和食物网
呼吸作用和光合作用
C__________
A__________
B__________
大气中的CO2库
三级消费者
分解者
次级消费者
生产者
初级消费者
碳循环图解变形
辨图要点：
1、碳循环中，只有生产者与无机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
E__________
F__________
D__________
2.碳循环特点
（2）具全球性、反复循环流动
（1）
生物
群落
无机
环境
CO2
有机物
碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，在生物群落之间是以有机物的形式进行的。
固氮菌等细菌在氮循环中发挥重要作用
大气圈是氮最重要的储存库
生物如何才能利用大气中的氮？
固定为无机氮化合物（主要是硝酸盐和氨）
1.氮的固定
固氮的途径主要有高能固氮、工业固氮和生物固氮
类型 方式 说明
高能固氮
工业固氮
生物固氮
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
是在高温、高压、催化剂的作用下，将氮气还原为氨气
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
对生态系统中氮的循环产生了重要的影响
①
②
③
④
⑤
⑥
2.氮循环的过程
工业固氮
高能固氮
生物固氮
氨化作用
硝化作用
反硝化作用
氨化作用
硝化作用
反硝化作用
动植物遗体中的有机氮化物、动物的含氮排泄物（如尿素），经过微生物的分解后形成氨。
在有氧的条件下，土壤中的氨或铵盐在硝化细菌等的作用下最终氧化成硝酸盐，并存在于土壤中，部分硝酸盐进入水域被利用。
硝酸盐等含氮化合物在反硝化细菌的作用下转化为N2、NO、N20，返回大气，这个过程称为反硝化作用。
氮循环包括固氮、氨化、硝化和反硝化等过程
固氮作用
反硝化作用
大气中氮
生物群落的氮
3.能量流动和物质循环的关系
能量流动 物质循环
范围
特点
过程
联系
生物群落（生态系统各营养级之间）
生物圈
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返
二者是生态系统的主要功能，它们同时进行，相互依存，不可分割：①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；②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；③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。
A.生物圈的物质是自给自足的，能量是需要不断补充的
B.物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动
C.能量23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C02的形式进行的
分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，不能得到的结论是（ ）
C
人类对物质循环规律的运用
物质循环应用的实例
（2）人们根据生态学的原理，用系统工程的方法和技术指导生产实践，就可以实现资源的多层次利用或循环利用，使人和自然环境共同受益。
2.意义
（1）运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的物质循环和能量流动，使物质中的能量更多地流向对人类有益的方向。
生态系统的物质循环
物质循环的概念
实例
水循环
碳循环
物质循环的应用
氮循环

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